過程控制工程試題(B卷)考試題及其答案1

班級學號班級學號題號二三四五六總分核分人得分評卷人（適用班級:0620391、0620392）2008/2009學年第二學期期末試題得分一、填空題（每空1分，共20分）：隨著控制通道的增益％的增加，控制作用增強，克服干擾的能力最大，系統(tǒng)的余差減小，最大偏差減小。從理論上講，干擾通道存在純滯后，不影響系統(tǒng)的控制質(zhì)量。建立過程對象模型的方法有機理建模和系統(tǒng)辨識與參數(shù)估計?？刂葡到y(tǒng)對檢測變送環(huán)節(jié)的基本要求是準確、迅速和可靠?？刂崎y的選擇包括—結(jié)構(gòu)材質(zhì)的選擇、口徑的選擇、流量特性的選擇和正反作用的選擇。防積分飽和的措施有對控制器的輸出限幅、限制控制器積分部分的輸出和積分切除法。如果對象擾動通道增益斤增加，擾動作用增強，系統(tǒng)的余差增大，最大偏差增大。在禺心泵的控制方案中，機械效率最差的是通過旁路控制。得分二、簡答題（每題6分，共24分）:1、電氣閥門定位器有哪些作用答：改善閥的靜態(tài)特性改善閥的動態(tài)特性改變閥的流量特性用于分程控制用于閥門的反向動作簡述串級控制系統(tǒng)的設計原則。答：(1)副回路的選擇必須包括主要擾動，而且應包括盡可能多的擾動；主、副對象的時間常數(shù)應匹配；應考慮工藝上的合理性和實現(xiàn)的可能性；要注意生產(chǎn)上的經(jīng)濟性。簡單控制系統(tǒng)由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？答：簡單控制系統(tǒng)由一個被控對象，一個檢測元件和變送器，一個調(diào)節(jié)閥和一個調(diào)節(jié)器組成。檢測元件和變送器用于檢測被控變量，并將檢測到的信號轉(zhuǎn)換為標準信號，輸出到控制器?？刂破饔糜趯z測變送器的輸出信號與設定值進行比較,得出偏差，并把偏差信號按一定的控制規(guī)律運算，運算結(jié)果輸出到執(zhí)行器。執(zhí)行器是控制系統(tǒng)回路中的最終元件，直接用于改變操縱量，以克服干擾，達到控制的目的。前饋控制和反饋控制各有什么特點？為什么采用前饋-反饋復合系統(tǒng)將能較大地改善系統(tǒng)的控制品質(zhì)？答:前饋控制的特點是:根據(jù)干擾工作；及時；精度不高，實施困難；只對某個干擾有克服作用?反饋的特點作用依據(jù)是偏差;不及時:精度高，實施方便，對所有干擾都有克服作用.由于兩種控制方式優(yōu)缺點互補，所以前饋-反饋復合系統(tǒng)將能較大地改善系統(tǒng)的控制品質(zhì).得分三、(10分)一個如圖1所示的換熱器，用蒸汽將進入其中的冷物料加熱到一定溫度，生產(chǎn)工藝要求熱物料出口溫度維持恒定CTVlt).試設計一簡單溫度控制系統(tǒng)，選擇被控量和操縱量，畫出其結(jié)構(gòu)原理圖，并選擇調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律。班級學號班級學號答：被控量為了流體出口溫度，操縱量為蒸汽流量，調(diào)節(jié)器應選擇PID調(diào)節(jié)規(guī)律。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如下圖所示:得分四、（25分）圖2為管式加熱爐溫度控制系統(tǒng)。試確定:這是一個什么系統(tǒng)？畫出其方框圖。調(diào)節(jié)閥的作用形式；主、副調(diào)節(jié)器的正反作用；分析系統(tǒng)的可能經(jīng)受的擾動及主要擾動；簡述進料流量增大時的控制過程；如果進料流量是注意擾動，上述系統(tǒng)應如何改進？答：1、這是個串級控制系統(tǒng)；系統(tǒng)方塊圖如下設定值―?+」主控副控副干擾主干擾設定值―?+」主控副控副干擾主干擾I副變量JN執(zhí)行器—副對象*主對象主變量副回路副測量、變送主回路主測量、變送2、調(diào)節(jié)閥為氣開式，副調(diào)節(jié)器應為反作用，主調(diào)節(jié)器也應為反作用3、可能經(jīng)受的擾動有被加熱物料的流量、溫度、成分的變化，燃料油的管道壓力、流量、成分的變化及環(huán)境溫度的變化。主要擾動應該是燃料油管道壓力的波動。4、 若進入加熱爐的進料流量發(fā)生變化而影響到爐出口溫度變化時，則由主調(diào)節(jié)器首先起控制作用，此時副回路雖不能直接克服擾動，但副回路的存在改善了過程特性，縮短了控制通道，因此控制質(zhì)量有所提高。5、 此時應該選擇爐膛溫度作為副變量，組成串級控制系統(tǒng)，如下圖所示：得分五、（11分）如圖所示為鍋爐液位雙沖量控制系統(tǒng)。試問：當供水壓力波動較大時該方案是否能夠滿足控制要求?說明理由?如果不能，請設計出改進的方案.得分六、（10分）在制藥得分六、（10分）在制藥業(yè)中，為了增強藥效，需要對某種成分的藥物注入一定量的鎮(zhèn)定劑、緩沖劑，或加入一定量的酸、堿，使藥物呈酸性或堿性。這種注入過程一般都在混合槽中進行。工藝要求生產(chǎn)藥物與注入劑混合后的含量必須符合規(guī)定的比例，同時在混合過程中不允許藥物流量突然發(fā)生變化，以免混合過程產(chǎn)生局部的化學副反應，為此設計如下圖所示的控制系統(tǒng)。試分析：1圖中停留槽的作用是什么？2圖中有幾個控制系統(tǒng)，分別是什么系統(tǒng)，各系統(tǒng)的作用如何？答：停