過程控制試題答案

過程控制

[填空題]

1前饋控制系統(tǒng)適用于什么場合？

參考答案：1）系統(tǒng)中存在頻繁且幅值大的干擾，這種干擾可測但不可控，對被控變量影響比較大，采用反饋控制難以克服，但工藝上對被控變量的要求又比較嚴格，可以考慮引入前饋回路來改善控制系統(tǒng)的品質(zhì)。

2）當采用串級控制系統(tǒng)仍不能把主要干擾包含在副回路中時，采用前饋-反饋控制系統(tǒng)，可獲得更好的控制效果。

3）當對象的控制通道滯后大，反饋控制不及時，控制質(zhì)量差，可采用前饋-反饋控制系統(tǒng)，以提高控制質(zhì)量。

[判斷題]

2、對于一個實際的生產(chǎn)過程，其廣義被控對象的增益可以是負數(shù)也可以是正數(shù)，適當選取控制器的作用方式，就可以保證系統(tǒng)工作在正反饋控制方式下。

參考答案：錯

[判斷題]

3、負荷迫升/迫降回路的主要作用是對運行參數(shù)的偏差大小和方向進行監(jiān)視，若某參數(shù)超出規(guī)定限值，則回路將根據(jù)偏差的方向，對實際負荷指令實施增或減方向的閉鎖，直到偏差回到規(guī)定限值內(nèi)才解除閉鎖。

參考答案：錯

[填空題]

4在PID調(diào)節(jié)中，比例作用是依據(jù)（）來動作的，在系統(tǒng)中起著（）的作用；積分作用是依據(jù)（）來動作的，在系統(tǒng)中起著（）的作用；微分作用是依據(jù)（）來動作的，在系統(tǒng)中起著（）的作用。

參考答案：偏差的大??；穩(wěn)定被控變量；偏差是否存在；消除余差；偏差變化速度；超前調(diào)節(jié)

[填空題]

5直行程輸出的氣動執(zhí)行機構(gòu)有（）、（）兩類。

參考答案：薄膜式執(zhí)行機構(gòu)；氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)

[填空題]

6自動調(diào)節(jié)閥按照工作所用能源形式可分為哪些？

參考答案：電動調(diào)節(jié)閥：電源配備方便，信號傳輸快、損失小，可遠距離傳輸；但推力較小。

氣動調(diào)節(jié)閥：結(jié)構(gòu)簡單，可靠，維護方便，防火防爆；但氣源配備不方便。

液動調(diào)節(jié)閥：用液壓傳遞動力，推力最大；但安裝、維護麻煩，使用不多。

[填空題]

7執(zhí)行器是自動控制系統(tǒng)中的重要組成部分，它將控制器送來的控制信號轉(zhuǎn)換成（），從而操縱（）的能量，將被控變量維持在所要求的數(shù)值上或一定的范圍內(nèi)。

參考答案：執(zhí)行動作；進入設備

[填空題]

8一臺DDZ-Ⅱ型液位控制器，其液位的測量范圍為0.5~1.2m，比例度為40%。當液位為0.9m時，控制器的輸出為5mA。試問液位變化到1m時，控制器的輸出為多少？該控制器屬于正作用或是反作用該怎樣？

參考答案：

[填空題]

9一臺DDZ-Ⅲ型溫度控制器，測量的全量程為200~1200℃，當溫度給定值由800℃階躍變化到了850℃時，控制器的輸出由12mA變化到16mA，試求控制器的比例度及放大倍數(shù)；該控制器屬于正作用還是反作用？

參考答案：

[填空題]

10DDZ-Ⅲ比例積分控制器，若將比例度設為200%，穩(wěn)態(tài)時輸出為5mA，某瞬間，輸入突然增加了0.5mA，試問經(jīng)過30s后，輸出將由5mA變化到6mA，試問積分時間TI=？

參考答案：

[填空題]

11DDZ-Ⅲ比例積分控制器，若將比例度設為50%，積分時間TI=2min，穩(wěn)態(tài)時輸出為5mA，某瞬間，輸入突然增加了0.2mA，試問經(jīng)過5min后，輸出將由5mA變化到多少？

參考答案：

[填空題]

12一臺DDZ-Ⅲ型溫度控制器，測量的全量程為0~800℃，當溫度階躍變化了40℃時，控制器的輸出由6mA變化到8mA，試求控制器的比例度δ

參考答案：

[填空題]

13試寫出微分控制規(guī)律的輸入e與輸出Δp的數(shù)學表達式。

參考答案：

[填空題]

