过程控制系统试题一
过程控制系统试卷及答案
过程控制系统试卷及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 以下哪个不是过程控制系统的基本组成部分？A. 控制器B. 被控对象C. 执行机构D. 操作系统答案：D2. 以下哪种控制方式属于闭环控制？A. 开环控制B. 串级控制C. 比例控制D. 反馈控制答案：D3. 在PID控制器中，以下哪个参数主要影响系统的稳定性？A. 比例系数B. 积分系数C. 微分系数D. 比例系数和积分系数答案：C4. 以下哪个过程控制系统中，被控变量是流量？A. 液位控制系统B. 温度控制系统C. 压力控制系统D. 流量控制系统答案：D5. 以下哪个控制策略主要用于抑制高频干扰？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制答案：C6. 在过程控制系统中，以下哪个环节不属于控制回路？A. 控制器B. 执行机构C. 传感器D. 被控对象7. 以下哪种控制方式属于非线性控制？A. 比例控制B. 串级控制C. 模糊控制D. 反馈控制答案：C8. 在过程控制系统中，以下哪个环节的作用是进行信号转换和放大？A. 控制器B. 执行机构C. 传感器D. 被控对象答案：C9. 以下哪种控制方式适用于大滞后系统？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制10. 在过程控制系统中，以下哪个参数表示系统的快速性？A. 调整时间B. 超调量C. 稳态误差D. 稳定性答案：A二、填空题（每题3分，共30分）11. 过程控制系统的基本组成部分有控制器、被控对象、执行机构和________。
答案：传感器12. 在PID控制器中，比例系数、积分系数和________系数共同调节系统的性能。
答案：微分13. 串级控制系统由主控制器、副控制器和________组成。
答案：副被控对象14. 在过程控制系统中，________的作用是将被控对象的输出信号转换为控制器所能接收的信号。
答案：传感器15. 模糊控制器主要由模糊化、________和反模糊化三个环节组成。
过程控制试题库
过程控制期末试题库一、填空题（本题共计10分，包括3小题，10个填空，每空1分）1．一般一个简单控制系统由（检测/变送）装置、（被控对象）、（调节）器和（执行）机构组成。
2．过程控制系统常用的参数整定方法有：（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）。
3．在PID调节器中，调节器的Kc越大，表示调节作用（越强），Ti值越大，表示积分作用（减弱），Td值越大表示微分作用（增强）。
4．常见的过程计算机控制系统分为下列几种典型形式：（操作指导控制系统）、直接数字控制系统、（监督计算机控制系统）、（集散控制系统）和现场总线控制系统。
5．在闭环控制系统中，根据设定值的不同形式，又可分为定值控制系统，随动控制系统和程序控制系统。
1）定值控制系统特点：设定值是（固定不变）；作用：保证在（扰动）作用下使被控变量始终保持在设定值上。
2）随动控制系统特点：设定值是一个（变化量）；作用：保证在各种条件下系统的输出（及时跟踪设定值变化）。
3）程序控制系统特点：设定值是一个（按一定时间程序变化的时间函数）；作用：保证在各种条件下系统的输出（按规定的程序自动变化）。
6．串级控制系统能迅速克服进入（副）回路的扰动，改善（主）控制器的广义对象特性，容许（副）回路内各环节的特性在一定的范围内变动而不影响整个系统的控制品质。
7．定值控制系统是按（偏差）进行控制的，而前馈控制是按（扰动）进行控制的；前者是（闭）环控制，后者是（开）环控制。
二、选择题（本题共计10分，包括5小题，每题2分）1.由于微分调节规律有超前作用，因此调节器加入微分作用主要是用来（C）:A.克服调节对象的惯性滞后（时间常数T），容量滞后τc和纯滞后τ0.B.克服调节对象的纯滞后τ0.C.克服调节对象的惯性滞后（时间常数T），容量滞后τc.2.定值调节是一种能对（A ）进行补偿的调节系统。
A．测量与给定之间的偏差B．被调量的变化C．干扰量的变化D. 设定值的变化3.定值调节系统是（X）环调节，前馈系统是（X）环调节( B )。
过程控制系统试题一.
