过程控制简答题
过程控制期末考试题
过程控制期末考试题一、选择题（共40题，每题2分，共80分）请在每题后的括号内选择正确答案，并将其序号写在答题纸上。
1. 过程控制的目标是（）。
A. 使过程控制系统更稳定B. 提高生产效率C. 提高产品质量D. 所有选项都正确2. 下列哪项不是过程控制的主要步骤（）。
A. 建立数学模型B. 采集过程数据C. 制定控制策略D. 评估控制效果3. 过程控制中的反馈控制是指（）。
A. 控制器根据误差信号对过程进行调节B. 控制器根据过程输出信号进行调节C. 控制器通过传感器采集过程数据进行调节D. 控制器根据控制策略进行调节4. 在过程控制中，传感器的作用是（）。
A. 实时监测过程变量B. 收集过程数据C. 发送控制信号D. 都是5. PID控制器中的D表示（）。
A. 比例项B. 积分项C. 微分项D. 都不是6. 过程控制中的SOPC代表（）。
A. Stock-Other-Production-ControlB. Structure-Operate-Produce-ControlC. Structured-Operated-Process-ControlD. Structure-Operate-Produce-Calculate7. 过程控制中，哪种控制策略常用于对连续变量进行控制（）。
A. 分段控制B. 比例控制C. 二值控制D. 都可以8. 在过程控制中，哪种控制策略常用于对离散变量进行控制（）。
A. 分段控制B. 比例控制C. 二值控制D. 都可以9. 控制系统稳定性是指系统（）。
A. 对外界干扰的抵抗能力B. 对控制命令的响应速度C. 对过程参数的适应能力D. 传感器的精度和灵敏度10. 过程控制中的开环控制指的是（）。
A. 控制器不考虑过程输出信号而进行调节B. 控制器根据过程输出信号进行调节C. 控制器根据误差信号对过程进行调节D. 控制器根据控制策略进行调节（以下题目略）二、简答题（共5题，每题10分，共50分）请简述下列问题的答案，并将其写在答题纸上。
过程控制工程试题打印
一、简答题（每题6分，共24分）：1、电气阀门定位器有哪些作用答：①改善阀的静态特性②改善阀的动态特性③改变阀的流量特性④用于分程控制⑤用于阀门的反向动作2.简述串级控制系统的设计原则。
答：（1）副回路的选择必须包括主要扰动，而且应包括尽可能多的扰动；（2）主、副对象的时间常数应匹配；（3）应考虑工艺上的合理性和实现的可能性；（4）要注意生产上的经济性。
3. 简单控制系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？答：简单控制系统由一个被控对象，一个检测元件和变送器，一个调节阀和一个调节器组成。
检测元件和变送器用于检测被控变量，并将检测到的信号转换为标准信号，输出到控制器。
控制器用于将检测变送器的输出信号与设定值进行比较，得出偏差，并把偏差信号按一定的控制规律运算，运算结果输出到执行器。
执行器是控制系统回路中的最终元件，直接用于改变操纵量，以克服干扰，达到控制的目的。
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.三、(10分)一个如图1所示的换热器,用蒸汽将进入其中的冷物料加热到一定温度,生产工艺要求热物料出口温度维持恒定(1T≤∆℃).试设计一简单温度控制系统,选择被控量和操纵量，画出其结构原理图，并选择调节器的控制规律。
答：被控量为了流体出口温度，操纵量为蒸汽流量，调节器应选择PID调节规律。
系统结构原理图如下图所示：四、(25分) 图2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；主、副调节器的正反作用；3．分析系统的可能经受的扰动及主要扰动；4．简述进料流量增大时的控制过程；5．如果进料流量是注意扰动，上述系统应如何改进？阀为气开式，副调节器应为反作用，主调节器也应为反作用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。
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 )。
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。
