过程控制期末试题及其答案
过程控制期末试题
一、填空题1. 仪表的基本误差为±0.8％，则确认该表的精确度等级符合（）级。
2.气动调节阀执行机构的作用是将压力的大小转换为阀杆（）。
3.调节阀的流量特性不仅与阀门的结构和开度有关，还与阀前后的（）有关。
4.选择蒸汽锅炉的控制阀门时，为保证失控状态下锅炉的安全, 燃气阀应选（），给水阀应选（）。
5.（）的作用是把标准电流信号转换为标准气压信号。
6.构成安全火花防爆系统的二要素是（）和（）。
7.描述过程特性的参数有放大系数、（）和（）。
8.在PID控制规律下，（）作用加快系统控制速度，减小超调；（）作用可以消除静差。
9.用热电阻测温时一般用（）接法，以抵消接线电阻对电桥的影响。
10. （）的作用是将热电偶冷端延长到距热源较远，温度较稳定的地方。
11.（）安全栅是将变送器的测量信号经隔离变压器传给控制室仪表；（）安全栅是4~20mA调节信号送往现场的安检通道。
12．气动调节阀由执行机构（）两部分组成13．多容过程对干扰相应时间上的滞后称（）滞后；由信号或能量的传输时间造成的滞后现象属于（）滞后。
14．（）接受来自调节器的电流信号，阀门开度连续可调。
（）接受来自调节器的电流信号，但阀门开度是位式调节15.串级系统特点主要有改善了被控过程的（），抗干扰能力（）；对负荷或操作条件的变化有一定自适应能力等。
16.串级控制系统有两个闭合回路，形成内外环。
（）是工艺要求控制的变量，（）是为了更好地控制主变量而选用的辅助变量。
二、判断题1.微分时间的物理意义是在阶跃信号作用下，控制器积分作用的输出等于比例作用的输出所经历的时间。
2.控制阀的固有流量特性取决于阀芯的形状。
3.被控对象的时间常数是指对象受到阶跃输入后，输出达到新的稳态值的63.2％所需的时间，是静态参数。
4.对象在扰动作用下，其平衡状态被破坏后，在没有人工干预或调节器干预下，不能自动达到新的平衡状态，这种特性称为自衡特性。
5.干扰通道放大系数越大，被控变量的波动就越大，最大偏差越大。
《过程控制工程》期末考试复习题及参考答案
过程控制工程复习题（课程代码392217）一、选择题（请从下列选项中选出正确的一项）1、下列不属于单回路反馈控制系统的是（）选项A）被控对象选项B）被测对象选项C）测量变送选项D）控制器和控制阀答案：B2、在工业控制中，使用最多的控制系统是（）选项A）单回路反馈控制系统选项B）串级控制系统选项C）比值控制系统选项D）前馈控制系统答案：A3、下列中对干扰通道特性对控制质量影响描述错误的是（）选项A）K f增加，余差增加，系统稳定性不变选项B）T f增加，过渡过程时间减小选项C）T f增加，振荡幅值减小选项D）τf增加，余差减小答案：D4、下列中对控制对象特性对控制质量影响描述错误的是（）选项A）一般希望放大倍数K0大些好，易于调节选项A）一般希望控制通道时间常数小些好，但不能过小选项C）控制通道时间常数越小越好，系统才灵敏选项D）时间常数大，系统的工作频率低答案：D5、下列对操纵变量选择原则描述错误的是（）选项A）操纵变量必须可控选项A）选择通道放大倍数相对大的选项C）选择干扰通道时间常数小一点的选项D）选择通道的纯滞后尽量小答案：C6、下列中对控制通道特性对控制质量影响描述错误的是（）选项A）K0增加，余差增加，系统稳定性不变选项B）T0增加，过渡过程时间增加选项C）T0增加，系统频率变慢选项D）τ0增加，稳定程度大大降低答案：A6、下图的曲线中，哪一条是对数流量特性的是（）选项A）1选项B）2选项C）3选项D）4答案：B7、在控制系统中，能准确、快速、及时地跟踪设定值的变化的系统属于（）选项A）随动系统选项B）定值系统选项C）程序系统选项D）以上都不是答案：A8、在过程控制系统中，系统的设定值保持不变的系统属于（）选项A）随动系统选项B）定值系统选项C）程序系统选项D）以上都不是答案：B9、在过程控制系统中，系统的设定值有规律变化的系统属于（）选项A）随动系统选项B）定值系统选项C）程序系统选项D）以上都不是答案：C10、用来表征生产设备或过程运行是否正常而需要加以控制的物理量是（）选项A）被控对象选项B）被控变量选项C）操纵变量选项D）测量值答案：B11、受控制器的操纵，使被控变量保持在设定值的物理量是（）选项A）被