过程控制工程2009-2010考试题ZJU
过程控制A
浙江工业大学之江学院2010/2011学年
第二学期《过程控制》期终试卷(A)
(考试类型:闭卷)
班级姓名学号
一、填空题(每题2分,共30分)
1.过渡过程结束时,被控变量所达到的新的稳态值与原稳态值之差叫做。
2.在被控对象的输入中,_______________应该比干扰变量对被控变量的影响更大。
T→∞,调节器呈调节特性。
3.对PID调节器而言,当积分时间
I
4.积分调节的主要特点是调节。
5.当调节器的输出信号u随着被调量y增大而增大时,该调节器的作用方式为。
6.为了获得与P调节的系统一样的衰减率,PI调节中的比例带应该_____________(增大或减小)。
7.积分时间T I可以衡量积分部分在总输出中所占的比重,即T I愈小,积分部分所占的比重
愈。
8.当广义对象控制通道时间常数小,负荷变化不大,而工艺要求无残差时,可以选择动
作。
9.系统整定的方法很多,其中理论整定计算法有根轨迹法和等。
10.按过程的某种物质或能量平衡条件计算出校正值,这种校正作用只能保证过程在稳态下补偿扰
动作用,一般称为。
11.气动薄膜执行机构有正作用和反作用两种型式,信号压力增加时,推杆向上移动称为。
12.C100是表示阀流通能力的参数,称为。
13.串级控制系统在结构上形成了两个闭环,内环称为副回路,在控制过程中起着
作用。
14.如锅炉或加热炉的燃烧过程中,需要保持燃料量和空气量按一定比例进入炉膛,这种自动保持
两个或多个参数比例关系的控制系统称为。
15.定值控制系统是按测量值与给定值的偏差进行调节的,是环调节。
二、简答题(1、2、3每题6分,第4题7分,共25分)
过程控制工程考试题及答案
一、填空题(每空1分,共20分):
1.控制通道的时间常数T 0的大小,反映了控制作用对系统动态过程的影响的快慢, T 0 越小,控制作用 越及时 ,过渡过程越快,有利于提高系统的 稳定性 。
2.被控变量是指工艺要求以一定的精度保持恒定或随某一参数的变化而变化的参数。
3.从理论上讲,干扰通道存在纯滞后, 不影响 系统的控制质量。 4.反映对象特性的参数有 放大倍数 、 时间常数 和 纯滞后时间。 5.检测变送环节对控制系统的影响主要集中在检测元件的滞后和信号传递的滞后问题上。
6. 如果对象扰动通道增益f K 增加,扰动作用 增强 ,系统的余差 增大 , 最大偏差 增大 。
7.常见的比值控制系统有开环比值、单闭环比值、双闭环比值、串级比值。 8. 简单控制系统的工程整定法有经验方法,简单、方便,工程实际中广泛采用的特点。一般有经验凑试法、衰减曲线法、临界比例度法、响应曲线法等。 9、离心泵的控制方案有直接节流法、改变泵的转速、改变旁路回流量。
二、简答题(每题5分,共20分): 1.简述被控量与操纵量的选择原则。
答:(1) 被控量的选择原则:
①必须尽可能选择表征生产过程的质量指标作为被控变量;②当没有合适的质量指标时,应选择与质量指标由单质对应关系的间接指标作为被控量; ③间接指标必须有足够的灵敏度;④被控变量的选择还应考虑工艺过程的合理性及所用测量仪表的性能、价格等因素. (2) 操纵变量选择的原则
①操纵变量应是控制通道放大系数K 0较大者;②应使扰动通道的时间常数越大越好,而控制通道的时间常数适当小一些。③控制通道纯滞后时间则越小越好,并尽量使扰动远离被控变量而靠近调节阀;④当广义过程的控制通道由几个一阶滞后环节组成时,要避免各个时间常数相等或相接近的情况;⑤工艺上的合理性和方便性。
《过程控制工程》期末考试复习题及参考答案
过程控制工程复习题
(课程代码392217)
一、选择题(请从下列选项中选出正确的一项)
1、下列不属于单回路反馈控制系统的是()
选项A)被控对象
选项B)被测对象
选项C)测量变送
选项D)控制器和控制阀
答案:B
2、在工业控制中,使用最多的控制系统是()
选项A)单回路反馈控制系统
选项B)串级控制系统
选项C)比值控制系统
选项D)前馈控制系统
答案:A
3、下列中对干扰通道特性对控制质量影响描述错误的是()
选项A)K f增加,余差增加,系统稳定性不变
