过程控制系统模拟试题
过控试题及答案
过控试题及答案一、单选题（每题2分，共10分）1. 以下哪个选项不是过程控制的组成部分？A. 传感器B. 执行器C. 显示器D. 变压器答案：D2. PID控制器中的“P”代表什么？A. 比例B. 积分C. 微分D. 反馈答案：A3. 在过程控制系统中，哪一个参数是用来衡量系统响应速度的？A. 延迟时间B. 稳态误差C. 振荡频率D. 响应时间答案：D4. 过程控制中，开环控制和闭环控制的主要区别是什么？A. 开环控制没有反馈B. 闭环控制没有传感器C. 开环控制没有执行器D. 闭环控制没有控制器答案：A5. 在过程控制中，哪个术语用来描述系统输出与期望输出之间的差异？A. 误差B. 偏差C. 反馈D. 调节答案：A二、多选题（每题3分，共15分）1. 过程控制系统中常见的干扰类型包括哪些？A. 温度变化B. 压力变化C. 人为操作D. 电磁干扰答案：A、B、D2. 以下哪些因素会影响过程控制系统的稳定性？A. 控制器增益B. 系统延迟C. 传感器精度D. 执行器响应时间答案：A、B、D3. 过程控制系统中，调节器的调节规律包括哪些？A. 比例B. 积分C. 微分D. 非线性答案：A、B、C4. 下列哪些设备是过程控制系统中常用的传感器？A. 温度传感器B. 压力传感器C. 流量传感器D. 位移传感器答案：A、B、C、D5. 在过程控制系统设计中，哪些是设计者需要考虑的因素？A. 控制精度B. 系统成本C. 操作简便性D. 系统安全性答案：A、B、C、D三、判断题（每题1分，共5分）1. 过程控制系统中的控制器总是需要反馈信号。
（对/错）答案：错2. PID调节器可以同时调节比例、积分和微分三个参数。
（对/错）答案：对3. 过程控制系统中的开环控制比闭环控制更稳定。
（对/错）答案：错4. 过程控制系统的延迟时间越短，系统响应越快。
（对/错）答案：对5. 过程控制系统中的传感器和执行器可以互换使用。
过程控制工程模拟试卷(含答案)
《过程控制工程》考试试题一、填空（20分）1、定值控制系统是按（）进行控制的，而前馈控制是按（）进行控制的；前者是（）环控制，后者是（）环控制。
前馈控制一般应用于扰动（）和扰动（）与扰动（）的场合。
2、串级控制系统能迅速克服进入（）回路的扰动，改善（）控制器的广义对象特性，容许（）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。
二、试写出正微分与反微分控制作用的传递函数，画出它的阶跃响应，并简述各自的应用场合。
（15）三、前馈控制适用于什么场合？为什么它常与反馈控制构成前馈—反馈控制系统？对于扰动至测量值通道的传递函数为，控制作用对测量通道的传递函数为的前馈—反馈控制系统，试求前馈控制规律。
（20分）四、甲的正常流量为240kg/h，仪表量程为0~360kg/h；乙的正常流量为120NM3/h，仪表量程为0~240NM3/h。
设计控制乙的单闭环比值控制系统，画出流程图并计算引入开方运算与不引入开方运算所分别设置的比值系数。
（15分）五、如图示的加热炉，采用控制燃料气的流量来保证加热炉出口温度恒定。
（20分）1、总进料量是主要扰动且不可控扰动时，设计合理的控制方案，并作简要说明。
2、当燃料气阀前压力是主要扰动且不可控扰动时，设计合理的控制方案，并作简要说明。
六、APC的涵义是什么？它主要包括哪些控制系统？（10分）一、答：1.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。
前馈控制一般应用于扰动（可测）和扰动（显著）与扰动（频繁）的场合。
2.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。
二、答：理想微分作用：；。
由于理想微分作用对高频分量要有巨大的放大能量，无法达到。
因此，实际情况：；阶跃响应曲线如图：当时，为正微分作用；如果则为反微分作用；当时，为的单纯比例作用。
过程控制知识考试题库
过程控制知识考试题库一、选择题1. 过程控制的基本原理是什么？A. 开环控制B. 闭环控制C. 线性控制D. 非线性控制2. 以下哪个不是过程控制系统的组成部分？A. 传感器B. 执行器C. 显示器D. 电源3. 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）4. 过程控制中，什么是反馈？A. 系统输出的信号B. 系统输入的信号C. 系统内部的信号D. 系统外部的信号5. 以下哪个是过程控制系统的典型应用？A. 温度控制B. 压力控制C. 流量控制D. 所有以上选项二、填空题6. 过程控制中，______ 用于测量过程变量。