过程控制系统试题一一、选择题（10×3分）1、过程控制系统由几大部分组成，它们是：( c )A.传感器、变送器、执行器B.控制器、检测装置、执行机构、调节阀门C. 控制器、检测装置、执行器、被控对象D. 控制器、检测装置、执行器2、在过程控制系统过渡过程的质量指标中, ( A )反映控制系统稳定程度的指标A.超调量B.衰减比C.最大偏差D.振荡周期3、下面对过程的控制质量没有影响的是: ( D )A .控制通道放大倍数K O B.扰动通道放大倍数K fC.扰动通道时间常数D.扰动通道纯滞后时间4、在对象特性中，( )是静特性。
A. 放大系数ΚB. 时间常数TC.滞后时间τD.传递函数5、选择调节参数应尽量使调节通道的( )A.功率比较大B.放大系数适当大C.时间常数适当小D.滞后时间尽量小6、在简单控制系统中，接受偏差信号的环节是( )。
A .变送器 B. 控制器, C. 控制阀 D. 被控对象7、下列说法正确的是( )。
A. 微分时间越长，微分作用越弱；B. 微分时间越长，微分作用越强；C. 积分时间越长，积分时间越弱；D. 积分时间越长，积分时间越强。
8、调节阀按其使用能源不同可分为( )三种。
A．电动B．液动C．气动 D．压动9、打开与控制阀并联的旁路阀，会使可调比(A)。
A.变小B.变大C.不变D. 为零10、串级控制系统主、副对象的时间常数之比，T01/T02＝( )为好，主、副回路恰能发挥其优越性，确保系统高质量的运行。
A. 3～10B. 2～8C. 1～4D. 1～2二、判断题（10×2分）1、过程控制系统中，需要控制的工艺设备(塔、容器、贮糟等)、机器称为被控对象。
( )2、调节阀的结构形式的选择首先要考虑价格因素。
( )3、当生产不允许被调参数波动时，选用衰减振荡形式过渡过程为宜。
( )4、临界比例度法是在纯比例运行下进行的。
通过试验，得到临界比例度δK和临界周期T K，然后根据经验总结出来的关系，求出调节器各参数值。
过程控制系统模拟试题
过程控制系统试题一、填空题（20'）1、典型的过程控制系统由控制器、执行机构、被控对象和测量变送装置等环节构成。
2、对过程控制系统的基本性能要求有三点，分别为稳定性、快速性、和准确性。
3、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀、液动调节阀和电动调节阀三大类。
4、扰动通道静态放大系数越大，则系统的稳态误差越大。
控制通道的静态放大系数越大，表示控制作用越灵敏，克服扰动能力越强。
5、串级控制系统主回路一般是一个定值控制系统，副回路一般是一个随动控制系统。
6、常用的解耦控制设计方法有前馈补偿解耦、反馈解耦法、对角解耦法、单位阵解耦法。
二、单项选择题（10'）1、在过程控制系统过渡过程的质量指标中,( C )是衡量系统快速性的质量指标。
A）最大偏差B）衰减比C）振荡周期D）余差2、下列叙述中不是串级控制系统的特点的是( C )A．结构上由两个闭环组成B．对二次扰动有很明显的克服作用C．系统中有两个调节阀D．提高了整个系统的响应速度3、串级控制系统系统中存在的二次扰动来源于它的（B）A）主回路B）副回路C）主副回路都有D）不能确定4、下面前馈控制系统中对过程的控制质量没有影响的是（D）A）控制通道放大倍数Ko B）扰动通道放大倍数KfC）扰动通道时间常数D）扰动通道纯滞后时间5、用于迅速启闭的切断阀或两位式调节阀应选择( A )特性的调节阀。
A、快开特性B、等百分比特性C、线性D、抛物线特性三、判断题（10'）1、串级控制系统中应使主要和更多的干扰落入副回路。
（√）2、过程控制系统的偏差是指设定值与测量值之差。
（√）3、扰动量是作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素（×）答案：扰动量是除操纵变量外作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素。
