过控复习资料
过程控制工程复习资料及习题
总复习第一章的概念1、典型的反馈控制系统基本组成框图：2、自动控制系统基本控制方式：(1)、反馈控制方式；(2)、开环控制方式；(3)、复合控制方式。
3、基本要求的提法：可以归结为稳定性（长期稳定性）、准确性（精度）和快速性（相对稳定性）。
第二章要求:1、掌握运用拉氏变换解微分方程的方法；2、牢固掌握传递函数的概念、定义和性质；3、明确传递函数与微分方程之间的关系；4、能熟练地进行结构图等效变换；5、明确结构图与信号流图之间的关系；6、熟练运用梅逊公式求系统的传递函数；例1 某一个控制系统动态结构图如下，试分别求系统的传递函数:)()(,)()(1211s R s C s R s C ，)()(,)()(2122S R S C s R s C 。
串连补偿元件放大元件执行元件被控对象反馈补偿元件测量元件输出量主反馈局部反馈输入量－－43213211243211111)()(,1)()()(G G G G G G G s R s C G G G G s G s R s C --=-=例2 某一个控制系统动态结构图如下，试分别求系统的传递函数：)()(,)()(,)()(,)()(s N S E s R s E s N s C s R s C 。
例3：将上图汇总得到：1()i t 2()i t 1()u t ()c t ()r t 1R 2R 1C 2C +_+_+_Ka11C s21C s21R 1R()R s ()C s 1()U s 1()U s 1()U s 1()I s 1()I s 2()I s 2()I s 2()I s ()C s (b)(t)i R(t)u r(t)111=-⎰-=(t)]dti (t)[i C 1(t)u 2111(t)i R c(t)(t)u 221=-⎰=(t)dt i C 1c(t)22+_+_+-11C s21R 21C s11R ()R s ()C s (s)H(s)(s)G G 1(s)(s)G G R(s)C(s)2121+=(s)H(s)(s)G G 1(s)G -N(s)C(s)212+=例4、一个控制系统动态结构图如下，试求系统的传递函数。
过程控制-复习资料
复习要点：一、重点章节：、、第三章：各种过程检测参数的检测方法、温度变送器工作原理。
第四章：PID调节器的作用、DDZ－Ⅲ调节器的组成、数字调节器的结构和特点；执行器的种类、调节阀的选择（5点）、电－气转换器、电－气阀门定位器作用。
第六章：过程控制系统设计的要求、单回路控制系统的设计步骤和方法（§6.2）、单回路控制系统的工程整定方法（三种）第七章: 串级控制系统的特点、串级控制系统设计（重点：副回路的设计）；前馈控制系统的特点、前馈控制系统的结构形式。
二、重点习题：第一章：1－2、1－4第二章：2－1、2－4、2－5第三章：3－2、3－4、3－5（6）、3－9第四章：4－1、4－5、4－8、4－9第六章：6－1、6－5、6－7（8）、6－9、6－10第七章：7－3、7－8综合复习题一、填空题：1.衰减振荡过程的品质指标有：（余差e ）、( 衰减比n和衰减率ψ)、（最大偏差和超调量）、（过渡过程时间t s）、( 峰值时间t p ) 。
p52.下图是定值液位控制系统在扰动作用下的响应曲线，该系统存在的余差e 为（）cm，衰减比n为（）。
3.DDZ—Ⅲ型调节器采用（24 ）VDC供电，接受来自变送器的（1～5VDC）测量信号作为输入, 与1～5VDC 给定信号进行比较，然后对其偏差进行（PID ）运算，输出统一标准信号是（4~20mA ）的直流信号。
4.电磁流量计是根据（电磁感应）原理工作的，它能够测量具有一定（导电介质）的液体的流量。
