过程控制试卷2
过程控制考试期中试卷-答案解析
过程控制考试期中试卷-答案解析过程控制考试试卷一、填空题（本题共计10分，包括3小题，10个填空，每空1分）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、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τ0.2C.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 )。
生产过程质量控制与管理考核试卷
B.实施质量检验
C.提高工资待遇
D.增加返工率
18.以下哪个工具用于监控生产过程中的关键质量指标？()
A.控制图
B.检查表
C.散点图
D.帕累托图
19.在质量管理中，以下哪个阶段是确定问题和原因的阶段？()
A. P（计划）
B. D（执行）
C. C（检查）
D. A（处理）
20.以下哪个概念指的是将质量要求融入产品设计和制造过程的方法？()
D. QS 9000
7.下列哪种方法主要用于预防生产过程中的质量问题？()
A.质量检验
B.质量改进
C.质量策划
D.质量成本分析
8.以下哪个概念指的是在产品生产过程中每道工序的输出满足下道工序需求的程度？()
A.过程能力
B.过程稳定性
C.过程控制
D.过程改进
9.在生产过程中，以下哪种方法可以减少产品质量的波动？()
4.在生产过程中，_________是指产品在生产过程中满足规定要求的程度。（）
5.质量成本可以分为_________、_________、_________和_________四类。（）
6.以下_________是衡量生产过程能力的重要指标。（）
7.在质量策划中，_________是指为了实现质量目标而制定的质量保证措施。（）
3.全面质量管理强调以顾客为中心，全员参与，通过持续改进实现质量的提升。它通过增强员工质量意识、优化流程和加强团队合作，提高产品质量和客户满意度。
4.供应商质量管理体系的重要性在于确保供应链的稳定性和产品质量。建立步骤包括：供应商评估、选择、发展和监控，同时进行质量协议的签订和定期评审。
A.提高设备精度
《过程控制系统》复习题
1.过程控制系统由几大部份组成，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. 在简单控制系统中，接受偏差信号的环节是( B )。
A .变送器 B. 控制器, C. 控制阀 D. 被控对象3. 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. 1~24. 过渡过程品质指标中，余差表示( )。
A.新稳态值与给定值之差B.测量值与给定值之差C.调节参数与被调参数之差D.超调量与给定值之差5.PID 调节器变为纯比例作用，则( )。
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0D. 积分时间置0，微分时间置06.( )在阀芯行程比较小时，流量就比较大，随着行程的增加，流量很快地达到最大。
A. 快开流量特性B. 线性流量特性C. 抛物线流量特性D. 等百分比流量特性7.闭环控制系统是根据( )信号进行控制的。
A.被控量B.偏差C.扰动D.给定值8.衡量控制准确性的质量指标是( )。
A.衰减比B.过渡过程时间C.最大偏差D.余差9.对象特性的实验测取常用的方法是( )。
A.阶跃响应曲线法B.频率特性法C. 比例积分法D．最小二乘法10.用于迅速启闭的切断阀或者两位式调节阀应选择( )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11.调节具有腐蚀性流体，可选用( )阀。
A.单座阀B.双座阀C.蝶阀D．隔膜阀12.调节阀接受调节器发出的控制信号，把( )控制在所要求的范围内，从而达到生产过程的自动控制。
A. 控制变量B.被控变量C. 扰动量D. 偏差13.串级调节系统主调节输出信号送给( )。
A．调节阀B．副调节器 C. 变送器 D. 主对象14.在阶跃扰动作用下，过程控制系统的过渡过程浮现的形式如下，( )是一种稳定控制系统A.发散振荡过程B.等幅振荡过程C.衰减振荡过程D.非振荡发散过程15. 串级控制系统参数整定步骤应为( )。
过程控制测验二2013-22b1
过程控制测验二 一、填空题1.流量系数C 的定义是：在调节阀前后压差为 ，流体密度为 的 条件下，调节阀 时，每 通过阀门的流体量（m 3）。
2.控制器的积分时间减小，则积分作用________，使控制系统的稳定性______ __; 微分时间适当增加,则微分作用________，使控制 系统的稳定性______ __。
