过程控制作业答案
中级 统计过程控制作业答案
一、单选1、你的答案：标准答案：b2、你的答案：标准答案：a解析：偶然因素是过程固有的难以消除的；异常因素不是过程固有的，容易发现和消除3你的答案：标准答案：d4、你的答案：标准答案：b5、你的答案：标准答案：c6、你的答案：标准答案：c7、你的答案：标准答案：a8、你的答案：标准答案：b解析：由过程能力定义可知，是指过程加工质量的能力，是稳态下的最小波动，因而过程能力指数应在统计控制状态下收集数据。
9、你的答案：标准答案：a解析：在此状态下，过程是无偏移的正态分布，故在此时，不合格品率减小，过程能力指数增大。
10、你的答案：标准答案：c解析：由过程改进策略图可知，改进策略包括判断过程是否处于统计控制状态和评价过程能力两个环节。
是否处于统计控制状态就是判稳。
11、你的答案：标准答案：b解析：过程性能指数是长期的过程能力指数，可以反映出过程当前的实际状态，而不要求在稳态的条件下进行计算12、你的答案：标准答案：d解析：一定面积、一定长度的不合格数时用C图，而当样品规格有变化时，应换算成每单位不合格数控制图，即u图；当控制图的质量指标为不合格品率时，用p控制图，当控制对象为不合格品数时，用np图。
13、你的答案：标准答案：a解析：由于均值控制图中的上、下控制限中包含有极差参数，故必须先做极差控制图，在极差控制图判稳的情况下才能再作均值控制图。
14、你的答案：标准答案：b解析：无论每一种控制图的中心线，其值都为这一参数的均值，故均值图的中心线是其总体均值。
15、你的答案：标准答案：b解析：16、你的答案：标准答案：b解析：手表齿轮轴直径是计量值，其中只有均值－极差控制图是计量值控制图。
17、你的答案：标准答案：c解析：这是均值－极差控制图和均值－标准差控制图应用的区别，由于σ不知只能通过估计获得，故两种控制图分别对极差和标准差的值进行估计。
18、你的答案：标准答案：d解析：休哈特控制图就是要求在偶然因素作用下的稳态，出现异常因素时造成产品质量的波动，故其目的是区分偶然因素和异常因素19、你的答案：标准答案：c解析：我们说U控制图适用于样品规格有变化时的单位不合格数，由于话务员每天的话务量不同，故采用平均差错数时，应适用U控制图。
1080《过程控制》西南大学网教23秋季作业参考答案
108020232单项选择题1、串级控制系统的主回路是一个（），因此对于设计中的主参数的选择，可以按照单回路控制系统的设计原则进行。
.随动控制系统 . 定值控制系统. 程序控制系统 .以上都不是2、比例调节的缺点是存在静态误差，因此也称为（）。
. 误差调节 . 动态调节. 有差调节.静态调节3、实验法建模时，为了获得被控对象的（），应加入激励信号使被控对象处于被激励的状态。
. 动态特性. 静态特性. 物理属性 .化学特性4、利用阶跃响应曲线法建立被控对象的数学模型，需求取被控对象输入与输出之间的（）。
.大小关系.最大值.最小值.传递函数5、比例积分调节规律中，积分调节可以消除（）。
.振荡.比例系数.调节时间.静态误差6、比例积分微分调节的缩写为（）。
.DCS.PID.PI.PD7、若调节对象的特性是线性的，应选择具有（）流量特性的调节阀。
.双曲线.抛物线.直线.等百分比8、为了减小调节阀（）的影响，一般采用阀门定位器克服阀杆摩擦力。
.流量.重量.间隙特性.尺寸9、弹性式压力表是利用各种弹性元件，在被测介质压力作用下产生弹性变形的原理来测量压力的，服从（）。
.法拉第电磁感应定律.胡克定律.质量守恒定律.惯性定律10、变送器一般由输入转换部分、放大器和（）组成。
.控制器.反馈部分.传感器.执行单元11、关于压力检测仪表的安装，下列叙述错误的是（）。
.压力检测仪表必须经检验合格后才能安装.压力检测仪表应水平安装.取压点应能如实反映被测压力的真实情况.压力检测仪表的连接处，应选择适当的材料作为密封垫圈12、串级控制系统是把两个调节器串接在一起，其中一个调节器的输出作为另一个调节器的（），共同稳定一个被控变量所组成的闭合回路。
.输入值.给定值.扰动量.以上都不是13、阶跃响应曲线法适用于处于（）的被控对象。
.C. 开环、非稳态.开环、稳态.闭环、稳态.闭环、非稳态14、调节器的调节规律是指调节器输出信号与输入信号之间随（）变化的规律。
过程控制作业答案（精品）
第一章 概述1.1 过程控制系统由哪些基本单元构成？画出其基本框图。