5.在流量标准节流装置的取压方式有：（孔板）、（喷嘴）、（文丘里管）三种，其中压力损失最小的是（文丘里管）。
p546.典型调节器理想流量特性有快开特性、（直线）特性、（对数）特性和（抛物线）特性四种。
其中应用最广的是（对数）特性调节阀。
p1167.转子流量计是由生产厂家用（常温水）和（空气）在标准状态下进行刻度的。
在实际使用，必须根据（被测介质）与工作状态重新刻度。
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1一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）在每小题列出的四个备选项内只用一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1.定值调节系统是一个调节系统【】A.开环B.闭环C.随动D.比值2.在热电阻的测量电路里，有热电阻和测量仪表，在对于接线的二线制、三线制、四线制接法的说法里，不正确的是【】A.在二线制里，导线不宜过长B.二线制电路连接仪表与三线制无误差区别C.在三线制里测量精度比二线制高D.在高精度测量的场合，采用四线制方式3．若设计Smith补偿控制，则Smith补偿器的模型取决于【】A．扰动通道的传递函数1B．被控过程的数学模型C．控制器的模型D．A和B4．根据对象特性来选择控制规律时，对于控制通道滞后小，负荷变化不大，工艺参数不允许有余差的系统，应当选用_ 控制【】A．比例B．比例积分C．比例微分D．微分5.常见的被控参数包括流量、、压力、温度等【】A．液位B．转速C．偏差D．锅炉6.在控制流程图里，T作为被检测量时，一般表示【】A．液位B．温度C．偏差1D．锅炉7. 下列哪项不是引起仪表测量过程中出现变差的原因【】A. 弹性元件B. 磁化元件C. 机械机构中的间隙、摩擦D. 测量误差8. 下列对于温度检测中说法错误的是【】A．测温方法分为接触式测温和非接触式测温B．热电阻适合测中低温C．热电偶适合测中高温D．热电偶测温不需要冷端温度补偿9.有关变送器的说法中的说法中，错误是【】A．变送器的作用是将各种参数变换成统一标准信号输出B．输出信号一般是DC4~20mA或1~5V C．变送器只需要进行量程调整不需要进行零点迁移D．量程调整的目的是使变送器输出信号的最大值和被测范围的最大值相对应110.下列关于执行器的说法中不恰当的是【】A．执行器按使用能源不同分为气动执行器和电动执行器B．气动执行器结构简单，动作可靠，适用于防火防爆场合C．电动执行器动作迅速，其信号便于远传D．执行器的开度与流量总是呈线性关系11.下列哪种不属于比值控制的类型【】A．单闭环比值B．开环比值C．双闭环比值D．前馈比值12.控制规律的选择中，要求无偏差控制时，温度控制一般选择控制规律【】A．比例积分微分B．比例C．比例微分D．微分13.变送器零点迁移的目的是将输出信1号的最小值与被测范围的相对应【】A．最大值B．最小值C．平均值D．偏差值14.简单控制系统中被控变量的选择有两种途径，其中之一是当工艺按质量指标进行操作时，测取质量信号较难，或者信号比较微弱，再经放大、转换就会造成较大滞后，因此，选取与直接参数有单值对应关系且有足够的灵敏度的指标控制【】A．间接参数B．相关参数C．不相关参数D．直接参数15.弹性式压力计常用的弹性元件有【】A．弹簧B．弹簧管C．弹簧管、弹性膜片和弹性波纹管D．弹性膜片16. 关于试验法建模的说法中错误的是1【】A．试验法建模不需要深入了解过程的内在机理B．试验法分为加专门信号和不加专门信号两种C．加专门信号通常加的是阶跃信号D．不加专门信号的方法获得的模型精度更高17. 分程控制指的是一个调节器的输出信号分段分别去控制调节阀的系统【】A．一个B．两个C．两个或者两个以上D．三个18.DDZ表示【】A．电动单元组合仪表B．气动单元组合仪表C．电动组装仪表D．气动组装仪表19. 比例调节作用的放大系数Kp越大时，调节过程的稳定性【】1A．越强B．越弱C．不变D．无关20. 低值选择器允许【】A．较高信号通过B．较低信号通过C．平均值信号通过D．累加信号通过二、填空题（本大题共10小空，每空1分，共10分）请在每小题的空格中填上正确答案。