3、控制阀的理想流量特性有____ _ __、_____ _ __、 和_____ ___型式，其特性取决于_________ _______。
4.模拟式控制器有 、 、 和 四种工作状态1. 100kPa ；1000kg/m 3；全开；小时2. 增强，降低，增强,提高3.线性,对数,快开,抛物线,阀芯的型状4.自动，软手动，硬手动，保持二、选择题1、图示为某PI 调节器的单位阶跃响应曲线，图中①、②为两条响应曲线，试比较两条曲线对应的PI大系数 。
A 、 曲线①>曲线②； B 、曲线①<曲线②； C 、曲线①=曲线②。
2、在自动控制系统中，要实现手动←→自动无扰动切换，必须保证切换时 。
A 、调节器的输出信号为零； B 、调节器的输出信号为下限值；C 、调节器的输出信号为上限值；D 、调节器的输出信号不发生突变。
1. B ；C2. Dtt三、问答题1、为什么说等百分比特性又叫对数特性?与线性特性比较起来它有什么特点?2、什么是调节器的正、反作用？3.什么是安全火花防爆系统?2.调节器的正、反作用是这样规定的：当系统的测量值增加（或减小）时，控制器的输出亦增加（或减小），称为正作用控制器；当系统的测量值增加（或减小）时，控制器的输出减小（或增大），称为反作用控制器四、计算题1、某比例控制器，其输入信号为4～20mADC，输出信号为1～5VDC，比例度为40%。
当输入信号变化4mA时，输出信号的变化量是多少？δ=4/（20-4）/△U/（5-1）*100%=40%△U=2.5V五、综合分析题如图所示为一蒸汽加热器温度控制系统。
过程控制系统试卷和答案
过程控制系统试卷C卷一、填空题〔每空1.5分〕〔此题33分〕1、过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程和测量变送等环组成。
2、过程控制系统由工程仪表和被控过程两局部组成。
3、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。
4、气动执行构造主要有薄膜式和活塞式两大类。
5、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀三大类。
6、过程数学模型的求取方法一般有机理建模、试验建模和混合建模。
7、积分作用的优点是可消除稳态误差(余差)，但引入积分作用会使系统稳定性下降。
8、在工业生产中常见的比值控制系统可分为单闭环比值控制、双闭环比值控制和变比值控制三种。
9、造成积分饱和现象的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。
二、名词解释题〔每题5分〕〔此题15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、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。
3、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开展的产物。
三、简答题〔每题8分〕〔此题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、前馈与反响的区别有哪些.答：〔1〕控制依据：反响控制的本质是"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〞。
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。
过程控制工程2-4章答案(孙洪程著)
第二章思考题及习题2.1 与单回路系统相比，串级控制系统有些什么特点?答：串级控制方案具有单回路控制系统的全部功能，而且还具有许多单回路控制系统所没有的优点。
因此，串级控制系统的控制质量一般都比单回路控制系统好。
(1) 串级控制系统具有更高的工作频率；(2) 串级控制系统具有较强的抗干扰能力；(3) 串级控制系统具有一定的自适应能力2.2 为什么说串级控制系统主控制器的正、反作用只取决于主对象放大倍数的符号，而与其他环节无关?答：主控制器的正、反作用要根据主环所包括的各个环节的情况来确定。
主环内包括有主控制器、副回路、主对象和主变送器。
控制器正、反作用设置正确的副回路可将它视为一放大倍数为“正”的环节来看待。
这样，只要根据主对象与主变送器放大倍数的符号及整个主环开环放大倍数的符号为“负”的要求。
即Sign{G 01(s )}Sign{G 02’(s )}Sign{G m1(s )}Sign{G c1(s )}=-1就可以确定主控制器的正、反作用。
