过程控制原理及应用阶段练习题2
过程装备控制技术及应用课后习题答案)
1. 过程装备的三项基本要求过程装备的三项基本要求：安全性、经济性和稳定性.A.安全性:指整个生产过程中确保人身和设备的安全B.经济性:指在生产同样质量和数量产品所消耗的能量和原材料最少，也就是要求生产成本低而效率高C.稳定性:指系统应具有抵抗外部干扰，保持生产过程长期稳定运行的能力.2. 过程装备控制的主要参数：温度、压力、流量、液位（或物位）、成分和物性等.3. 流程工业四大参数：温度、压力、流量、液位（或物位）4. 控制系统的组成控制系统的组成:(1)被控对象 (2)测量元件和变送器 (3)调节器 (4)执行器5. 控制系统各参量及其作用:1.被控变量 y 指需要控制的工艺参数，它是被控对象的输出信号 2.给定值（或设定值) ys 对应于生产过程中被控变量的期望值 3.测量值 ym 由检测元件得到的被控变量的实际值 4.操纵变量（或控制变量）m 受控于调节阀，用以克服干扰影响，具体实现控制作用的变量称为操纵变量，它是调节阀的输出信号5.干扰（或外界扰动）f 引起被控变量偏离给定值的，除操纵变量以外的各种因素6.偏差信号 e 在理论上应该是被控变量的实际值与给定值之差7.控制信号u 控制器将偏差按一定规律计算得到的量。
6. 控制系统的分类（1）控制系统的分类：按给定值 a 定值控制系统；随动控制系统；程序控制系统（2） b c 按输出信号的影响 a 闭环控制；b 开环控制（3）按系统克服干扰的方式 a 反馈控制系统；b 前馈控制系统；c 前馈-反馈控制系统7. 控制系统过度过程定义：从被控对象受到干扰作用使被控变量偏离给定值时起，调节器开始发挥作用，使被控变量回复到给定值附近范围内，然而这一回复并不是瞬间完成的，而是要经历一个过程，这个过程就是控制系统的过渡过程。
8. 阶跃干扰下过渡过程的基本形式及其使用特点（1）发散振荡过程：这是一种不稳定的阶跃干扰下过渡过程的基本形式及其使用特点：过渡过程，因此要尽量避免（2）等幅振荡过程：被控变量在某稳定值附近振荡，而振荡幅度恒定不变，这意味着系统在受到阶跃干扰作用后，就不能再稳定下来，一般不采用（3）衰减振荡过程：被控变量在稳定值附近上下波动，经过两三个周期就稳定下来，这是一种稳定的过渡过程（4）非振荡的过渡过程：是一个稳定的过渡过程，但与衰减振荡相比，其回复到平衡状态的速度慢，时间长，一般不采用。
微机原理及应用综合练习二
微机原理综合练习二第一章微型计算机系统概述一、单项选择题1. 计算机中的CPU指的是（）A．控制器Ｂ．运算器和控制器Ｃ．运算器、控制器和主存Ｄ．运算器2. 计算机的发展阶段的划分通常是按计算机所采用的（）A．内存容量Ｂ．电子器件Ｃ．程序设计语言Ｄ．操作系统3. CPU中的运算器的主要功能是（）A．负责读取并分析指令Ｂ．算术运算和逻辑运算Ｃ．指挥和控制计算机的运行Ｄ．存放运算结果4. 计算机系统总线中，可用于传送读、写信号的是（）A．地址总线Ｂ．数据总线Ｃ．控制总线Ｄ．以上都不对二、填空题1. 在微机的三组总线中，总线是双向的。
2. 计算机软件系统分为和。
第二章80X86微处理器一、单项选择题1. 8088CPU的外部数据总线的位数为（）A．4 Ｂ．8Ｃ．16 Ｄ．322. 在8086CPU中，不属于总线接口部件的是（）A．20位的地址加法器Ｂ．指令队列Ｃ．段地址寄存器Ｄ．通用寄存器3. 在8088系统中，只需1片8286就可以构成数据总线收发器，而8086系统中构成数据总线收发器的8286芯片的数量为（）A．1Ｂ．2Ｃ．3 Ｄ．44. 8086的指令队列的长度是（）A．4个字节Ｂ．5个字节Ｃ．6个字节Ｄ．8个字节5. CPU内部的中断允许标志位IF的作用是（）A．禁止CPU响应可屏蔽中断Ｂ．禁止中断源向CPU发中断请求Ｃ．禁止CPU响应DMA操作Ｄ．禁止CPU响应非屏蔽中断6. 8086CPU中，一个最基本的总线周期中的时钟周期（T状态）数目为（）A．1 Ｂ．4Ｃ．2 Ｄ．67. 