控对象选项B）设定值选项C）操纵变量选项D）测量值答案：C12、一阶环节的传递函数是（）选项A）K/(Ts+l)选项B）K/Tis选项C）K选项D）Tds答案：A13、比例环节的传递函数是（）选项A）K/(Ts+l)选项B）K/Tis选项C）K选项D）Tds答案：C14、在一阶系统的特征参数中，（）是系统的静态参数选项A）放大倍数K选项B）时间常数T选项C）滞后时间τ选项D）传递函数答案：A15、在一阶过程控制系统中时间常数T定义为系统的输出量y(t)到达稳态值的（）选项A）80%选项B）63.2%选项C）20%选项D）40%答案：B16、在一阶过程控制系统中，（）决定了系统在响应结束时的稳态性能选项A）时间常数T选项B）输入值选项C）滞后时间τ选项D）放大倍数K答案：D17、在过程控制仪表中，控制器的放大倍数Kc是通过改变（）来设置的选项A）量程选项B）输出信号选项C）控制器的比例度选项D）输入信号答案：C18、在过程控制系统过渡过程的质量指标中，（）是表示过渡过程曲线超出新稳定值的最大值选项A）最大偏差选项B）超调量选项C）衰减比选项D）振荡周期答案：B19、在过程控制系统过渡过程的质量指标中，（）是描述被控变量偏离设定值最大程度的物理量选项A）最大偏差选项B）超调量选项C）衰减比选项D）振荡周期答案：A20、在过程控制系统过渡过程的质量指标中，（）是衡量系统快速性的质量指标选项A）最大偏差选项B）超调量选项C）衰减比选项D）振荡周期答案：D21、一阶过程控制系统稳定条件是（）选项A）特征根为正，微分方程系数都大于零选项B）特征根为负，微分方程系数都大于零选项C）特征根为正，微分方程系数都小于零选项D）特征根为负，微分方程系数都小于零答案：B22、二阶过程控制系统稳定条件是（）选项A）特征根实部为负，微衰减系数小于零，分方程系数都大于零选项B）特征根实部为正，微衰减系数小于零，分方程系数都大于零选项C）特征根实部为正，微衰减系数大于零，分方程系数都大于零选项D）特征根实部为负，微衰减系数大于零，分方程系数都大于零答案：D23、二阶系统的衰减系数与系统的稳定性有很大关系，当衰减系数满足（）时，系统是稳定的选项A）衰减系数=0选项B）-1<衰减系数<0选项C）衰减系数<-1选项D）0<衰减系数<1答案：D24、二阶系统的衰减系数与系统的稳定性有很大关系，当衰减系数满足（）时，系统是稳定的选项A）衰减系数=1选项B）衰减系数<-1选项C）衰减系数>1选项D）0<衰减系数<1答案：B25、在比例控制器中，放大倍数Kc和控制器的比例度δ之间的关系是（）选项A）δ越大，Kc也越大选项B）δ越大，Kc越小选项C）δ变化与Kc无关选项D）δ与Kc都是定值答案：B26、在比例控制器中，在相同输入偏差下，放大倍数Kc和输出p(t)之间的关系是( )选项A）Kc越大,输出p(t)越小选项B）Kc越大,输出p(t)不变选项C）Kc越大,输出p(t)也越大选项D）Kc越小,输出p(t)越大答案：C27、在过程控制系统中，若使控制变量最终不存在余差但系统的稳定性要下降应选用（）选项A)比例控制器选项B)比例积分控制器选项C)比例微分控制器选项D)比例积分微分控制器答案：B28、在过程控制系统中，既能使控制变量不存在余差又使系统具有超前性控制应选用（）控制规律选项A）P选项B）PI选项C）PID选项D）PD答案：C29、在过程控制系统中，系统在稳态时，不管放大系数Kc有多大最终仍有余差可以选用（）控制规律选项A）P选项B）PI选项C)PID选项D)PD答案：B30、在比例控制规律中，衰减系数与系统的稳定性之间的关系应满足（）A)衰减系数越大系统越稳定B)衰减系数越大系统越不稳定C)衰减系数与系统稳定无关答案：A31、下面对过程的控制质量没有影响的是（）A)控制通道放大倍数KoB)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答案：D32、在单回路控制中，控制阀的结构形式的选择很重要，在高压差时选用（）A)角形控制阀B)隔膜控制阀C)三通控制阀D)蝶阀答案：A33、在单回路控制中，控制阀的结构形式的选择很重要，在控制强腐蚀性介质时选用（）选项A)角形控制阀选项B)隔膜控制阀选项C)三通控制阀选项D)蝶阀答案：B34、在单回路控制中，控制阀的