函授過(guò)程控制習(xí)題集王麗華

XX工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院《過(guò)程控制》習(xí)題集2011學(xué)年第一學(xué)期使用班級(jí)：H化本081、HY自升本101、HY自升本091習(xí)題集1一、填空題.在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，能夠測(cè)量某物理量的大小并把它轉(zhuǎn)化為一種特定信號(hào)的自動(dòng)化裝置是（測(cè)量元件與變送器）。.過(guò)渡過(guò)程終了時(shí)，被調(diào)參數(shù)所達(dá)到的新的穩(wěn)態(tài)值與給定值之差叫做（余差）。.在研究對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性時(shí)，將（被調(diào)參數(shù)）看作對(duì)象的輸出量，而將（干擾作用和調(diào)節(jié)作用）看作對(duì)象的輸入量。.自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)方塊圖中,給定值R,測(cè)量值M和偏差e三者之間的關(guān)系是（E=R-M）。.積分時(shí)間愈（短），積分作愈強(qiáng)。.可用一階微分方程式描繪其動(dòng)態(tài)特性的對(duì)象稱為（一階對(duì)象）。二、單項(xiàng)選擇題 初一?1.在如圖所示的水槽液位控制系統(tǒng)中， 廠」C（c）是被控變量。 ="―"QTYLCA.進(jìn)水流量 = AB.出水流量 =一 及二?C.水槽液位D.水槽.下列（A ）不是描述對(duì)象特性的數(shù)。A.過(guò)渡時(shí)間 B.時(shí)間常數(shù) C.放大系數(shù) D.滯后時(shí)間.下列關(guān)于積分飽和的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（D）。A.調(diào)節(jié)器處于開環(huán)工作狀態(tài)是出現(xiàn)積分飽和現(xiàn)象的必要條件B.調(diào)節(jié)器具有積分作用才會(huì)出現(xiàn)積分飽和現(xiàn)象C.積分飽和狀態(tài)時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出將達(dá)到最大或最小的極限值D.只有在選擇性調(diào)節(jié)系統(tǒng)中才會(huì)出現(xiàn)積分飽和現(xiàn)象.串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，副回路一般采用（A）調(diào)節(jié)規(guī)律。A.比例B.比例積分C.比例微分D.A.比例B.比例積分C.比例微分D.比例積分微分5.如圖所示為丙烯冷卻器的控制方案示意圖，的控制系統(tǒng)為（D）控制系統(tǒng)。A.串級(jí)圖中所采用B.均勻C.分程D.選擇6.在合成纖維錦綸生產(chǎn)中，熟化罐的溫度是一個(gè)重要的參數(shù)，其期望值是一已知的時(shí)間函數(shù)，則熟化罐的溫度控制系統(tǒng)屬于（D）。A,定值控制系統(tǒng)B,隨動(dòng)控制系統(tǒng) C.正反饋控制系統(tǒng)D.程序控制系統(tǒng)三、判斷改錯(cuò)題（判斷下列各題，在題后的括號(hào)內(nèi)，對(duì)的打“J”，錯(cuò)的打“X”。）.每個(gè)控制系統(tǒng)都有相應(yīng)的方塊圖，同一形式的方塊圖只能代表一個(gè)控制系統(tǒng)。（X）.當(dāng)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性可以用二階微分方程表示時(shí)，該對(duì)象就稱為二階對(duì)象。（V）.在自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖中，作用于對(duì)象的輸入信號(hào)有兩個(gè)，一個(gè)是調(diào)節(jié)信號(hào)，另一個(gè)是干擾信號(hào)。（X）.幾乎所有的自動(dòng)控制系統(tǒng)都是負(fù)反饋系統(tǒng)。（V）.調(diào)節(jié)器由比較點(diǎn)和調(diào)節(jié)規(guī)律方塊組成。（V）.對(duì)象在受到階躍干擾后，被調(diào)參數(shù)開始變化很慢，后來(lái)才逐漸加快，最后又變慢直至接近穩(wěn)定值，這種現(xiàn)象叫做傳遞滯后。（X）.對(duì)于同一被調(diào)參數(shù)的調(diào)節(jié)來(lái)講，前饋調(diào)節(jié)和反饋調(diào)節(jié)是不能同時(shí)存在的。