14從控制器的發(fā)展及結(jié)構(gòu)原理來看，主要有哪幾種類型？

參考答案：⑴.基地式儀表：將檢測、顯示、控制、乃至記錄功能設計在一個整體內(nèi)。安裝簡單、使用方便。但一般通用性差，只適用于小規(guī)模、簡單控制系統(tǒng)。

⑵.單元式組合儀表：單元組合式儀表是將儀表按其功能的不同分成若干單元（例如變送單元、給定單元、控制單元、顯示單元等），每個單元只完成其中的一種功能。

其中的控制單元是接受測量與給定信號，然后根據(jù)它們的偏差進行控制運算，運算的結(jié)果作為控制信號輸出。

各個單元之間以統(tǒng)一的標準信號相互聯(lián)系。

⑶.以微處理器為中心的控制儀表（裝置）：內(nèi)設微處理器，控制功能豐富，很容易構(gòu)成各種復雜控制系統(tǒng)。在自動控制系統(tǒng)中廣泛應用的有：

工業(yè)控制計算機（DDS）

集散控制裝置（DCS）

單回路數(shù)字控制器（SLPC）

可編程數(shù)字控制器（PLC）

現(xiàn)場總線控制裝置（FCS）

[填空題]

15什么叫控制器的無擾動切換？

參考答案：基型模擬調(diào)節(jié)器一般都具備自動與手動兩種功能；在進行自動與手動兩種功能切換時，在切換瞬間，應保持控制器的輸出不變，這樣保證執(zhí)行器的位置在切換過程中不至于突變、不會對生產(chǎn)過程引起附加的擾動，著稱為“無擾動切換”。

[填空題]

16DDZ-Ⅲ基型調(diào)節(jié)器的軟手動與硬手動有什么區(qū)別？各用在什么場合？

參考答案：軟手動時：調(diào)節(jié)器的輸出是隨著時間按一定的速度增加或減少；硬手動時：調(diào)節(jié)器的輸出數(shù)值完全由硬手動操作桿的位置所決定。

通常情況下，都是用軟手動操作扳鍵進行手動操作的，這樣的控制比較平穩(wěn)、精細；

只有當要求給出恒定不變的操作信號，或者在緊急時刻要一下子就控制到“安全開度”等情況下，才使用軟手動。

[填空題]

17DDZ-Ⅲ基型調(diào)節(jié)器有哪幾部分組成？

參考答案：DDZ-Ⅲ基型調(diào)節(jié)器的主要由輸入電路、給定電路、PID運算電路、自動與手動（硬手動和軟手動）切換電路、輸出電路及指示電路等組成。

[填空題]

18位式控制是怎樣的？

參考答案：位式控制是斷續(xù)控制——控制器輸出接點信號，如雙位控制、三位控制。

雙位控制器只有兩個輸出值，相應的執(zhí)行機構(gòu)只有開和關(guān)兩個極限位置，因此又稱開關(guān)控制。被控溫度在T0?上下振蕩，無法穩(wěn)定。

三位控制控制器有三個輸出位值，可以控制兩個繼電器。溫度三位控制效果：溫度偏差大時，升溫速度快；溫度偏差小時，小幅調(diào)整。

[填空題]

19在實際的比例控制器中，習慣上使用（）來表示比例控制作用的強弱。

參考答案：比例度P

[填空題]

20比例控制的特點：控制（）。只要有偏差，輸出立刻成比例地變化，偏差越大，輸出的控制作用越強；控制結(jié)果存在（）

參考答案：及時、適當；靜差

[填空題]

21三位控制：控制器有三個輸出位值，可以控制（）個繼電器。溫度三位控制效果：溫度偏差大時，（）速度快；溫度偏差小時，（）調(diào)整。

參考答案：兩；升溫；小幅

更多內(nèi)容請訪問《睦霖題庫》微信公眾號

[填空題]

22控制規(guī)律有（）控制和（）控制兩類

參考答案：斷續(xù)；連續(xù)

[填空題]

23所謂控制規(guī)律是指（）的輸出信號與（）信號之間的關(guān)系。

參考答案：控制器；輸入偏差

[填空題]

24控制儀表又稱（）或（）。其作用是把被控變量的測量值和給定值進行比較，得出偏差后，按一定的（）進行運算，輸出控制信號，以推動（）動作，對生產(chǎn)過程進行自動調(diào)節(jié)。