4、对干扰通道时间常数越小越好，这样干扰的影响和缓，控制就容易。
（×）答案：时间常数越大越好，这样干扰的影响和缓，控制就容易5、串级控制系统中主调节器以“先调”、“快调”、“粗调”克服干扰。
过程控制系统试卷集
A试题一、填空题（共7小题，每空1分，共30分）1．过程控制系统可以简化为调节器和广义对象两大部分，其中广义对象是_____、_____、_____和_____的组合。
2．过程控制系统按照被控变量的不同，可分为_____控制系统、_____控制系统、______控制系统、_____控制系统和_____控制系统；按照被控变量的多少可分为_____控制系统和_____控制系统。
3．评价过程控制系统性能优劣的指标主要包括_____、_____和_____三个方面。
4．被控过程的数学模型是反映被控过程的输出量和输入量之间的数学表达式，其中，对于参数模型，常用_____、_____、_____、_____等表示。
5. 国产调节阀的流量特性有_____特性、_____特性和_____特性三种。
6. 单回路控制系统是一种基于_____的闭环反馈控制，前馈控制系统是一种按照_____进行补偿的系统，对于减少被控参数____偏差最为有效。
7. 串级控制系统中，主回路是_____系统，副回路是_____系统8. 比值控制系统的具体实现方案有_____方案和_____方案。
9. 在前馈—反馈系统中，控制系统的_____由闭环控制回路决定，对被调参数影响最显著的主要干扰由_____进行补偿。
二、简答题（共6题，每小题6分，共36分）1. 衡量过程控制系统性能优劣的综合性能指标中，ITAE的含义是什么，请写出表达式，并指出其特点。
2. 什么是被控过程的静态数学模型和动态数学模型，两者之间有什么联系。
3. 控制参数的选择应当遵守哪些原则？4. 积分调节有何特点？5. 什么是不变性原理？根据下图列写不变性原理的表达式，并指出依据不变性原理设计的控制系统是何种控制系统。
6. 前馈控制系统的有何特点？三、综合分析题（第1题10分，第2,3题各12分，共34分）1．已知两水槽串联工作，如图所示，输入量为Q 1，流出量为Q 2，Q 3。
过程控制系统试题a)
《过程控制系统》试题（A）答案一、（ 20 分）答：搅拌器物料入口蒸汽冷凝水TC出口图 1（5 分） 1. 影响物料出口温度的主要因素有：物料的入口温度和流量；蒸汽的入口温度、流量和压力；搅拌速度。
温度控制系统原理框图如下：物料出设定值口温度温度控制器控制阀换热器温度变送器（5 分） 2. 当要求出口温度准确控制时，应选择比例积分控制规律。
比例作用可以减小余差；积分作用可以消除误差，使出口温度准确。
（5 分）3. 当控制器的积分时间常数增大时，积分作用变弱，系统稳定性变好，控制精度下降，调节速度变快。
原理：积分作用是当有误差时不断累加，其过程比较缓慢，积分时间常数增大，积分作用减弱，则积分作用的过程要相对加快，对系统的控制作用要变得相对及时，因此调节速度快，系统稳定性加强；但是积分作用的减弱将使得余差变大，则控制精度降低。
（5 分） 4. 比例增益应增加，而积分时间常数要减小。
原因：由于微分作用的加入使系统稳定性增加，动态响应过程缩短，因此可以适当提高比例增益，加强积分作用，即减小积分时间常数。
二、（ 20 分）答：出口温度TC原油炉膛温度PC燃烧气（5 分） 1. 控制方案见工艺流程图。
（5 分）2. 系统的主要干扰量有燃料气流量和压力波动、原油入口的流量和温度。
其中燃料气流量和压力波动的干扰在副回路中，当燃料气压力出现波动时，可通过副回路及时调整，克服干扰。
（5 分）3. 控制阀采用气开阀：当燃烧气压力增大时，出口温度升高，因此主控制器为反作用；当阀开大时，压力增大，为满足负反馈，副控制器为反作用。