控制器、执行机构、被控过程、检测与传动装置、报警，保护，连锁等部件1.2 按设定值的不同情况，自动控制系统有哪三类？ 定值控制系统、随机控制系统、程序控制系统1.3 简述控制系统的过渡过程单项品质指标，它们分别表征过程控制系统的什么性能？a.衰减比和衰减率：稳定性指标；b.最大动态偏差和超调量：动态准确性指标；c.余差：稳态准确性指标；d.调节时间和振荡频率：反应控制快速性指标。
第二章 过程控制系统建模方法习题2.10某水槽如图所示。
其中F 为槽的截面积，R1，R2和R3均为线性水阻，Q1为流入量，Q2和Q3为流出量。
要求：（1） 写出以水位H 为输出量，Q1为输入量的对象动态方程；（2） 写出对象的传递函数G(s)，并指出其增益K 和时间常数T 的数值。
（1）物料平衡方程为123d ()d HQ Q Q Ft-+= 增量关系式为 123d d H Q Q Q F t∆∆-∆-∆= 而22h Q R ∆∆=， 33hQ R ∆∆=， 代入增量关系式，则有23123()d d R R hh F Q t R R +∆∆+=∆ （2）两边拉氏变换有：23123()()()R R FsH s H s Q s R R ++=故传函为：232323123()()()11R R R R H s KG s R R Q s Ts F s R R +===+++ K=2323R R R R +, T=2323R R F R R +第三章 过程控制系统设计1. 有一蒸汽加热设备利用蒸汽将物料加热，并用搅拌器不停地搅拌物料，到物料达到所需温度后排出。
试问：（1） 影响物料出口温度的主要因素有哪些？（2） 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？（3） 如果物料在温度过低时会凝结，据此情况应如何选择控制阀的开、闭形式及控制器的正反作用？解：（1）物料进料量，搅拌器的搅拌速度，蒸汽流量（2）被控变量：物料出口温度。
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。
LTLC1Q 2Q A图1-6 控制系统流程图答：1）图为液位控制系统，由储水箱（被控过程）、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：控控控LC控控控控控控控A控控控控LT_2()Q t ()1Q t ()r t ()e t ()u t h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Q 2 (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(∞)=810-800=10衰减比：n=B 1/B 2=(850-810)/(820-810)=4 最大超调量：σ=(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︒C 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%4.0%1005002±=⨯±=δ 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±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：%22.0%10010010002±=⨯-±=δ仪表精度等级至少0.2以上。
2020年中国石油大学北京网络学院 过程控制工程-第二次在线作业 参考答案
中国石油大学北京网络学院
过程控制工程-第二次在线作业
参考答案
1.（
2.5分）串级控制系统中的主控制器对下列的哪个环节具有鲁棒性
A、副回路反馈通道
B、副对象
C、主对象
我的答案：B 此题得分：2.5分
2.（2.5分）某个串级控制系统中，调节阀为气开阀，副对象为反作用，则副控制器为
A、正作用
B、反作用
C、正反作用均可
我的答案：A 此题得分：2.5分
3.（2.5分）某个串级控制系统中，调节阀为气开阀，副对象为反作用，主对象为正作用，则主控制器为
A、正作用
B、反作用
C、正反作用均可
我的答案：B 此题得分：2.5分。
大学_过程控制工程课后作业试题以及答案(邵裕森)
过程控制工程课后作业试题以及答案（邵裕森）过程控制工程课后作业试题以及答案(邵裕森版)《过程控制工程第2版》是06月机械工业出版社出版的图书，作者是邵裕森图书简介：编辑作/译者：邵裕森出版社：机械工业出版社出版日期：06月 ISBN：9787111076025 [十位:7111076028]内容提要：编辑过程控制作为自动化技术的重要组成部分,其发展很快,并已广泛地应用于石油、化工、电力、冶金、机械、轻工、原子能、环保等许多国民经济的重要领域。