7. 过程控制系统的目的是维持过程变量在______ 附近。
8. PID控制器的输出信号是比例项、积分项和______ 的组合。
9. 在过程控制中，______ 可以用于消除系统的稳态误差。
10. 过程控制系统的稳定性可以通过______ 判据进行判断。
三、简答题11. 简述开环控制系统与闭环控制系统的区别。
12. 解释什么是过程控制中的超调量，并说明它对系统性能的影响。
13. 描述PID控制器的工作原理，并解释各参数如何影响控制效果。
14. 什么是控制回路的死区？它在实际应用中的作用是什么？15. 举例说明过程控制系统在工业生产中的应用。
四、计算题16. 假设有一个简单的PID控制系统，其比例增益Kp=2，积分时间Ti=1秒，微分时间Td=0.5秒。
如果设定值为10，实际值为8，初始时刻t=0，求在t=1秒时系统的输出值。
五、案例分析题17. 某化工厂需要控制反应器内的温度，以保证化学反应的顺利进行。
请根据以下信息设计一个合适的过程控制系统：- 温度测量范围：100°C至200°C- 允许的最大超调量：5%- 控制精度：±1°C- 反应器热容量：5000 J/°C- 环境温度：25°C- 反应器加热器功率：10 kW六、论述题18. 论述现代过程控制系统中数字控制技术的优势及其在工业自动化中的应用。
过程控制系统试卷及答案
过程控制系统试卷及答案Credit is the best character, there is no one, so people should look at their character first.过程控制系统试卷C卷一、填空题每空1.5分本题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部分组成..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、气动执行结构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..二、名词解释题每小题5分本题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发展的产物..三、简答题每小题8分本题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..3、控制器正反方向判断答：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、如图所示的压力容器;采用改变气体排出量以维持容器内压力恒定：1调节阀应选择气开式还是气关式请说明原因..2压力控制器PC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;以使容器内压力不至于过高而出事故..2 调节阀应选择气关式;则压力控制器PC应为反作用.. 当检测到压力增加时;控制器应减小输出;则调节阀开大;使容器内压力稳定.. 或：当检测到压力减小时;控制器应增大输出;则调节阀开小;使容器内压力稳定..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分如下图所示的隔焰式隧道窑烧成带温度控制系统;烧成带温度是被控变量;燃料流量为操纵变量..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：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分如下图所示的液体储罐;设进水口和出水口的体积流量分别是 q1和 q o ; 输出变量为液位h;储罐的横截面积为A ..试建立该液体储罐的动态数学模型 HS/Q t S过程控制试题库答案一;填空题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．热电偶温度计的基本组成部分部分是热电偶、测量仪表、连接热电偶和测量仪表的导线..7．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..8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..9.保证控制系统成为负反馈10.