（5 分）4. 在系统稳定的情况下，燃料气压力突然升高时，造成 PC输入量增大，因为 PC为反作用，所以 PC输出量减小，因控制阀为气开阀，所以阀开度减小，燃料气压力降低。
同时当燃料气压力升高时，在副回路还没有来得及调整时，原油出口温度有较小升高， TC输入量增大，因为 TC 为反作用，所以 TC输出量下降，控制阀开度减小，同样使燃料压力下降，从而使原油出口温度降低。
过程控制工程考试题及答案
一、填空题（每空1分，共20分）：1．控制通道的时间常数T 0的大小，反映了控制作用对系统动态过程的影响的快慢， T 0 越小，控制作用 越及时 ，过渡过程越快，有利于提高系统的 稳定性 。
2.被控变量是指工艺要求以一定的精度保持恒定或随某一参数的变化而变化的参数。
3．从理论上讲，干扰通道存在纯滞后， 不影响 系统的控制质量。
4．反映对象特性的参数有 放大倍数 、 时间常数 和 纯滞后时间。
5．检测变送环节对控制系统的影响主要集中在检测元件的滞后和信号传递的滞后问题上。
6. 如果对象扰动通道增益f K 增加，扰动作用 增强 ，系统的余差 增大 ， 最大偏差 增大 。
7．常见的比值控制系统有开环比值、单闭环比值、双闭环比值、串级比值。
8. 简单控制系统的工程整定法有经验方法，简单、方便，工程实际中广泛采用的特点。
一般有经验凑试法、衰减曲线法、临界比例度法、响应曲线法等。
9、离心泵的控制方案有直接节流法、改变泵的转速、改变旁路回流量。
二、简答题（每题5分，共20分）： 1．简述被控量与操纵量的选择原则。
答：(1) 被控量的选择原则:①必须尽可能选择表征生产过程的质量指标作为被控变量;②当没有合适的质量指标时,应选择与质量指标由单质对应关系的间接指标作为被控量; ③间接指标必须有足够的灵敏度;④被控变量的选择还应考虑工艺过程的合理性及所用测量仪表的性能、价格等因素. (2) 操纵变量选择的原则①操纵变量应是控制通道放大系数K 0较大者;②应使扰动通道的时间常数越大越好，而控制通道的时间常数适当小一些。
③控制通道纯滞后时间则越小越好，并尽量使扰动远离被控变量而靠近调节阀;④当广义过程的控制通道由几个一阶滞后环节组成时，要避免各个时间常数相等或相接近的情况;⑤工艺上的合理性和方便性。
2．简述串级控制系统的特点。
答：(1)串级控制系统由于副回路的存在,能够迅速克服进入副回路的扰动的影响;(2) 串级控制系统由于副回路的存在,改善了对象的特性,提高了系统的工作频率; (3) 串级控制系统由于副回路的存在,使对象非线性特性线性化,提高了系统的自适应能力;(4) 能够更精确控制操纵变量的流量. （5）可以实现灵活的操作方式选择3．设置均匀控制系统的目的和其特点是什么？答：目的是:对表征前后设备供求矛盾的两个变量均匀协调,统筹兼顾. 特点是:表征前后供求矛盾的两个变量都应该是缓慢变化的;前后互相联系又 互相矛盾的两个变量都应保持在工艺操作所允许的范围内.4．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？答:前馈控制的特点是:根据干扰工作;及时;精度不高,实施困难;只对某个干扰 有克服作用.反馈的特点作用依据是偏差;不及时:精度高,实施方便,对所有干扰都有克服作用.由于两种控制方式优缺点互补, 所以前馈-反馈复合系统将能较大地改善系统的控制品质.过程控制工程试题（卷一） （适用班级：0620391、0620392）姓 名班级学号班级学号三、计算题（10分）已知对象控制通道阶跃响应曲线数据如下表所表示，调节量阶跃变化为Δu=50。
过程控制系统考核试卷
2.闭环控制系统对模型的依赖性较低。（）
3.传感器的作用是将被控对象的输出信号转换为电信号。（）
4.微分控制可以加快系统的响应速度，但可能导致系统不稳定。（）
5.增加积分时间可以减小系统的超调量。（）
6.开环控制系统具有很好的抗干扰能力。（）
15.哪些控制策略可以用于解决过程控制系统中的纯滞后问题？（）
