《过程控制系统》习题解答
1 《过程控制系统》习题解答 1- 2与其它自动控制相比，过程控制有哪些优点？为什么说过程控制的控制过程多属慢过 程？
过程控制的特点是与其它自动控制系统相比较而言的。 一、 连续生产过程的自动控制 连续控制指连续生产过程的自动控制，其被控量需定量控制，而且应是连续可调的。若控制动作在时间上 是离散的（如采用控制系统等），但是其被控量需定量控制，也归入过程控制。 二、 过程控制系统由过程检测、控制仪表组成 过程控制是通过各种检测仪表、 控制仪表和电子计算机等自动化技术工具， 对整个生产过程进行自动检测、 自动监督和自动控制。一个过程控制系统是由被控过程和检测控制仪表两部分组成。 三、 被控过程是多种多样的、非电量的 现代工业生产过程中， 工业过程日趋复杂， 工艺要求各异，产品多种多样；动态特性具有大惯性、 大滞后、 非线性特性。有些过程的机理（如发酵等）复杂，很难用目前过程辨识方法建立过程的精确数学模型，因 此设计能适应各种过程的控制系统并非易事。 四、 过程控制的控制过程多属慢过程，而且多半为参量控制 因为大惯性、大滞后等特性，决定了过程控制的控制过程多属慢过程；在一些特殊工业生产过程中，采用 一些物理量和化学量来表征其生产过程状况，故需要对过程参数进行自动检测和自动控制，所以过程控制 多半为参量控制。 五、 过程控制方案十分丰富 过程控制系统的设计是以被控过程的特性为依据的。 过程特性：多变量、分布参数、大惯性、大滞后和非线性等。 单变量控制系统、多变量控制系统；仪表过程控制系统、计算机集散控制系统；复杂控制系统，满足特定 要求的控制系统。 六、 定值控制是过程控制的一种常用方式 过程控制的目的： 消除或减小外界干扰对被控量的影响，使被控量能稳定控制在给定值上，使工业生产 能实现优质、高产和低耗能的目标。
1- 3什么是过程控制系统，其基本分类方法有哪些？
过程控制系统：工业生产过程中自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位、成分、粘度、湿度和 pH等这样一些过程变量的系统。 1、 按过程控制系统的结构特点分 1 ）反馈控制系统：是根据系统被控量的偏差进行工作，偏差值是控制的依据，最后达到消除或减小偏差 的目的。 2）前馈控制系统：直接根据扰动量的大小进行工作，扰动是控制的依据。 3、前馈一反馈控制系统（复合控制系统）：充分结合两者的有点，大大提高控制质量。 2、 按给定值信号的特点来分类 定值控制系统：是指系统被控量的给定值保持在规定值不变，或在小范围附近不变。 2、 程序控制系统：是被控量的给定值按预定的时间程序变化工作，目的是使系统被控量按工艺要求规定 的程序自动变化。加热升温或逐次降温等。 3、 随动控制系统：是一种被控量的给定值随时间任意变化的控制系统，主要作用是克服一切扰动，使控 量快速跟随给定值而变化。空气量与燃料量的关系。 1- 5试说明图1-2b供氧量控制系统框图中被控“过程”包含哪些管道设备以及图中各符号的 含义。
过程：节流装置到氧气流量调节阀之间的管道设备。 x(t)代表设定值；e(t)表示偏差信号；u(t)表示控制器控制作用信号 ；q(t)表示调节阀的流量信号；f(t)表示过程受 到的干扰信号;y(t)表示过程的输出信号;z(t)表示测量信号。 2
1- 6在过程控制中，为什么要由系统控制流程图画出其框图。
为了更清楚地表示控制系统各环节的组成、特性和相互间的信号联系，这样也便于其他人的理解。
2- 1何为被控过程及其数学模型，模型一般可分为哪几类，它与过程控制有何关系？ 被控过程是指正
在运行中的多种多样的被控制的生产工艺设备。 被控过程的数学模型是指过程在各输入量作用下，其相应的输出量变化函数关系的数学表达 式。 过程数学模型的两种描述形式： 非参量形式：即用曲线或数据表格来表示(形象、直观，但对进行系统的设计和综合不方便)。 参量形式：即用数学方程来表示(方便，描述形式有： 微分方程、传递函数、差分方程、 脉冲响应函数、状态方程等)。
2- 2什么是过程通道？什么是过程的控制通道和扰动通道？它们的数学模型是否相同？为什 么？
过程通道：输入量与输出量间的信号联系。 扰动通道：扰动作用与被控量间的信号联系。 控制通道：控制作用与被控量间的信号联系。 不同，因为同一个系统，通道不同，输入输出关系不同，其数学模型亦不一样。
2- 3从阶跃响应曲线看，大多数被控过程有何特点？
绝大部分工业过程的动态特性具有自衡能力， 因此其模型可以近似为以下几类： 近似地以一 阶、二阶、一阶加滞后、二阶加滞后特性之一来描述。
2- 4试述研究过程建模的主要目的及其建模方法？
1. 设计过程控制系统和整定调节器参数。
2•进行仿真试验研究。