干扰量的变化11.正确;迅速;可靠12.改善动态性能13.微分二;选择题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τc3.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4.定值调节系统是X环调节;前馈系统是X环调节B..A．开;闭B．闭;开C．开;开D．闭;闭5.调节系统在纯比作用下已整定好;加入积分作用后;为保证原稳定度;此时应将比例度A..A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小6.成分、温度调节系统的调节规律;通常选用C..A.PIB.PDC.PID7..流量、压力调节系统的调节规律;通常选用A..A.PIB.PDC.PID8.液位调节系统的调节规律;通常选用D..A.PIB.PDC.PIDD.P9.A10.调节系统中调节器正、反作用的确定是根据B：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..11.单纯的前馈调节是一种能对C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12.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13.热电偶温度计CA是利用两个相互接触金属导体的温差电动势特性进行测温的..B是利用两个相互接触金属导体的接触电动势特性进行测温的..C是利用两个相互接触金属导体的温差电动势和接触电动势特性进行测温的..D是利用两个非接触金属导体的温差电动势和接触电动势特性进行测温的..14.下面的叙述中哪一个是最为合理的DA控制系统的时间滞后现象主要是由于被控对象的惯性特性引起的..B控制系统的时间滞后现象主要是由于检测装置的安装位置引起的..C控制系统的时间滞后现象对控制系统的稳定性无影响..D以上三种叙述都不完整..15.D16.DCS的中文含意是：BA比例、积分、微分控制..B分布式控制系统..C可编程序控制器..D以上三个都不正确..三．判断1.×2.与DCS相比;Fieldbus的主要技术优点之一是实现了控制系统彻底的分散√3.热电阻温度计需要进行冷端补偿才能正常工作..×4.PID的含义是比例、积分和微分..√5.前馈控制系统是一种定值控制;一般情况下前馈控制可以单独使用..×6.用Smith补偿器来处理大时延控制对象时;不必要提供精确的对象数学模型..×7.被控对象特性是指被控对象输入与输出之间的关系..√8.串级控制系统中的副控制器给定值是由主控制器的输出决定的;所以副控制器相当于一个闭环定值控制系统..×9.衰减比n表示系统过渡过程曲线变化两个周期后的衰减快慢..×10.热电阻温度计和热电偶温度计一样;测温时需要进行温度补偿..×11.一个单回路控制系统由控制器、执行器、检测变送装置和被控对象组成..√12.在比值控制系统中;一般选择易调节的量为主变量;易测量的量为副变量..×18.DDC的中文含义是直接数字控制.. √19.被控对象的动态特性是描述被控对象输入输出关系动态特征的.. √ 20.串级控制系统适用于容量滞后较小的生产工艺过程.. ×21.前馈控制系统一般可单独使用;因为其控制精度高;且不受外界干扰影响..×22.前馈控制与定值控制的原理相同;都是以偏差进行调解的.. ×23.被控对象的存滞后时间常数是由于其自身的惯性特性引起的.. ×24.在串级控制中;副控制器的输入值为主控制器的输出.. √四．简答题13.什么是定值控制系统答案：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..14.什么是随动控制系统答案：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..15.什么是程序控制系统答案：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..16.什么是调节被控对象;给定值和偏差答案：自动调节系统的生产设备叫做调节对象或简称对象;而生产中要求保持的工艺指标;称为给定值..对于自动调节系统中;习惯采用给定值R减去测量值Y作为偏差e;即e=R-Y;给定值R大于测量值Y时为正偏差;而给定值R小于测量值Y时为负偏差..17.