结构形式的选择很重要，在分流或合流控制时选用（）选项A)角形控制阀选项B)隔膜控制阀选项C)三通控制阀选项D)蝶阀答案：C35、在单回路控制中，控制阀的结构形式的选择很重要，在大口径、大流量、低差压，而泄漏量要求不高时选用（）选项A)角形控制阀选项B)隔膜控制阀选项C)三通控制阀选项D)蝶阀答案：D36、为了使过程控制系统能够正常工作，则必须使系统的各个环节的静态放大系数相乘必须满足（）选项A)等于0选项B)大于0选项C)小于0选项D)不能确定答案：C37、在控制阀的正作用下，控制阀是气开式，则Kv满足（）选项A)等于0选项B)大于0选项C)小于0选项D)不能确定答案：B38、在控制阀的负作用下，控制阀是气关式，则Kv满足（）选项A)等于0选项B)大于0选项C)小于0选项D)不能确定答案：C39、控制器正作用时，其放大系数Kc满足( )选项A)Kc<0选项B)Kc<-1选项C)Kc>0选项D)Kc=0答案：C40、控制器负作用时，其放大系数Kc满足( )选项A)Kc<0选项B)Kc<-1选项C)Kc>0选项D)Kc=0答案：A41、在控制器上对所求得的整定参数设置的顺序是（）选项A)P,I,D选项B)P,D,I选项C)I,P,D选项D)I,D,P答案：A42、在某温度控制系统中，采用4：1衰减曲线法整定控制器的参数，得δs=20%,当控制器为比例作用时，其整定参数值为（）选项A)20％选项B)40％选项C)60％选项D)80％答案：A43、过程控制设计中，系统设计的核心是（）选项A)控制方案设计选项B)工程设计选项C)工程安装选项D)仪表调校答案：A44、在控制器的参数整定中属于理论整定法得是（）选项A)经验凑试法选项B)衰减曲线法选项C)响应曲线法选项D)对数频率特性法答案：D45、在控制器的参数整定中属于工程整定法得是（）选项A)对数频率特性法选项B)根轨迹法选项C)经验凑试法答案：C46、在某温度控制系统中，采用4：1衰减曲线法整定控制器的参数，得δs=20%,当控制器为比例积分作用时，其整定参数值为（）选项A)24％选项B)12％选项C)36％选项D)48％答案：A47、在某温度控制系统中，采用4：1衰减曲线法整定控制器的参数，得δs=20%,当控制器为比例积分微分作用时，其整定参数值为（）选项A)20%选项B)40%选项C)16％选项D)32％答案：C48、串级控制系统中控制器的作用正确的是（）选项A)主粗副粗选项B)主粗副细选项C)主细副粗选项D)主细副细答案：C49、串级控制系统系统中存在的一次扰动来源于它的（）选项A)主回路选项B)副回路选项C)主副回路都有选项D)不能确定答案：A50、串级控制系统系统中存在的二次扰动来源于它的（）选项A)主回路选项B)副回路选项C)主副回路都有选项D)不能确定答案：C51、串级控制系统系统中主环是一个（）系统选项A)定值系统选项B)随动系统选项C)程序系统选项D)分时系统答案：A52、串级控制系统系统中副环是一个（）系统选项A)定值系统选项B)随动系统选项C)程序系统选项D)分时系统答案：B53、串级控制系统中主回路的控制器包括（）选项A)主控制器选项B)副控制器选项C)主、副控制器选项D)不确定答案：C54、串级控制系统中主回路的对象是（）选项A)主、副对象控制器 控制阀对象 F2 测量变送 F1控制器 控制阀对象 F2测量变送 F1K 测量变送选项B)主对象选项C)副对象选项D)不确定答案：A55、串级控制系统中主、副环要满足（ ）选项A)主定副随选项B)主定副定选项C)主随副定选项D)主随副随答案：A56、串级控制系统中主控制器的正、反作用的选择顺序（A ）选项A)先副后主选项B)先主后副选项C)主、副同样选项D)不确定57、有2个阀门，流通能力分别为C1＝100，C2＝3，其可调范围均为R ＝30，用于分程控制时，分程可调范围为（B ）选项A)750选项B)1000选项C)900选项D)125058、对于对象的纯滞后时间较大，时间常数特别大的应采用（B ）控制选项A)分程控制选项B)前馈控制选项C)均匀控制选项D)串级控制二、作图题1.请画出开环比值控制系统和单闭环控制系统的方框图答案：①开环比值控制系统②单闭环比值控制系统控制器 控制阀对象 F2测量变送2 F1 乘法器 测量变送1I 1 I 02.一个双闭环比值控制系统如下图所示。