过控简答题总结
1、什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？过程控制系统：一般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、成分等这样一些变量的系统。
组成：过程控制系统=检测和控制仪表+被控过程2、过程控制的主要任务是什么？过程控制有哪些特点？任务：对生产过程中的重要参数（温度、压力、流量、物位、成分、湿度等）进行控制，使其保持恒定或按一定规律变化。
特点：1.控制对象复杂、控制要求多样2．控制方案丰富3．控制对象大多属于慢过程4．大多数工艺要求定值控制5．大多使用标准化的检测、控制仪表及装置。
3、过程控制系统的分类？按设定值的形式分类：1）定值控制系统——设定值恒定不变。
2）随动控制系统——设定值随时可能变化。
3）程序控制系统——设定值按预定的时间程序变化。
按系统的结构特点分类：1）反馈控制系统（闭环控制系统）2）前馈控制系统（开环控制系统）3）复合控制系统4、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？稳态—把被控变量不随时间变化的平衡状态称为系统的稳态（静态）。
静态特性—静态时系统各环节的输入输出关系。
动态—把被控变量随时间变化的不平衡状态称为系统的动态。
动态特性—在动态过程中系统各环节的输入输出变化关系。
静态特性和动态特性都是反映被控参数与控制变量之间的关系，不同点是一个处于静态一个处于动态过程，而这两种过程又是控制系统正常运行中的两种不同状态，只有综合两种性能指标才能反映出一个系统的特性与品质。
5、为什么常选用阶跃信号进行系统分析？阶跃信号的输入突然，对被控变量的影响也最大。
如果一个控制系统能够有效地克服这种干扰，那么对其它比较缓和的干扰也能很好地克服。
阶跃信号的形式简单，容易实现，便于分析、实验和计算。
故更多使用阶跃信号。
6、什么是控制器的控制规律？控制器有哪些基本控制规律？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。
基本控制规律有：位式控制、P调节、PI调节、PD调节、PID调节。
过程控制习题集
过程控制习题集一、判断题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.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。
3.由调节器输出至被调参数间的所有环节称为干扰通道。
（）答案：由调节器输出至被调参数间的所有环节称为调节通道。
4.过程控制系统的偏差是指设定值与测量值之差。
（）5.由控制阀操纵，能使被控变量恢复到设定值的物料量或能量即为操纵变量。
（）6.按控制系统的输出信号是否反馈到系统的输入端可分为开环系统和闭环系统。
（）7.在闭环控制系统中，按照设定值的情况不同，可分为定值控制系统、前馈控制系统、程序控制系统。
（）答案：在闭环控制系统中，按照设定值的情况不同，可分为定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。
8.在一个定值控制系统中，被控变量不随时间变化的平衡状态，也即被控变量变化率等于零的状态，称为系统的动态。
（）答案：在一个定值控制系统中，被控变量不随时间变化的平衡状态，也即被控变量变化率等于零的状态，称为系统的静态，静态是一种相对静止状态。
9.对一个系统总是希望能够做到余差小，最大偏差小，调节时间短，回复快。
（）10.时间常数越小，被控变量的变化越慢，达到新的稳态值所需的时间也越长。
（）答案：时间常数越大，被控变量的变化越慢，达到新的稳态值所需的时间也越长。
11.时间常数指当对象受到阶跃输入作用后，被控变量达到新稳态值的63.2 %所需要的时间。
（）12.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。
13.放大倍数K取决于稳态下的数值，是反映静态特性的参数。
（）14.对象特性放大系数K m是动特性，时间常数Tm和滞后时间T m是测量元件和变送器的静态特性。
（）答案：对象特性放大系数K m是静特性，时间常数Tm和滞后时间T m是测量元件和变送器的动特性。