简述建立对象的数学模型两种主要方法:每写出1 种方法的得2分答案：一是机理分析法：机理分析法是通过对对象内部运动机理的分析;根据对象中物理或化学变化的规律比如三大守恒定律等;在忽略一些次要因素或做出一些近似处理后推导出的对象特性方程..通过这种方法得到的数学模型称之为机理模型;它们的表现形式往往是微分方程或代数方程.. 二是实验测取法：实验测取法是在所要研究的对象上;人为施加一定的输入作用;然后;用仪器测取并记录表征对象特性的物理量随时间变化的规律;即得到一系列实验数据或实验曲线..然后对这些数据或曲线进行必要的数据处理;求取对象的特性参数;进而得到对象的数学模型..18. 写出一个带有纯时间滞后的一阶惯性线性定常被控对象的传递函数表达式;说明个参数含义 K——放大系数——滞后时间——惯性时间常数 19.答：如果有一个输入量作用于过程;通过过程后被放大K倍.. 20.答：时间常数越大;系统反应越慢;T越小;系统反应越快.. 21.答：当输入量输入受控过程时;受控变量并没有马上动作;而是需要一定的时间才发生变化.. 22.答：机理分析法是通过对过程内部运行机理的分析;根据其物理或化学变化规律;在忽略一些次要因素或做出一些近似处理后得到过程特性方程;其表现形式往往是微分方程或代数方程..这种方法完全依赖先验知识;所得到的模型称为理模型..机理分析法一般限于简单过程的数学模型建立..23.简述用机理分析方法建立被控对象数学模型的步骤机理建模的一般步骤如下：1)根据实际工作情况和生产过程要求;确定过程的输入变量和输出变量..2 依据过程的内在机理;利用适当的定理定律;建立原始方程..3 确定原始方程式中的中间变量;列写出中间变量与其他因素之间的关系..4 消除中间变量;即得到输入输出变量的微分方程..5 若微分方程是非线性的;则需要进行线性处理..6 标准化;将于输入有关的各项放在等号右边;与输出有关的各项放在等号左边;并按降幂排序..24简述建立被控对象数学模型的实验测试方法实验测取法是在所要研究的对象上;人为施加一定的输入作用;然后;用仪器测取并记录表征对象特性的物理量随时间变化的规律;即得到一系列实验数据或实验曲线..然后对这些数据或曲线进行必要的数据处理;求取对象的特性参数;进而得到对象的数学模型..25建立被控对象数学模型的常用实验测试方法有哪些主要有阶跃信号法和矩形脉冲法26.什么叫绝对压力、表压及真空度它们的相互关系是怎样的答案：绝对压力：绝对真空下的压力称为绝对零压;以绝对零压为基准来表示的压力叫绝对压力.. 表压力：当绝对压力大于大气压力时;绝对压力高于大气压力的数值称为表压力;简称表压.. 真空度：当绝对压力小于大气压力时;绝对压力低于大气压力的数值称为真空度或负压..27.简述PID调节器cK、iT和dT的作用是什么答案：在PID调节器中;cK越大;表示调节作用越强;iT值越大;表示积分作用减弱;dT值越大表示微分作用增强..28.有一流量调节系统;信号传输管线很长;因此;系统产生较大的传送滞后..有人设想给调节器后加微分器来改善系统特性;试问这种设想合理否为什么若不合理;应采取什么措施合理答案：这种设想不合理;因为信号传送滞后是纯滞后;而微分作用不能克服纯滞后.. 解决这一问题合理的措施是采用1：1继动器加在信号传输线之间;以增大信号流速;从而减小传输滞后;改善系统特性..29.利用微分作用来克服控制系统的信号传递滞后的设想是否合理与正确答案：这种设想不合理;因为信号传送滞后是纯滞后;而微分作用不能克服纯滞后..合理的措施是采用1：1继动器加在信号传输线之间;以增大信号流速;从而减小传输滞后;改善系统特性..30.通常在什么场合下选用比例P;比例积 PI;比例积分微分PID调节规律答案：比例调节规律适用于负载变化较小;纯滞后不太大而工艺要求不高又允许有余差的调节系统.. 比例积分调节规律适用于对象调节通道时间常数较小;系统负载变化不大需要消除干扰引起的余差;纯滞后不大时间常数不是太大而被调参数不允许与给定值有偏差的调节系统.. 比例积分调节规律适用于容量滞后较大;纯滞后不太大;不允许有余差的对象..31.试简述临界比例度法及其特点..答案：临界比例度法是在纯比例运行下通过试验;得到临界比例度靠和临界周期Tk;然后根据经验总结出来的关系求出控制器各参数值.. 这种方法比较简单、易于掌握和判断;适用于一般的控制系统..但是不适用于临界比例度小的系统和不允许产生等幅振荡的系统;否则易影响生产的正常进行或造成事故..32.试简述衰减曲线法及其特点..答案：衰减曲线法是在纯比例运行下通过使系统产生衰减震荡;得到衰减比例度s和衰减周期sT或上升时间升T;然后根据经验总结出来的关系求出控制器各参数值.. 这种方法比较简便;整定质量高;整定过程安全可靠;应用广泛;但对于干扰频繁;记录曲线不规则的系统难于应用..33.什么是检测元件能将被测的变量参数直接转换成适合于测量形式的元件或器件.. 例如;测量温度的检测元件热电偶;能将温度转换成毫伏信号;用于显示和控制..34.什么是变送器传感器是能够受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置的总称;通常由敏感元件和转换元件组成.. 当传感器的输出为规定的标准信号时;则称为变送器..。