过程控制系统期末考题及答案
过程控制系统试题及答案（全班仅一份）1、什么是控制系统的过渡过程？研究过渡过程有什么意义？（1）系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程称为系统的过渡过程。
（2）对设计、研究、整定和改进调节系统都具有重要的意义。
2、在控制系统中，被控变量的选择应遵循什么原则？（1）尽可能选择对产品的质量和产量、安全生产等具有决定性作用，可直接测量的参数作为被控参数。
（2）当不能用直接参数作为被控变量时，应选择与直接参数有单值对应关系的间接变量作为被控参数。
（3）必须考虑到工艺过程的合理性以及国内外仪表的生产的现状。
3、在控制系统中，操纵变量的选择应遵循什么原则？（1）控制变量应具有可控性、工艺操作的合理性、经济性。
（2）控制通道放大系数Ko要适当大，时间常数To要适当小，纯滞后时间越小越好。
（3）干扰通道放大系数Kf应尽可能小，时间常数Tf要大一些，干扰作用点位置要远离被控量，靠近控制阀为好。
4、过程控制系统有哪些特点？（1）被控对象的多样性。
（2）对象存在滞后。
（3）对象特性的非线性。
（4）控制系统比较复杂。
5、什么是控制规律?常用的控制规律有哪些？它们各有什么特点？（1）控制规律是指控制器的输出信号与输入信号之间随时间变化的规律。
（2）控制系统中常用的控制规律有比例(P)、比例积分(PI)、比例积分微分(PID)控制规律。
（3）比例控制规律：它的特点是控制及时，反应快速，控制结果有余差。
比例积分控制规律：它的特点是能够消除余差，但是控制作用比较缓慢、控制不及时。
比例积分微分控制规律：微分作用对于克服容量滞后有显著效果，在比例作用的基础上加上微分作用能提高系统的稳定性，加上积分作用能消除余差，因而可以使系统获得较高的控制质量。
6、自动控制系统主要有哪些部分组成？各组成部分的作用是什么？（1）由被控对象、检测变送单元、控制器和执行器组成。
（2）被控对象：是指控制的生产设备或装置。
检测变送装置：检测被控变量的数值并将其转换为一种特定输出信号。
中国石油大学《过程控制工程》复习题及答案
《过程控制工程》期末复习题一、（每空1分）填空题：1、对于一个比例积分微分（PID）控制器来说，积分时间越小则积分作用越；微分时间越小，则微分作用越。
2、三种常用的均匀控制方案包括、、。
3、常规PID控制器中的P指作用、I指作用、 D指作用。
4、用于输送流体和提高流体压头的机械设备统称为流体输送设备，其中输送液体并提高其压头的机械称为，而输送气体并提高其压头的机械称为。
5、工程上常用的几种整定PID控制器参数的方法是、、、。
6、请举出我们曾经学过的三种复杂控制系统：、、。
7、比值系统控制系统从结构上可分为四种，分别是开环比值控制系统、、、四种。
8、调节阀的固有流量特性主要有、、、四种。
9、比值系统控制系统从结构上可分为四种，分别是开环比值控制系统、、、四种。
10、单回路控制系统一般由、、、四个环节组成11、常见的传热设备有、、等。
12、要消除系统的稳态误差，通常选用控制器。
13、用来评价控制系统性能优劣的阶跃响应曲线性能指标分别是、、、振荡频率和回复时间等。
14、工程上进行PID控制器参数整定时，随动系统的控制品质要求衰减比为，定值系统中控制品质要求衰减比为。
15、常见的传热设备有、、等。
16、精馏装置一般由、、、等设备组成。
精馏塔产品质量指标选择有直接产品质量指标和两类。
二、选择题（10分，每小题2分）1、成分、温度调节系统的调节规律，通常选用（）。
A. PIB. PDC. PID2、自动控制系统中控制器正、反作用的确定是根据（）。
A．实现闭环回路的正反馈。
B．实现闭环回路的负反馈。
C．系统放大倍数恰到好处D．生产的安全性。
3、单纯的前馈调节是一种能对（）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4、分程控制系统常要加装（）来达到分程的目的。
A．调节器 B.变送器 C.阀门定位器5、在某一分离异丁烷与正丁烷的精馏塔中，微小的压力波动也会影响温度的变化，同时压力波动引起的各板上温度变化的方向是一致的，此时应选择（）作为间接质量指标进行控制。