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过程控制系统课后习题解答（不完全版注：红色为未作答题目）1.1过程控制系统中有哪些类型的被控量答：被控量在工业生产过程中体现的物流性质和操作条件的信息。
如：温度、压力、流量、物位、液位、物性、成分。
1.2过程控制系统有哪些基本单元组成与运动控制系统有无区别答：被控过程或对象、用于生产过程参数检测的检测仪表和变送仪表、控制器、执行机构、报警保护盒连锁等其他部件构成。
过程控制系统中的被控对象是多样的，而运动控制系统是某个对象的具体控制。
1.3简述计算机过程控制系统的特点与发展。
答：特点：被控过程的多样性控制方案的多样性，慢过程，参数控制以及定值控制是过程控制系统的主要特点。
发展：二十世纪六十年代中期，直接数字控制系统（DDC）,计算机监控系统（SCC）；二十世纪七十年代中期，标准信号为4〜20mA的DDZIII 型仪表、DCS、PLC；八十年代以来，DCS成为流行的过程控制系统。
1.4衰减比n和衰减率中可以表征过程控制系统的什么性能答：二者是衡量震荡过程控制系统的过程衰减程度的指标。
1.5最大动态偏差与超调量有何异同之处答：最大动态偏差是指在阶跃响应中，被控参数偏离其最终稳态值的最大偏差量，一般表现在过渡过程开始的第一个波峰，最大动态偏差站被控量稳态值的百分比称为超调量，二者均可作为过程控制系统动态准确性的衡量指标。
2.2通常描述对象动态特性的方法有哪些答：测定动态特性的时域方法；测定动态特性的频域方法；测定动态特性的统计相关方法。
2.4单容对象的放大系数K和时间常数T各与哪些因素有关，试从物理概念上加以说明，并解释K, T的大小对动态特性的影响答：T反应对象响应速度的快慢，T越大，对象响应速度越慢，动态特性越差。
K是系统的稳态指标，K越大，系统的灵敏度越高，动态特性越好。
2.5对象的纯滞后时间产生的原因是什么答：由于扰动发生的地点与测定被控参数位置有一段距离，产生纯滞后时间。
附：常见的过程动态特性类型有哪几种各可通过什么传递函数来表示答：（1）单容对象动态特性（有自平衡能力），用一阶惯性环节表示传递函数G（s）=旦;（2）无自平衡能力单容对TS + 1象的动态特性，传递函数用一个积分换届表示G（s）=，1；（3）具有纯延迟的Ta s单容对象特性，多了一个延迟因子e飞表示传递函数G（s）= J.；（4）多容0Ts +1 0对象的动态特性（具有自平衡能力），传递函数/ 、/ 、/ K、/ 、其中T TT T为口个相互独立的多容G (s) =对回s + 1）（T s + 1）（Ts + 1）（T s +1）…（T s +1）/2，3”..n12 3 4象的时间常数，总放大系数为K ； (5)无自平衡能力的双容对象，传递函数 为一个积分环节与一个一阶惯性环节之积，G (s)二，J ，对于多容对象， Ts +1 Ts 若有纯延迟则类似于单容对象，传递函数多一个延迟因子--T . ； (6)相互作 e 0 3.1 简述流量检测的基本原锂，流量的2则量与哪些因素有关答：在管道中流动的流体具有动能和位能，并在一定条件下这两种形式的能量可以互相转 换，但参加转换的能量总和是不变的，利用节流元件进行流量检测是基于此 原理；流量的测量与流量系数、可膨胀系数、节流装置开孔截面积，流体流 经节流元件前的密度、节流元件前后压力差有关。