实际上主变送器放大倍数符号一般情况下都是“正”的，再考虑副回路视为一放大倍数为“正”的环节，因此主控制器的正、反作用实际上只取决于主对象放大倍数的符号。
当主对象放大倍数符号为“正”时，主控制器应选“负”作用；反之，当主对象放大倍数符号为“负”时，主控制器应选正作用。
2.3 串级控制系统的一步整定法依据是什么?答：一步整定法的依据是：在串级控制系统中一般来说，主变量是工艺的主要操作指标，直接关系到产品的质量，因此对它要求比较严格。
而副变量的设立主要是为了提高主变量的控制质量，对副变量本身没有很高的要求，允许它在一定范围内变化，因此在整定时不必将过多的精力放在副环上，只要主变量达到规定的质量指标要求即可。
此外对于一个具体的串级控制系统来说，在一定范围内主、副控制器的放大倍数是可以互相匹配的，只要主、副控制器的放大倍数K c1与K c1的乘积等于K s (K s 为主变量呈4：1衰减振荡时的控制器比例放大倍数)，系统就能产生4：1衰减过程(下面的分析中可以进一步证明)。
过程控制期末考试
期末复习题1．对象(过程）的数学模型建立方法主要有机理演绎法和试验辨识法两种.2．控制系统的性能指标有单项指标和综合指标两种。
3．热电偶主要用于测较高温度，而热电阻用于测中低温度，热电阻与测量桥路连接时，往往采用三线制线圈的连接方式。
4．用于测流量的节流装置之一是孔板，利用流体流经此节流设置时产生的压力差而实现流量测量，它与流速成定量的关系。
5．被测介质为导电液体时，电容式物控计的内电阻（金属棒）要用绝缘物覆盖.6．调节阀的理想测量特性有直线、对数和快开三种。
7．在工程上，简单控制系统的参数整定方法有临界比例度法、衰减曲线法和经验试凑法三种。
8．DDZ—III型仪表的供电电源为24V DC，DDZ—II型仪表的供电电源为220 V AC，DDZ—III型仪表的标准统一电信号为4～20 mA DC或1～5 V DC，而DDZ-II型的则是0～10 mA DC9．应变器或压力传感器是基于应变效应进行测量的，即将物理变量转换成电阻值.10．控制系统的单项性能指标有衰减比、超调量、残余偏差和调节时间.11．电动调节阀由调节器和执行机构两部分组成，它有正转和反转两种工作方式。
12．用于测流量的节流装置有孔板、喷嘴和文丘里管三种标准形式.13．温度变送器有三个品种，它们分别是：接触式变送器、非接触式温度变送器和智能式温度变送器。
14．基型控制器由量程单元和放大单元两大部分组成。
15．控制系统对偏差的定义是e =r（t）—y（t），而仪表对偏差的定义则是e = y（t）—r （t）.16。
简单控制系统主要由控制器、执行器、被控对象和测量变送四个基本环节组成。
17.电——气阀门定位器具有电气转换、改善阀门性能双重作用。
18。
在确定系统的控制方案时，应使对象控制通道的放大系数增大，时间常数减小 ,纯滞后减小 ;对象干扰通道的放大系数减小，时间常数增大。
19.电动薄膜执行机构的正作用是指输入信号压力增加时，推杆上移,控制阀的正装是指阀杆下移时，阀门开度减小，所构成的执行器为型式气关.20．为了扩大控制阀的可调范围可采用分程控制系统。
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过程控制系统
一、填空题（每空1.5分）（本题33分）
1、过程控制系统中，有时将 控制器 、 执行器 和 测量变送环节 统称为过程仪表，故过程
控制系统就由过程仪表和 被控过程 两部分组成。
2、仪表的精度等级又称 准确度级 ，级数越小，仪表的精度就越 高 。
3、过程控制主要是指连续生产过程，被控参数包括 温度 、 压力 、 流量 、 物位 和成分等变量。
4、工业生产中压力常见的表示方法有 绝对压力pa 、 表压力p 和负压(真空度)a p 三种。
5、调节阀的流量特性有 直线流量特性 、 对数（等百分比）流量特性 、 抛物线流量特性 和
快开流量特性四种。
6、时域法建模是试验建模中的一种，可分为 阶跃响应曲线 法和 矩形脉冲响应曲线 法。
7、对于滞后小，干扰作用频繁的系统，PID 调节器不应采用 微分 作用。
8、分程控制根据调节阀的开闭形式分为两类，即 同向动作 和 异向动作 。
9、DCS 的设计思想是 控制 分散、 管理 集中。
二、名词解释题（每小题5分）（本题15分） 1、串级控制系统
答：串级控制系统，就是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，由副控制器的输出去操纵调节阀，从而对主被控变量具有更好的控制效果。
2、现场总线