（X）四、計(jì)算分析題.簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的定義是什么?畫出簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的典型方塊圖。簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)是由一個(gè)調(diào)節(jié)器、一個(gè)變送器（測(cè)量?jī)x表、一個(gè)執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）和一個(gè)被控物理對(duì)象所組成的控制系統(tǒng)。方塊圖如下圖所示。.常用的調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律有哪些?各有什么特點(diǎn)?適用于什么場(chǎng)合？常用的調(diào)節(jié)規(guī)律有位式調(diào)節(jié)、PI調(diào)節(jié)、PD調(diào)節(jié)和PID調(diào)節(jié)等。位式調(diào)節(jié)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、易于實(shí)現(xiàn)的有點(diǎn)，主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的液位控制、壓力控制、溫度控制等系統(tǒng)。PI調(diào)節(jié)可以消除偏差，但調(diào)節(jié)動(dòng)作緩慢，常用于干擾量較大的控制過(guò)程中。PD調(diào)節(jié)可快速進(jìn)行調(diào)解，常用于溫度、成份等滯后較大的控制系統(tǒng)中，可改善控制過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性。（2分）PID調(diào)節(jié)既能快速進(jìn)行調(diào)節(jié)，又能消除余差，具有較好的調(diào)節(jié)性能，被廣泛應(yīng)用。測(cè)驗(yàn)作業(yè)題1.簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的定義是什么?畫出簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的典型方塊圖。.什么是串級(jí)控制系統(tǒng)？它是怎樣組成的？試畫出串級(jí)控制系統(tǒng)的典型方塊圖。.如圖所示的反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)。冷卻水通過(guò)夾套內(nèi)，以帶走反應(yīng)產(chǎn)生的熱量。試問(wèn)：（1）這是一個(gè)什么類型的控制系統(tǒng)？試畫出它的方塊圖。（2）如果反應(yīng)器溫度不允許過(guò)高，否則易發(fā)生事故，試確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)型式。（3）確定主、副調(diào)節(jié)器的正、反作用。（4）如果主要干擾是冷卻水壓力波動(dòng)，試簡(jiǎn)述其控制過(guò)程。4.什么是反饋、正反饋、負(fù)反饋，什么是傳遞函數(shù)?4.什么是反饋、正反饋、負(fù)反饋，什么是傳遞函數(shù)?.被控對(duì)象、執(zhí)行器與調(diào)節(jié)器的正反作用是如何規(guī)定的?.什么是一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)對(duì)象、被調(diào)參數(shù)、給定值、調(diào)節(jié)作用、調(diào)節(jié)參數(shù)、調(diào)節(jié)介質(zhì)？試舉例說(shuō)明。習(xí)題集2一、填空題.液柱式壓力計(jì)是將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成（液柱高度）進(jìn)行測(cè)量的。.串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，主回路是一個(gè)（定值）調(diào)節(jié)系統(tǒng)。.轉(zhuǎn)子流量計(jì)采用的是（恒壓降、變節(jié)流面積）的流量測(cè)量方法。.在熱電偶測(cè)溫回路中，只要引入線（兩端溫度相同），不會(huì)影響熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)數(shù)值。.熱電偶測(cè)溫不僅與被測(cè)端溫度有關(guān)，且還決定于（冷端）的溫度。二、單項(xiàng)選擇題.