过控答案部分课后答案
过控3
第三章习题1．在简单控制系统中，调节器为比例动作。
广义被控对象的传递函数已知为： （1）s a e sT 1)s (G τ−= （2）5)1(8.0)(Ts s G +=其中τ、T 和的数值已知，单位为s。
a T 2．已知对象控制通道阶跃响应曲线数据如下表所示，调节量阶跃变化5u =Δ。
时间/min0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 被调量0.65 0.651 0.652 0.6680.7350.8170.8810.979 1.075 1.151 1.213 时间/min55 60 65 70 75 80 85 被调量 1.239 1.262 1.311 1.329 1.338 1.350 1.351（1） 用一阶惯性环节加纯迟延近似对象，求出K 、T 和τ值。
（2） 应用动态特性参数法选择PID 调节器参数3．对象传递函数1Ts 8e )s (G s+=−τ，其中3min =τ，6min T =，调节器采用PI 动作。
试用稳定边界法估算调节器的整定参数。
4．对图3.1所示的控制系统中的调节器，试用稳定边界法整定参数。
3.1（a ）3.1 （b ）5． 换热器温度控制系统采用电动DDZ 比例积分调节器，温度测量仪表量程为。
温度对象在输入电流为5mA DC 时，温度为。
当输入电流从5mA DC 跃变为6mA DC ，待温度重新稳定时，测得为；同时求得对象时间常数C 100~50o C 85o C 89o 3min .2T =，迟延时间1.2min =τ。
试整定PI 调节器的参数。
6．气罐压力控制系统采用比例调节器控制。
压力变送器量程为0~2MPa 。
已知气压对象控制通道特性为：调节阀开度变化%15=Δμ，压力变化6MPa .0p =Δ；时间常数，迟延时间100s T =10s =τ。
试求：（1） 调节器比例带δ的刻度值；（2） 设定值增大0.2MPa 时系统余差；（3） 如果系统在额定工况下运行时调节阀开度为65%，在负荷扰动下调节阀开度在40%~90%范围内变化，以至气罐允许压力波动为，该压力系统能否满足要求？1MPa .0±。
过控试题及答案
过控试题及答案一、单选题（每题2分，共10分）1. 以下哪个选项不是过程控制的组成部分？A. 传感器B. 执行器C. 显示器D. 变压器答案：D2. PID控制器中的“P”代表什么？A. 比例B. 积分C. 微分D. 反馈答案：A3. 在过程控制系统中，哪一个参数是用来衡量系统响应速度的？A. 延迟时间B. 稳态误差C. 振荡频率D. 响应时间答案：D4. 过程控制中，开环控制和闭环控制的主要区别是什么？A. 开环控制没有反馈B. 闭环控制没有传感器C. 开环控制没有执行器D. 闭环控制没有控制器答案：A5. 在过程控制中，哪个术语用来描述系统输出与期望输出之间的差异？A. 误差B. 偏差C. 反馈D. 调节答案：A二、多选题（每题3分，共15分）1. 过程控制系统中常见的干扰类型包括哪些？A. 温度变化B. 压力变化C. 人为操作D. 电磁干扰答案：A、B、D2. 以下哪些因素会影响过程控制系统的稳定性？A. 控制器增益B. 系统延迟C. 传感器精度D. 执行器响应时间答案：A、B、D3. 过程控制系统中，调节器的调节规律包括哪些？A. 比例B. 积分C. 微分D. 非线性答案：A、B、C4. 下列哪些设备是过程控制系统中常用的传感器？A. 温度传感器B. 压力传感器C. 流量传感器D. 位移传感器答案：A、B、C、D5. 在过程控制系统设计中，哪些是设计者需要考虑的因素？A. 控制精度B. 系统成本C. 操作简便性D. 系统安全性答案：A、B、C、D三、判断题（每题1分，共5分）1. 过程控制系统中的控制器总是需要反馈信号。
（对/错）答案：错2. PID调节器可以同时调节比例、积分和微分三个参数。
（对/错）答案：对3. 过程控制系统中的开环控制比闭环控制更稳定。
（对/错）答案：错4. 过程控制系统的延迟时间越短，系统响应越快。
（对/错）答案：对5. 过程控制系统中的传感器和执行器可以互换使用。
过程装备控制习题答案
过程装备控制习题答案过程装备控制习题答案过程装备控制是工程领域中至关重要的一部分，它涉及到工业生产中的各个环节，如物料输送、温度控制、压力调节等。