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.C.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 )。
过程控制系统简答题
1．闭环控制系统分为几种类型？每种代表什么含义？答：（1）定值控制系统，就是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。
（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。
2.一个单回路控制系统主要由哪几个环节组成？作出简单控制系统的方框图。
答：一个单回路控制系统主要由测量元件、变送器、调节器、调节阀、和被控过程等环节组成。
3.什么是气开式调节阀？什么是气关式调节阀？其选择的原则是什么？答：气开式：执行器输入压力p>0.02mpa时，阀开始打开，也就是说有信号压力时阀打开，无信号压力时阀关。
气关式则反之，有信号压力时阀关，无信号压力时阀开。
原则：主要是考虑在不同工艺条件下安全生产的需要。
a、考虑事故状态时人身、工艺设备安全。
b、考虑事故状态下减少经济损失，保证产品质量。
c、考虑介质的性质。
4.根据流量特性曲线，分别写出其对应的流量特性。
答：流量特性主要有直线、等百分比（对数）、抛物线及快开四种直线特性是指阀门的相对流量与相对开度成直线关系，即单位开度变化引起的流量变化时常数。
对数特性是指单位开度变化引起相对流量变化与该点的相对流量成正比，即调节阀的放大系数是变化的，它随相对流量的增大而增大。
抛物线特性是指单位相对开度的变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量值的平方根成正比关系。
快开流量特性是指在开度较小时就有较大的流量，随开度的增大，流量很快就达到最大，此后再增加开度，流量变化很小，故称快开特性。
隔膜阀的流量特性接近快开特性，蝶阀的流量特性接近等百分比特性，闸阀的流量特性为直线特性，球阀的流量特性在中启闭阶段为直线，在中间开度的时候为等百分比特性。
5.什么是积分饱和现象？防止积分饱和的措施都有哪些？所谓积分饱和现象是指若系统存在一个方向的偏差，PID控制器的输出由于积分作用的不断累加而加大，从而导致u(k)达到极限位置。
过程控制仪表及控制系统_课后习题答案(林德杰)简答题
6－7 在某生产过程中，冷物料通过加热炉对其进行加热，热物料温度必须满足生产工艺要求，故设计图所示温度控制系统流程图，画出控制框图，指出被控过程、被控参数和控制参数。
确定调节阀的流量特性、气开、气关形式和调节器控制规律及其正、反作用方式。
解：系统方框图：被控过程为加热炉；被控参数是热物料的温度；控制参数为燃料的流量。
加热炉的过程特性一般为二阶带时延特性，即过程为非线性特性。
因此，调节阀流量特性选择对数特性调节阀。
根据生产安全原则，当系统出现故障时应该停止输送燃料，调节阀应选用气开式。
即无气时调节阀关闭。
控制器的正反作用的选择应该在根据工艺要求，原则是：使整个回路构成负反馈系统。
控制器的正、反作用判断关系为：（控制器“±”）·（控制阀“±”） ·（对象“±”）＝“－” 调节阀：气开式为“＋”，气关式为“－”； 控制器：正作用为“＋”，反作用为“－”；被控对象：按工艺要求分析，通过控制阀的物量或能量增加时，被控制量也随之增加为“＋”；反之随之降低的为“－”； 变送器一般视为正作用。
根据安全要求，调节阀选气开式Kv 为正，温度变送器Km 一般为正，当调节器增加时，温度值增加，故过程（对象）为正，为了保证闭环为负。
所以调节器应为负作用。
6－8 下图为液位控制系统原理图。
生产工艺要求汽包水位一定必须稳定。
画出控制系统框图，指出被控过程、被控参数和控制参数。
确定调节阀的流量特性、气开、气关形式和调节器的控制规律及其正反作用方式。
解：控制系统框图如下图所示。
被控过程为汽包；被控参数是汽包的液 位；控制参数为给水的流量。
汽包的过程特性为一阶带时延特性，即过程为非线性特性。
因此，调节阀流量特性选择对数特性调节阀。
根据生产安全原则，当系统出现故障时应该停止输送燃料，调节阀应选用气关式。
即无气时调节阀打开。
保证在控制出现故障时，汽包不会干烧。