3. 指导生产工艺设备的设计。
4. 培训运行操作人员。
机理法：又称数学分析法或者理论建模法，根据过程的内在机理，通过静态与动态物料平衡 和能量平衡等关系用数学推导的方法求取过程的数学模型。 试验法：在实际的生产过程中，根据过程的输入、输出的实验数据来获得过程的数学模型。
2- 5什么是机理分析法建模？该方法有何特点？它一般可应用在何种场合？什么是自衡过程 和非自衡过
程？ 什么是单容过程和多容过程？ 机理建模：是根据过程的内部机理(运动规律)，运用一些已知的定律、原理，如生物学定律、 化学动力学原理、物料平衡方程、能量平衡方程、传热传质原理等，建立过程的数学模型。 特点：机理分析法建模的最大特点是当生产设备还处于设计阶段就能建立其数学模型。另 外，对于不允许进行试验的场合，该方法是唯一可取的。 3
应用场合：简单的被控过程建模。 具有自衡平衡力的过程称为自衡过程。反之，不存在固有反馈作用且自身无法恢复平衡的过 程称为非自衡过程。 所谓自衡单容过程，是指只有一个贮量的又具有自平衡能力的过程。在工业生产中，被控过 程往往由多个容积和阻力构成，这种过程称为多容过程。
2- 6图示液位控制过程的输入量为 q1,流出量为q2、q3，液位h为被控变量，C为容量系数， 并设
Ri、R2、R3均为线性液阻。要求：
2- 13已知某液位过程的阶跃相应数值
t/s 0 10 20 40 60 80 100 140 180 250 300 400 500 600 h/mm 0 0 0.2 0.8 2.0 3.6 5.4 8.8 11.8
14.4 16.6 18.4 19.2 19.6 当其阶跃扰动量为20%时要求： 画出液位过程的阶跃响应曲线； 用一阶加滞后环节近似描述
20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 20 Ko= =100, 0.2
t=[0 10 20 40 60 80 100 140 180 250 300 400 500 600]; h=[0 0 0.2 0.8 2.0 3.6 5.4 8.8 11.8 14.4 16.6 18.4 19.2 19.6]; hstar=h/20;
q3 Cd h dt q2 R2， q3 R3 Cs - 1 2 3 R2 & 00 h P-3 q2 q2 q3 cdh Qi(s) H(s) Qi(s)
0 100 200 300 400 500 600
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
100 200 300 400 500 600 4
spli ne(hstar(2:14),t(2:14),0.39)得 t1 128.9
spline(hstar(2:14),t(2:14),0.63)得t2 200.5
T°=2(t2 tj=143.2
=2t1 t2 =57.3 spline(t,hstar, 57.3)得 0.09 较小接近 0;
当 t4 0.8T0 171.9 spline(t,hstar,171.9)得 0.564 与 0.55 较接近； 当 t5 2T0 343.7 spline(t,hstar,343.7)得 0.889 与 0.865 较接近； 该过程可用一阶加滞后环节近似描述。
3- 3请归纳一下过程控制系统设计的主要内容。
控制方案的设计：系统设计的核心，包括合理选择被控参数和控制参数、信息的获取和变送、 调节阀的选择、调节器控制规律及正、反作用方式的确定等。 工程设计：在方案设计的基础上进行，包括仪表选型、控制室和仪表盘设计、仪表供电供气 系统设计、信号及联锁保护系统设计等。 工程安装和仪表调校：系统正常运行的前提，安装完毕后要对每台仪表进行单校和对各个回 路联校等。 调节器参数工程整定：保证系统运行在最佳状态。
3- 4通常过程控制系统设计步骤应包括哪些？结合控制原理请说明静态、动态特性分析计算 时应包含哪
些主要内容？ 步骤:<1>建立被控过程的数学模型;<2>选择控制方案;<3>控制设备选型;<4>实验（和仿真）； 静态特性分析：扰动通道静态放大系数 Kf;控制通道静态放大系数K0;调节参数Kc;注意K0 和Kc要远远大于Kf。
动态特性分析：扰动通道时间常数 Tf、时延Cf以及扰动作用点；控制通道的时间滞后 Cf以 及时间常数分配的影响。
3- 5什么叫单回路系统？其方案设计包括哪些主要内容？怎样理解方案设计是系统设计的核 心？
只有一个闭环回路的简单控制系统叫单回路控制系统；过程控制系统设计包括系统的方案设 计，工程设计，工程安装和仪表调校，调节器参数整定四个主要内容；控制方案是系统设计 得核心，若控制方案不正确，则无论如何选用何种先进的过程控制仪表或计算机系统，无论 其安装如何细心，都不可能是系统在工业生产过程中发挥良好的控制作用，甚至系统不能运 行。