选项B)T f增加,过渡过程时间减小
选项C)T f增加,振荡幅值减小
选项D)τf增加,余差减小
答案:D
4、下列中对控制对象特性对控制质量影响描述错误的是()
选项A)一般希望放大倍数K0大些好,易于调节
选项A)一般希望控制通道时间常数小些好,但不能过小
选项C)控制通道时间常数越小越好,系统才灵敏
选项D)时间常数大,系统的工作频率低
答案:D
5、下列对操纵变量选择原则描述错误的是()
选项A)操纵变量必须可控
选项A)选择通道放大倍数相对大的
选项C)选择干扰通道时间常数小一点的
选项D)选择通道的纯滞后尽量小
答案:C
6、下列中对控制通道特性对控制质量影响描述错误的是()
选项A)K0增加,余差增加,系统稳定性不变
选项B)T0增加,过渡过程时间增加
选项C)T0增加,系统频率变慢
选项D)τ0增加,稳定程度大大降低
答案:A
6、下图的曲线中,哪一条是对数流量特性的是()
选项A)1
选项B)2
选项C)3
选项D)4
答案:B
7、在控制系统中,能准确、快速、及时地跟踪设定值的变化的系统属于()选项A)随动系统
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..
过程控制系统期末考题及答案
过程控制系统试题及答案(全班仅一份)
1、什么是控制系统的过渡过程?研究过渡过程有什么意义?
(1)系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程称为系统的过渡过程。(2)对设计、研究、整定和改进调节系统都具有重要的意义。
2、在控制系统中,被控变量的选择应遵循什么原则?
(1)尽可能选择对产品的质量和产量、安全生产等具有决定性作用,可直接测量的参数作为被控参数。
(2)当不能用直接参数作为被控变量时,应选择与直接参数有单值对应关系的间接变量作为被控参数。
(3)必须考虑到工艺过程的合理性以及国内外仪表的生产的现状。
3、在控制系统中,操纵变量的选择应遵循什么原则?
(1)控制变量应具有可控性、工艺操作的合理性、经济性。
(2)控制通道放大系数Ko要适当大,时间常数To要适当小,纯滞后时间越小越好。
(3)干扰通道放大系数Kf应尽可能小,时间常数Tf要大一些,干扰作用点位置要远离被控量,靠近控制阀为好。
4、过程控制系统有哪些特点?
(1)被控对象的多样性。(2)对象存在滞后。(3)对象特性的非线性。(4)控制系统比较复杂。
5、什么是控制规律?常用的控制规律有哪些?它们各有什么特点?
(1)控制规律是指控制器的输出信号与输入信号之间随时间变化的规律。(2)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。
(3)比例控制规律:它的特点是控制及时,反应快速,控制结果有余差。
比例积分控制规律:它的特点是能够消除余差,但是控制作用比较缓慢、控制不及时。
比例积分微分控制规律:微分作用对于克服容量滞后有显著效果,在比例作用的基础上加上微分作用能提高系统的稳定性,加上积分作用能消除余差,因而可以使系统获得较高的控制质量。
过程控制试题及答案
过程控制试题及答案
三:简答题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•正反方向判断气开气关,如何选择?P84
答:所谓起开式,是指当气体的压力信号增大时,阀门开大;气关式则相反,压力增大时,阀门关小。气动调节阀气开气关形式的选择,主要从工艺生产的安全来考虑的。详见例题3-5
气开气关调节阀的选择主要是从生产安全角度和工艺要求考虑的,当信号压力中断时应避免损坏设备和伤害操作人员。如阀门处于开的位置时危害性小,则应选气关式反之选用气开式。
3.控制器正反方向判断P133
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.串级系统方框图P176及特点是什么?
答:特点(1)减小了被控对象的等效时间常数;(2)提高了系统工作频率;(3)对负载变化有一定的自适应能力。
5.前馈反馈的区别有哪些?