A.史密斯预估控制
B.模糊控制
C.前馈控制
D.反馈控制
16.在过程控制系统中，以下哪些措施可以提高系统的抗干扰能力？（）
A.采用高精度的传感器
B.使用滤波器
C.优化控制器参数
D.增强执行器的响应速度
17.以下哪些条件会影响过程控制系统中的控制品质？（）
Байду номын сангаас6. D
7. D
8. B
9. D
10. A
11. D
12. B
13. A
14. C
15. C
16. B
17. C
18. D
19. B
20. B
二、多选题
1. ABCD
2. ABC
3. ABCD
4. ABC
5. ABC
6. ABC
7. ABC
8. ABC
9. ABCD
10. ABCD
11. ABCD
12. ABCD
2.解释什么是闭环控制系统中的稳态误差，并说明如何通过调整PID控制器参数来减小稳态误差。
3.描述在过程控制系统中，如何使用史密斯预估控制策略来处理被控对象的纯滞后问题。
4.请结合实际应用，举例说明模型预测控制在过程控制系统中的应用优势。
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一：填空题 28分
1．过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程、测量变送等环节组成。
2．过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。
3．过程控制仪表的测量变送环节由传感器和变送器两部分组成。
4．过程检测仪表的接线方式有两种：电流二线制四线制、电阻三线制
5．工程中，常用引用误差作为判断进度等级的尺度。
6．压力检测的类型有三种，分别为：弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测
7．调节阀按能源不同分为三类：气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀
8．电动执行机构本质上是一个位置伺服系统。
9．气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。
10. 理想流量特性有四类，分别是直线、对数、抛物线、快开。
11. 过程数学模型的求取方法有三种，分别是机理建模、试验建模、混合建模。
12．PID调节器分为模拟式和数字式两种。
13．造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长期存在偏差。
14．自动控制系统稳定运行的必要条件是：闭环回路形成负反馈。
15． DCS的基本组成结构形式是“三点一线”。
二：名词解释 20分
1.过程控制：指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。
2．积分饱和: 在积分控制范围内，积分控制输出与偏差的时间积分成正比，当控制输出达到一定限制后就不在继续上升或下降，这就是积分饱和现象。
3.串级控制系统：值采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输入去操纵调节阀，从而对住被控变量具有更好的控制效果。
4.比例控制系统：凡是两个或多个参数自动维持一定比例关系的过程控制系统，称为比例控制系统。
5均匀控制系统：控制量和被控量在一定范围内都缓慢而均匀的变化的系统，称为均匀控制系统。
6.超驰控制系统：指在一个控制系统中，设有两个控制器，通过高低值选择器选出能适应安全生产状态的控制信号，实现对生产过程的自动化控制。
7.分程控制系统：一个控制器的输出信号分段分别去控制两个或两个以上调节阀动作的系统称为分程控制系统。
8.阀位控制系统：是综合考虑快速性、有效性、经济性和合理性的一种控制系统。