3- 6什么是直接参数与间接参数？这两者有何关系？选择被控参数应遵循哪些基本原则? 直接参数:直接
反应生产过程产品产量和质量，以及安全运行的参数。
间接参数：能间接反应产品质量和产量又与直接参数有单值对应关系的、易于测量的参数作 为被控参数。 直接参数与间接参数有单值对应关系。 归纳起来： 1选择对产品和质量、安全生产、经济运行等具有决定性作用的、可直接测量的工艺参数
2） 当不能用直接参数作为被控参数时， 应该选择一个与直接参数有单值函数关系的间接参数 作为被控
参数
《过程控制》课后习题答案
第一章思考题与习题1.1 下列系统中哪些属于开环控制，哪些属于闭环控制？①家用电冰箱②家用空调器③家用洗衣机④抽水马桶⑤普通车床⑥电饭煲⑦多速电风扇⑧高楼水箱⑨调光台灯开环控制：③家用洗衣机⑤普通车床⑦多速电风扇⑨调光台灯闭环控制：①家用电冰箱②家用空调器④抽水马桶⑥电饭煲⑧高楼水箱1.2 图1-14所示为一压力自动控制系统，试分析该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量和扰动变量是什么？画出该系统的框图。
图1-14 压力自动控制系统图1-15 加热炉温度自动控制系统被控对象：容器P被控变量：罐内压力操纵变量：物料输入流量扰动变量：出口流量系统框图如下：1.3 图1-15所示是一加热炉温度自动控制系统，试分析该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量和扰动变量是什么？画出该系统的框图。
被控对象：加热炉被控变量：炉内温度操纵变量：燃料流量扰动变量：进料量系统框图如下：1.4 按设定值的不同情况，过程控制系统分为哪几类？过程控制系统分为三类：定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
1.5 什么是过程控制系统的过渡过程？有哪几种基本形式？过程控制系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程称为过程控制系统的过渡过程。
控制系统过渡过程有五种基本形式：发散振荡、单调发散、等幅振荡、衰减振荡和单调衰减。
1.6 某换热器的温度控制系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1-16所示。
试分别求出最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和调整时间（设定值为200℃）。
图1-16 题1.6图最大偏差：30℃余差：5℃衰减比：5：1振荡周期：15min调整时间：22min第二章思考题与习题2.1 求取图2-55所示电路的传递函数，图中物理量角标i代表输入，o代表输出。
a）b）图2-55 习题2.1图a）（由分压公式求取）上式中，，。
b）上式中，，2.2 惯性环节在什么条件下可近似为比例环节？又在什么条件下可近似为积分环节？惯性环节在T很小的时候可近似为比例环节；T很大的时候条可近似为积分环节。
过程控制系统第2章 思考题与习题
第2章 思考题与习题1．基本练习题（1）简述过程参数检测在过程控制中的重要意义以及传感器的基本构成。
答：1）过程控制通常是对生产过程中的温度、压力、流量、成分等工艺参数进行控制，使其保持为定值或按一定规律变化，以确保产品质量的生产安全，并使生产过程按最优化目标进行。
要想对过程参数实行有效的控制，首先要对他们进行有效的检测，而如何实现有效的检测，则是有检测仪表来完成。
检测仪表是过程控制系统的重要组成部分，系统的控制精度首先取决与检测仪表的精度。
检测仪表的基本特性和各项性能指标又是衡量检测精度的基本要素。
2）传感器的基本构成：通常是由敏感元件、转换元件、电源及信号调理/转换电路组成。
（2）真值是如何定义的？误差有哪些表现形式？各自的意义是什么？仪表的精度与哪种误差直接有关？答：1）真值指被测物理量的真实（或客观）取值。
2）误差的各表现形式和意义为：最大绝对误差：绝对误差是指仪表的实测示值x 与真值a x 的差值，记为Δ，如式（2-1）所示：a Δx x =- （2-1）相对误差：相对误差一般用百分数给出，记为δ，如式（2-2）所示：aΔδ100%x =⨯（2-2） 引用误差：引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法。