參考答案：控制器；調(diào)節(jié)器；調(diào)節(jié)規(guī)律；執(zhí)行器

[填空題]

25物位測量儀表可分為哪些類型？

參考答案：靜壓式物位測量：利用液體或物料對某定點產(chǎn)生的壓力隨液位高度而變化的原理而工作。

浮力式物位測量：利用浮子所受的浮力隨液位高度而變化的原理工作。

電氣式物位測量：利用敏感元件將物位的變化轉(zhuǎn)換為電量參數(shù)的變化，而得知物位。

核輻射式物位測量：利用核輻射線穿透物料時，核輻射線的透射強度隨物質(zhì)層的厚度而變化的原理進行測量。

聲學式物位測量：測量超聲波在物質(zhì)中傳播時間的長短，據(jù)此可測出物位。

光學式物位測量：利用光波在傳播中可被不同的物質(zhì)界面遮斷和反射的原理測量物位。

[填空題]

26用水刻度的轉(zhuǎn)子流量計，轉(zhuǎn)子由密度為7900kq/m3的不銹鋼制成，測量范圍為0～10L/min，用它來測量密度為0.831kq/L的苯的流量，測量范圍為多少？

參考答案：

[填空題]

27用水刻度的轉(zhuǎn)子流量計，轉(zhuǎn)子由密度為7900kq/m3的不銹鋼制成，用它來測量密度為790kq/m3的某液體介質(zhì)，當儀表讀數(shù)為5m3/h時，被測介質(zhì)的實際流量為多少？如果轉(zhuǎn)子由密度為2750kq/m3的鋁制成，其他條件不變，被測介質(zhì)的實際流量為多少？

參考答案：

[填空題]

28工程中壓力的表示方式有：（）。

參考答案：表壓、負壓（真空度）、差壓、絕對壓力

[填空題]

29工程上習慣把（）稱為“壓力”

參考答案：垂直作用于作用單位面積上的力

[填空題]

30將兩種不同的導體或半導體連接成閉合回路，若（）溫度不同，回路中會產(chǎn)生電勢。此電勢稱為（）。

參考答案：兩個連接點；熱電勢

[填空題]

31如果某反應器最大壓力為1。0MPa，允許的最大絕對誤差為0．01MPa，現(xiàn)用一臺測量范圍為0~1．6MPa、精度為1級的壓力表進行測量，問：能否符合工藝要求？若用一臺測量范圍為0~1．0MPa、精度為1級的壓力表進行測量，問：能否符合要求？

參考答案：

[填空題]

32某發(fā)酵過程工藝規(guī)定的操作溫度為（40±2）℃，考慮發(fā)酵效果，要求控制過程中溫度偏離給定值最大不得超過6℃。現(xiàn)設計的定值溫度控制系統(tǒng)，在階躍擾動作用下的過渡過程曲線如下圖，試求最大偏差、衰減比、余差、過渡時間（±2%！）和振蕩周期，該系統(tǒng)能否滿足工藝要求？

參考答案：

[填空題]

33某化學反應器工藝規(guī)定的操作溫度為（800±10）℃，考慮安全因素，要求控制過程中溫度最高值不得超過850℃?，F(xiàn)設計的定值溫度控制系統(tǒng)，在最大階躍干擾作用下的過渡過程曲線如下圖，試求最大動態(tài)偏差、余差、衰減比、過渡時間（±2%！）和振蕩周期，該系統(tǒng)能否滿足工藝要求？

參考答案：

[填空題]

34某化學反應器工藝規(guī)定的操作溫度為（900±10）℃，考慮安全因素，要求控制過程中溫度偏離設定值不得超過80℃?，F(xiàn)設計的定值溫度控制系統(tǒng)，在最大階躍干擾作用下的過渡過程曲線如下圖，試求最大動態(tài)偏差、衰減比、振蕩周期，該系統(tǒng)能否滿足工藝要求？

參考答案：

[填空題]

35某被控過程工藝設定溫度為900℃，要求控制過程中溫度偏離設定值不得超過80℃。現(xiàn)設計的定值溫度控制系統(tǒng)，在最大階躍干擾作用下的過渡過程曲線如下圖，試求最大動態(tài)偏差、衰減比、振蕩周期，該系統(tǒng)能否滿足工藝要求？

參考答案：

[填空題]

36為什么熱電偶測溫時，一般都要采用補償導線？

參考答案：由熱電耦測溫原理可知，只有當熱電耦溫度不變時，熱電勢才是被測溫度的單值函數(shù)，所以在測溫過程中必須保持冷端溫度恒定?？墒菬犭婑铋L度有限，其冷端會受到環(huán)境溫度的影響而不斷變化，為了使熱電耦冷端溫度保持恒定，則采用補償導線。