化工生產(chǎn)中，為了使貯罐中的油品不被空氣中的氧氣氧化，常常采用“氮封”的方法，為了維持氮封壓力，一般采用（C）控制方案。A.前饋 B.選擇性C.分程D.串級(jí).在選擇調(diào)節(jié)參數(shù)時(shí)，從靜態(tài)特性考慮，下述對(duì)于放大系數(shù)的說(shuō)法正確的是（C）。A.對(duì)調(diào)節(jié)通道的放大系數(shù)和干擾通道的放大系數(shù)要求是一樣的B.對(duì)象干擾通道的放大系數(shù)越大越好C.應(yīng)選擇使調(diào)節(jié)通道放大系數(shù)大的變量作為調(diào)節(jié)參數(shù)D.對(duì)象調(diào)節(jié)通道的放大系數(shù)越小越好.用某臺(tái)測(cè)溫儀表測(cè)溫，其測(cè)溫X圍為200?1200℃,根據(jù)工藝要求，溫度指示值的誤差不得超過(guò)±7℃,則此臺(tái)測(cè)溫儀表的精度等級(jí)至少為（B）。A.1.0級(jí) B.0.5級(jí)C.0.7級(jí) D.1.5級(jí).在工藝控制流程圖中，符號(hào)QT表示（B）。A.溫度控制器B.溫度變送器C.組分變送器 D.組分控制器.當(dāng)生產(chǎn)短期內(nèi)處于不正常情況時(shí)，為了做到既不停車又能對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行自動(dòng)保護(hù)，人們常常采用（B）控制系統(tǒng)。A.串級(jí) B.選擇性C.多沖量 D.均勻.下面關(guān)于補(bǔ)償導(dǎo)線說(shuō)法不正確的有（B）。A.補(bǔ)償導(dǎo)線與對(duì)應(yīng)的熱電偶在0?100℃的溫度X圍內(nèi)有相同的熱電特性B.補(bǔ)償導(dǎo)線無(wú)極性C.不同的熱電偶用的補(bǔ)償導(dǎo)線也不同D.熱電偶測(cè)溫時(shí)若使用了補(bǔ)償導(dǎo)線只是將冷端延伸到溫度比較恒定的地方.若用電子電位差計(jì)配熱電偶測(cè)溫，如果熱端溫度上升3℃,而冷端溫度也升高3℃,則儀表指示（A）。A.升高3℃ B.下降3℃

D.不變C.下降D.不變.電子電位差計(jì)的起始點(diǎn)為0℃,當(dāng)輸入端的輸入電勢(shì)為0時(shí)，儀表指針應(yīng)指在(B)。A.始點(diǎn) B.室溫C.終點(diǎn) D.任意位置三、判斷題(判斷下列各題，在題后的括號(hào)內(nèi)，對(duì)的打“J”，錯(cuò)的打“X”。).串級(jí)均勻調(diào)節(jié)系統(tǒng)與串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上是不相同的。(X).若組成熱電偶回路的兩種金屬材料相同，則不論熱電偶兩端溫度是否相同，回路中的總電勢(shì)為零。.電子電位差計(jì)和自動(dòng)平衡電橋都可配用熱電偶測(cè)溫。(X).采用閥門定位器可以改善閥門的工作特性。(V).兩支壓力表的絕對(duì)誤差相等，標(biāo)尺X圍較小的表精度較高。(X)四、計(jì)算分析題.請(qǐng)畫出鍋爐汽包液位雙沖量控制方案示意圖，并說(shuō)明雙沖量液位控制方案怎樣克服虛假液位?鍋爐汽包液位的雙沖量控制系統(tǒng)如圖所示。當(dāng)蒸汽負(fù)荷的變化引起液位大幅度波動(dòng)時(shí)，蒸汽流 量信波動(dòng)起的號(hào)的引入起著超前調(diào)節(jié)的作用，它可以在液位還未出現(xiàn)時(shí)提前使調(diào)節(jié)閥動(dòng)作從而減少因蒸汽負(fù)荷量的變化而引液位波動(dòng)。波動(dòng)起的.如圖所示的測(cè)溫系統(tǒng)中，當(dāng)熱電偶熱端溫度為600℃時(shí)，電子電位差計(jì)的指示是多少?K30℃銅銀K30℃銅銀In銅+口XWC—心K銅銅20℃10℃附K熱電偶分度表溫度(℃)102030570580600熱電勢(shì)(mV)0.3970.7981.20323.62424.05024.902設(shè)儀表指示值為Tr從熱電偶熱端溫度為600℃可知熱電偶輸出電勢(shì)為E(600,30)而補(bǔ)償導(dǎo)線產(chǎn)生的電勢(shì)為E補(bǔ)=￡(30,20)由于K熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)為銅一銀銅，即銅為正極，而銀銅為負(fù)極所以圖中補(bǔ)償導(dǎo)線是接反的所以輸入電子電位差計(jì)的總電勢(shì)為Ea=E(600,30)-E(30,20)而電子電位差計(jì)接收到的電勢(shì)E=E(T,10)