调节阀：选择气关式调节阀，故KV 为“－”；被控对象：按工艺要求分析，通过给水增加时，被控制参数的液位也会增加。
过程控制练习题(带答案)
练习题一、填空题1．定比值控制系统包括：（开环比值控制系统）、（单闭环比值控制系统）和（双闭环比值控制系统）。
2．控制阀的开闭形式有（气开）和（气关）。
3．对于对象容量滞后大和干扰较多时，可引入辅助变量构成（串级）控制系统，使等效对象时间常数（减少），提高串级控制系统的工作频率。
4．测量滞后包括测量环节的（容量滞后）和信号测量过程的（纯滞后）。
5．锅炉汽包水位常用控制方案为：（单冲量水位控制系统）、（双冲量控制系统）、（三冲量控制系统）。
6．泵可分为（容积式）和（离心式）两类，其控制方案主要有：（出口直接节流）、（调节泵的转速）、（调节旁路流量）。
7．精馏塔的控制目标是，在保证产品质量合格的前提下，使塔的总收益最大或总成本最小。
具体对一个精馏塔来说，需从四个方面考虑，设置必要的控制系统，分别是：物料平衡控制、（能量平衡控制）、（约束条件控制）和（质量控制）。
1.前馈控制系统的主要结构形式包括：单纯的前馈控制系统、（前馈反馈控制系统）和（多变量前馈控制系统）。
2.反馈控制系统是具有被控变量负反馈的闭环回路，它是按着（偏差）进行控制的；前馈控制系统是按（扰动）进行的开环控制系统。
3.选择性控制系统的类型包括：（开关型）、（连续型）和（混合型）。
4.常用控制阀的特性为（线性）、（快开）、（对数）、和（抛物线）特性。
5.阀位控制系统就是在综合考虑操纵变量的（快速性）、（经济性）、（合理性）、和（有效性）基础上发展起来的一种控制系统。
6.压缩机的控制方案主要有：（调速）、（旁路）和节流。
7.化学反应器在石油、化工生产中占有很重要的地位，对它的控制一般有四个方面，分别是：物料平衡控制、（能量平衡控制）、（质量控制）和（约束条件控制）。
二、简答题1．说明生产过程中软保护措施与硬保护措施的区别。
答：所谓生产的软保护措施，就是当生产短期内处于不正常情况时，无须像硬保护措施那样硬性使设备停车，而是通过一个特定设计的自动选择性控制系统，以适当改变控制方式来达到自动保护生产的目的。
(完整版)过程控制复习简答题
1、过程控制系统按其基本结构形式可分为几类?其中闭环系统中按设定值的不同形式又可分为几种?答：过程控制系统按其基本结构形式可分为闭环自动控制系统和开环自动控制系统。
在闭环控制系统中，按照设定值的不同形式又可分为：(1)定值控制系统(2)随动控制系统(3)程序控制系统2、试述热电阻测温原理，常用热电阻的种类有哪些？r0各为多少？答：热电阻温度计是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的，只要设法测出电阻值的变化，就可达到温度测量的目的。
工业上常用的热电阻有：铂电阻，铜电阻。
目前工业上使用的铂电阻有两种：一种是10；另外一种是100。
工业上使用的铜电阻也有两种：一种是50；另一种是100。
3、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。
4、何为控制阀的理想流量特性和工作流量特性？常用的调节阀理想流量特性有哪些？答：阀前后压差保持不变时的流量特性称为理想流量特性；在实际使用过程中，阀前后的压差会随阀的开度的变化而变化，此时的流量特性称为工作流量特性。
常用的调节阀理想流量特性有：直线流量特性、等百分比(对数)流量特性、快开特性。
5、控制器参数整定的任务是什么?工程上常用的控制器参数整定有哪几种方法?答：控制器参数整定的任务是：根据已定的控制方案，来确定控制器的最佳参数值，以便使系统能获得好的控制质量。
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.C.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 )。
过程控制考试复习资料(1)
过程控制工程复习资料一、填空题1．过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程或被控对象、测量变送器等环节组成。
2、调节阀按能源不同分为三类：气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀。