过程控制工程复习资料
第一章过程控制系统的概况1.2过程控制系统的基本概念a：自动控制是指在没有直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称为过程控制仪表或装置）使被控对象的工作状态或参数（压力，物位，流量，温度，ph值等）自动的按照预定的规律运行。
b：过程控制概念：采用模拟或数字控制方法对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制通称为过程控制。
1.开环控制与反馈控制的比较开环优点:结构简单，成本低廉，工作稳定，当输入信号和扰动能预先知道时，控制效果较好。
缺点：不能自动修正被控制量的偏离，系统的元件参数变化以及外来的未知扰动对控制精度影响较大。
闭环优点：具有自动修正被控制量出现偏离的能力，可以修正元件参数变化以及外界扰动引起的误差，控制精度高。
缺点：被控量可能出现振荡，甚至发散。
1.3过程控制系统的类别a：定值控制系统b：随动控制系统c：程序控制系统1.4过程控制系统的特点(1)被控对象的多样性(2)对象存在滞后（3）控制系统比较复杂（4）系统有众多过程检测仪表，控制仪表（5）控制方案丰富第二章单回路控制系统设计1.单回路控制系统定义：指由一个被控对象、一个测量变送器、一个调节器和一个执行器组成的单闭环负反馈控制系统。
2、单回路控制系统的设计前提：充分了解具体的生产工艺、生产过程和控制要求。
⏹正确选择被控变量；⏹正确选择控制变量；⏹正确选择测量变送装置；⏹正确选择调节阀的开闭型式及其流量特性；⏹正确选择控制器的类型及其正反作用，控制规律；3.被控变量的选择的一般原则-y(t)a．对控制目标具有决定性作用的工艺变量作为被控参数；b．要有足够大的灵敏度；c．能满足工艺要求；d．仪表能够实现4.被控变量的选择方法1、直接指标：对于以温度、压力、流量、液位为控制指标的生产过程，就选择温度、压力、流量、液位为被控变量。
2、间接指标：若存在仪表无法测量产品成分或物性参数（密度、粘度等）作为被控变量时，可选择一种间接的指标作为被控变量。
过程控制复习资料140515
过程控制技术复习资料考试题型：一、单项选择题（每题2分，共20分）二、填空题（每空2分，共40分）三、简答题（每题5分，共20分）四、分析题（每题10分，共20分）复习范围：一、填空题1.过程控制系统通常是指工业生产过程中自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位等一些过程变量的系统。
2.测量变送器用于测量被控变量，并按一定的规律将其转换为标准信号作为输出。
3.构成控制系统的基本单元有被控对象、测量变送器、控制器、执行器。
4.简单控制系统有两个通道：控制通道和扰动通道。
对被控过程而言，操纵变量至被控变量的信号联系称为控制通道；扰动至被控过程的信号联系称为扰动通道。
5.根据输出相对于输入变化的响应情况可以将过程分为自衡过程和非自衡过程两大类：。
6.自衡过程包括纯滞后过程、单容过程和多容过程。
7.在控制系统方框图中，每一条线代表系统中的一个信号，线上的箭头表示信号传递的方向，每个方块代表系统中的一个环节。
8.执行器由执行机构和调节机构（阀）两部分组成。
9.从保证控制质量的角度，选择控制阀要考虑：阀的类型、阀口径、气开气关特性、流量特性。
10.正常工况下要求控制阀开度处于15～85%之间。
11.气开阀的增益为正、气关阀的增益为负。
12.控制阀接受控制器来的控制信号，通过改变阀的开度来达到控制流量的目的。
13.阀门流量特性主要有直线、等百分比、快开、抛物线四种。
14.为了简化控制系统的分析和设计，常把执行机构、被控对象和测量变送环节合并起来看作是一个广义对象。