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”。
(精选)中国石油大学《过程控制工程》复习题及答案
《过程控制工程》期末复习题
一、(每空1分)填空题:
1、对于一个比例积分微分(PID)控制器来说,积分时间越小则积分作用越;微分时间越小,则微分作用越。
2、三种常用的均匀控制方案包括、、。
3、常规PID控制器中的P指作用、I指作用、 D指作用。
4、用于输送流体和提高流体压头的机械设备统称为流体输送设备,其中输送液体并提高其压头的机械称为,而输送气体并提高其压头的机械称为。
5、工程上常用的几种整定PID控制器参数的方法是、、、
。
6、请举出我们曾经学过的三种复杂控制系统:、、。
7、比值系统控制系统从结构上可分为四种,分别是开环比值控制系统、、
、四种。
8、调节阀的固有流量特性主要有、、、
四种。
9、比值系统控制系统从结构上可分为四种,分别是开环比值控制系统、、
、四种。
10、单回路控制系统一般由、、、四个环节组成
11、常见的传热设备有、、等。
12、要消除系统的稳态误差,通常选用控制器。
13、用来评价控制系统性能优劣的阶跃响应曲线性能指标分别是、、、振荡频率和回复时间等。
14、工程上进行PID控制器参数整定时,随动系统的控制品质要求衰减比为,定值系统中控制品质要求衰减比为。
15、常见的传热设备有、、等。
16、精馏装置一般由、、、等设备组成。精馏塔产品质量指标选择有直接产品质量指标和两类。
二、选择题(10分,每小题2分)
1、成分、温度调节系统的调节规律,通常选用()。
A. PI
B. PD
C. PID
2、自动控制系统中控制器正、反作用的确定是根据()。
A.实现闭环回路的正反馈。
B.实现闭环回路的负反馈。
过程控制试题及答案
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第1章绪论思考题与习题
1-1 过程控制有哪些主要特点?为什么说过程控制多属慢过程参数控制?
解答:
1.控制对象复杂、控制要求多样
控制方案丰富
3.控制多属慢过程参数控制
4.定值控制是过程控制的一种主要控制形式
5.过程控制系统由标准化的过程检测控制仪表组成
1-2 什么是过程控制系统?典型过程控制系统由哪几局部组成?
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:控制器,被控对象,执行机构,检测变送装置。
1-3简述被控对象、被控变量、操纵变量、扰动〔干扰〕量、设定〔给定〕值和偏差的含义?
解答:
被控对象自动控制系统中,工艺参数需要控制的生产过程、设备或机器等。
被控变量被控对象内要求保持设定数值的工艺参数。
操纵变量受控制器操纵的,用以克服扰动的影响,使被控变量保持设定值的物料量或能量。
扰动量除操纵变量外,作用于被控对象并引起被控变量变化的因素。
设定值被控变量的预定值。
偏差被控变量的设定值与实际值之差。
1-4按照设定值的不同形式, 过程控制系统可分为哪几类?
解答:
按照设定值的不同形式又可分为:
1.定值控制系统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.
2.随动控制系统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
3.程序控制系统程序控制系统的设定值也是变化的,但它是一个的时间函数,即设
过控题库(绪论+检测仪表+控制仪表)
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第一章:绪论
1.与其他自动控制系统相比,过程控制所具有的特点是(ADE)
A: 连续生产过程的自动控制;B:过程控制系统由被控过程和控制仪表组成;C: 被控过程种类丰富,对应控制方法单一;D:控制过程为慢过程;
E: 控制目标实现被控量稳定在给定值上。
2. 过程控制的检测仪表和控制仪表包括检测单元、变送器、调节器和调节阀等。
3. 过程控制的被控对象由于(D),导致其控制过程为慢过程。
A:控制器无法使被控对象快速跟随给定值;B:量测误差和控制器执行惯性;
C:被控过程复杂、多变,控制过程调整频繁D:被控对象是一类大惯性时滞系统
4. 过程控制系统通常是指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值等这样一些过程变量的系统。
5. 过程控制系统按照结构特点和给定信号特点可分为两大类,每类包含哪些具体的控制系统?并对所熟悉的一种过程控制系统的特点进行说明?