所以有：E(T,10)=E(600,30)-E(30,20)即 E(T,0)=E(600,30)-E(30,20)+E(10,0)=24.902-1.203-1.203+0.798+0.397=23.691(mV)由所附分度表可知，在570℃?580℃之間，每1℃對(duì)應(yīng)的mV值為0.043所以有(24.050-23.691)：0.043=8.4℃即 實(shí)際溫度T=580-8.4=571.6℃.如圖所示的反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)。冷卻水通過(guò)夾套內(nèi)，以帶走反應(yīng)產(chǎn)生的熱量。試問(wèn)：(1)這是一個(gè)什么類型的控制系統(tǒng)？試畫出它的方塊圖。(2)如果反應(yīng)器溫度不允許過(guò)高，否則易發(fā)生事故，試確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)型式。(3)確定主、副調(diào)節(jié)器的正、反作用。(4)如果主要干擾是冷卻水壓力波動(dòng)，試簡(jiǎn)述其控制過(guò)程。(1)這是一個(gè)溫度-流量串級(jí)控制系統(tǒng)。方塊圖如圖所示。(2)在氣源中斷時(shí)為防止反應(yīng)器溫度過(guò)高，應(yīng)保證冷卻水不斷流進(jìn)，故應(yīng)采用氣關(guān)型的調(diào)節(jié)閥，為“一”方向。(3)主調(diào)節(jié)器的作用方向：當(dāng)主變量反應(yīng)器溫度增加時(shí)，要求冷卻水的調(diào)節(jié)閥開大，副變量冷卻水流量增加時(shí)，要求冷卻水的調(diào)節(jié)閥關(guān)小，因此主調(diào)節(jié)器采用“正”作用。副調(diào)節(jié)器的作用方向：由于冷卻水量增加時(shí)，副變量冷卻水流量是增加的，即副對(duì)象為“十”方向。已知調(diào)節(jié)閥為“一”方向，故副調(diào)節(jié)器應(yīng)該是“正”作用的。(4)設(shè)冷卻水壓力增加，則冷卻水流量增加，由于FC為“正”作用，其輸出增加，而調(diào)節(jié)閥為氣關(guān)型，故調(diào)節(jié)閥關(guān)小，使冷卻水流量減小，與時(shí)克服了由于冷卻水壓力波動(dòng)對(duì)冷卻水流量的影響，從而減少甚至消除了冷卻水壓力波動(dòng)對(duì)反應(yīng)器溫度的影響。另外，如果冷卻水壓力波動(dòng)影響到了反應(yīng)器溫度，假設(shè)反應(yīng)器溫度升高，則“正”作用的主調(diào)節(jié)器TC的輸出增加，副調(diào)節(jié)器FC的給定值增加，由于FC為“正”作用，因此FC輸出降低，氣關(guān)型的調(diào)節(jié)閥開大，冷卻水流量增加，使反應(yīng)器溫度降低，從而得到了精確的控制。FC調(diào)節(jié)閥反應(yīng)器溫度FC調(diào)節(jié)閥反應(yīng)器溫度外流量測(cè)量變法

溫度測(cè)量變送

測(cè)驗(yàn)作業(yè)題2.某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)溫X圍為0-500攝氏度，校驗(yàn)該表時(shí)得到的最大絕對(duì)誤差是正負(fù)3攝氏度，試確定該儀表的精度等級(jí)。XWCK10℃.XWCK10℃溫度(℃)102030570580600熱電勢(shì)(mV)0.3970.7981.20323.62424.05024.902附K熱電偶分度表銅鎳值銅《/+K -、--30℃.熱電偶溫度計(jì)是利用什么原理來(lái)測(cè)溫的？為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆绞接心菐追N？.差壓式流量計(jì)是由哪些部分組成的？利用什么原理來(lái)測(cè)量流量？，在安裝使用時(shí)要注意哪些事項(xiàng)？.什么是正遷移和負(fù)遷移？它們之間有什么不同？零點(diǎn)遷移的實(shí)質(zhì)是什么？.熱電阻溫度計(jì)是利用什么原理來(lái)測(cè)溫的？熱電阻溫度變送器和熱電偶溫度變送器的輸入信號(hào)各是什么？輸出信號(hào)又是什么？習(xí)題集3一、填空題1.電-氣轉(zhuǎn)換器能夠把0~10mA或4-20mA的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成（0.02?0.1MPa）的氣信號(hào)。.當(dāng)來(lái)自調(diào)節(jié)器或閥門定位器的信號(hào)壓力增大時(shí)，推桿向下動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)叫做（正）作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。.