過(guò)程控制試卷樣卷

中國(guó)計(jì)量學(xué)院20～20學(xué)年第2學(xué)期?過(guò)程控制?課程考試試卷開(kāi)課二級(jí)學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院，考試時(shí)間：年____月____日時(shí)考試形式：閉卷□、開(kāi)卷□，允許帶___入場(chǎng)考生姓名：學(xué)號(hào)：專(zhuān)業(yè)：班級(jí)：題序一二三四五六七八九總分得分評(píng)卷人一、填空題〔每空1分，共10分〕 過(guò)程控制系統(tǒng)是以自動(dòng)控制理論為依據(jù)，以表征生產(chǎn)過(guò)程主要參數(shù)如溫度、壓力、流量、液位、成分等為被控參數(shù)，通過(guò)測(cè)量變送器、顯示調(diào)節(jié)器和操作控制器，調(diào)節(jié)控制參數(shù)，使被控參數(shù)按照預(yù)定要求規(guī)律變化自動(dòng)控制系統(tǒng)。比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律顯著特點(diǎn)是積分調(diào)節(jié)完畢時(shí)無(wú)余差。建立過(guò)程對(duì)象數(shù)學(xué)模型根本方法有機(jī)理分析法建模和試驗(yàn)法建模兩種。被調(diào)參數(shù)為溫度對(duì)象，其時(shí)間常數(shù)和滯后時(shí)間都比擬大。簡(jiǎn)單均勻控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器一般采用PI調(diào)節(jié)規(guī)律。二、單項(xiàng)選擇題〔每題1分，共10分〕分程控制中，閥門(mén)A和閥門(mén)B控制信號(hào)范圍分段由〔C〕來(lái)完成。A、調(diào)節(jié)器B、電—?dú)廪D(zhuǎn)換器C、閥門(mén)定位器D、變送器化工過(guò)程中，控制系統(tǒng)大局部是〔D〕。A、定值控制系統(tǒng)B、隨動(dòng)控制系統(tǒng)C、程序控制系統(tǒng)D、比值控制系統(tǒng)一種前饋?zhàn)饔靡话隳軌蚩酥啤睞〕種干擾。A、一B、二C、三D、四通常，串級(jí)控制系統(tǒng)中主調(diào)節(jié)器正反作用選擇取決于〔D〕。A、調(diào)節(jié)閥B、副調(diào)節(jié)器C、副對(duì)象D、主對(duì)象5、是反映對(duì)象〔C〕參數(shù)。A、控制能力B、動(dòng)態(tài)特性C、靜態(tài)特性D、抗干擾能力6、控制系統(tǒng)反響信號(hào)使得原來(lái)信號(hào)增強(qiáng)叫做〔B〕。A、負(fù)反響B(tài)、正反響C、前饋D、回饋7、以下表達(dá)式中，〔B〕表示比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律。A、B、C、D、 8、二階對(duì)象可用〔C〕來(lái)近似描述。 A、積分對(duì)象加一階對(duì)象B、帶滯后一階對(duì)象 C、滯后時(shí)間為，時(shí)間常數(shù)為一階對(duì)象D、微分對(duì)象 9、以下哪些不是過(guò)程控制系統(tǒng)常用參數(shù)整定方法〔D〕。 A、衰減曲線法B、臨界比例度法C、經(jīng)歷試湊法D、頻率特性法 10、選擇性控制系統(tǒng)中，防止積分飽和方法有〔B〕。 A、限頻法B、PI法C、內(nèi)反響法D、外反響法三、簡(jiǎn)答題〔每題10分，共20分〕常用調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)規(guī)律有哪些？各有什么特點(diǎn)？比例控制規(guī)律〔Ｐ〕：較快克制擾動(dòng)影響，但有余差。適用于控制通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、控制要求不高、允許有余差場(chǎng)合。比例積分控制規(guī)律〔ＰＩ〕：能消除余差影響。適用于控制通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、不允許有余差場(chǎng)合。