15.系统在自动控制作用下，从一个稳态进入另一个稳态的过程称为过渡过程。
16.当被控变量的测量值增大时，控制器的输出增大，则该控制器为“正作用”控制器；当测量值增大时，控制器输出减少，则该控制器为“反作用”控制器。
17.小的比例度对应于大的控制器增益，大的比例度对应于小的控制器增益。
18.调节器的基本控制规律有比例控制规律（P）、比例积分规律（PI）、比例微分规律（PD）、比例积分微分规律（PID）等四种类型。
过控复习
期末复习讲义
主讲：薄翠梅教授
整理：自 1305 陈晨
第一章 简单控制系统
考点 1：过程控制系统的七大控制目标 安全性、环境保护、设备保护、平滑操作、产品质量、利润、鉴别和诊断。 考点 2：过程控制系统的五大要素及其表示字母 A：成分；L：液位；F：流量；T：温度；P：压力 考点 3：负反馈控制原理 每部分的作用定义见书 P7-8。三大要素：控制器、执行器、传感器。了解什么是操作变量、 被控变量、扰动变量。
②控制系统框图
③该方案特点： 从动量流量跟踪主动量的变化而变化，实现主、从动量的精确流量比值；能根据另一被控变 量及时调整比值，使该变量满足应用要求；具有强克服进入副环干扰的能力。 三、特点 1.在比值控制系统中，一个物料流量需要跟随另一个物料流量变化，前者称为从动量，后者 称为主动量。 2.主动量是主要物料或关键物料流量，属于可测不可控变量；从动量一般供应有余，属于可
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Hale Waihona Puke 共 14 页考点 7：执行器 执行器分为执行机构和调节机构，主要使用的执行器是阀（自动阀） ，自动阀分为开关阀和 调节阀， 它们又都包括气开阀和气关阀。 调节阀具有四种流量特性： 线性、 等百分比 （对数） 、 抛物线、快开。具体见书 P21-30。 考点 8：控制器参数整定 参数整定常用的方法有经验法、衰减曲线法、稳定边界法/临界比例度法和响应曲线法，具 体内容见书 P51。
考点 4：过程系统动态特性 过程系统动态特性主要有四种：自衡非振荡过程、无自衡非振荡过程、自衡振荡过程、反相 特性过程。具体图像和内容见书 P13。 考点 5：控制系统性能指标 常用的性能指标有超调量、上升时间 tr、衰减比 n、稳态时间 ts、稳态误差 e(∞)。具体每个 性能的作用和介绍见书 P9-12。
过控复习
1、串级控制系统与单回路系统相比有那些特点？如何选择副对象和主对象？主、副控制器的类型怎么选择？2、一个自动控制系统，在比例控制的基础上分别增加：①适当的积分作用；②适当的微分作用。
（１）这两种情况对系统的稳定性、最大动态偏差、残差分别有何影响？（２）为了得到相同的系统稳定性，应如何调整调节器的比例度？说明理由。
3、Smith 补偿的出发点是什么？如何实现Smith 补偿？试绘制系统的结构框图来说明，并给出全补偿时的Smith 预估器的传递函数。
4、何为积分饱和？试分析产生的原因，并指出切除积分饱和的措施。
5、 前馈控制与反馈控制各有什么特点？如何用反馈回路来整定前馈静态放大倍数K ？6、通常在什么场合下选用比例（P ），比例积 （PI ）,比例积分微分（PID ）调节规律？7、简单控制系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？8、前馈控制和反馈控制各有什么特点？为什么采用前馈-反馈复合系统将能较大地改善系统的控制品质？9、简述建立对象的数学模型两种主要方法。
10、简述什么是有自衡能力的被控对象。
11、所示的两图各属于什么类型的控制系统？说明理由。