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。
过程控制工程模拟考试题含答案
过程控制工程模拟考试题含答案一、单选题（共80题，每题1分，共80分）1、蒸汽锅炉的自动控制过程中的“冲量”是( )。
A、控制变量的信号B、引入系统的测量信号C、扰动量信号D、调节变量的信号正确答案：B2、串级调节系统中一步整定法是按( )整定调节器参数。
A、经验法B、衰减曲线法C、反应曲线法D、临界比例度法正确答案：A3、串级调节系统中，主变量是( )。
A、工艺控制指标B、副干扰量C、主干扰量D、工艺随动指标正确答案：A4、前馈控制是一种( )控制，是按干扰大小进行补偿的控制，因此它的控制规律不是常规的PID规律，而是一个专用控制器。
A、开环B、闭环C、双闭环D、定值正确答案：A5、串级调节系统中，主.副参数要求都不高时，主.副调节器的调节规律应选( )。
A、主调节器P.副调节器PB、主调节器PI或PIC、主调节器PI.副调节器PID、副调节器PE、主调节器P.副调节器PI正确答案：D6、对于选择性控制系统，下列说法哪一个不正确( )A、选择性控制系统是对生产过程进行安全软限控制。
B、在生产过程要发生危险时选择性控制系统可以采取联锁动作，使生产硬性停车。
C、选择性控制系统可以有两个控制回路，其中一个控制回路工作，另一个控制回路处于开环状态。
D、选择性控制系统用选择器进行控制。
正确答案：B7、单纯的前馈控制是一种能对( )进行补偿的控制系统。
A、被控变量的变化B、测量与设定值之间的偏差C、控制信号的变化D、干扰量的变化正确答案：D8、定值控制系统是按( )进行控制的。
A、给定值与测量值的偏差B、干扰量的大小C、被控变量的大小D、给定值的大小正确答案：C9、下列控制系统中，( )是开环控制系统。
A、随动控制系统B、定值控制系统C、前馈控制系统D、程序控制系统正确答案：C10、前馈环节参数整定( )调节系统的稳定性。
A、影响B、不影响C、能降低D、提高正确答案：B11、选择性控制系统产生积分饱和的原因是( )A、积分时间选择不当B、其中一个控制器开环C、两个控制器均开环D、两个控制器均闭环正确答案：B12、为避免出现“气蚀”.“气缚”现象，离心泵工作时，控制阀一般不允许安装在其( )管道上A、出口B、旁路C、进口D、回流正确答案：C13、下列关于阀门定位器作用描述正确的是( ) ①改变阀门流量特性②改变介质流动方向③实现分程控制④延长阀门使用寿命A、②③④B、①②C、③④D、①③正确答案：D14、主调节器控制严格，副调节器要求不高允许有较大波动时，主.副调节器的调节规律应选( )。
过程控制系统试题10套
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：( )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, ( )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: ( )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TK，然后根据经验总结出来的关系，求出调节器各参数值。
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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Kf
C）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。
（×）答案：串级控制系统中主调节器以“慢调”、“细调”作用，使主参数稳定在设定值上，副调节器则以“先调”、“快调”、“粗调”克服干扰。
6、测量滞后一般由测量元件特性引起，克服测量滞后的办法是在调节规律中增加积分环节。
