华中科技大学自动化学院过程控制系统2020考试试题A卷

华中科技大学人工智能与自动化学院

2019～2020学年第二学期

“过程控制系统”考试(A 卷)

考试方式： 开卷 考试日期: 2020年6月11日 考试时长: 150 分钟 专业班级： 2017自动化 学号：____________ 姓名：_____________

题号 一 二 三 四 五 六 总分 分值 10 5 5 12 20 48 100 分数

一、单选题（每题1分，共10分）

1、若调节阀的引压管线很长，膜头空间又大，则时间常数及滞后时间都会很大，影响调节质量，其改进方法主要考虑（ ）。 A 、增大调节阀膜片 B 、投入或加强微分作用 C 、增大调节阀口径 D 、增设阀门定位器

2、控制参数选择原则下面哪种说法不合理？（ ）

A 、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。

B 、控制参数的选择还应该考虑工艺的合理性和生产的经济性。

C 、干扰通道滞后时间要大些，时间常数要小些。

D 、控制参数应是工艺上允许加以控制的可控变量。

分 数 评卷人

3、定值控制是一种反馈控制，其目的是为了减少或者消除（）。

A、干扰量的变化

B、被控变量的变化

C、测量与给定之间的偏差

D、设定值的变化

4、均匀控制系统参数整定有何特点?下面哪个特点是不正确的？（）

A、参数变化应限制在允许范围内；

B、与常规系统相比系统结构无特殊性，达到均匀控制目标；

C、控制作用较强；

D、参数均应缓慢地变化。

5、执行机构为（）作用，阀芯为（）装，则该调节阀为气关阀。

A、反、正

B、正、正

C、正、反

D、正或反、正

6、在设备安全运行的工况下，能够满足气开式控制阀的是（）。

A、锅炉的燃烧油（气）调节系统

B、锅炉汽包的给水调节系统

C、锅炉汽包的蒸汽压力调节系统

D、锅炉炉膛负压调节系统

7、气动调节阀的（）称为阀体（调节机构）。

A、阀杆、阀芯和阀座

B、阀杆和阀芯

C、阀杆和阀座

D、阀芯和阀座

8、某液位控制系统，液位为被控参数，进水阀为控制参数，出水阀为扰动参数，

若采用前馈控制，那么（）。

A、K0>0, K f>0, K ff<0

B、K0>0, K f<0, K ff>0

C、K0<0, K f>0, K ff>0

D、K0<0, K f<0, K ff<0

9、如图所示为进料流量和液位的双冲量均匀控制系统，若采用气开阀，请问加法

器两个输入信号的符号是（）、（），控制器的正反作用是（）作用。

A、正，正，正作用

B、正，反，正作用

C、正，反，反作用

D、正，正，反作用

10、有一个2×2过程，有两种不同的控制方案（u1→y1, u2→y2和u1→y2, u2→y1），

当λ11=0时，（）。

A、选择u1→y1, u2→y2，需要解耦

B、选择u1→y1, u2→y2，不需要解耦

C、选择u1→y2, u2→y1，需要解耦

D、选择u1→y2, u2→y1，不需要解耦

二、多选题（每题1分，共5分）

1、 过程控制系统的主要被控变量都有哪些？（ ） A 、流量 B 、温度 C 、液位 D 、压力

2、 过程的数学模型有两种，一是非参数模型，一种是参数模型。属于非参数模型的有（ ）。 A 、频率特性曲线 B 、输入输出曲线 C 、阶跃响应曲线 D 、脉冲响应曲线

3、 过程控制的主要目标是（ ）。 A 、系统的经济性 B 、产品的质量 C 、系统的安全性 D 、系统的稳定性

4、 分程控制在分程点上怎样实现流量特性的平滑过渡？下面哪些方案正确？（ ）

A 、可选用两个对数阀，使两个阀在分程点附近有一段重叠的调节器输出信号，从而使两阀特性衔接平滑；

B 、两个增益相同的线性阀在分程点处的平滑衔接；

C 、两个增益相差较大的线性阀并联使用；

D 、可选用两个流通能力相等的线性阀，使两阀的流量特性衔接成直线。

分 数 评卷人

5、 DDZ III 型仪表的信号为（ ）。 A 、1~5V DC B 、4~20mA DC C 、0.02~0.1MPa D 、0~10mA DC

三、判断题（每题1分，共5分）

1、调节阀并联配管中，一般要求S'≤0.8，即旁路流量只能为总管流量的百分之十

几。（ ）

2、当被控过程存在多个时间常数时，应尽量使时间常数错开。（ ）

3、气动调节阀接收的调节器气动信号一般为0~0.1MPa 。（ ）

4、控制器加微分控制可以改善大时滞过程的控制品质。（ ）

5、调节阀的流量系数大小是有调节阀内阀芯的形状决定的。（ ）

四、简答题（每题3分，共12分）

1、测试过程阶跃响应曲线时需注意哪些问题？

分 数 评卷人

分 数 评卷人

2、试写出PID控制器的数学表达式。

3、试分析比例、积分、微分控制规律各自的特点，积分和微分为什么不单独使用？

4、简述阀门气开气关的确定原则，并举例说明。

五、计算题（每题10分，共20分）

1、如图所示为大时延系统，试设计Smith 预估器。

1）求Smith 预估器Ws （s ）；并画出系统方块图； 2）求补偿后控制系统的闭环传递函数；

3）根据以上结论分析该控制系统的原理及存在的问题。

分 数 评卷人