在学习过程装备控制的过程中，习题是一种非常有效的学习方法。
本文将为大家提供一些过程装备控制习题的答案，帮助大家更好地理解和应用相关概念。
1. 什么是过程装备控制？过程装备控制是指通过控制系统对工业生产中的各个环节进行监测和调节，以实现生产过程的稳定和优化。
它包括了传感器、执行器、控制器等设备的应用，以及相关的控制算法和策略的设计与实施。
2. 过程装备控制的目的是什么？过程装备控制的目的是确保生产过程中的各个环节能够按照既定的要求进行运行，以实现生产效率的提高和产品质量的稳定。
通过对生产过程的监测和调节，可以避免生产中的不良品产生，提高产品的一致性和可靠性。
3. 什么是PID控制器？PID控制器是一种常用的过程装备控制算法，它通过对误差、偏差和积分项的计算和调整，来实现对过程变量的控制。
PID控制器的全称是比例-积分-微分控制器，它可以根据系统的实际情况进行参数的调整，以实现对过程变量的精确控制。
4. 如何调整PID控制器的参数？PID控制器的参数调整是过程装备控制中的重要一环。
一般来说，可以通过试控法、经验法和优化算法等方法来进行参数的调整。
试控法是指通过多次试验和调整来逐步找到最佳的参数组合；经验法是指根据经验和专业知识来进行参数的初步设定；优化算法是指通过数学模型和计算方法来寻找最优的参数组合。
5. 什么是反馈控制？反馈控制是一种常用的过程装备控制策略，它通过对系统输出的反馈信号进行监测和调整，来实现对系统输入的控制。
反馈控制可以根据系统的实际情况来调整控制器的输出，以实现对系统的稳定和优化。
6. 什么是前馈控制？前馈控制是一种常用的过程装备控制策略，它通过对系统输入的预测和调整，来实现对系统输出的控制。
前馈控制可以根据系统的预期要求来调整控制器的输出，以实现对系统的精确控制。
过控 简答题.doc
简答题1、什么是过程控制？常分析的参数有哪些？答案：针对连续或半连续（间隙）过程中的温度、压力、流量、液（物）位、化学成分、物性参数等变量而实现的自动控制系统被称为过程控制。
被控参数种类、温度、压力、液位、成分、物性2、试说明在整个串级控制系统中主、副控制器的正反作用方式能否互换，若不能，主、副控制器之一的正、反作用方式选错会造成怎样的危害？答案：不能。
因为当主、副控制器有一个正反作用方式选错时，就会造成系统的主回路或副回路按正反馈控制，当被控变量出现偏差时，系统不仅不向着消除偏差的方向校正，反而是被控变量原理给定值。
3、何为简单控制系统？试画出简单控制系统的方块图这种控制系统结构上只有一个反馈回路（环路），所以称为单回路反馈控制系统, 简称单回路控制系统，所在反馈系统中，单回路反馈控制系统是最基本，最简单的一种，因此又常常称为简单控制系统。
所谓简单控制系统，通常是指由被控对象或被控过程、测量变送装置、控制器和控制阀所构成的单闭环控制系统，有时也称为单回路控制系统，简单控制系统的典型方块图如下：4 •何谓控制通道?何谓干扰通道?它们的特性对控制系统质量有什么影响？第一章单回路控制系统1.1何谓控制通道？何谓干扰通道？它们的特性对控制系统质鼠有什么影响？控制通道——是指操纵变鼠与彼投变鼠之间的信号联系:干扰通道一一是指干扰作用与被控变量之间的信号联系。
（1）控制通道特性对系统控制质量的影响：（从K、T, T三方面）控制通道静态放大倍数越大，系统灵敏度越高，余泛越小。
但随着静态放大倍数的增大.系统的柱控制通道时间常数越大，经过的容量数越多，系统的工作频率越低，控制越不及时，过渡过程时的质量越低，但也不是越小越好，太小会便系统的稳定性下降，因此应该适当小一些。
控制通道纯滞后的存在不仅使系统控制不及时，使动态偏差增大，而且还还会使系统的稳定性降低（2）I扰通道特性对系统控制质量的影响：（从K、T、T三方面）干扰通道放大倍数越大，系统的余泛也越大，即控制质量越差。
10过控A答案
一、填空题（共10题，每空1 分，共30分）1、应力集中、零件尺寸、表面状态2、粘着磨损、表面疲劳磨损（点蚀）、磨粒磨损、腐蚀磨损3、打滑、疲劳破坏4、紧边进入小带轮处5、干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦6、多、小、偶、奇、质数7、轮齿折断、齿面接触疲劳磨损（点蚀）、胶合、磨粒磨损、塑性流动8、联轴器、离合器9、[][][]Pv<<P<vPvvP10、转动心轴（心轴）二、选择题（共10题，每题2 分，共20分）三、分析题（共3题，每题分，共20分）1（5分）、链传动一般应布置在铅垂平面内，尽可能避免布置在水平面或倾斜平面内。