答:
(1)按控制系统结构特点分类
反馈控制系统:根据系统被控量的偏差进行工作的,偏差值是控制的依据,最后达到消除或减少偏差的目的。也包括多回路反馈控制系统。
前馈控制系统:前馈控制是以不变性原理为理论基础的。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。由于没有被控量的反馈,所以也称为开环控制系统,进而无法对控制精度进
行检查,故在实际工业生产过程自动化中是不能单独应用的。
前馈-反馈控制系统(复合控制系统):开环前馈控制的最主要优点是针对主要扰动及时迅速地克服其对被控参数的影响;对于其余次要扰动,则利用反馈控制予以克服,使控制系统在稳态时能准确地使被控量控制在给定值上。
过程控制题库全
填空
1 前馈控制一般有四种结构形式,分别为:( ),( ), ( ),( )。
2 工业上PID 控制器一般可以分为四类,分别为:( ),( ),( ),( )。
(1) Smith 预估补偿控制对给定值的跟随效果比对干扰量的抑制效果要好( ) (2) 在PID 控制中,若系统震荡剧烈,则应加大积分信号( )
(3) 在PID 控制中,为了提高系统的响应速度,则应加大比例信号( ) (4) 在控制系统中,控制通道时间常数的大小反映了控制作用的强弱( ) (5) 增量型PID 算式仅仅是计算方法上的改进,并没有改变位置型PID 算式的本质( ) (6) 串级控制系统的主回路可以看成是一个定值控制系统( ) (7) 在模糊控制中,隶属度函数值一般不会大于1 ( )
(8) 在解耦控制中,若Λ矩阵的元素λ越接近1,表示相关通道受耦合的影响越小( ) (9) 在选择性控制中,总有一个控制器(调节器)处于开环状态 ( ) (10) 分程控制本质上是一个单回路控制系统 ( ) (10) 均匀控制结构上与单回路控制系统完全相同 ( )
(11)自衡的非振荡过程传递函数一般可写为:s e Ts s K
s G τ-+=
)
1()(( )
(12)不论前馈还是反馈控制系统扰动滞后f τ都不会影响控制系统的品质( ) (13)任何串级控制系统副对象的动态滞后总是比整个对象的动态滞后大( ) (14)前馈控制系统属于开环控制系统 ( )
(15)在解耦控制中,相对增益λ为负值,表示严重关联 ( ) (16)实验室控制AE2000A 的控制方式中没有计算机控制( ) (17)在实验室DCS 中,JX-300的所有卡件均为热插拔卡件 ( )
【过控期末复习题】过程控制工程经典简答题
1、什么是积分饱和,常用的抗积分饱和方法有哪些?
答:如果执行已经到极限位置,仍然不能消除静差时,由于积分作用,尽管PID 差分方程式所得的运算结果继续增大或减小,但执行已无相应的动作,这就叫积分饱和。常用措施有:限幅法,外反馈法,积分切除法。
2、采用经验建模方法建立对象模型的步骤是什么?
答:(1)设计试验来获得用于建模的输入输出数据;(2)对输入输出数据进行预处理,如选择有用的数据,剔除换点及遗漏的数据点等;(3)指定模型结构或选择模型集;(4)确定一个性能指标作为模型选择的准则;(5)根据输入输出数据和性能指标从指定的模型集中选择已个最佳模型;(6)对获得的模型进行测试,满意则结束,否则重复前面的步骤。
3、串级控制系统的设计原则有哪些?
答(1)在单回路控制不能满足要求的情况下可以考虑采用串级控制;(2)具有能够检测的副回路,且主要干扰应该包括在副回路中;(3)副对象的滞后不能太大,以保持副回路的快速响应性能;(4)将对象中具有显著非线性或时变特性的部分归于副对象中。
4、设置均匀控制系统的目的和其特点是什么?
答:目的是:对表征前后设备供求矛盾的两个变量均匀协调,统筹兼顾。
特点是:表征前后供求矛盾的两个变量都应该是缓慢变化的;前后互相联系又互相矛盾的两个变量都应保持在工艺操作所允许的范围内。
5、前馈控制系统的基本原理是什么?为什么它常与反馈控制构成前馈-反馈控制系统?