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的大小，反映了控制作用对系统动态过程的影响的快慢，T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K0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）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。
过程控制习题与答案
过程控制习题与答案(总10页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第1章绪论思考题与习题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解答：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解答：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：控制器，被控对象，执行机构，检测变送装置。
1-3简述被控对象、被控变量、操纵变量、扰动（干扰）量、设定（给定）值和偏差的含义解答：被控对象自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产过程、设备或机器等。
被控变量被控对象内要求保持设定数值的工艺参数。
操纵变量受控制器操纵的，用以克服扰动的影响，使被控变量保持设定值的物料量或能量。
扰动量除操纵变量外，作用于被控对象并引起被控变量变化的因素。
设定值被控变量的预定值。
偏差被控变量的设定值与实际值之差。
1-4按照设定值的不同形式, 过程控制系统可分为哪几类解答：按照设定值的不同形式又可分为:1．定值控制系统定值控制系统是指设定值恒定不变的控制系统.定值控制系统的作用是克服扰动对被控变量的影响,使被控变量最终回到设定值或其附近.以后无特殊说明控制系统均指定值控制系统而言.2.随动控制系统随动控制系统的设定值是不断变化的.随动控制系统的作用是使被控变量能够尽快地,准确无误地跟踪设定值的变化而变化3.程序控制系统程序控制系统的设定值也是变化的，但它是一个已知的时间函数，即设定值按一定的时间程序变化。
1-5 什么是定值控制系统解答：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。
1-6 什么是被控对象的静态特性什么是被控对象的动态特性为什么说研究控制系统的动态比其静态更有意义解答：被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。
过程控制期末考试试题
过程控制期末考试试题# 过程控制期末考试试题## 一、选择题（每题2分，共20分）1. 过程控制系统中，开环控制系统的主要缺点是什么？A. 响应速度慢B. 无法实现自动控制C. 稳定性差D. 无法进行误差补偿2. PID控制器中的I代表什么？A. 比例（Proportional）B. 积分（Integral）C. 微分（Derivative）D. 增益（Gain）3. 下列哪个不是过程控制中常用的传感器类型？A. 温度传感器B. 压力传感器C. 流量传感器D. 速度传感器4. 在过程控制中，什么是控制回路的死区？A. 控制器输出的最大范围B. 控制器输出的最小范围C. 控制器输入的无效范围D. 控制器输出的无效范围5. 什么是过程控制中的超调？A. 控制系统达到稳态时的偏差B. 控制系统在达到稳态前的最大偏差C. 控制系统在达到稳态后的偏差D. 控制系统在达到稳态后的持续偏差## 二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述过程控制系统中前馈控制与反馈控制的区别。
2. 解释什么是PID控制器，并说明其三个组成部分的作用。
3. 描述过程控制系统中常见的几种控制策略，并简要说明其适用场景。
## 三、计算题（每题15分，共30分）1. 假设有一个简单的一阶过程控制系统，其传递函数为：\[ G(s) =\frac{K}{(1+\tau s)} \]，其中K=2，τ=0.5。
系统在单位阶跃输入下，求系统达到95%稳态值所需的时间。