3、自动控制系统按工作原理可分为三类：反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈控制系统。
按给定值特点分类可分为三类：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。
4、过程控制系统方案设计的基本要求是：安全、稳定、经济。
5、过程数学模型的求取方法有三种，分别是：机理法建模、系统辨别法建模、混合法（机理分析+系统辨别）建模。
6、理想流量特性有四类，分别是直线、对数、抛物线、快开。
7、定比值控制系统包括：开环比值控制系统、单闭环比值控制系统和双闭环比值控制系统。
8、控制器参数整定法有：经验法、临界比例度法、衰减振荡法、响应曲线法。
9、根据实践经验的总结发现，除少数无自平衡的对象以外，大多数对象均可用一阶、二阶、一阶加纯滞后、二阶加纯滞后这四种典型的动态特性来加以近似描述。
为进一步简化，也可以将所有的对象的动态特性都简化为一阶加纯滞后的形式，用传递函数可以表示为：（）。
其中K表示对象的静态放大系数，T表示对象的时间常数，表示纯滞后时间。
10、调节器的比例度δ越大，则放大倍数Kc越小，比例调节作用就越弱，过渡过程曲线就越平稳，但余差也越大。
积分时间T i越小，则积分速度越大，积分特性曲线的斜率越大，积分作用越强，消除余差越快，微分时间T d越大，微分作用越强。
11、定值控制系统是按测量与给定偏差大小进行调节的，而前馈调节是按扰动量大小进行调节的；前者是闭环调节，后者是开环调节。
采用前馈-反馈调节的优点是利用前馈调节的及时性和反馈调节的静态准确性。
12、防止几分饱和有哪三种方法：限幅法、外反馈法、积分切除法。
13、测量变送器的要求：准确、快速、可靠。
14、在串级控制系统中，调节器参数的整定方法有：逐次逼近法、两步整定法、一步整定法。
二、选择题1、下列控制系统中，哪些是开环控制(C)，哪些是闭环控制（ABD）A、定值控制B、随动控制C、前馈控制D、程序控制2、对某PI控制系统，为了防止积分饱和，采取下列措施，问哪一条是不起作用的（D）C、采用高低阻幅器 B、采用调节器外部积分反馈法C、采用PI-P调节器D、采用PI-D调节器3、如果甲乙两个广义调节对象的动态特性完全相同（如均为二阶对象），甲采用PI作用调节器，乙采用P作用调节器。
过程控制简答题
1.分析前馈控制与反馈控制的区别以及各自的优缺点？反馈控制是最基本也是最常见的控制系统，控制是按被调量与给定值的偏差起作用的，也称按偏差控制。
扰动作用后要等到被调量发生变化并与给定值形成偏差才产生控制作用，所以从消除扰动的影响来看，控制作用是不及时的，但它时刻观测被调量，所以可以保证被调量不会有太大的偏离。
前馈控制系统没有被调量的反馈信号，没有形成闭合回路，又称开环控制。
扰动作用后，一方面通过被控对象会引起被调量变化，但同时由前馈控制器产生控制作用，力图消除扰动的影响，所以，控制作用是很及时的。
前馈控制主要作用于对外部扰动进行抑制，以减少动态偏差。
2.微分调节器是否能单独工作，请说明其原因，并说明微分调节器的作用？（过82）因为微分控制的工作是基于误差的变化速度的，而不是基于作用误差本身的，因此这种方法不能单独应用。
它总是与比例控制作用或比例-加-积分控制作用组合在一起。
微分控制器能够反映误差信号的变化速度，并且在作用误差的值变得很大的之前，产生一个有效的修正。
因此，微分控制可以预测作用误差，使修正提前发生，从而有助于增进系统的稳定性。
3.为什么采用非线性控制系统？有哪几种实施方法？（131）采用非线性控制的原因主要有：被控对象本身具有非线性特性；人为引入非线性控制规律，使控制系统实施变得简单或满足一定的控制要求。
具体的实施方法：1-采用控制阀的非线性流量特性补偿；2-采用非线性控制规律补偿；3-采用串级控制系统。
4.试述智能控制系统的特点和模糊控制器的基本结构及各部件功能？（191）智能控制的特点：1-智能控制系统具有以知识表示的非数学广义模型和以数学模型表示的混合控制系统。
2-智能控制具有分层信息处理和决策机构。
3-智能控制具有非线性特点。
4-智能控制具有变结构的特点。
5-智能控制具有总体寻优特点。
6-智能控制是多学科的综合。
模糊控制器通常由模糊化、知识库、模糊推理和解模糊化等部分组成。