8086的执行部件EU中通用寄存器包括（）A．AX，BX，SP，BPＢ．AX，BX，CX，DXＣ．AL，BL，CL，DLＤ．SP，BP，SI，DI8. 在8086的存储器写总线周期中，微处理器给出的控制信号（最小模式下）WR，RD，M/IO分别是（）A．1，0，1Ｂ．0，1，0Ｃ．0，1，1Ｄ．1，0，09. 在8086的总线周期中，ALE信号的有效位置是（）A．T1 Ｂ．T2Ｃ．T3 Ｄ．T410. 8086 CPU响应DMA传送请求的信号是（）A．READY Ｂ．HLDAＣ．RDＤ．INTA11. 在8086的存储器写总线周期中，微处理器给出的控制信号（最小模式下）WR，RD，M/IO分别是（）A．1，0，1Ｂ．0，1，0Ｃ．0，1，1Ｄ．1，0，012. 当8086CPU从总线上撤消地址，而使总线的低16位置成高阻态时，其最高4位用来输出总线周期的（）A．数据信息Ｂ．控制信息Ｃ．状态信息Ｄ．地址信息13. 在8086的小模式系统中，M/IO、RD和WR当前信号为１、０、１，表示现在进行的是（）A．I/O读Ｂ．I/O写Ｃ．存储器写Ｄ．存储器读14. 8086CPU中指令队列采用的访问原则是（）A．先进先出Ｂ．先进后出Ｃ．后进先出Ｄ．自由出入15. 在8086系统中，内存采取分段结构，段与段之间是（）A．分开的Ｂ．连续的Ｃ．没有限制，都可以Ｄ．重叠的16. 在8086系统中，CPU被启动后，IP及四个段寄存器的初始状态是（）A．全部清0 Ｂ．全部置成FFFFHＣ．IP=FFFFH，四个段寄存器清0 Ｄ．CS=FFFFH，其它寄存器清017. 在8086系统中，一条指令的存放地址一般由段地址寄存器CS和指令指针寄存器IP来决定。
过程控制与集散系统课后习题答案
rty y )(∞y t y图1.3 过程控制系统阶跃响应曲线1-1过程控制系统中有哪些类型的被控量温度、压力、流量、液位、物位、物性、成分1-2过控系统有哪些基本单元构成，与运动控制系统有无区别被控过程或对象、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过程控制，是一种大系统控制，控制对象比较多，可以想象为过程控制是对一条生1-4衰减比和衰减率 衰减比等于两个相邻同向波峰值之比。
衡量振荡过程衰减程度的指标。
衰减率是经过一个周期以后，波动幅度衰减的百分数。
衡量振荡过程衰减程度的另一种指标。
一般希望过程控制系统的衰减比η=4:1～10:1,相当于衰减率Ψ=0.75到0.9。
若衰减率Ψ =0.75,大约振荡两个波系统进入稳态。
1-5最大动态偏差和超调量有何异同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，表现在过渡 过程开始的第一个波峰（y1）。
最大动态偏差是衡量过程控制系统动态准确性的指标。
超调量为最大动态偏差占被控量稳态值的百分比。
余差是指过渡过程结束后，被控量新的稳态值与设定值的差值。
余差是过程控制系统稳态准确性的衡量指标。
调节时间ts 是从过渡过程开始到结束的时间。
理论上应该为无限长。
一般认为当被控量进入其稳态值的5%范围内所需时间 就是调节时间.调节时间是过程控制系统快速性的指标。
振荡频率β是振荡周期的倒数。
在同样的振荡频率下，衰减比越大则调节时间越短；当衰减比相同时，则振荡 频率越高，调节时间越短。
振荡频率在一定程度上也可作为衡量过程控 制系统快速性的指标。
过程控制的目标 安全性 稳定性 经济性过程工业的特点 强调实时性和整体性/全局优化的重要性/安全性要求过程控制系统的特点 / 被控过程的多样性 / 控制方案的多样性/被控过程属慢过程、多参数控制/定值控制/过程控制多种分类方法 过程控制系统的性能指标/稳定性、准确性/快速性2-1什么是对象的动态特性，为什么要研究它研究对象特性通常以某种形式的扰动输入对象，引起对象输出发生相应的变化，这种变化在时域或者频域上用微分方程或者传递函数进行描述，称为对象的动态特性。
PLC项目练习题