答：现场总线，是指将现场设备（如数字传感器、变送器、执行器等）与工业过程控制单元、现场操作站等互连而成的计算机网络。
具有全数字化、分散、双向传输等特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。
3、调节阀的流量特性
答：调节阀的流量特性指介质流过阀门的相对流量与相对开度之间的关系： 为相对流量，即调节阀某一开度的流量与全开流量之比；
为相对开度，即调节阀某一开度的行程与全行程之比。
三、简答题（每小题8分）（本题32分）
1、简述执行器在过程控制系统中的作用。
答：执行器接受控制器输出的控制信号，转换成位移（直线位移或角位移）或速度，用于控制流入或流出被控过程的物料或能量，从而实现对过程参数的自动控制。
2、简述单回路控制系统临界比例度法参数整定的步骤。
答：1）.在闭环控制系统里，将控制器置于纯比例作用下（i T = ∞，d T =0），从小到大逐渐增大控制器的比例增益KC ，直到出现等幅振荡曲线为止。
2）.此时的比例度称为临界比例度cr δ，相邻两个波峰间的时间间隔，称为临界振荡周期cr T 。
据此确定控制器参数。
3）.根据cr δ和cr T 值，采用经验公式，计算出调节器各个参数。
4）.按“先P 后I 最后D ”的操作程序将控制器整定参数调到计算值上。
若不够满意，可作进一步调整。
3、什么是积分饱和现象？
答：具有积分作用的控制器在单方向偏差信号的长时间作用下，其输出达到输出范围上限值或下限值以后，积分作用将继续进行，从而使控制器脱离正常工作状态，这种现象称为积分饱和 4、如图所示的锅炉汽包液位控制系统，为保证锅炉不被烧干： (1)给水阀应该选择气开式还是气关式？请说明原因。
(2)液位控制器(LC)应为正作用还是反作用？请说明原因。
答：(1)应选择气关式。
因为在气源压力中断时，调节阀可以自动打开，以保证锅炉不被烧干。
(2) 调节阀应选择气关式，则液位控制器(LC)应为正作用。
当检测到液位增加时，控制器应加大输出，则调节阀关小，使汽包液位稳定。
或：当检测到液位减小时，控制器应减小输出，则调节阀开大，使汽包液位稳定。
四、分析与计算题（第1小题8分，第2小题12分）（本题20分）
1、（本小题8分）如下图所示的管式加热炉出口温度控制系统，主要扰动来自燃料流量的波动，试分析：
（1）该系统是一个什么类型的控制系统？画出其方框图；
（2）确定调节阀的气开、气关形式，并说明原因。
答：（1）该系统是一个串级控制系统，其方框图为：
⎪⎭
⎫
⎝⎛=L l f q q v v max m ax
v v q q L
l
（2）当调节阀气源出现故障失去气源时，为保证系统安全，应使阀门处于关闭位置，故调节阀采用气开式。
2、（本小题12分）如下图所示液位过程，它有两个串联在一起的储罐。
来水首先进入储罐1，然后再通过储罐2流出。
试建立系统的动态数学模型
)
()
(2s Q s H i 。
（1R 、2R 分别是两个阀门的线性液阻）
答：由物料平衡方程，列微分方程为： 11
1
Q Q dt
dh A i -=……………………………………………………………………………(2分)
11
1
Q Q dt
dh A i -=……………………………………………………………………………(2分)
由重力场中无粘性不可压缩流体定常流动的伯努利方程：
22
221211
2
2gz v p gz v p ++=++ρρ……………………………………………………………(1分)
可得：
2111h h k Q -=……………………………………………………………………………(1分)
221h k Q =………………………………………………………………………………(1
分)
泰勒级数展开，线性化有：
12
11R h h Q -=
，其中11012k h R =…………………………………………………………………(2分) 22
R h Q o =
，其中2
2022k h R =……………………………………………………………………(2分) o Q ，1h 为中间变量，需消去。
首先将各环节进行拉普拉斯变换：
[][]2
21221
211111)()()()(1
)()
()()()()(1
)(R s H s Q s Q s Q s A s H R s H s H s Q s Q s Q s
A s H o o i =
-=-=
-= ……………………………………………………………………(2分)
消去中间变量，可以得出传递函数：
1
)()()()(122211222112
2++++⋅=s A R A R A R s A R A R R s Q s H i ………………………………………(2
分)。