左图为前馈-反馈控制；右图为串级控制系统12、两个结构不同的比值控制系统如图所示，优缺点．（a ）Q(b)Q(a)（b ）13、压力选择性控制系统。
其中燃料压力控制是防止压力过高产生“脱火”，蒸汽流量控制则是根据用户所需蒸汽量而设置的。
确定阀、两控制器的正、反作用及选择器的类型，系统的工作原理。
供水14、分程控制系统。
15、双冲量均匀控制系统。
工作原理，与单冲量区别等。
16、单容过程数学模型建立。
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过控复习资料一、填空、选择、判断1、一个过程控制系统主要由被控对象、检测元件、变送器、调节器和调节阀等几部分组成，或者说一个过程控制系统由被控对象和检测控制仪表组成。
2、闭环自动控制系统中，给定值R，测量值Z和偏差e三者之间的关系是e=R-Z3、集散控制系统的特点结构分散、控制分散、管理集中。
4、定值控制系统是基于偏差进行控制的，而前馈控制系统是基于扰动进行控制的；前者是闭环控制，后者是开环控制。
5、按过程控制系统的结构特点，过程控制系统可以分为反馈控制系统，前馈控制系统，复合控制系统。
6、过程控制系统的控制过程多属慢过程、大惯性、非线性。
7、仪表精度等级越高，价格越贵，维护要求也越高。
8、精度是反映系统稳态误差大小的术语，精度越高，误差越小。
9、弹性式压力表是利用弹性元件在被测介质的压力作用下产生弹性形变的原理而制成的；电气式压力表是将被测压力转化为电量的变化。
10、活塞压力计的工作原理是静压平衡原理。
11、使用热电偶测温时，冷端温度补偿的作用是保持冷端温度在0℃；使用补偿导线的作用是保持冷端温度恒定。
使用热电阻测量温度时，应采用三线制接法。
12、零点调整或零点迁移是调变送器输入输出特性的零点，包括零点正迁移和负迁移；量程调整是调变送器输入输出特性的斜率。
（含义）13、差压式流量计是利用流体经过节流元件（孔板）前后产生的压力差来实现流量测量的（即节流原理）。
安装孔板时，孔板中心必需和管道中心（轴线）重合，孔板端面与管道轴线垂直，孔板尖锐的一侧应迎着流向为入口侧。
14、使用压力检测仪表测量压力时，为了保证测量精度，被测压力的最小值，一般应不低于仪表量程的1/3；在确定仪表量程时应留有余地，即测量较平稳压力时，压力表的上限值应为被侧压力最大值的4/3倍，测量波动较大压力时，压力表的上限值应为被侧压力最大值的3/2倍。
15、电磁流量计既不是容积式流量计，也不是恒压降式流量计，而是一种速度式流量计。
16、可燃气体报警探头不能用来检测氧气的浓度。
17、红外线气体分析仪不能测量惰性气体和双原子分子气体。
18、执行器按其能源型式可分为电动执行器、气动执行器、液动执行器三大类。
19、电动执行机构可以看作一个比例环节，气动执行机构可以看作一个惯性环节。
20、气动执行器、电动执行器和液动执行器都是由执行机构和调节机构（阀）两部分组成；气动执行机构主要有薄膜式和活塞式两种结构形式。
21、控制阀分为气开和气关两种，气关阀是有气便关，无气便开。
22、调节阀的气开和气关型式决定于执行机构的正反作用和阀体的安装型式。
23、正作用执行机构是输入气压信号增加时，阀杆向下移动；反之输入气压信号增加时，阀杆向上移动叫反作用执行机构。
24、PID 调节器的传递函数为)11()(s T sT s W D I ++=δ，当T I =∞，T D =0，δ在任一中间位置，则调节器具有比例调节作用。
在自动调节系统中可单独应用的是比例调节作用。
25、积分时间愈大，积分作用愈弱，微分时间越大，微分作用越强。
26、积分调节可消除余差，它是依据偏差是否存在来进行调节的。
27、增大积分时间或增大比例度有助于提高系统的稳定性。
比例度和放大倍数互为倒数。
28、DDZ-Ⅲ型调节器由指示单元和控制单元两部分组成，它属于控制仪表。