如确有需要，则应考虑加托板或张紧轮等装置，并且设计较紧的中心距。
………（2分）②较优，带传动比较平稳，适宜于放在高速，而链传动不平稳，适宜于放在低速级。
………（3分）Array2（5分）、3（10分）、1左、右两边轴承端盖均无调整垫片2左边轴承内圈固定错误，轴肩高过内圈高度3键过长4齿轮轮毂的长度要长过与其配合的轴段的长度1－2mm5套筒高度高过右边轴承内圈的高度6右边轴承端盖与轴要留有间歇7右边轴承端盖与轴间要有密封圈8和右端轴承相配合的轴端作成阶梯轴，便于装拆9两端的轴承要设有挡油环10联轴器没有周向定位。
（说明：回答正确5处即可得10分）四、计算题 （共3题，每题 分， 共30分）1、（6分）解：47100420014.35.1422=⨯⨯=⋅⋅=D P F Q πN ………………（1分）47101047100===Z F F Q N …………………………………………………………（1分）1177547105.25.25.10=⨯==+=''+=F F F F F F N …………………（2分） []75.1212014.3117753.141203.1412033603.14020=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯≥⇒==≤⋅⨯⨯=πσπσF d s d F c s s cmm（2分）2、（8分）解：（1）1000601000602211⨯=⨯=pn z pn z v995.1897005.1985.510006010006011=⨯⨯⨯=⨯=pn v z 取 191=z044.5732305.1985.510006010006022=⨯⨯⨯=⨯=pn v z 取 572=z …………….………………………（4分）（2）zpd ︒=180sin74.11519180sin 05.19180sin 11=︒=︒=z p d mm 81.34557180sin05.19180sin 22=︒=︒=z p d mm ………（4分） 3、（8分） 解：2000212==F F N 200021=-=F F F N …………………………………………………………………（2分） 28.61012060100014.33=⨯⨯⨯=⋅⋅=-D n v π m ·s -1………………………………………………………………（2分）56.12100028.620001000=⨯=⋅=v F P KW ………………………………………………………（2分）采取措施：a 、增大摩擦系数；b 、增大包角；c 、尽量使传动在靠近最佳速度下工作；d 、采用新带传动；e 、采用高强度带材料。
过控习题课
1. 某温度控制系统的给定值为300°C ，在单位阶跃干扰下的过渡过程曲线如图所示，试分别求出该系统最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间。
2、某PID 控制器，当比例度P ＝80%,TI=2min,TD=0,若在t=t0时刻输入一幅值为1mA 的阶跃信号，设控制器的起始工作点为6mA ，试计算控制器的输出，并绘制其输出波形图。
16 13 51. PI 调节器输入在0时刻输入一系列的信号，其[0 2)时刻的输出如下图所示（其中调节器的初始输出为0。
1）PI 调节器的比例度和积分时间常数分别是多少？(注意单位)2）试绘制完整[0 5]时刻的u(t)输出曲线？(在每个不连续间断点处注明坐标)某水槽液位控制系统如下图所示。
已知（横截面积）1000A =cm 2，（出水阀的阻力系数）0.03R =s/cm 3,调节阀为气关式，其（控制阀）静态增益28v K =cm 3.mA,液体变送器静态增益1m K =mA/cm.1) 画出该系统基于稳态工作点的传递方框图?2）控制器为比例控制器，比例带40δ=%，试分别求出扰动56d Q ∆=cm 3/s 以及定值阶跃变化r ∆=0.5mA 时，被控量h 的残差?3) 当控制器比例带120δ=%，其他条件不变，被控量h 的残差又是多少？比较（2）和（3）计算结果，总结δ值对系统残差又是多少？4）液位控制器改用PI 控制器后，被控量h 的残差又是多少？有两个串联在一起的双容水槽如下图所示，其间的连通管具有阻力，因此两者的水位是不同的。