（×）
答案：微分作用能起到超前调节的作用，因此能克服纯滞后；积分作用能克服余差。
7、前馈控制是按照干扰作用的大小进行控制的，如控制作用恰到好处，一般比反馈控制要及时。
（√）
8、自动调节系统干扰通道放大倍数越大，则超调量越大；调节通道放大倍数越大，则超调量越小。
（√）
9、某控制系统采用气动调节阀，要求气源中断时却断阀门以保证系统安全，则应该选用气关阀。
（×）
10、静态前馈控制器与时间无关，一般不需要专用的控制装置，不能很好的补偿鼎泰误差。
（√）
四、问答题（24'）
1、什么叫积分饱和现象？目前防止积分饱和的方法有哪几种？
答：一个具有积分作用的调节器，当其处于开环工作状态时，如果偏差输入信号长期存在，那么由于积分作用的结果，将使调节器的输出不断增加或不断减小，一直达到输出的极限值为止，这种现象称为积分饱和。
防止积分饱和的方法有：（1）限幅法（2）积分切除法
2、PID调节器的参数p K、I T、D T对控制性能各有什么影响？
答：(1)比例控制及时、反应灵敏，偏差越大，控制力越强；但结果在余差。
(2)积分控制可以达到无余差；但动作迟缓，控制不及时，不能单独使用。
(3)微分控制能起到超前调节的作用，但输入偏差不变时，控制作用消失，不能单独使用。
3、与反馈控制系统相比，前馈控制系统有哪些特点？
答：(1)反馈控制的本质是基于偏差来消除偏差，而前馈控制是基于扰动来消除扰动对被控量的影响；
(2)反馈控制是“不及时”的，而前馈控制器可“及时”动作；
(3)反馈控制属闭环控制，而前馈控制属开环控制；
(4)反馈控制对闭环内扰动均有校正作用，而前馈控制具有制定性补偿的局限性；
(5)反馈控制规律通常有P、PI、PD、PID等，而前馈控制规律比较复杂。
4、分层控制有哪些用途？如何解决两个分层控制信号链接处流量特性的折点现象？
答：用途①用于扩大控制阀的可调化，②满足工艺操作上的特殊要求。
克服折点现象办法：对于直流阀，最好选用两个流通能力近的控制阀配合使用；若对数阀则限制可稍放松，若想进一步克服折点现象可采用部分分层信号重叠，及小阀0.02~0.065Mpa,大阀0.055~0.1Mpa。
从而两阀衔接处于平滑过渡。
五、分析题(18')
1、如下图所示的隔焰式隧道窑烧成带温度控制系统，烧成带温度是被控变量，燃料流量为操纵变量。
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：
(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、图示为某管式加热炉原油出口温度分程控制系统，两分程阀分别设置在瓦斯气和燃料油管线上。
工艺要求优先使用瓦斯气供热，只有瓦斯气量不足以提供所需热量时，才打开燃料油控制阀作为补充。
根据上述要求确定：
1）A、B两控制阀的开闭形式及每个阀的工作信号段（假定分程点为0.06MPa）；
2）确定控制器的正、反作用；
3）画出该系统的方块图，并简述该系统的工作原理。
答：（1）A、B都为气开阀，其中A阀在0.02~0.06Mpa范围内调节，B阀在0.06~0.0Mpa范围内调节。
各阀的工作信号段如下图所示。
（2）按工艺要求，原油出口温度升高，热源量应该减小，由于阀A、B的同向，均为气开阀，所以控制器应该选择反作用。
（3）系统的方框图如下：
当需要的热量很小时，A阀打瓦斯供热，达到供热要求；当需要热量很大时，A、B阀同事打开，瓦斯、燃料油一同供热，达到供热要求。
3采用高位槽向用户供水时，为保证供水流量的平稳，要求对高位槽出口流量进行控制，如图所示。
但是为了防止高位槽水位过高而造成溢水事故，需对液位采取保护措施。
根据上述工艺要求，设计一个连续型选择性控制系统。
要求：
（1）画出该系统的实施方案图和系统框图；
（2）选择调节阀的开闭形式，控制器的正反作用及选择器的类型；（3）简述该系统工作情况。
注：答案详见过程控制系统习题解答及课程设计 刘晓玉 P96-97
六、设计题(18')
如图所示的氨冷器，用液氨冷却铜液，要求出口铜液温度恒定。
为保证氨冷器内有一定的汽化空间，避免液氨带入冰机造成事故，采用温度―液位串级控制。
1）此串级控制系统的主副被控变量各是什
么？
2) 试设计温度—液位串级控制系统完成该
控制方案（即将图示的氨冷器控制系统示意图补
充完整）；
3)确定气动调节阀的气开气关形式，并说明
原因；
4)确定主副调节器的正反作用。
T T T C L C L T 铜液液氨
气氨T T T C L C
L T
铜液
液氨
气氨。