它是相对仪表满量程的一种误差，一般也用百分数表示，记为γ，如式（2-3）所示：max minΔγ100%x x =⨯- （2-3）式中，maxx 仪表测量范围的上限值；minx 仪表测量范围的下限值。
基本误差：基本误差是指仪表在国家规定的标准条件下使用时所出现的误差。
附加误差 附加误差是指仪表的使用条件偏离了规定的标准条件所出现的误差。
3) 仪表的精度与最大引用误差直接有关。
（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（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：仪表精度等级至少为0.001级。
《过程控制》课后习题答案
第一章思考题与习题1.1 下列系统中哪些属于开环控制，哪些属于闭环控制？①家用电冰箱②家用空调器③家用洗衣机④抽水马桶⑤普通车床⑥电饭煲⑦多速电风扇⑧高楼水箱⑨调光台灯开环控制：③家用洗衣机⑤普通车床⑦多速电风扇⑨调光台灯闭环控制：①家用电冰箱②家用空调器④抽水马桶⑥电饭煲⑧高楼水箱1.2 图1-14所示为一压力自动控制系统，试分析该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量和扰动变量是什么？画出该系统的框图。
图1-14 压力自动控制系统图1-15 加热炉温度自动控制系统被控对象：容器P被控变量：罐内压力操纵变量：物料输入流量扰动变量：出口流量系统框图如下：1.3 图1-15所示是一加热炉温度自动控制系统，试分析该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量和扰动变量是什么？画出该系统的框图。
被控对象：加热炉被控变量：炉内温度操纵变量：燃料流量扰动变量：进料量系统框图如下：1.4 按设定值的不同情况，过程控制系统分为哪几类？过程控制系统分为三类：定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
1.5 什么是过程控制系统的过渡过程？有哪几种基本形式？过程控制系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程称为过程控制系统的过渡过程。
控制系统过渡过程有五种基本形式：发散振荡、单调发散、等幅振荡、衰减振荡和单调衰减。
1.6 某换热器的温度控制系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1-16所示。
试分别求出最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和调整时间（设定值为200℃）。
图1-16 题1.6图最大偏差：30℃余差：5℃衰减比：5：1振荡周期：15min调整时间：22min第二章思考题与习题2.1 求取图2-55所示电路的传递函数，图中物理量角标i代表输入，o代表输出。
a）b）图2-55 习题2.1图a）（由分压公式求取）上式中，，。
b）上式中，，2.2 惯性环节在什么条件下可近似为比例环节？又在什么条件下可近似为积分环节？惯性环节在T很小的时候可近似为比例环节；T很大的时候条可近似为积分环节。
过程控制考试题及答案
过程控制考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 过程控制系统中，控制器的输出信号通常与被控变量的偏差成比例，这种控制器称为（）。
A. 比例控制器B. 积分控制器C. 微分控制器D. 比例-积分控制器答案：A2. 在PID控制器中，I代表的是（）。
A. 比例B. 积分C. 微分D. 比例-微分答案：B3. 过程控制中，传感器的作用是（）。
A. 测量被控变量B. 测量控制变量C. 测量干扰变量D. 测量所有变量答案：A4. 在过程控制系统中，如果控制器的输出与偏差的积分成正比，则该控制器是（）。
A. 比例控制器B. 积分控制器C. 微分控制器D. 比例-微分控制器答案：B5. 过程控制系统中，执行器的作用是（）。
A. 测量被控变量B. 测量控制变量C. 根据控制器的输出调整控制变量D. 根据控制器的输入调整被控变量答案：C6. 在PID控制器中，D代表的是（）。
A. 比例B. 积分C. 微分D. 比例-积分答案：C7. 过程控制系统中，控制器的输出信号通常与被控变量的偏差的微分成正比，这种控制器称为（）。
A. 比例控制器B. 积分控制器C. 微分控制器D. 比例-积分控制器8. 在过程控制系统中，如果控制器的输出与偏差的积分和微分成正比，则该控制器是（）。
A. 比例控制器B. 积分控制器C. 微分控制器D. 比例-微分控制器答案：D9. 过程控制系统中，传感器的主要功能是（）。