PLC项目练习题PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于工业自动化控制的电子设备，广泛应用于工业生产线、机器制造以及各种自动化系统中。
本文将以实际案例为基础，通过PLC项目练习题的方式对PLC的基本原理和应用进行探讨。
项目一：自动灯控制系统1. 项目描述：设计一个基于PLC的自动灯控制系统。
系统能够自动检测环境光照强度，并根据设定的亮度阈值，自动控制灯光的开关。
2. 项目要求：a) 使用传感器检测环境光照强度，将检测结果传输给PLC；b) PLC根据设定的亮度阈值，控制灯光的开关；c) 系统要求能够实现自动模式和手动模式的切换。
3. PLC程序设计：a) 输入：- 光照传感器信号；- 手动模式控制信号。
b) 输出：- 控制灯光的信号。
4. PLC项目结构图：（图略）5. PLC程序实现：a) 步骤1：初始化- 设定亮度阈值；- 设置初始工作模式。
b) 步骤2：检测光照强度- 读取光照传感器信号；- 根据读取结果进行判断。
c) 步骤3：自动模式控制- 当光照强度低于设定阈值时，输出控制信号打开灯光； - 当光照强度高于设定阈值时，输出控制信号关闭灯光。
d) 步骤4：手动模式控制- 根据手动模式选择的指令输出控制信号。
6. 项目测试与调试：a) 确保光照传感器正常工作，并与PLC连接正确；b) 测试自动模式下，根据光照强度控制灯光的开关；c) 测试手动模式下，根据操作指令控制灯光的开关。
7. 项目应用前景：基于PLC的自动灯控制系统广泛应用于室内和室外场景，如办公室、商业建筑、道路照明等。
其优点包括节能、智能化以及降低人工操作成本等。
项目二：温度控制系统1. 项目描述：设计一个基于PLC的温度控制系统。
系统能够自动监测环境温度，并根据设定的温度范围，自动控制加热设备的开关。
2. 项目要求：a) 使用温度传感器检测环境温度，将检测结果传输给PLC；b) PLC根据设定的温度范围，控制加热设备的开关；c) 系统要求能够实现手动模式和自动模式的切换。
过程控制系统作业答案(全)
串级控制系统
2、某一温度-压力串级控制系统采用两步法整 定控制器参数，测得4：1衰减过程的参数为： δ 8% 、 100 s 、δ 40% 、 T 10 s T 主控制器采用PI控制规律，副控制器采用P控 制，确定系统整定参数。
s1
s1
s2
s2
（1）4:1衰减法参数整定表
（2）临界比例度法参数整定表
74
R Z —
E
Wc(s)
M
s Wo(s)e
C +
Smith预估补偿器
Ws(s)
S +控制框图，其中Wo(s)为一 阶惯性。根据此图。 (1)推导Smith补偿器Ws(s)。 (2)设M点为阶跃信号，试定性画出C、S、Z点 波形。 (3)Smith补偿器的滞后补偿是针对系统输出C 还是对反馈Z？ 滞后补偿是针对反馈Z。
K R1 R 2 R1 R 2 R1 R 2 R1 R 2
R1 R 2 K R1 R 2 1 R1 R 2 Cs Qi ( s ) Ts 1 Cs 1 R1 R 2 R1 R 2 H (s) 1 1
T
C
串级控制系统
1、下图为造纸系统某一工艺段的温度串级控 制系统，以保持网前箱出口温度稳定。 （1）画出该控制系统的方框图。
串级控制系统
（2）如工艺要求在故障情况下切断蒸汽的供应，试 选择蒸汽阀的气开和气关方式。 答：气开阀。 （3）确定主副温度调节器的正反作用。 答：主控制器反作用；副控制器反作用。 （4）结合图，试说明为什么串级控制方案比网前箱 出口温度单回路控制方案控制效果好。 答：该方案在滞后时间较小的混合箱出口设置了副温 度传感器，组成混合箱出口副温度控制器，把主要干 扰纳入了副回路，副回路通道短，滞后时间小，控制 作用及时，能够有效提高控制质量。
《过程控制系统》习题解答
《过程控制系统》习题解答1-2 与其它自动控制相比，过程控制有哪些优点？为什么说过程控制的控制过程多属慢过程？过程控制的特点是与其它自动控制系统相比较而言的。