2. 给定一个二阶过程控制系统，其开环传递函数为：\[ G(s) =\frac{K}{(s^2+2\zeta\omega_ns+\omega_n^2)} \]，其中K=5，ζ=0.7，ωn=10。
计算系统在单位阶跃输入下的超调量和上升时间。
## 四、案例分析题（20分）某化工企业的生产过程中，需要控制反应器内的温度。
该过程具有滞后特性，且温度变化对生产效率有显著影响。
请分析如何设计一个有效的控制策略来优化温度控制，并说明所选控制策略的优势。
化工过程控制期末考试
积分时间愈长，积分作用愈强选择一项：对错反馈正确答案是“错”。
试题2未作答满分1.00未标记标记试题试题正文在PID调节中，比例作用是依据( )来动作选择一项：A.偏差的大小B.偏差变化速度C.偏差变化方向D.偏差是否存在反馈正确答案是：偏差的大小试题3未作答满分1.00未标记标记试题试题正文手持通信器连接到智能变送器回路时，下述不正确的操作方法是（）。
选择一项：A.连接到变送器接线端子B.正负极性随便接C.连接到负载电阻D.连接时一定要先把变送器电源关掉反馈正确答案是：连接时一定要先把变送器电源关掉试题4未作答满分1.00未标记标记试题试题正文在PLC的中央处理单元中，常用的微处理器主要有（）。
选择一项：A.单片机B.双极型位片式微处理器C.通用微处理器D.以上三种都是反馈正确答案是：以上三种都是试题5未作答满分1.00未标记标记试题控制阀阀盖四氟填料的工作温度不适用于（）。
选择一项：A.200～600℃B.-40～250℃C.20～150℃D.-40～450℃（加散热法）反馈正确答案是：200～600℃试题6未作答满分1.00未标记标记试题试题正文热电偶测温原理基于（）选择一项：A.热阻效应B.热磁效应C.热电效应D.反馈正确答案是：热电效应试题7未作答满分1.00未标记标记试题试题正文电气设备火灾时不可以用（）灭火器选择一项：A.泡沫B.二氧化碳C.干粉D.卤代烷反馈正确答案是：泡沫试题8未作答满分1.00未标记标记试题试题正文积分控制规律的特点是( )选择一项：A.控制及时，能消除余差B.控制超前，能消除余差C.控制滞后，能消除余差D.控制及时，不能消除余差反馈正确答案是：控制滞后，能消除余差试题9未作答满分1.00未标记标记试题试题正文对象时间常数越大，被调参数达到稳定值的时间越长选择一项：对错反馈正确答案是“对”。
试题10未作答满分1.00未标记标记试题试题正文工业中，把一但出现事故就停车这种硬性的保护措施称之为“联锁”。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.过程控制期末试题及其答案2.从理论上讲，干扰通道存在纯滞后不影响系统的控制质量。
3.离心泵的控制方案有直流节流法、改变泵的转速n 改变旁路回流量。
效率最差的是改变旁路回流量。
4.随着控制通道的增益K o的增加，控制作用___增强_______ ，克服干扰能力___最大______,最大偏差_____减小_____系统的余差减小5.控制器的选择包括结构材质的选择、口径的选择、流量特性的选择和正反作用的选择。
6.防积分饱和的措施有对控制器的输出限幅、限制控制器积分部分的输出和积分切除法。
7.如果对象扰动通道增益K f增加，扰动作用__增强__,系统的余差__增大__,最大偏差_增大___。
8.简单控制系统的组成，各部位的作用是什么？解答：简单控制系统由检测变送装置、控制器、执行器及被控对象组成。
检测变送装置的作用是检测被控变量的数值并将其转换为一种特定输出信号。
控制器的作用是接受检测装置送来的信号，与给定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果送往执行器。
执行器能自动地根据控制器送来的控制信号来改变操纵变量的数值，以达到控制被控变量的目的。
被控对象是指需要控制其工艺参数的生产设备或装置9.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。
10.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。