A. 产生控制信号B. 接收控制信号C. 转换被测变量为电信号D. 转换电信号为被测变量答案：C10. 在PID控制器中，P代表的是（）。
A. 比例B. 积分C. 微分D. 比例-积分答案：A二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 过程控制系统中，以下哪些是控制系统的基本组成部分？（）A. 传感器B. 控制器D. 被控对象答案：ABCD2. PID控制器可以由哪些基本控制器组合而成？（）A. 比例控制器B. 积分控制器C. 微分控制器D. 以上都是答案：D3. 在过程控制系统中，以下哪些因素会影响控制系统的稳定性？（）A. 控制器的增益B. 系统的延迟C. 干扰的大小D. 以上都是答案：D4. 过程控制系统中，以下哪些是执行器的类型？（）A. 电动执行器B. 气动执行器C. 液压执行器D. 以上都是答案：D5. 在过程控制系统中，以下哪些是传感器的类型？（）A. 温度传感器B. 压力传感器C. 流量传感器D. 以上都是答案：D三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述过程控制系统中比例控制器的特点。
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
过程控制系统-第3章-简单系统-习题与解答
第3章习题与思考题3-1.简单控制系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？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。
3-2.什么叫直接参数和间接参数？各使用在什么场合？解答：如果被控变量本身就是需要控制的工艺指标，则称为直接参数；如果被控变量本身不是需要控制的工艺指标，但与其有一定的间接对应关系时，称为间接参数。
在控制系统设计时，尽量采用直接参数控制，只有当被控变量无法直接检测，或虽能检测，但信号很微弱或滞后很大，才考虑采用间接参数控制。
3-3.被控变量的选择应遵循哪些原则？解答：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。
3-4.操纵变量的选择应遵循哪些原则？解答：（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。
3-5.简述选择调节器正、反作用的目的，如何选择?解答：其目的是使控制器、执行器、对象三个环节组合起来，能在控制系统中起负反馈作用。
《过程控制系统》复习题
《过程控制系统》复习题过程控制系统复习题一.选择题（每题2分，共10题，共20分）1.过程控制系统由几大部分组成，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.操纵变量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出现的形式如下，()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()。
过程控制期中测试习题答案
偏差：测量值与给定值的差。
2. 衡量自动控制系统的工作品质的性能指标 有哪些？
答：衰减比、超调量、余差、调节时间、振荡频
率、最大动态误差。
3．有人认为，气动执行器的气开、气关就是 正作用、反作用。这种理解对吗？为什么？ 如何选用气动调节阀的气开、气关？
答：不对。执行机构的正、反作用＋阀芯的正装 反装―― 调节阀的气开、气关。
3、不合理。压力检测点不对，为保证阀前燃油压力稳定会使 燃油量变化较大，无法使炉温稳定，应将测压点移到阀后，测 烧咀的背压。 4、合理。根据被冷却介质（出口）温度控制氨冷器氨气化侧 的蒸发压力，而蒸发压力又对应一定的蒸发温度，所以控制氨 气排出量实际上调整了氨冷器内氨蒸发侧的温度，使传热温差 得到调整，即可达到控制出口温度的目的。
10.下列图中，调节器应该选用正作用方式，还是反
作用方式？为什么？
a.正作用
Kv Kp Kc 0 Kc
Kv Kp Kc 0 Kc
b. 正作用
c.反作用 d.正作用
Kv Kp Kc 0 Kc
Kv Kp Kc 0 Kc
100 3000 1000 100% 80% x 20 4
∴ x=1（mA）相应控制器的输出将变化1mA ，量程 范围加大了，控制器的输出灵敏度减小了。
4.受控变量的选择原则是什么？
选择原则：
⑴受控变量应能代表一定的工艺操作指标或能反映工艺操 作状态。 ⑵尽量采用直接指标作为受控变量。当无法获得直接指标 信号，或其测量和变送信号滞后很大时，可选择与直接指标 有单值对应关系的间接指标作为受控变量。 ⑶受控变量应能被测量出来，并具有足够大的灵敏度。 ⑷选择受控变量时，必须考虑工艺合理性和国内仪表产品 现状。 ⑸受控变量应是独立可调的。