9.集散控制系统：是把控制技术、计算机技术、图像显示技术及通信技术结合起来，实现对生产过程的监视控制和管理的系统。
10.现场总线：是指将现场设备与工业控制单元、现场操作站等互联而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分枝的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。
三：简答题 32分
1.什么是PID，它有哪三个参数，各有什么作用?怎样控制？
答： PID是比例-积分-微分的简称。
其三个参数及作用分别为：
（1）比例参数KC，作用是加快调节，减小稳态误差。
（2）积分参数Ki，作用是减小稳态误差，提高无差度
（3）微分参数Kd，作用是能遇见偏差变化趋势，产生超前控制作用，减少超调量，减少调节时间。
2．正反方向判断气开气关,如何选择？ P84
答：所谓起开式，是指当气体的压力信号增大时，阀门开大；气关式则相反，压力增大时，阀门关小。
气动调节阀气开气关形式的选择，主要从工艺生产的安全来考虑的。
详见例题3-5
气开气关调节阀的选择主要是从生产安全角度和工艺要求考虑的，当信号压力中断时应避免损坏设备和伤害操作人员。
如阀门处于开的位置时危害性小，则应选气关式反之选用气开式。
3.控制器正反方向判断 P133
答：所谓作用方向，就是指输入作用后，输出的变化方向。
当输入增加时，输出也增加，则成该环节为“正环节”，反之，当输入增加时，输出减少，则称“反作用”。
具体步骤
（1），判断被控对象的正/反作用那个方向，主要由工艺机理确定。
（2）确定执行器的正/反作用方向由安全工艺条件决定。
（3）确定广义对象的正/反作用方向
（4）确定执行器的正/反作用方向
4.串级系统方框图 P176及特点是什么？
答：特点（1）减小了被控对象的等效时间常数；（2）提高了系统工作频率；（3）对负载变化有一定的自适应能力。
5.前馈反馈的区别有哪些？
答：（1）控制依据：反馈控制的本质是“基于偏差来消除偏差”，前馈控制是“基于扰动消除扰动对被控量的影响”。
（2）控制作用发生时间方面：反馈控制器的动作总是落后于扰动作用的发生，是一种“不及时”的控制；扰动发生后，前馈控制器及时动作。
（3）控制结构方面:反馈为闭环控制，存在稳定性问题，即使闭环环节中每个系统都是稳定的，但闭环后稳定与否，还需要进一步分析；前馈属于开环控制，各环节稳定，系统必然稳定。
（4）校正范围方面：反馈对各种扰动都有校核作用；前馈，只对被校核的前馈扰动有校正作用，其他则没有。
（5）控制规律方面：反馈通常是P PI PD PID 等典型规律；前馈控制规律较为复杂，不好掌握。
四：计算题 20分
1. 稳态误差 衰减比 超调量的计算，详见课本第九页例题。
2. 数学建模类大题。
一、填空题（共20分、每空2分）
1、过程控制的特点有被控对象的 ；举例：⑴ ；⑵ ；
2、对象特性的 ；举例：⑴ ；⑵ ；
3、表征生产过程是否正常运行并需要加以调节的物理量是 ；
4、引起被调量偏离其给定值的各种原因称为 ；
5、被调节的生产过程或设备称为 ；
6、要通过调节作用使被调量重新恢复到新的平衡状态的过程称为 。
二、问答题（共50分、每题10分）
1、过程控制系统的类型按工艺参数分类，可以分为那些类型？
2、按控制器的动作分类，可以分为那些类型？
3、请简述临界比例度法的参数整定过程。
4、请简述并画出一个实例的串级控制的实现过程。
5、请简述并画出前馈控制的完全补偿条件，并说明应用的前提条件。
三、简要计算题（共30分、每题15分）
1、控制仪器精度0.02是怎么定义的，对于 20k Ω电阻档的三用表（万用表），能测量的电阻值精确到多少？
2、设铂电阻R 0=R t=0℃=2Ω,在0～850℃的范围内，按0.02的精度，问：铂电阻值与温度是不是线性关系？为什么？其中：Rt=R 0[1+At+Bt 2]A=3.9×10-3B=-5.8×10
-7。