11.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。
12.反应对象特性的参数有放大倍数、时间常数、和纯滞后时间。
13.自动调节系统常用参数整定方法有哪些？常用的参数整定方法有!经验法*衰减曲线法*临界比例度法*反应曲线法)动态特性参数法，稳定边界法，衰减曲线法，经验法。
14.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。
15.什么是对象数学模型，获取模型的方法有哪些？答：对对象特性的数学描述就叫数学模型。
机理建模和实验建模系统辨识与参数估计。
解析法）和（实验辨识法）机理建模：由一般到特殊的推理演绎方法，对已知结构、参数的物理系统运用相应的物理定律或定理，根据对象或生产过程的内部机理，经过合理的分析简化而建立起描述系统各物理量动静态性能的数学模型。
实验建模步骤：1确定输入变量与输出变量信号；2测试；3对数据进行回归分析。
16.简述被控量与操纵量的选择原则。
.答：一、(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K0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。
二、被控变量的正确选择是关系到系统能否达到预期控制效果的重要因素，它选择的一般原则是：（1）被控变量应能代表一定的工艺操作指标或是反映工艺操作状态重要变量；（2）被控变量应是工艺生产过程中经常变化，因而需要频繁加以控制的变量；（3）被控变量应尽可能选择工艺生产过程的直接控制指标，当无法获得直接控制指标信号，或其测量或传送滞后很大时，可选择与直接控制指标有单值对应关系的间接控制指标；（4）被控变量应是能测量的，并具有较大灵敏度的变量；（5）被控变量应是独立可控的； （6）应考虑工艺的合理性与经济性，以及国内外仪表生产的现状。
操纵变量的选择应遵循原则（1）操纵变量应是工艺上允许加以控制的可控变量；（2）操纵变量应是对被控变量影响诸因素中比较灵敏的变量，即控制通道的放大系数要大一些，时间常数要小一些，纯滞后时间要尽量小；（3）操纵变量的选择还应考虑工艺的合理性和生产的经济性。
三、被控变量选择的一般原则是： 1) 直接参数法 在尽可能的情况下，选择对产品的质量和产量、安全生产、经济运行等具有决定性作用，可直接测量的参数作为被控参数。
2) 间接参数法 当不能用直接参数作为被控变量时，应选择与直接参数有单值对应关系的间接变量作为被控参数。
3) 被控变量必须具有足够的灵敏度和变化数值。
4) 被控变量的选择必须考虑到工艺过程的合理性、经济性，以及国内外仪表生产的现状。
操纵变量的选择应遵循原则1) 控制变量 应具有可控性、工艺操作的合理性、经济性。
2) 控制通道 放大系数Ko 要适当大一些，时间常数To 要适当小一些，纯滞后时间越小越好。
3) 干扰通道 放大系数Kf 应尽可能小，时间常数Tf 要大一些，干扰作用点位置要远离被控量，即靠近执行器为好。
4) 过程本身 若存在多个时间常数，应尽量设法使他们越错开越好。
17. 模糊控制器的设计是否依赖被控对象的精确数学模型？模糊控制器的设计（不依赖）被控对象的精确数学模型。
18. 某电动比例调节环器的测量范围为100~200 ℃,其输出为4~20mA.当测得电流为16mA ，温度问多少度？416420100200-=--T T=175C ︒19. 设置均匀控制系统的目的和其特点是什么？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.把比例度和积分时间都整定得比较大，控制作用弱，从而达到均匀控制的目的使前后设备在物料供求上相互均匀、协调20.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？利用了前馈调节的及时性和反馈调节的静态准确性。
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.21.简述过程控制系统设计步骤。
（1）熟悉和理解生产对控制系统的技术要求与性能指标（2）建立被控过程的数学模型（3）选择控制方案（4）过程控制装置选型（5）实验（和仿真）22.简述串级控制系统的特点。
