《過程控制系統(tǒng)》期末試卷+參考答案

《過程控制系統(tǒng)》期末試卷+參考答案《過程控制系統(tǒng)》期末試卷+參考答案PAGE/注：考試期間試卷不允許拆開。第9頁共9頁《過程控制系統(tǒng)》期末試卷+參考答案xxxx-xxxx學(xué)年第x學(xué)期《過程控制系統(tǒng)》試題（卷）A課程代碼BB058007考試方式閉卷考試時長100分鐘姓名學(xué)號教學(xué)班號專業(yè)級班題號一二三四五六七八合計滿分25183027100得分閱卷人得分注：不可使用計算器得分一、填空題（每空1分，共25分）1、過程控制系統(tǒng)由和兩部分組成。。2、過程檢測儀表的接線方式有兩種：、。3、壓力檢測的類型有三種，分別為：、、。4、PID調(diào)節(jié)器分為和兩種。5、理想流量特性有四類，分別是、、、。6、常用比值運算部件有：、、、。7、前饋控制規(guī)律取決于和的傳遞函數(shù)。8、主要擾動無法落在串級控制的副環(huán)時，用可得到更好的控制效果。9、混合型選擇性控制系統(tǒng)指：既包含有，又有。10、產(chǎn)生積分飽和的3個條件：（1）（2）（3）。得分二、名詞解釋（每個3分，共18分）得分1、閥位控制系統(tǒng)2、積分飽和3、比例控制系統(tǒng)4、.超馳控制系統(tǒng)5、現(xiàn)場總線6、均勻控制系統(tǒng)得分三、簡答題（每個6分，共30分）得分1、被控對象、調(diào)節(jié)閥、調(diào)節(jié)器的正、反作用方向各是怎樣規(guī)定的？2、什么是簡單控制系統(tǒng)？試畫出簡單控制系統(tǒng)的典型方塊圖。3、調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的任務(wù)是什么？工程上常用的調(diào)節(jié)器參數(shù)整定有哪幾種方法？4、怎樣選擇串級控制系統(tǒng)中主、副控制器的控制規(guī)律?5、積分飽和的危害是什么?有哪幾種主要的抗積分飽和措施?得分得分四、分析題。（共27分）1、（15分）請判定如圖所示溫度控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥和調(diào)節(jié)器的作用型式。（1）當物料為溫度過低時易析出結(jié)晶顆粒的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為過熱蒸汽時；（2）當物料為溫度過高時易結(jié)焦或分解的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為過熱蒸汽時；（3）當物料為溫度過低時易析出結(jié)晶顆粒的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為待加熱的軟化水時；（4）當物料為溫度過高時易結(jié)焦或分解的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為待加熱的軟化水時。2、（12分）圖示為一列管式換熱器。工藝要求出口物料溫度保持恒定。經(jīng)分析如果保持物料入口流量和蒸汽流量基本恒定，則溫度的波動將會減小到工藝允許的誤差范圍之內(nèi)。現(xiàn)分別設(shè)計了物料入口流量和蒸汽流量兩個控制系統(tǒng)，以保持出口物料溫度恒定。（1）試畫出對出口物料溫度的控制系統(tǒng)方塊圖；（2）指出該系統(tǒng)是開環(huán)控制系統(tǒng)還是閉環(huán)控制系統(tǒng)，并說明理由。《過程控制》試題（卷）3答案一、填空題（每空1分，共25分）1、過程控制系統(tǒng)由工程儀表和被控過程兩部分組成。2、過程檢測儀表的接線方式有兩種：電流二線制四線制、電阻三線制。3、壓力檢測的類型有三種，分別為：彈性式壓力檢測、應(yīng)變式壓力檢測、壓阻式壓力檢測。4、PID調(diào)節(jié)器分為模擬式和數(shù)字式兩種。5、理想流量特性有四類，分別是直線、對數(shù)、拋物線、快開。6、常用比值運算部件有：乘法器、比值器、分流器、比率器。7、前饋控制規(guī)律取決于對象干擾通道和控制通道的傳遞函數(shù)。8、主要擾動無法落在串級控制的副環(huán)時，用前饋-反饋控制可得到更好的控制效果。9、混合型選擇性控制系統(tǒng)指：既包含有開關(guān)型選擇，又有連續(xù)型選擇。10、產(chǎn)生積分飽和的3個條件：（1）積分作用（2）開環(huán)（3）偏差長期存在。二、名詞解釋（每個3分，共18分）1、閥位控制系統(tǒng)：是綜合考慮快速性、有效性、經(jīng)濟性和合理性的一種控制系統(tǒng)。2、積分飽和:

在積分控制范圍內(nèi)，積分控制輸出與偏差的時間積分成正比，當控制輸出達到一定限制后就不在繼續(xù)上升或下降，這就是積分飽和現(xiàn)象。3、比例控制系統(tǒng)：凡是兩個或多個參數(shù)自動維持一定比例關(guān)系的過程控制系統(tǒng)，稱為比例控制系統(tǒng)。4、超馳控制系統(tǒng)：指在一個控制系統(tǒng)中，設(shè)有兩個控制器，通過高低值選擇器選出能適應(yīng)安全生產(chǎn)狀態(tài)的控制信號，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動化控制。5、現(xiàn)場總線：是指將現(xiàn)場設(shè)備與工業(yè)控制單元、現(xiàn)場操作站等互聯(lián)而成的計算機網(wǎng)絡(luò)，具有全數(shù)字化、分散、雙向傳輸和多分枝的特點，是工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)向現(xiàn)場級發(fā)展的產(chǎn)物。6、均勻控制系統(tǒng)：控制量和被控量在一定范圍內(nèi)都緩慢而均勻的變化的系統(tǒng)，稱為均勻控制系統(tǒng)。得分三、簡答題（每個6分，共30分）得分1、被控對象、調(diào)節(jié)閥、調(diào)節(jié)器的正、反作用方向各是怎樣規(guī)定的？答：被控對象的正、反作用方向規(guī)定為：當操縱變量增加時，被控變量也增加的對象屬于“正作用”；反之，被控變量隨操縱變量的增加而降低的對象屬于“反作用”。調(diào)節(jié)閥的作用方向由它的氣開、氣關(guān)型式來確定。氣開閥為“正”方向，氣關(guān)閥為“反”方向。如果將調(diào)節(jié)閥的輸入偏差信號定義為測量值減去給定值，那么當偏差增加時，其輸出也增加的調(diào)節(jié)器稱為“正作用”調(diào)節(jié)器；反之，調(diào)節(jié)器的輸出信號隨偏差的增加而減小的稱為“反作用”調(diào)節(jié)器。2、什么是簡單控制系統(tǒng)？試畫出簡單控制系統(tǒng)的典型方塊圖。答：所謂簡單控制系統(tǒng)，通常是指由一個被控對象、一個檢測元件及傳感器（或變送器）、一個調(diào)節(jié)器和一個執(zhí)行器所構(gòu)成的單閉環(huán)控制系統(tǒng)，有時也稱為單回路控制系統(tǒng)。簡單控制系統(tǒng)的典型方塊圖如圖所示。3、調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的任務(wù)是什么？工程上常用的調(diào)節(jié)器參數(shù)整定有哪幾種方法？答：調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的任務(wù)是：根據(jù)已定的控制方案，來確定調(diào)節(jié)器的最佳參數(shù)值（包括比例度δ、積分時間Ti、微分時間Td），以便使系統(tǒng)能獲得好的調(diào)節(jié)質(zhì)量。調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的方法有理論計算和工程整定兩大類，其中常用的是工程整定法。屬于調(diào)節(jié)器參數(shù)的工程整定法主要有臨界比例度法、衰減曲線法和經(jīng)驗湊試法等。4、怎樣選擇串級控制系統(tǒng)中主、副控制器的控制規(guī)律?

答、串級控制系統(tǒng)的目的是為了高精度地穩(wěn)定主變量，對主變量要求較高，一般不允許有余差，所以主控制器一般選擇比例積分控制規(guī)律，當對象滯后較大時，也可引入適當?shù)奈⒎肿饔?。串級控制系統(tǒng)中對副變量的要求不嚴。在控制過程中，副變量是不斷跟隨主控制器的輸出變化而變化的，所以副控制器一般采用比例控制規(guī)律就行了，必要時引入適當?shù)姆e分作用，而微分作用一般是不需要的。5、積分飽和的危害是什么?有哪幾種主要的抗積分飽和措施?得分答：當控制器處于積分飽和狀態(tài)時，它的輸出將達到最大或最小的極限值，該極限值已超出執(zhí)行器的有效輸入信號范圍(對于氣動薄膜控制閥來說，其有效輸入信號范圍一般為20～100kPa)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象，對控制系統(tǒng)的工作是很不利的。因為當需要該控制器恢復(fù)工作狀態(tài)(在取代控制系統(tǒng)中，控制器重新被選擇器選中)時，它不能馬上動作，必須待它的輸出退出飽和區(qū)，返回到執(zhí)行器的有效輸入信號范圍內(nèi)后，才能使執(zhí)行器開始動作。所以取代是不及時的，這樣會對系統(tǒng)的工作帶來嚴重的后果，甚至會造成事故?？狗e分飽和的主要方法有限幅法和積分切除法等。得分四、分析題。（共27分，其中第一題15分，第二題12分）1、答：（1）氣關(guān)調(diào)節(jié)閥，正作用調(diào)節(jié)器；