一、连续生产过程的自动控制连续控制指连续生产过程的自动控制，其被控量需定量控制，而且应是连续可调的。
若控制动作在时间上是离散的（如采用控制系统等），但是其被控量需定量控制，也归入过程控制。
二、过程控制系统由过程检测、控制仪表组成过程控制是通过各种检测仪表、控制仪表和电子计算机等自动化技术工具，对整个生产过程进行自动检测、自动监督和自动控制。
一个过程控制系统是由被控过程和检测控制仪表两部分组成。
三、被控过程是多种多样的、非电量的现代工业生产过程中，工业过程日趋复杂，工艺要求各异，产品多种多样；动态特性具有大惯性、大滞后、非线性特性。
有些过程的机理（如发酵等）复杂，很难用目前过程辨识方法建立过程的精确数学模型，因此设计能适应各种过程的控制系统并非易事。
四、过程控制的控制过程多属慢过程，而且多半为参量控制因为大惯性、大滞后等特性，决定了过程控制的控制过程多属慢过程；在一些特殊工业生产过程中，采用一些物理量和化学量来表征其生产过程状况，故需要对过程参数进行自动检测和自动控制，所以过程控制多半为参量控制。
五、过程控制方案十分丰富过程控制系统的设计是以被控过程的特性为依据的。
过程特性：多变量、分布参数、大惯性、大滞后和非线性等。
单变量控制系统、多变量控制系统；仪表过程控制系统、计算机集散控制系统；复杂控制系统，满足特定要求的控制系统。
六、定值控制是过程控制的一种常用方式过程控制的目的：消除或减小外界干扰对被控量的影响，使被控量能稳定控制在给定值上，使工业生产能实现优质、高产和低耗能的目标。
1-3 什么是过程控制系统，其基本分类方法有哪些？过程控制系统：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、成分、粘度、湿度和pH等这样一些过程变量的系统。
过程控制复习题（2）
过程控制复习题（2）⼀、填空题：1、简单控制系统由（控制器）、（执⾏机构）、（被控对象）和（检测变送仪表）四个环节组成。
2、对象数学模型是指对象的（输⼊输出）特性，是对象在各输⼊量（控制量和检测变送量）作⽤下，其相应输出量（被控量）变化函数关系的数学表达式。
3、获取对象数学模型的⽅法参⽅法有：（机理法）和（测试法）。
4、⽓动执⾏器由（调节）机构和（执⾏）机构两部分组成，常⽤的辅助装置有（阀门）定位器和⼿轮机构。
5、流通能⼒Ｃ的定义是：调节阀全开，阀前后压差为（0.1Mp），流体重度为（1g/m3），每（⼩时）所通过的流体（系）数。
6、被调介质流过阀门的（相对）流量与阀门（相对）⾏程之间的关系称为调节阀的流量特性；若阀前后压差保持不变时，上述关系称为（理想流量）特性，实际使⽤中，阀门前后的压差总是变化的，此时上述关系为（⼯作流量）特性。
7、动态前馈控制的设计思想是通过选择适当的（前馈）控制器，使⼲扰信号经过（前馈）控制器致被控量通道的动态特性完全复制对象（⼲扰）通道的动态特性，并使它们符号（相反）（正、反），从⽽实现对⼲扰信号进⾏完全补偿的⽬标。
8、⾃动调节系统常⽤参数整定⽅法（动态特性参数法），（稳定边界法），（衰减曲线法），（经验法）。
9、调节系统中调节器正、反作⽤的确定依据是：（保证控制系统成为负反馈）。
4、模糊控制器的设计（不依赖）被控对象的精确数学模型。
⼆、单项选择题：1、调节系统的稳定性是对调节系统最基本的要求，稳定调节过程的衰减率ζ应是（C.0<ζ<1）。
2、线性调节系统的稳定性（稳定或不稳定）取决于（Ｃ．⼲扰作⽤的形式、强弱和系统本⾝的结构、参数。
）3、单纯的前馈调节是⼀种能对（C．⼲扰量的变化）进⾏补偿的调节系统。
4、均匀控制系统的任务是（A．使前后设备在物料供求上相互均匀、协调。
）5、定值调节系统是环调节，前馈系统是环调节。
（B．闭，开）6、在选择性调节系统中防积分饱和⼀般采⽤（B．外反馈法）⽅法。
过程控制技术课后作业答案详解
过程控制与自动化仪表课后作业详解第一章P152-1. (1)简述图1-6所示系统的工作原理，画出控制系统的方框图并写明每一方框图的输入/输出变量名称和所用仪表的名称。