在進(jìn)行調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定時(shí)，（臨界比例度）法先通過(guò)試驗(yàn)得到臨界比例度和臨界周期，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的關(guān)系求出調(diào)節(jié)器各參數(shù)。.當(dāng)來(lái)自調(diào)節(jié)器或閥門定位器的信號(hào)壓力增大時(shí)，推桿向上動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)叫做（反）作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。.確定調(diào)節(jié)閥的（氣開氣關(guān)形式）主要考慮生產(chǎn)安全因素。二、單項(xiàng)選擇題1.下述關(guān)于調(diào)節(jié)參數(shù)的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（D）。A.調(diào)節(jié)參數(shù)是對(duì)被調(diào)參數(shù)有影響的因素中比較靈敏的參數(shù)B.調(diào)節(jié)參數(shù)應(yīng)是可控的C.調(diào)節(jié)參數(shù)是對(duì)象的輸入量之一D.選擇調(diào)節(jié)參數(shù)時(shí)應(yīng)使調(diào)節(jié)通道時(shí)間常數(shù)大一些.如圖所示，曲線A、B、C表示了差壓式液位計(jì)測(cè)容器的液位時(shí)零點(diǎn)遷移的情況，那么曲線C代表是（B）。A.正遷移B.負(fù)遷移C.無(wú)遷移D.A、B、C答案都不正確統(tǒng)，若.對(duì)于如圖所示的蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)，若被加熱的物料過(guò)熱時(shí)易分解，則（C ）。A.調(diào)節(jié)閥選氣開閥，調(diào)節(jié)器選正作用B.調(diào)節(jié)閥選氣關(guān)閥，調(diào)節(jié)器選正作用C.調(diào)節(jié)閥選氣開閥，調(diào)節(jié)器選反作用D.調(diào)節(jié)閥選氣關(guān)閥，調(diào)節(jié)器選反作用4.圖中四條曲線分別表示調(diào)節(jié)閥的四種理想流量特性，其中曲線（A）表示快開流量特性。123

4.002-111型調(diào)節(jié)器的下列切換中，（D）不是無(wú)平衡無(wú)擾動(dòng)切換。A.自動(dòng)一軟手動(dòng) B.硬手動(dòng)一軟手動(dòng)C.硬手動(dòng)一自動(dòng) D.自動(dòng)一硬手動(dòng).下列（D）不屬于速度式流量?jī)x表。A.差壓式流量計(jì) B.轉(zhuǎn)子流量計(jì)C.渦輪流量計(jì) D.橢圓齒輪流量計(jì)三、判斷改錯(cuò)題（判斷下列各題，在題后的括號(hào)內(nèi)，對(duì)的打“J”，錯(cuò)的打“X”。）.在防爆措施方面，DDZ-II和口口2-111型儀表都是采用安全火花防爆型措施。（X）.在選擇串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的正反作用時(shí)，可以先確定主調(diào)節(jié)器后確定副調(diào)節(jié)器，也可以先確定副調(diào)節(jié)器后確定主調(diào)節(jié)器。（J）.采用閥門定位器可以改善閥門的工作特性。（V）.零點(diǎn)遷移的實(shí)質(zhì)是測(cè)量X圍的平移，它并不改變量程大小。（V）.電子電位差計(jì)測(cè)量橋路中的R2的阻值對(duì)于不同分度號(hào)的熱電偶，其大小是相同的。（X）.電子電位差計(jì)的量程電阻越大，儀表的量程就越大。（V）四、計(jì)算分析題.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是由那兩部分組成的？工業(yè)控制計(jì)算機(jī)有哪幾種構(gòu)成方案？試說(shuō)明其中DCS的基本構(gòu)成和特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和被控對(duì)象兩部分組成。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要包括以下幾種：?jiǎn)位芈氛{(diào)節(jié)器、單片機(jī)、總線模式工控機(jī)、可編程控制器、集散控制系統(tǒng)。DCS通常有三部分組成：過(guò)程控制操作級(jí)（是集散系統(tǒng)的核心）完成數(shù)據(jù)采集、操作控制