.具有跨世纪学科特色的规划教材--《过程控制工程》,不仅介绍了过程建模,将数字检测、数字控制仪表与计算机控制贯穿于全书的各章节,使模拟与数字技术融于全书,而且突出了系统的工程设计与工程应用。
教材主要内容包括过程建模,模拟及数字检测控制仪表,简单系统与复杂系统设计,dcs和工程应用举例等。
..本书内容丰富新颖,能适应跨世纪人才培养需要,是工业自... [显示全部]图书目录：编辑前言.第一章绪论第一节过程控制发展概况第二节过程控制的特点第三节过程控制系统的组成及其分类第四节“过程控制工程”课程的性质和任务思考题与习题第二章过程建模和过程检测控制仪表第一节过程建模第二节过程变量检测及变送第三节过程控制仪表第四节其它数字式过程控制装置思考题与习题第三章简单过程控制系统--单回路控制系统的工程设计第一节过程控制系统工程设计概述第二节控制方案设计第三节检测过程控制工程第2版简介课程内容主要包括过程动态测试和建模、控制器的参数整定、单回路控制系统、复杂控制系统、先进控制系统以及典型的工业过程控制系统。
通过学习，要求掌握过程控制系统的控制原理和分析设计方法，具备分析和设计能满足实际工业生产需要的控制系统的技能;掌握常用控制仪表选用，能熟练地操作、运行、安装、校验与维护常用控制仪表，能熟练地调试并进行技术改造，能熟练地正确调试简单控制系统及常用复杂控制系统，较熟练地掌握简单控制系统的开发与组织实施能力。
过程控制(专升本)阶段性作业3
过程控制(专升本)阶段性作业3总分: 100分考试时间:分钟单选题1. 选择被控变量应尽量使控制通道_____。
(4分)(A) 放大系数适当大、时间常数适当小、功率比较大(B) 放大系数大、时间常数适当小、滞后时间尽量小(C) 时间常数适当小、滞后时间尽量小、偏差信号尽量小(D) 滞后时间尽量小、偏差信号尽量小、功率比较大参考答案：B2. 只要偏差存在，积分调节就起作用，直至_____消失为止。
(4分)(A) 测量值(B) 正偏差(C) 余差(D) 负偏差参考答案：C3. 在自控系统中，确定调节器、调节阀、被控对象的正、反作用方向必须按步骤进行，其先后排列次序为_____。
(4分)(A) 调节器、调节阀、被控对象(B) 调节阀、被控对象、调节器(C) 被控对象、调节器、调节阀(D) 被控对象、调节阀、调节器参考答案：D4. PID调节器变为纯比例作用，则_____。
(4分)(A) 积分时间置∞、微分时间置∞(B) 积分时间置0、微分时间置∞(C) 积分时间置∞，微分时间置0(D) 积分时间置0，微分时间置0参考答案：C5. 某控制系统采用比例积分作用调节器。
某人用先比例后加积分的凑试法来整定调节器的参数。
若比例带的数值已基本合适，再加入积分作用的过程中，则_____(4分)(A) 应适当减少比例带(B) 适当增加比例带(C) 无需改变比例带(D) 与比例带无关参考答案：B6. 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。
(4分)(A) 3～10(B) 2～8(C) 1～4(D) 1～2参考答案：A7. 通常串级控制系统主调节器正反作用选择取决于_____。
(4分)(A) 调节阀(B) 副调节器(C) 副对象(D) 主对象参考答案：D8. _____存在纯滞后，但不会影响调节品质。
(4分)(A) 调节通道；(B) 测量元件；(C) 变送器；(D) 干扰通道。
过程控制系统作业答案(全)
比值控制系统
2、如图所示一氧化氮生产串级比值控制系统， 要保证产品质量，需要稳定氧化炉出口温度。 回答以下问题 。 （1）图中除法器的输出代表什么？ （2）系统中开方器有什么作用？ （3）图中Q1是主流量还是副流量？ （4）系统主副流量无变化，当扰动作用使氧 化炉出口温度偏离设定值时，系统如何调节？
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
m1 m2
c1 c2
双输入双输出系统，输入输出关系如下：
c1 2 m 1 3 m 2 c 2 4 m1 m 2
（1）求相对增益矩阵。 （2）求正确的变量配对。
多变量解耦控制系统
c1 2 m 1 3 m 2 c 2 4 m1 m 2