模糊化：模糊化的作用是将输入的精确量转换成模糊化量，输入值的模糊化是通过论域的隶属度函数实现的。
过程控制系统试题和答案解析
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”。
过程控制期末试题及答案
过程控制期末试题及答案1. 选择题1.1 下列哪项不属于过程控制的基本要素？a) 反馈b) 监测c) 控制d) 优化答案：d) 优化1.2 在过程控制中，系统的输出被称为什么？a) 反馈b) 输入c) 控制d) 监测答案：a) 反馈1.3 下面哪个选项最能准确地描述过程控制？a) 对系统的输入进行监测，并根据所得信息对其进行控制，以使系统的输出符合预期的要求。
b) 确定系统的输入和输出，并根据反馈信息对其进行控制，以提高系统的性能。
c) 对系统的输出进行监测，并根据所得信息对其进行优化，以使系统具备更好的性能。
d) 优化系统的输入和输出之间的关系，以提高系统的控制能力。
答案：a) 对系统的输入进行监测，并根据所得信息对其进行控制，以使系统的输出符合预期的要求。
2. 简答题2.1 请简要解释什么是反馈控制？答案：反馈控制是指根据系统输出的信息，对系统输入进行调整和控制的一种控制方式。
它通过监测系统的输出，并将反馈信息与预期输出进行比较，根据比较结果对系统的输入进行调整，以使系统的输出符合预期要求。
2.2 请列举两个过程控制的实际应用场景。
答案：一是工业控制领域，如自动化生产线上的温度、压力和流量控制；二是环境监测领域，如空气质量监测系统中的污染物浓度控制。
3. 计算题3.1 某工艺过程的目标输出为500套产品，并要求误差控制在±10套之内。
若在控制过程中得到的输出数据如下：498, 506, 502, 504, 500，请根据这些输出数据计算该过程的平均输出及控制误差。
答案：平均输出 = (498 + 506 + 502 + 504 + 500) / 5 = 502套控制误差 = |实际输出 - 目标输出| = |498 - 500| = 2套4. 论述题4.1 请论述过程控制在工业生产中的重要性，并举例说明。
答案：过程控制在工业生产中具有重要作用。
首先，过程控制可以确保产品的一致性和稳定性。
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1.分析前馈控制与反馈控制的区别以及各自的优缺点？反馈控制是最基本也是最常见的控制系统，控制是按被调量与给定值的偏差起作用的，也称按偏差控制。
扰动作用后要等到被调量发生变化并与给定值形成偏差才产生控制作用，所以从消除扰动的影响来看，控制作用是不及时的，但它时刻观测被调量，所以可以保证被调量不会有太大的偏离。
前馈控制系统没有被调量的反馈信号，没有形成闭合回路，又称开环控制。
扰动作用后，一方面通过被控对象会引起被调量变化，但同时由前馈控制器产生控制作用，力图消除扰动的影响，所以，控制作用是很及时的。
前馈控制主要作用于对外部扰动进行抑制，以减少动态偏差。
2.微分调节器是否能单独工作，请说明其原因，并说明微分调节器的作用？（过82）因为微分控制的工作是基于误差的变化速度的，而不是基于作用误差本身的，因此这种方法不能单独应用。
它总是与比例控制作用或比例-加-积分控制作用组合在一起。
微分控制器能够反映误差信号的变化速度，并且在作用误差的值变得很大的之前，产生一个有效的修正。
因此，微分控制可以预测作用误差，使修正提前发生，从而有助于增进系统的稳定性。
3.为什么采用非线性控制系统？有哪几种实施方法？（131）采用非线性控制的原因主要有：被控对象本身具有非线性特性；人为引入非线性控制规律，使控制系统实施变得简单或满足一定的控制要求。
具体的实施方法：1-采用控制阀的非线性流量特性补偿；2-采用非线性控制规律补偿；3-采用串级控制系统。
4.试述智能控制系统的特点和模糊控制器的基本结构及各部件功能？（191）智能控制的特点：1-智能控制系统具有以知识表示的非数学广义模型和以数学模型表示的混合控制系统。
2-智能控制具有分层信息处理和决策机构。
3-智能控制具有非线性特点。
4-智能控制具有变结构的特点。
5-智能控制具有总体寻优特点。
6-智能控制是多学科的综合。
模糊控制器通常由模糊化、知识库、模糊推理和解模糊化等部分组成。