[填空題]

37一個單回路控制系統(tǒng)主要由哪幾個環(huán)節(jié)組成？其中檢測元件及變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器各起什么作用？

參考答案：一個單回路控制系統(tǒng)主要由測量元件、變送器、調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥、和被控過程等環(huán)節(jié)組成。

檢測元件：感受工藝變量的變化并轉(zhuǎn)換成特定信號。

變送器：將被測的各種參數(shù)變換成統(tǒng)一標準信號（DC4~20mA或DC1~5V）的儀表，其輸出送顯示儀表或調(diào)節(jié)器。

調(diào)節(jié)器：接受變送器或轉(zhuǎn)換器的DC1~5V或DC4~20mA測量信號為輸入信號，與DC1~5V或DC4~20mA給定信號進行比較，并對其偏差進行PID運算，輸出DC4~20mA標準統(tǒng)一信號。

執(zhí)行器：接受調(diào)節(jié)器輸出的控制信號，并轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移，來改變閥芯與閥座間的流通截面積以控制流入或流出被控過程的流體介質(zhì)的流量。

[填空題]

38簡述熱電偶“中間導體”定律。

參考答案：在熱電偶測溫回路中接入第三導體時，只要接入第三導體的兩個接點溫度相同，回路總電動勢值不變。

[填空題]

39簡述被控過程特性的實驗測取法。

參考答案：對某些非線性因素，在數(shù)學上無法或難以推導，則要通過實驗測量并進行關(guān)系近似與假設，這種通過試驗來獲取數(shù)學模型的方法稱為被控過程的實驗測取法。

[填空題]

40閉環(huán)控制系統(tǒng)分為幾種類型？每種代表什么含義？

參考答案：（1）定值控制系統(tǒng)，就是系統(tǒng)被控量的給定值保持在規(guī)定值不變或在小范圍附近不變。

（2）程序控制系統(tǒng)，是被控量的給定值按預定的時間程序變化工作。

（3）隨動控制系統(tǒng)，是一種被控量的給定值隨時間任意變化的控制系統(tǒng)。

[填空題]

41為什么前饋控制常與反饋控制構(gòu)成前饋—反饋控制系統(tǒng)？

參考答案：前饋控制是一種補償控制。一般來講，前饋控制無法全部補償擾動對被控變量所產(chǎn)生的影響。因此，單純的前饋控制系統(tǒng)在應用中就會帶來一定的局限性。為克服這一弊端，前饋控制常與反饋控制聯(lián)用，構(gòu)成前饋—反饋控制系統(tǒng)。對最主要的、顯著的、頻繁的無法直接控制的擾動，由前饋來進行補償控制；對無法完全補償?shù)臄_動影響，由反饋控制根據(jù)其對被控變量所產(chǎn)生的偏差大小來進行控制。

[填空題]

42前饋控制適用于什么樣的場合？

參考答案：前饋控制是按擾動而進行控制的，因此，前饋控制常用于以下場合：

1）擾動必須是可測的，否則無法實施控制；

2）必須經(jīng)常有比較明顯和頻繁的擾動，否則沒有必要；

3）存在對被控參數(shù)較大而且不易直接控制的擾動。

[填空題]

43分別說明比例、積分、微分控制對控制系統(tǒng)的作用。

參考答案：比例控制影響系統(tǒng)的動態(tài)特性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性；積分控制的作用是可以消除系統(tǒng)余差；微分控制可以提高系統(tǒng)的響應速度，克服對象容量滯后的影響。

[填空題]

44前饋控制適用于什么場合？

參考答案：前饋控制是按擾動而進行控制的，因此，前饋控制常用于的場合：

A.一是擾動必須可測，否則無法實施控制；

B.二是必須經(jīng)常有比較顯著和比較頻繁的擾動，否則無此必要。

C.三是存在對被控參數(shù)影響較大且不易直接控制的擾動。

[填空題]

45簡述什么是有自衡能力的被控對象。

參考答案：當被控對象受到干擾作用，平衡狀態(tài)被破壞后，不需要外加控制作用，能依靠自身達到新的平衡狀態(tài)的能力稱為有自衡能力，這種對象稱為有自衡能力的被控對象。

[填空題]