来水首先进入水槽1，然后再通过水槽2流出。
水流入量i Q 由调节阀控制，流出量o Q 由用户根据需要改变，被调节量是水槽2的水位2H 。
其中1F 、2F 为两个水槽的截面积，1R 、2R 为线性化水阻，Q 、H 均以各个量的稳态值为起算点。
1）列出该串联双容过程的微分方程组（6分）2）求传递函数()()2i H s Q s （5分）。
过程控制工程重点习题答案整理
第一章1.5 （P54）1.5图1.41为一蒸汽加热设备，利用蒸汽将物料加热到所需温度后排出。
试问：①影响物料出口温度的主要因素有哪些?答：影响物料出口温度的主要有：蒸汽流量、物料流量为影响物料出口温度的主要因素。
②如果要设计一温度控制系统，你认为被控变量与控制变量应选哪些参数?为什么?答：被控变量为物料出口温度，控制变量为蒸汽流量。
因为物料出口温度表征了系统的质量指标，蒸汽流量是可控的，无纯滞后，靠近控制阀，控制通道时间常数较小。
③如果物料在温度过低时会凝结，应如何选择控制阀的开、闭形式及控制器的正、反作用?答：为防止在气源供气中断，或控制器出故障而无输出时出现物料凝结，应选气闭式。
当出口温度降低时，要求蒸汽流量加大，即控制阀输入减小，控制器输出减小，此时控制器输入由于测量值减小而减小，控制器选正作用。
1.7 P(55)1.7单回路系统方块图如图1.43所示。
试问当系统中某组成环节的参数发生变化时，系统质量会有何变化?为什么?答：当KC、KV、K0增加时，系统的余差减小，但系统稳定性下降。
T0增加时，系统的工作频率降低，控制速度变慢。
这样就不能及时地克服干扰的影响，因而，系统的控制质量会越差。
τ0增加时，使系统控制不及时，使动态偏差增大，而且还会使系统的稳定性降低。
Kf 增加时，系统的余差也变大，即控制静态质量变差。
Tf 增加时，控制过程的品质会提高。
τ f 增加时，质量没有影响。
第二章P(85)2.72.7图2.21所示的反应釜内进行的是放热化学反应，而釜内温度过高会发生事故，因此采用夹套通冷却水来进行冷却，以带走反应过程中所产生的热量。
由于工艺对该反应过程温度控制精度要求很高，单回路控制满足不了要求，需用串级控制。
①当冷却水压力波动是主要干扰时，应怎样组成串级?画出系统结构图。
选择釜内温度为主对象，冷却水流量为副对象，组成串级控制，结构图如下②当冷却水入口温度波动是主要干扰时，应怎样组成串级?画出系统结构图。
热交换器原理与设计答案
热交换器原理与设计答案【篇一：过控习题参考答案】控制通道？何谓干扰通道？它们的特性对控制系统质量有什么影响？控制通道——是指操纵变量与被控变量之间的信号联系；干扰通道——是指干扰作用与被控变量之间的信号联系。
控制通道静态放大倍数越大，系统灵敏度越高，余差越小。
但随着静态放大倍数的增大，系统的稳定性变差。
控制通道时间常数越大，经过的容量数越多，系统的工作频率越低，控制越不及时，过渡过程时间越长，系统的质量越低，但也不是越小越好，太小会使系统的稳定性下降，因此应该适当小一些。
控制通道纯滞后的存在不仅使系统控制不及时，使动态偏差增大，而且还还会使系统的稳定性降低。
干扰通道放大倍数越大，系统的余差也越大，即控制质量越差。
干扰通道时间常数越大，阶数越高，或者说干扰进入系统的位置越远离被控变量测量点而靠近控制阀，干扰对被控变量的影响越小，系统的质量则越高。
1.2 如何选择操纵变量？1）考虑工艺的合理性和可实现性；2）控制通道静态放大倍数大于干扰通道静态放大倍数；3）控制通道时间常数应适当小一些为好，但不易过小，一般要求小于干扰通道时间常数。
干扰动通道时间常数越大越好，阶数越高越好。
4）控制通道纯滞后越小越好。
1.5图1-42为一蒸汽加热设备，利用蒸汽将物料加热到所需温度后排出。
试问：? 影响物料出口温度的主要因素有哪些？? 如果要设计一温度控制系统，你认为被控变量与操纵变量应选谁？为什么？? 如果物料在温度过低时会凝结，应如何选择控制阀的开闭形式及控制器的正反作用？答：? 影响物料出口温度的因素主要有蒸汽的流量和温度、搅拌器的搅拌速度、物料的流量和入口温度。
? 被控变量应选择物料的出口温度，操纵变量应选择蒸汽流量。