dh Q i Q o1 Q o 2 C dt h Q o1 R1 h Qo2 R2 Q ( s ) Q o1 ( s ) Q o 2 ( s ) CsH ( s ) i H (s) Q o1 ( s ) R1 H (s) Qo2 (s) R2
m 2 c 2 4m1
解：（1）由式 c 2 4 m1 m 2 ，得 代入 c 2 m 3 m 式中，得
1 1 2
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解：（ a）对加热调节控制系统，依题意采用气开式，当偏差越大，输出控制量越大， 料才加大，通常应关闭，则输出为反作用。
（即 e↗—— u↗——阀气开）而阀打开，燃
（a）
(b)
(b) 对给水阀调节器系统，已知给水阀为气关式，水位低，输出需
u 越小，水位高，输出需 u 越大，增小流量，阀开度增小，
即调节器为正作用，如图（ b）。
则：比例带 50%
4-4 PI 调节器有什么特点 ?为什么加入积分作用可以消除静差 ?
解： 1）特点：
PI 调节器为比例加积分，比例放大可提高响应，积分是对误差的积分，可消除微量静差，如式（
a2
R1c1 R2c2 R3c3 R1R2 R3 c1c2 c3
1 a3
R1R2 R3 c1c2c3
K
kR3
R1 R2 R3c1c2c3
2-8 已知题图 2-3 中气罐的容积为 V，入口处气体压力， P1 和气罐 气体温度 T 均为常数。假设罐气体密度在压力变化不大的情况下，
可视为常数，并等于入口处气体的密度； R1 在进气量 Q1 变化不大时可近似看作线性气阻。求以用气量
165 0.430 0.051 340 0.999
y( ) y(0)
k
1
u
80 T 210 80 130(s)
G (s)
1
e 80 s
130s 1
3) 两点法：
y * (t1 ) 0.39 y * (t2 ) 0.63
y(t1 ) y( ) y(t 2) y( )
y(t1 ) y(t 2)
t1 153.5(s) t2 220(s)
G 2(s)
H2 (s)
H 1(s)
解： 1）在 R(s) 作用下：
2( z)
G2 ( z)
1 H 1G2 ( z)
2 ）在 N(s) 的作用下：
YR (z)
2 ( z) R(z)
G2 (z)R( z)
1 H 2 (z) 2( z) 1 H 1G2 (z) H 2 ( z)G2( z)
YN ( z)
t(s) 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
y
0
3.75 7.20 9.00 9.35 9.15 8.40 7.65 7.05 6.45
t(s) 10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
y
5.85
5.10 4.95 4.50 4.05 3.60 3.30 3.00 2.70 2.40
t(s) 20
21
22
23
24
YN ( z) YN ( z)
NG2 ( z) Gk G1G2( z) D1( z)YN ( z) NG2 (z)
1 D1 ( z)Gk G1G2 ( z)
3) 总输出：
Y (z) YR (z) YN ( z) [ D1( z) D 2 (z)] GkG1G 2 ( z) R(z)
NG 2 ( z)
1) 列关系式：
u
0 t 0 t0
t
u
0 t0 y
p
0 t0
u(t) u1(t ) u2 (t )
u2 (t ) u1(t t )
t
u(t) u1(t ) u1(t t )
u1(t)
y(t ) y1(t ) y2(t) y1(t) y1(t t)
t u1 (t t)
即
y1(t ) y(t) y1 (t t )
2) 切线法： 找拐点：
t(s) 0
15 30
y
0
0.02 0.045
△y
0.02 0.025
t(s) 180
195 210
y
0.485 0.54 0.595
△y 0.055 0.05 0.055
45 0.065 0.02 225 0.650 0.055
60 0.090 0.025 240 0.710 0.060
τ和时间常数 Ｔ。
y B
20cm
P
0
A
T
t
τ
2) 切线近似解：
τ =40s T=180-40=140(s)
y( ) y( 0) 20
K
100
u
0.2
G(s)
K es
100 e 40 s
Ts 1
140s 1
3）采用两点法：
取【 t 1, y*(t 1) 】, 【t 2, y*(t 2) 】
