过程控制系统

过程控制系统作业题

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5015年春季学期

过程控制系统作业题

一、填空：

1、建立过程数学模型有和两种基本方法。

2、根据在输入作用下，能否依靠过程自身能力恢复平衡，过程又可分为过程和过程。

3、过程控制系统一般由（）、（）两部分组成。

4、过程控制一般指控制。

5、对于控制系统的工程设计来说，控制方案的设计是核心。主要包括的内容有，

，，。

6、工业生产对过程控制的要求是多方面的，最终可归纳为三个方面，即，，。

7、PID参数在工程上，常采用的方法有，，，。

8、串级调节主要是改善系统的特性，其主回路是调节，付回路是系统，付回路调节器的给

定值是。在投运时应先投回路，后投回路。

9、调节器正反作用选择原则是（）。

10、被控参数的选择有（）、（）两种选择方法。

11、控制参数选择原则是（）、（）、（）。

12、某人在整定PID参数时，将比例度设置为25%，调节系统刚好临界振荡，且振荡周期为5分钟，若采用

PI调节，则比例度应选（），积分时间常数应选（）。

13、某比值控制系统要求主动量与从动量的比值为1:2，主动量仪表量程为0-3600T/h，从动量仪表量程为

0-2400T/h。则比值系数为（）。

14、分程调节是指一个调节器的输出，控制两个或多个（），为了实现分程调节，一般需要引入（）。

二、选择题：

1、某奶粉生产过程中干燥工艺如下，已知，乳液节流易结块，奶粉的质量取决于其含水量的大小，而含水量与

干燥温度有单值对应关系。因此被控参数可选（），控制参数可选（）

A：干燥器温度 B：奶粉含水量 C：乳液流量 D：空气旁通量 E：加热蒸汽量

2、在选择调节阀流量特性是，一般线性过程选（），而非线性过程选（）

A：快开特性。 B：直线特性。 C：等百特性。 D：抛物线特性。

3、在选择调节阀口径时是根据（）

A：介质流量。 B：流通能力。 C：扰动的大小。 D：被控参数的要求

4、一个热交换器如图所示，用蒸汽将进入其中的冷水加热至一定温度，生产要求热水温度要保持定值（t+1℃）。

因此被控参数可选（），控制参数可选（）。

A：热水温度 B：冷水温度 C：蒸汽流量 D：蒸汽温度

5、某压力变送器的量程是0-1MPa，其输出信号的范围是4-20mA，当其输出16 mA时，则压力测量值是（） A：0.85 MPa。 B：0.8 MPa。 C：0.75 MPa。 D：0.7 MPa。

6、在用凑试法，整定PID参数时，正确的方法是（）

①、先使调节器T I=∞、T D=0，调比例度，使系统的过度过程达到满意效果。（一般为4∶1衰减震荡）

②、将比例度放大1.2倍，T D=0，T I由大到小凑试，直至达到满意效果。

③、将比例度放大1.2倍，T D=0，T I由小到大凑试，直至达到满意效果。

④、将T D置于0.25T I，增大比例度，直至达到满意效果。

⑤、将T D置于0.25T I，减小比例度，直至达到满意效果。

A ①、②、④

B ①、②、⑤

C ①、③、④

D ①、③、⑤

三、简答：

1、试用矩型脉冲响应曲线法求加热炉的数学模型。当脉冲t=2分，幅植为2T/h时，其实验数据如下；

试由矩型脉冲响应曲线转换成阶跃响应曲线

2、某生产过程，其控制流程如下；试确定调节阀是气开，还是气关？调节器是正作用，还是反作用？

3、某人在整定PID参数时，在记录仪上得如下曲线，请帮助分析各曲线的好坏，并根据临近比例读法选择合适的PID参数（估计），并分别说明PID各参数对过度过程的影响。

4、某过程矩型脉冲响应曲线如下，试用作图法求其传函（假设为一阶系统）。

5、请简述临界比例度法的整定过程

6、请简述衰减曲线法的整定过程

7、某压力定值调节系统，采用1.6 MPa压力变送器检测现场压力，调节器的给定信号为12毫安，比例度为100%、积分时间为1分、微分时间为1分。投入自动运行后，运行状态良好。因变送器损坏，将原变送器更换为原型号的2.5MPa压力变送器。问要保持原调节效果，应如何设定调节器的参数？

8、请简要说明如何将单回路均匀调节系统投入运行？

9、前馈控制系统与反馈控制系统相比，有何优点？如何选择前馈变量？

10、某被控过程在加脉冲信号后，得到脉冲响应曲线。问如何用作图法求该过程的传函。

11、请指出常用的调节器参数的工程整定方法，并简要说明其中任一种的具体整定方法。

12、请简要说明如何将调节系统投入运行？

13、如何选择选择性调节的选择器？

14、为防止加热炉出口温度控制系统阀后压力过高造成脱火，设计了如图所示的防脱火控制系统。

请问：1、这时一个说明类型的过程控制系统？

2、调节阀应选气开，还是气关？

3、两个调节器应选何种作用？

15、某生产过程中，冷物料通过加热炉加热，根据工艺要求，需对热物料的炉出口温度进行严格控制，在运行时

发现燃料压力波动大，并且是一个主要扰动。请回答下列问题

1、要满足工艺要求，最好应采用什么形式的控制系统？

2、如何选择各控制量与被控量？为什么？

3、如何选择调节阀开关形式？调节器正反作用？

16、试通过列微分分程的办法，求单容水箱液位对流入水箱流量的传函

17、请说出分程调节的特点，并指出其设计要点

18、建模的有哪两种基本方法？各自的优缺点？

19、如何选择调节阀的流量特性？

四、计算：

某比值控制系统要求主动量与从动量的比值为1:2，主动量仪表量程为0-3600T/h，从动量仪表量程为0-2400T/h。若采用单闭环控制系统，请画出控制点流程图，并求出比值系数。