29、DDZ-Ⅲ型变送器的作用是将被测参数（温度、压力等）变换成统一的标准信号DC420mA 、DC15V 的仪表。
30、PLC 是可编程序控制器，PWM 是可编程序调节器，DCS 是集散控制系统 31、控制系统中调节器正、反作用确定的根据是使闭环系统构成负反馈。
32、化工生产过程控制大多采用定值调节系统。
33、串级调节系统进行参数整定时，应先整定副回路，再整定主回路。
34、分程控制系统是由一个调节器的输出信号同时控制两台以上的调节阀，这两个调节阀工作在不同的信号区间。
35、过程控制系统投运顺序：检测系统投入运行、调节阀手动遥控、控制器投运。
二、简答题（包括简单计算）1、某温度计的测温范围为08000，对应其测温范围的指针最大角位移为2700C ，该温度计的灵敏度是多少？2、某温度仪表的测量范围为02000C ，在正常工作情况下进行数次测量，其误差分别为：-0.20C 、00C 、0.10C 、0.30C ，该仪表的精度多少？精度等级属于哪一级？（我国自动化仪表的精度等级有0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.35、0.4、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0等）-23、利用铂铑30-铂铑6热电偶测量某介质温度，其冷端温度为100，测得热电动势为0.221mV ，求该介质的实际温度。
4、在分程控制中使用的两只调节阀的最大流通能力分别为C A =4，C B =100，其可调范围为R A =R B =30，当把两个调节阀当作一个调节阀使用时，试计算其可调范围。
5、何谓自衡过程和非自衡过程？如图所示为某单容水箱液位开环控制阶跃响应特性，试问其为自衡过程还是非自衡过程？其液位初始值h 0=12cm 。
在t 0=2s 时给系统突加阶跃扰动量x 0=5，稳态时液位达到h()=18cm ，试确定该单容水箱数学模型。
6、何谓自衡过程和非自衡过程？如图所示为某被控过程的阶跃响应特性，试问其为自衡过程还是非自衡过程？并写出其数学模型。
（设被控过程为一阶加滞后，且所加的阶跃信号幅值为x 0=5）7、为什么前馈控制常与反馈控制构成前馈-反馈控制系统？如图为前馈-反馈控制系统，试求前馈控制规律G d (s)。
h 0=12 14 16s ） h （cm ） h( )=18 10 12 11 3 ty 158、若被控过程的数学模型为s s e s e s W 56.2012.35)(0--+=τ，试设计Smith 预估补偿器，并用系统框图表示此预估补偿系统如何实现？ 9、电气阀门定位器有哪些作用？10、为什么压力、流量的调节一般不采用微分规律？温度、成分调节多采用微分规律？11、按给定值信号的不同，过程控制系统可以分为哪几类？各自的特点是什么？12、确定控制器正反作用方式的原则与步骤。
13、什么是控制通道和扰动通道？过程控制系统对它们的要求（K 、T 、τ）是什么？14、过程计算机控制系统相对于连续过程控制系统，它的特点是什么？ 15、串级控制系统的特点是什么？16、简单控制系统由哪几部分组成？各部分作用是什么？三、分析题1、精馏塔可以分离出较纯组分的产品，工艺要求塔釜温度控制在某范围内，蒸汽压力为主要扰动，故设计如图所示系统流程图。
要求：1）指出该系统为何种控制系统？并绘出结构框图。
2）指出控制量和被控量。
3）确定调节阀的气开、气关形式及各调节器的正、反作用方式。
2、如图所示某造纸厂网前箱温度控制系统。
纸浆用泵从储槽送至混合器，在混合器内用蒸汽加热至某一温度，经过立筛、圆筛除去杂质后送到网前箱，工艺要求网前箱温度恒定，此过程中纸浆流量波动为主要扰动，故设计成如图所示串级控制系统。