模糊化：模糊化的作用是将输入的精确量转换成模糊化量，输入值的模糊化是通过论域的隶属度函数实现的。
模糊推理：利用知识库的信息和模糊运算方法，模拟人的推理决策的思想方法，在一定的输入条件下激活相应的控制规则给出适当的模糊控制输出。
清晰化（解模糊）：将模糊推理得到的控制量(模糊量)变换为实际用于控制的清晰量。
知识库：知识库中包含了具体应用领域中的知识和要求的控制目标。
它通常由数据库和模糊控制规则库两部分组成。
(3分)5.简要叙述可编程调节器的特点？（仪表127）（1）实现了仪表和计算机一体化；（2）具有丰富的运算、控制功能；（3）通用性强，使用方便；（4）具有通讯功能，便于系统扩展；（5）可靠性高，维护方便。
6.简单描述集算控制系统的结构和主要特点？（仪表229）集散控制系统的品种很多，它们的基本结构是相似的，包括上位管理计算机、CRT 显示操作站、高速数据通路、过程控制单元以及数据采集装置等5个部分。
集散控制系统的性能比常规仪表控制系统更为优越，它主要特点如下：功能齐全；人机联系好，实现集中监控和管理；实时性好、可靠性高；系统构成灵活、拓展方便；安装调试简单、性价比好。
7. 现场与控制室仪表之间是采用直流电流信号还是采用交流电压信号进行信号传输？为什么？答： 采用直流电流信号。
优点：直流信号比交流信号干扰少（交流信号容易产生交变电磁场的干扰） 直流信号对负载的要求简单（交流信号有频率和相位问题）电流比电压更利于远传信息（采用电压形式传送时，如负载电阻很小，距离较远时，导线上的电压会引起误差）。
8.写出PID 控制规律的数学表达式，并说明式中各符号的意义。
答：控制规律表达式如下：)1(dtde T edt T e K y D I p ⎰++=∆ 式中， K P ——比例系数；T I ——积分时间常数；T D ——微分时间常数。
9.电容式差压传感器的结构如下图所示，说明电容式差压变送器测量原理？答：电容式压力变送器是通过弹性膜片的位移引起电容量的变化从而测出压力(或差压)的。
当被测差压作用于左右隔离膜片时，通过内充的硅油使测量膜片产生与差压成正比的微小位移，从而引起测量膜片与两侧固定极板间的电容产生差动变化。
差动变化的两电容C L (低压侧电容)、C H (高压侧电容)由引线接到测量电路。
将电容的变化经过适当的转换电路，可把差动电容转换成二线制的4~20mADC 输出信号。
10.什么是放大系数K，时间常数T和滞后时间τ？答： 1）放大系数K 放大系数K在数值上等于对象处于稳定状态时输出的变化量与输入的变化量之比。
2）时间常数T 时间常数是指当对象受到阶跃输入作用后，被控变量如果保持初始速度变化，达到新的稳态值所需的时间。
或当对象受到阶跃输入作用后，被控变量达到新的稳态值的63.2%所需的时间。
3）滞后时间τ滞后时间τ是纯滞后时间和容量滞后时间的总和。
输出变量的变化落后于输入变量变化的时间称为纯滞后时间。
纯滞后的产生一般是由于介质的输送或热的传递需要一段时间引起的。
容量滞后一般是因为物料或能量的传递需要通过一定的阻力而引起的。
11.变送器在使用时，总是希望其输出信号与被测参数之间成线性关系，但由于传感器的输出信号与被测参数之间往往存在着非线性关系，因此，必须进行非线性补偿，对于模拟式变送器，通常有哪些非线性补偿方法？并画图说明。
（P84）答：原因：传感器组件的输出信号与被测参数之间往往存在着非线性关系。
模拟式变送器非线性补偿方法:1 使反馈部分与传感器组件具有相同的非线性特性2 使测量部分与传感器组件具有相反的非线性特性12.串级控制系统有哪些特点？主要使用在哪些场合？（SP186）答：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调节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。
串级控制系统主要应用于：对象的滞后和时间常数很大、干扰作用强而频繁、负荷变化大、对控制质量要求较高的场合。
13.简述积分饱和的原因及解决方法。
（可结合图表示）答：具有积分作用的控制器在单方向偏差信号的作用下，其输出达到输出范围仍然继续进行，从而使控制器脱离正常工作状态进入深度饱和状态，这种现象称为积分饱和。