答:基本原理是测量进入过程的干扰量,并根据干扰的测量值产生合适的控制作用来改变控制量,使被控制变量维持在给定值。
前馈控制是一种补偿控制。一般来讲,前馈控制无法全部补偿扰动对被控变量所产生的影响。因此,单纯的前馈控制系统在应用中就会带来一定的局限性。为克服这一弊端,前馈控制常与反馈控制联用,构成前馈—反馈控制系统。
过程控制工程基础习题及答案
西南科技大学成教学院德阳教学点
《自动化仪表与过程控制》练习题及参考答案班级:姓名:学号:成绩:
一、填空题
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节组成。
2、仪表的精度等级又称准确度级,通常用引用误差作为判断仪表精度等级的尺度。
3、过程控制系统动态质量指标主要有衰减比n 、超调量σ和过渡过程时间s t;静态质量指标有稳态误差e ss 。
4、真值是指被测变量本身所具有的真实值,在计算误差时,一般用约定真值或相对真值来代替。
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、Smith预估补偿原理是预先估计出被控过程的数学模型,然后将预估器并联在被控过程上,使其对过程中的纯滞后进行补偿。
10、随着控制通道的增益K0的增加,控制作用增强,克服干扰的能力最大,
系统的余差减小,最大偏差减小。
11、从理论上讲,干扰通道存在纯滞后,不影响系统的控制质量。
12、建立过程对象模型的方法有机理建模和系统辨识与参数估计。
13、控制系统对检测变送环节的基本要求是准确、迅速和可
靠 。
14、控制阀的选择包括 结构材质的选择、 口径的选择 、 流量特性的选择 和 正反作用的选择。
15、防积分饱和的措施有 对控制器的输出限幅 、限制控制器积分部分的输出和 积分切除法。
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)。
过程控制期末考试题
串级控制系统(续)
题2 在一个串级控制系统中,主变量是温度,温度变送器量程原为0~200℃, 后改为80 ~120℃ 。 问:①副控制器比例度和积分时间要否改变?是变大还是变小?为什么? ②主控制器的比例度和积分时间要否改变?是变大还是变小?为什么?
串级控制系统(续)
题3 表示了两个动态过程方块图 ① 为了改善闭环品质(F2扰动时),哪一个过程应该采用串级控制?为什么? ② 对应该采用串级控制的系统,试画出相应的方块图[假设]。
控制器的“正反作用”选择(续)
Tsp
TC
Tm Pm
PC
Psp u Pv
T 塔 底 部
加热蒸汽
P
再 沸 器
精馏塔提馏段温度控制系统 如图所示,图中,Pv为调节 阀阀前压力。 (1)为保证再沸器的安全, 蒸汽调节阀应选用气关阀还 是气开阀?为什么? (2)确定调节器TC、PC的 正反作用,并画出该系统完 整的方框图(尽可能在图上 表明相应的信号)。
Leabharlann Baidu
Tm G1, T1 进料 凝液 T
测量变送器和执行器与控制器(续)
题1:定值控制系统的过渡过程有几种形式?工程上一般要求为哪种过渡过程形式? 随动系统一般要求为哪种过渡过程形式?
题2:一生产过程,被控对象为一阶特性,控制器为纯比例控制器,控制中还是发 生了衰减振荡过程?为什么?
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。
《过程控制工程》期末考试复习题及参考答案
《过程控制⼯程》期末考试复习题及参考答案过程控制⼯程复习题
(课程代码392217)
⼀、选择题(请从下列选项中选出正确的⼀项)
1、下列不属于单回路反馈控制系统的是()
选项A)被控对象
选项B)被测对象
选项C)测量变送
选项D)控制器和控制阀
答案:B
2、在⼯业控制中,使⽤最多的控制系统是()
选项A)单回路反馈控制系统
选项B)串级控制系统
选项C)⽐值控制系统
选项D)前馈控制系统
答案:A
3、下列中对⼲扰通道特性对控制质量影响描述错误的是()
选项A)K f增加,余差增加,系统稳定性不变
选项B)T f增加,过渡过程时间减⼩
选项C)T f增加,振荡幅值减⼩
选项D)τf增加,余差减⼩
答案:D
4、下列中对控制对象特性对控制质量影响描述错误的是()
选项A)⼀般希望放⼤倍数K0⼤些好,易于调节
选项A)⼀般希望控制通道时间常数⼩些好,但不能过⼩
选项C)控制通道时间常数越⼩越好,系统才灵敏
选项D)时间常数⼤,系统的⼯作频率低
答案:D
5、下列对操纵变量选择原则描述错误的是()
选项A)操纵变量必须可控
选项A)选择通道放⼤倍数相对⼤的
选项C)选择⼲扰通道时间常数⼩⼀点的
选项D)选择通道的纯滞后尽量⼩
答案:C
6、下列中对控制通道特性对控制质量影响描述错误的是()
选项A)K0增加,余差增加,系统稳定性不变
选项B)T0增加,过渡过程时间增加