要求：1）绘出系统结构框图。
2）指出控制量、主被控量和副被控量。
3）确定调节阀的气开、气关形式及主、副调节器的正、反作用方式。
TTTC热物料蒸汽热水3、如图所示为民用自来水消毒控制系统流程图，工艺要求氯气的注入量和自来水量保持一定的比例关系，故设计如图所示控制系统。
要求：1）指出该系统为何种控制系统？并绘出结构图。
2）指出主动量、从动量及比值器。
3）确定调节阀的气开、气关形式及调节器的正、反作用方式。
（氯气不能过多）4、在有些生产过程中，许多存放着石油化工原料的储罐都建在室外，为保证这些原料与空气隔绝，常采用罐顶充氮的方法，保持储罐内的氮气压力成微正压。
当储罐内原料增加时，及时使罐内氮气适量排空，并停止充氮气，其控制系统设计如下。
要求：1）指出该系统为何种控制系统？并绘出结构框图。
2）指出控制量和被控量。
3）确定各调节阀的气开、气关形式及调节器的正、反作用方式。
5、在某生产过程中，冷物料通过热交换器用热水和蒸汽对其进行加热，当用热水加热不能满足要求时，则再同时使用蒸汽加热，从而减少能源消耗，其温度控制系统设计如下。
要求：1）指出该系统为何种控制系统？并绘出结构框图。
2）指出控制量和被控量。
3）确定各调节阀的气开、气关形式及调节器的正、反作用方式。
6、如图为冷凝器温度前馈-反馈控制系统，工艺要求冷凝液温度不变。
要求: 1）绘出结构框图,并指出控制量、被控量及主要扰动量。
2）确定调节阀的气开、气关形式及调节器的正、反作用方式。
3）若实现完全补偿，确定前馈补偿器的传递函数。
（冷凝器温度不宜过高）7、如图为炼油装置上加热炉的前馈-反馈控制系统，q B 为燃料油流量，q F 为进料流量，θ为加热炉出口温度，θ0为温度给定值，工艺要求保持加热炉出口温度θ恒定。
要求：1）绘出结构框图,并指出控制量、被控量及主要扰动量。
2） 确定调节阀的气开、气关形式及调节器的正、反作用方式。
3）若实现完全补偿，确定前馈补偿器的传递函数。
8、在现代生活中，人们要求洗一个舒适的澡，根据各人对水温的的不同要求，可以分别调节如图所示水管中的热水量和冷水量，即当感到水温太高时，可以调节冷水量；当水温太低时，可以调节热水量，以满足各人对水温的要求。
试设计一个分程控制系统，并简述其控制过程。
TCTT FTFFC^Σq B q Fθθ0 B9q 1，其初温为T 1；出料量为q 2，温度为T 2。
生产工艺要求储槽中的物料温度维持在某一值T 上，当进料量q 1不变，而初温T 1波动较大时，试设计一个前馈-反馈过程控制系统，并确定全补偿时，前馈控制器的传递函数。
（蒸汽不能过多）10、如图所示采用三个大容量的澄清池、过滤池和清水池进行污水处理，工艺要求控制清水池的水位稳定在某以高度上，在污水处理过程中污水流量经常波动，是诸干扰因素中最主要的一个扰动，要求：试设计一个串级控制系统四、计算题1、如图所示为两只水箱串联工作的双容过程，试求当其输入量为q 1、输出量为q 3时的数学模型。
q 232、如上图所示为两只水箱串联工作的双容过程，试求当其输入量为q 1、输出量为h 2时的数学模型。
3、已知对象传递函数为)5)(1(1)(0++=s s s s W ，试用稳定边界法整定比例调节器的参数。
4、已知对象传递函数为)2)(1(4)(0++=s s s W ，试用稳定边界法整定比例调节器的参数。
5、已知模拟调节器的传递函数s08.0s17.01)s (W c +=，采用数字PID 算式实现，试分别写出相应的位置型PID 和增量型PID 算式（采样周期T=0.2s ）。
6、已知模拟调节器的传递函数s003.0s015.01)s (W c +=，采用数字PID 算式实现，试分别写出相应的位置型PID 和增量型PID 算式（采样周期T=0.2s ）。