物料的出口温度是工艺要求的直接质量指标，测试技术成熟、成本低，应当选作被控变量。
可选作操纵变量的因数有两个：蒸汽流量、物料流量。
后者工艺不合理，因而只能选蒸汽流量作为操纵变量。
? 控制阀应选择气关阀，控制器选择正作用。
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过控答案部分课后答案
1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？
1．控制对象复杂、控制要求多样
2. 控制方案丰富
3．控制多属慢过程参数控制
4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式
5．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成
1-2 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？
过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。
组成：参照图1-1。
1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？
解答：
分类方法说明：
按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（P）控制、比例积分（PI）控制，比例、积分、微分（PID）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。
通常分类：
1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统
（2）随动控制系统
（3）程序控制系统
2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统
（2）前馈控制系统
（3）前馈—反馈复合控制系统
1-5 什么是定值控制系统?
在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。
1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？
解答：
单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。
衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n ；
过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离设定值的最大值A ；
超调量：第一个波峰值1y 与最终稳态值y （∞）之比的百分数σ；
1100%()
y y σ=?∞ 残余偏差C ：过渡过程结束后，被控参数所达到的新稳态值y （∞）与设定值之间的偏差C 称为残余偏差，简称残差；
调节时间：从过渡过程开始到过渡过程结束所需的时间；
振荡频率：过渡过程中相邻两同向波峰（或波谷）之间的时间间隔叫振荡周期或工作周期，其倒数称为振荡频率；
峰值时间：过渡过程开始至被控参数到达第一个波峰所需要的时间。
2-19 为什么说转子流量计是定压式流量计？而差压式流量计是变压降式流量计？
1）转子流量计是定压式流量计(P47)
虽然转子流量计也是根据节流原理测量流量的，但它是利用节流元件改变流体的流通面积来保持转子上下的压差恒定。
所以是定压式。
2）差压式流量计是变压降式流量计(P45)
是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置是产生的压差实现流量测量的。
所以是变压降式。
2-22 电磁流量计的工作原理是什么？它对被测介质有什么要求？
1）原理：利用导电液体通过磁场时在两固定电极上感应出电动是测量流速。
2）对被测介质的要求：导电液体，被测液体的电导率应大于水的电导率(Ωμ100cm)，不能测量油类或气体的流量。
2-24 超声波流量计的特点是什么？
超声波流量计的非接触式测量方式，不会影响被测流体的流动状况，被测流体也不会对流量计造成磨损或腐蚀伤害，因此适用范围广阔。