46簡述大時延控制系統(tǒng)Smith預估補償方案的特點。

參考答案：Smith預估補償方案的特點是預估出過程在基本擾動下的動態(tài)特性，然后由預估器進行補償，力圖使被延遲了τ時間的被調(diào)量超前反映到控制器，使控制器提前動作，從而明顯的減小超調(diào)量和加速調(diào)節(jié)過程，改善控制系統(tǒng)的品質(zhì)。

[填空題]

47寫出任意三種常用的控制器參數(shù)整定方法。

參考答案：A.經(jīng)驗法

B.穩(wěn)定邊界法

C.衰減曲線法

D.響應曲線法

E.衰減頻率特性法

[填空題]

48熱電偶有哪幾種冷端補償方法？

參考答案：A.冷端溫度冰浴法

B.計算修正法

C.補償電橋法

[填空題]

49復合前饋控制中的兩種典型形式是什么？

參考答案：前饋-反饋控制和前饋-串級控制。

[填空題]

50簡述建立對象的數(shù)學模型兩種主要方法。

參考答案：一是機理分析法：機理分析法是通過對對象內(nèi)部運動機理的分析，根據(jù)對象中物理或化學變化的規(guī)律（比如三大守恒定律等），在忽略一些次要因素或做出一些近似處理后推導出的對象特性方程。通過這種方法得到的數(shù)學模型稱之為機理模型，它們的表現(xiàn)形式往往是微分方程或代數(shù)方程。

二是實驗測取法：實驗測取法是在所要研究的對象上，人為施加一定的輸入作用，然后，用儀器測取并記錄表征對象特性的物理量隨時間變化的規(guī)律，即得到一系列實驗數(shù)據(jù)或?qū)嶒炃€。然后對這些數(shù)據(jù)或曲線進行必要的數(shù)據(jù)處理，求取對象的特性參數(shù)，進而得到對象的數(shù)學模型。

[填空題]

51串級控制系統(tǒng)有哪些特點？主要使用在哪些場合？

參考答案：串級控制系統(tǒng)的主要特點為：

A.在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，它是由兩個串接工作的控制器構(gòu)成的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)；

B.系統(tǒng)的目的在于通過設置副變量來提高對主變量的控制質(zhì)量；

C.由于副回路的存在，對進入副回路的干擾有超前控制的作用，因而減少了干擾對主變量的影響；

D.系統(tǒng)對負荷改變時有一定的自適應能力。

串級控制系統(tǒng)主要應用于：對象的滯后和時間常數(shù)很大、干擾作用強而頻繁、負荷變化大、對控制質(zhì)量要求較高的場合。

[填空題]

52簡述熱電偶溫度計組成部分及各部件的功能。

參考答案：熱電偶溫度計的基本組成部分有：熱電偶、測量儀表、連接熱電偶和測量儀表的導線。如下圖所示

熱電偶是系統(tǒng)中的測溫元件，測量儀表是用來檢測熱電偶產(chǎn)生的熱電勢信號的，可以采用動圈式儀表或電位差計，導線用來連接熱電偶與測量儀表。為了提高測量精度，一般都要采用補償導線和考慮冷端溫度補償。

[填空題]

53通常在什么場合下選用比例（P），比例積（PI），比例積分微分（PID）調(diào)節(jié)規(guī)律？

參考答案：比例調(diào)節(jié)規(guī)律適用于負載變化較小，純滯后不太大而工藝要求不高又允許有余差的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律適用于對象調(diào)節(jié)通道時間常數(shù)較小，系統(tǒng)負載變化不大（需要消除干擾引起的余差），純滯后不大（時間常數(shù)不是太大）而被調(diào)參數(shù)不允許與給定值有偏差的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律適用于容量滯后較大，純滯后不太大，不允許有余差的對象。

[填空題]

54利用微分作用來克服控制系統(tǒng)的信號傳遞滯后的設想是否合理與正確？

參考答案：這種設想不合理，因為信號傳送滯后是純滯后，而微分作用不能克服純滯后。合理的措施是采用1：1繼動器加在信號傳輸線之間，以增大信號流速，從而減小傳輸滯后，改善系統(tǒng)特性。

[填空題]

55有一流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，信號傳輸管線很長，因此，系統(tǒng)產(chǎn)生較大的傳送滯后。有人設想給調(diào)節(jié)器后加微分器來改善系統(tǒng)特性，試問這種設想合理否？為什么？若不合理，應采取什么措施合理？

參考答案：這種設想不合理，因為信號傳送滯后是純滯后，而微分作用不能克服純滯后