答：1、改善了被控过程的动态特性，提高了系统的工作频率2、对二次干扰有很强的克服能力。
3、提高了对一次扰动的克服能力和对回路常数变化的自适应能力。
串级控制系统的主要特点为：(1)在系统结构上，它是由两个串接工作的控制器构成的双闭环控制系统；(2)系统的目的在于通过设置副变量来提高对主变量的控制质量} (3)由于副回路的存在，对进入副回路的干扰有超前控制的作用，因而减少了干扰对主变量的影响；(4)系统对负荷改变时有一定的自适应能力。
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串级控制系统有哪些主要特点？为什么说串级控制系统能迅速克服进入副回路的扰动？答案：串级控制系统的结构特点：由两个或两个以上的控制器串联连接，一个控制器的输出是另一个控制器的设定。
由两个或两个以上的控制器、相应数量的检测变送器和一个执行器组成。
当扰动进入副回路后，首先，副被控变量检测到扰动的影响，并通过副回路的定值控制作用，及时调节操纵变量，使副被控变量回复到副设定值，从而使扰动对主被控变量的影响减少。
即副环回路对扰动进行粗调，主环回路对扰动进行细调。
因此，串级控制系统能迅速克服进入副回路扰动的影响。
特点：主控制器输出改变副控制器的设定值，故副回路构成的是随动系统，设定值是变化的。
在串级控制系统中，由于引入了一个副回路，不仅能及早克服进入副回路的扰动，而且又能改善过程特性。
副调节器具有“粗调”的作用，主调节器具有“细调”的作用，从而使其控制品质得到进一步提高。
23.简述模糊控制器的设计步骤。
○1定义输入/输出变量○2定义所有变量的模糊化条件○3设计控制规则库○4设计模糊推理结构○5选择精确化策略24.控制规律是指控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系，控制器有哪些基本控制规律？解答：基本控制规律：开关控制、比例控制、比例积分控制、比例微分控制和比例积分微分控制。
试述过程控制系统中常用的控制规律及其特点。
答：控制系统中常用的控制规律有比例(P)、比例积分(PI)、比例积分微分(PID)控制规律。
比例控制规律是控制器的输出信号与它的输入信号(给定值与测量值的偏差)成比例。
它的特点是控制及时，克服干扰能力强，但在系统负荷变化后，控制结果有余差。
比例积分控制规律是控制器的输出信号不仅与输入信号成比例，而且与输入信号对时间的积分成比例。
它的特点是能够消除余差，但是积分控制作用比较缓慢、控制不及时。
比例积分微分控制规律是在比例积分的基础上再加上微分作用，微分作用是控制器的输出与输入的变化速度成比例，它对克服对象的容量滞后有显著的效果。
什么是调节器的控制规律？基本控制规律有哪几种？各有什么特点？答：调节器的输出信号随着它的输入偏差信号变化的规律叫控制规律。
基本控制规律有：①双位控制：输出不是最大，就是最小，只有两个位置。
②比例控制：控制作用及时，有余差。
③积分控制：具有消除余差的作用。
④微分控制：具有超前调节的作用25.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。
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。
答：1.由实验数据画出对象的阶跃响应曲线为：26.下图为管式加热炉温度控制系统。
试确定：1．这是一个什么系统？画出其方框图。
2．调节阀的作用形式；调节器的正反作用方式；3．分析系统的可能经受的扰动及主要扰动；4．简述当扰动或负荷变化使炉膛温度T2升高时该串级控制系统工作过程；5．如果燃料油的管道压力经常波动，上述系统应如何改进？画出改进后的结构原理图.答:1、这是个串级控制系统,其方块图如下.2、调节阀为气开式，主、副调节器都为反作用；3、可能经受的扰动有被加热物料的流量、温度、成分的变化，燃料油的管道压力、流量、成分的变化及环境温度的变化。
主要扰动应该是被加热物料的流量、温度等。
4、该串级控制系统工作过程：当扰动或负荷变化使炉膛温度T2升高时，由于副调节器是反作用，它的输出减小，调节阀是气开式，阀的开度变小，造成料量减小，以使炉膛温度下降。