过程控制仪表及系统-习题与思考题-解答
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：参照图1-1。
1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？解答：通常分类：1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统（2）随动控制系统（3）程序控制系统2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统（2）前馈控制系统（3）前馈—反馈复合控制系统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？二者之间有什么关系？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。
被控对象的动态特性：。
系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。
二者之间的关系：1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。
为什么在分析过程控制系统得性能时更关注其动态特性？解答：稳态：对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能达到一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都处于相对静止状态，这种状态称为稳态（或静态）。
动态：从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作，到整个系统 又建立新的稳态（达到新的平衡）、调节过程结束的这一段时间，整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中，这种状态称为动态。
在实际的生产过程中，被控过程常常受到各种振动的影响，不可能一直工作在稳态。
只有将控制系统研究与分析的重点放在各个环节的动态特性，才能设计出良好的控制系统。
1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？解答：单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。
过程控制系统课后习题
第二章1什么是对象特性？为什么要研究对象特性？答：研究对象特性是设计控制系统的基础；为了能使控制系统能安全投运并进行必要的调试；优化操作。
2什么是对象的数学模型？静态数学模型与动态数学模型有什么区别？答：对对象特性的数学描述就叫数学模型。
静态：在输入变量和输出变量达到平稳状态下的情况。
动态：输出变量和状态变量在输入变量影响下的变化情况。
3建立对象的数学模型有什么意义？答：1,控制系统的方案设计；2控制系统的调试和调节器参数的确定；3制定工业过程操作优化方案；4新型控制方案及控制策略的确定；5计算机仿真与过程培训系统；6设计工业过程的故障检测与诊断系统。
4建立对象的数学模型有哪两种方法？答：机理建模和实验建模。
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。
5反应对象特性的参数有哪些？各有什么物理意义？他们对自动控制系统有什么影响？答：K—放大系数。
对象从新稳定后的输出变化量与输入变化量之比。
T—时间参数。
时间参数表示对象受到输入作用后，被控变量的变化快慢。
桃—停滞时间。
输入发生变化到输出发生变化之间的时间间隔。
6评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。
衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n；过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离设定值的最大值A；超调量：第一个波峰值y与最终稳态值y之比的百分数；残余偏差C：过渡过程结束后，被控参数所达到的新稳态Y与设定值之间的偏差。
调节时间：从过渡过程开始到过渡过程结束所需的时间；振荡频率：过渡过程中相邻两同向波峰之间的时间间隔叫振荡周期或工作周期，其倒数称为振荡频率；峰值时间：过渡过程开始至被控参数到达第一个波峰所需要的时间。