比例微分控制規(guī)律〔ＰＤ〕：具有超前控制作用。適合在控制通道時(shí)間常數(shù)或容量滯后較大場(chǎng)合使用，可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減小動(dòng)態(tài)偏差，；但不適合在純滯后較大、擾動(dòng)頻繁系統(tǒng)使用。比例積分微分控制規(guī)律〔ＰＩＤ〕：較理想控制規(guī)律。在比例根底上引入積分，可以消除余差，再參加微分作用，又能提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。適用于控制通道時(shí)間常數(shù)或容量滯后較大、控制要求較高場(chǎng)合。與反響控制系統(tǒng)相比，前饋控制系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？為什么控制系統(tǒng)中不單純采用前饋控制，而是采用前饋—反響控制？特點(diǎn)：是開(kāi)環(huán)控制；能“及時(shí)〞抑制被控量由于擾動(dòng)引起動(dòng)、靜態(tài)偏差；只適合用來(lái)克制“可測(cè)不可控〞擾動(dòng)，具有指定性補(bǔ)償局限性；控制器特性取決于被控對(duì)象；難以實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償。前饋-反響控制：可及時(shí)克制主要擾動(dòng)對(duì)被控量影響，也能克制多個(gè)擾動(dòng)影響，降低系統(tǒng)對(duì)前饋補(bǔ)償器要求。四、計(jì)算題〔12分〕某溫度控制系統(tǒng)給定值為℃，在單位階躍干擾下過(guò)渡過(guò)程曲線如以下圖，試求該過(guò)渡過(guò)程最大偏差、余差、衰減比、過(guò)渡時(shí)間〔按被控變量進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值%為準(zhǔn)〕。溫度℃23021020520052022t/min圖1溫度控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程曲線 最大偏差：230-200=30 余差：205-200=5 衰減比：〔〔230-205〕-〔210-205〕〕/〔230-205〕*100%=80% 過(guò)渡時(shí)間：22s2、〔8分〕液位對(duì)象特性曲線如以下圖2所示，計(jì)算該對(duì)象放大系數(shù)K、時(shí)間常數(shù)T及純滯后時(shí)間τ。m3/hh/m30202010t/min24t/min圖2液位對(duì)象特性曲線 K=(20-10)/(30-20)=1 T=2min τ=2min以上并不是標(biāo)準(zhǔn)參考答案。五、分析題C1、〔10分〕如圖3所示為一加熱爐出口溫度控制系統(tǒng)示意圖，通過(guò)調(diào)節(jié)燃料氣流量來(lái)控制出口溫度保持不變。試畫(huà)出該控制系統(tǒng)方框圖，并指出被控參數(shù)、控制參數(shù)和可能引起被控參數(shù)變化干擾各是什么。C燃料氣燃料氣圖3加熱爐出口溫度調(diào)節(jié)〔16分〕如圖4所示鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)給水流量來(lái)控制汽包液位保持穩(wěn)定，要求：=1\*GB3①說(shuō)明該控制系統(tǒng)是什么類(lèi)型控制系統(tǒng)；=2\*GB3②液位不允許過(guò)低，否那么會(huì)發(fā)生事故，試確定調(diào)節(jié)閥氣開(kāi)氣關(guān)形式；=3\*GB3③確定調(diào)節(jié)器正反作用方式；=4\*GB3④假設(shè)給水流量突然增加，使汽包液位升高時(shí)，簡(jiǎn)述該系統(tǒng)調(diào)節(jié)過(guò)程。LTLCFCLTLCFCFT圖4鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)〔14分〕如圖5所示反響器峰值溫度自動(dòng)選擇性控制系統(tǒng)，在觸媒層不同位置設(shè)置了檢測(cè)點(diǎn)，將各檢測(cè)點(diǎn)測(cè)量信號(hào)都送到高