无量纲化： y* y(t ) 1 y(t ) y( ) 20
容器内气体重量的变化 量 气容： C
容器内气体变化量
dG C
dp
d p dG C
dt dt
1
p
G
(P1 P p)
R1
R1
d 动态方程： C
p1
p1
dt R
Q2 ；
2-10 有一复杂液位对象，其液位阶跃响应实验结果为 :
t／S
0 10 20 40 60 80 100 140 180 250 300 400 500 600
解： 1）在 R(s) 作用下：
YR ( z) YR ( z)
D1( z)GkG1G2 (z)[ R(z) YR ( z)] D2 ( z)GkG1G2( z) R(z) [ D1 (z) D2 ( z)]GkG1G2 ( z) R(z)
1 D1 (z)Gk G1G2 ( z)
2）在 N(s) 作用下：
1 ) H (s) Qi (s)
R1 R2
H ( s)
1
K
G (s)
Qi ( s) ( A1S 1
1 )
Ts 1
R1 R2
这里： K
1 11 R1 R2
R1R2 R1 R2
T
A1
；
11
R1 R2
2-7 建立三容体系统 h3 与控制量 u 之间的动态方程和传递数 , 见题图 2-2 。
Qi U
h1
Q1 R1 h2
则： y * (t)
0
tT
t 1 exp( ) t T
T
0.4 1 exp(t1 )
取两点：
T
0.8 1 exp(t2 )
T
解得： t1 t2
0.51T 1.61T
T t2 t1 1.1
1.61t1 0.51t2
1.1
2-12 知矩阵脉冲宽度为 1s ，幅值为 0.3 ，测得某对象的脉冲响应曲线数据如下表：
25
26
27
28
29
y
2.25
2.10 1.95 1.80 1.65 1.50 1.35 1.20 1.05 0.90
t(s) 30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
y
0.75
0.60 0.45 0.40 0.36 0.30 0.20 0.15 0.10 0.08
试求阶跃响应曲线。 解：设脉冲响应 y(t) ，阶跃输入 R(t);
题图 2-2
Q2 R2 h3
Q3 R3
解：如图为三个单链单容对像模型。被控参考△ h3 的动态方程：
d c3
h3
dt
h
h
Q2
Q3 ； Q2
； Q3 R2
；
R3
d c2
h2
dt
c1
d h1 dt
h Q1 Q2 ； Q1
R1
Qi Q1
Qi K u
得多容体动态方程：
R1 R2 R3 c1 c2 c3
d 3 h3 dt 3
y1 (t )
从题意知：△ t =1 秒 一拍 ;
可列表格：
y(t) t
y1 ( t t ) 2）表格计算：
t(s) 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
y
0
3.75
7.20
9.00 9.35
9.15
8.40
7.65
7.05
6.45
y1
0
3.75
10.95 19.95 29.3
38.45 46.85 54.50 61.55 68.00
作
业
第二章：
2-6 某水槽如题图 2-1 所示。其中 A1 为槽的截面积， R1、 R2 均为线性水阻， Qi 为流入量， Q1 和 Q2 为流出量要求：
(1) 写出以水位 h1 为输出量， Qi 为输入量的对象动态方程；
(2) 写出对象的传递函数 G(s) 并指出其增益 K 和时间常数 T 的数值。
0.45
0.40 0.36
0.30
0.20
0.15
0.10
0.08
y1
123.20 124.55 125.00 175.40 175.76 176.06 176.26 176.41 176.51 176.59
3) 做图： 2-14 已知被控对象的单位阶跃响应曲线试验数据如下表所示：
t(s) 0
15
30
t(s) 300
315 330
340
360
375
y
0.951
0.980 0.998 0.999 1.00
1.000
分别用切线法，两点法求传递函数，并用仿真计算过渡过程，所得结果与实际曲线进行比较
。
解： 1）对实验曲线描图：
y 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2
0 t
30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330