积分饱和的影响：控制不及时防止积分饱和的方法：在控制器输出达到输出范围上限值或下限值时，暂时去掉积分作用；在控制器输出达到输出范围上限值或下限值时，使积分作用输出不继续增加。
14.简述比例控制参数Kp对系统性能（动态特性和稳态特性）的影响。
（可结合图表示）答：对动态特性的影响：比例控制Kp加大，使系统的动作灵敏提高，速度加快， Kp偏大，振荡次数加多，调节时间加长。
当Kp太大时，系统会趋于不稳定。
若Kp太小，又会使系统的动作缓慢。
对稳态特性的影响：在系统稳定的情况下，加大比例控制Kp，可以减小稳态误差，提高控制精度，但加大Kp只是减少稳态误差，却不能完全消除误差。
15.简述分程控制系统的定义和用途。
（请画方框图）答：定义：一个控制器的输出同时送往两个或两个以上的执行器，各执行器的工作范围不同，这样的控制系统称为分程控制。
设置分程控制系统的目的：1） 不同工况需要不同的控制手段。
2） 扩大控制阀的可调范围。
3） 用于节能控制——换热器温度分程控制系统4） 保证生产过程的安全与稳定——如：储罐氨封分程控制系统16.请写出PID控制规律的数学表达式，并说明微分作用不能单独实施的原因。
答：控制规律表达式如下：)1(dtde T edt T e K y D I p ⎰++=∆ 式中， K P ——比例系数；T I ——积分时间常数；T D ——微分时间常数。
微分控制规律：控制器微分作用的输出与偏差变化的速度成正比微分作用不能单独实施的原因主要有：1）-输入偏差变化的速度越大，则微分作用的输出越大，然而对于一个固定不变的偏差，不管这个偏差有多大，微分作用的输出总是零。
2）-或有变化，但变化量小，微分不起作用。
3）-或变化时间接近零，调节器也起不到调节作用。
17么是控制系统的过渡过程？描述过渡过程的品质指标有哪些？答：当控制系统的输入发生变化后,被控变量随时间不断变化的过程。
（或自动控制系统在动态阶段中，受控变量是不断变化的，它随时间变化的过程）（３分）1)衰减比N ,2）余差C,3)最大偏差或超调量B,4 ）过渡时间（恢复时间） Ts ,5）振荡周期T （２分）18.锅炉燃烧时其炉膛为什么要控制在微负压？如何控制炉膛负压。
答：炉膛负压控制过低，则往炉子内的漏风量增加，影响热效率；如果炉膛压力为正压，火苗外冒，影响炉子寿命，超过了限度，还可能造成事故。
（３分）通过调节引风量来控制炉膛负压。
（２分）19.简述比值控制系统的定义和用途。
（请画出单闭环方框图）答：定义：实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统。
（２分） 例如锅炉燃烧，煤气和空气成一定的比例关系。
（1分）（图2分）20.什么是积分作用？写出其数学表达式，画出特性曲线，并说其特点。
系统方框图答：定义：控制器的输出变化量∆y 与输入偏差e 的积分成正比。
特点：能消除余差，但调节不及时。
（1分）21.什么是控制阀的流通能力（流量系数）？最小流量与泄漏量有什么区别。
答：在调节阀前后压差为100KPa ，流体密度为1g/cm3 （即5～40℃的水）的条件下，调节阀全开时，每小时通过阀门的流体量（m3） （2分）Qmin 是调节阀可调流量的下限值，一般为最大流量的2％～4％。
（1.5分） 泄漏量是阀全关时泄漏的量，它仅为最大流量的0.1％～0.01％。
（1.5分）22.在控制系统中，控制器的作用是什么，根据所学知识，请列举3种以上常用的控制器。
答：控制器是自动控制系统中的核心组成部分。
控制器的作用是将被控变量的测量值与给定值相比较，产生一定得偏差，控制器根据该偏差进行一定得数学运算，并将运算结果以一定得信号形式送往执行器，以实现对被控变量的自动控制。
(3分)常用控制器有：位式控制器、模拟式DDZ-III 型控制器、智能调节器（智能仪表）、PLC 、单片机和计算机等。
(3分)23.锅炉汽包水位为什么会出现虚假液位？答：在锅炉汽包水位控制中，由于蒸汽用量的增加，瞬时间必然导致汽包压力的下降，汽包内的水沸腾突然加剧，水中气泡迅速增加，由于气泡容积增加而使水位发生变化。
因此，实际的汽包水位在蒸汽流量扰动下的动态特性由给水流量响应曲线与负荷变化响应曲线构成。
即当蒸汽负荷增加时，虽然锅炉的给水量小于蒸发量，但在开始时，水位不仅不下降反而迅速上升，然后再下降（反之，蒸汽流量突然减少时，则水位先下降，然后上升），这种现象我们把它称为“虚假水位”。