答：1)图为液位控制系统，由储水箱(被控过程X液位检测器(测量变送器)、液位控制器、调节阀组成的反馈控制系统，为了达到对水箱液位进行控制的目的，对液位进行检测，经过液位控制器来控制调节阀，从而调节Q 1 (流量)来实现液位控制的作用。
2)框图如图1-7所示：图1-7控制系统框图3)控制器输入输出分别为：设定值与反馈值之差e (t )、控制量u(t )；执行器输入输出分别为：控制量u(t)、操作变量Q 1(t)；被控对象的输入输出为：操作变量Q 1(t)、扰动量Q2 (t)，被控量h；所用仪表为：控制器(例如PID控制器)、调节阀、液位测量变送器。
2-3某化学反应过程规定操作温度为800℃，最大超调量小于或等于5%,要求设计的定值控制系统，在设定值作最大阶跃干扰时的过渡过程曲线如图所示。
要求：1)计算该系统的稳态误差、衰减比、最大超调量和过渡过程时间；2)说明该系统是否满足工艺要求。
答：1)稳态误差：e(8)=810-800=10衰减比：n=B1/B2=(850-810)/(820-810)=4最大超调量：。
=(850-810)/810=4.9%假设以系统输出稳定值的2%为标准，则810*2%=16.2,则过渡过程时间：ts=17min2）由于规定操作温度为800 °C,而系统稳态值为810 ℃所以不满足工艺要求。
第二章P711-3某台测温仪表测量的上下限为500℃~1000℃,它的最大绝对误差为±2℃,试确定该仪 表的精度等级；答：根据题意可知：最大绝对误差为±2℃ 则精度等级5 =±烹义100% = ±0.4% 所以仪表精度等级为0.4级1-4某台测温仪表测量的上下限为100℃~1000℃,工艺要求该仪表指示值的误差不得超过土 2℃,应选精度等级为多少的仪表才能满足工艺要求？答： 由题可得：5=± ——2—— x 100% = ±0.22%1000 -100仪表精度等级至少0.2以上。
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《过程控制原理及应用》阶段练习题—2
第二章过程装备控制基础
2.4 什么是单回路控制系统？什么是反馈、负反馈、正反馈？为什么通常的自动控制系统都是负反馈控制系统？
2.5 在控制系统的设计中，被控变量的选择应遵循哪些基本原则？
2.6 在控制系统的设计中，如何选择操纵变量？
2.7 在控制系统的设计中，对被控变量的测量会带来哪些滞后？各是由什么原因引起的？
2.8 什么是调节器的控制规律？调节器有哪几种基本控制规律？
2.9 比例、积分、微分控制分别用什么量表示其控制作用的强弱？并分别说明
它们对控制质量的影响。
2.10 调节器参数整定的目的是什么？工程上常用的整定方法有哪些？简介之。
2.11图2-1是聚合釜温度和流量的串级控制系统，
（1）画出该控制系统的方框图。
（2）指出该系统的主﹑副对象，主﹑副变量，主﹑副调节器各是什么？
（3）当冷却水压力突然增大时，该系统是如何实现其控制作用的？
图2-1 聚合釜温度与流量的串级控制系统示意图
2.12 某液位的阶跃响实验测得如下数值：
当其阶跃扰动量为Δu＝20%时，试求：
（1）画出液位过程的阶跃响应曲线；
（2）确定液位过程中的K ﹑T ﹑τ（设该过程用一阶惯性加纯滞后环节近似描述）。
2.13 为什么说串级控制系统的主回路是定值控制系统，而副回路是随动控制系统？
2.14 什么是前馈控制系统？为什么控制系统中不单纯采用前馈控制，而是采用前馈－反馈控制系统？
2.15 为什么前馈调节器不能常用常规的调节器？
2.16 比值控制系统有哪些类型？对单闭环比值控制系统，当主流量和副流量分别有波动时，控制系统是如何实现控制过程的？
2.17 选择性控制系统有哪些类型？各有什么特点？
2.18 均匀控制系统设置的目的是什么？它有哪些特点？
2.19 什么是分程控制系统？它区别于一般控制系统的最大特点是什么？
2.20 分程控制系统应用于哪些场合？。