选项C)T0增加,系统频率变慢
选项D)τ0增加,稳定程度⼤⼤降低
答案:A
6、下图的曲线中,哪⼀条是对数流量特性的是()
选项A)1
选项B)2
选项C)3
选项D)4
答案:B
7、在控制系统中,能准确、快速、及时地跟踪设定值的变化的系统属于()选项A)随动系统选项B)定值系统
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浙江大学20 09 –20 10 学年 春夏 学期
《 过程控制工程 》课程期末考试试卷
请考生仔细阅读以下注意事项: 1. 诚信考试,沉着应考,杜绝违纪。
2. 课程号: 11120510__,考试试卷:√A 卷、B 卷(请在选定项上打√)
3. 开课学院:_控制系____
4. 考试形式:√闭、开卷(请在选定项上打√),允许带__计算器__入场
5. 考试日期: 2010 年 07 月 01 日,考试时间: 120 分钟
考生姓名: 学号: 所属院系: _
一、(19分)填空题(每空1分)
1. 反馈控制系统由 (被控)对象 , 测量变送 , 末端执行器 和 控制器 四部分组成。
2. 采用纯比例控制时,Kc 增大控制作用增强,系统的稳定性 变差 ,余差会 变小 。
3. 假设真实过程的传递函数为2152611581s s s e s s --++++,建立的内部模型为2182611861
s
s s e s s --++++,则可设
计内模控制器为21861
(1)(31)
f s s T s s ++++。
4. 温度变送器的量程为50~150℃,输出为4~20mA 。假设采用12位的A/D ,当实际的测量值
是100℃时采样值为 100000000000b 。
5. 数字PID 的位置式为[]1
()()()()(1)k
s
d
c s i i s T
T u k K e k e i e k e k u T T =⎧⎫=++
--+⎨⎬⎩
⎭
∑,增量式为[][]()()(1)()()2(1)(2)s d c i s T T
u k K e k e k e k e k e k e k T T ⎧⎫∆=--++--+-⎨⎬⎩⎭
。
6. 假设图1所示的锅炉三冲量控制系统中蒸汽和给水流量均为线性测量变送,加法器的运算式为
0123O L V W I C C I C I C I =+++。若蒸汽量的仪表量程为VM F T/hr ,给水量的仪表量程为WM F
T/hr ;而对于调节阀开度的变化,对应的水量变化为F K (T/hr )/ %。工艺上要求给水流量和
蒸汽流量相等。当给水阀为气开阀时,为实现对蒸汽量的理想静态前馈控制,则系数2C 和3C 应的关系应为
321
100VM WM F
C C F F K +=
。
汽包省煤器
Q A
Q B
图1锅炉三冲量控制系统
图2 比值控制系统
7. 图2所示为一个乘法器实现的比值控制系统,采用DDZ-III 型仪表,且两个流量测量变送器都
为线性变送器。已知B Q 的量程为0~7000kg/h ,A Q 的量程为0~4000kg/h 。若已知两个流量期望的比值
A
B
Q Q =0.5,则18mA s I =。 8. 在阶跃响应测试中,选择对象的近似模型为一阶加纯滞后模型,则由图3 可知模型的静态增益
10
10
y y K u u -=
-,时间常数21T T T =-,纯滞后时间10T T τ=- 。
t
t
T 0T 3
T 1T 2
凝液
图3 阶跃响应测试
图4 换热器串级前馈控制系统
燃料阀
空气阀
9. 图4所示的换热器串级前馈控制系统中采用的蒸汽流量调节阀是一个气开阀,则流量控制FC
为 反 作用控制器,温度控制器TC 为 反 作用控制器,前馈控制器为 正 作用控制器。假设
干扰通道的传递函数为0.52()7.8%
()()31
/s
m YD F T s e G s R s s T hr
-==-
+,控制通道的传递函数为0.22() 2.0%
()() 6.31
%
s
m YC Vsp T s e G s R s s -==
+,介质流量F R 的传感变送器的传递函数为%() 4.0
/DM DT G s K T hr ==,则可得前馈控制器0.36.31()0.97531
s
ff s G s e s -+=+。 二、(11分)选择题:
1. 通常情况下温度对象多采用 d 控制律。
a 、比例P
b 、比例积分PI
c 、比例微分PD
d 、比例积分微分PID 2. 一个串级控制系统中,主被控变量是温度,其变送器量程从原来的0-200℃改为80-120℃。在
只考虑静态的情况下,副控制器比例度应该 c ,主控制器比例度应该 a 。 a 、变大 b 、变小 c 、不变 d 、随便
3. 图5为一个液体储罐对象,通过调节进液阀来保持储罐的液位H 不变。假设该系统的主要扰动
来自出液截止阀的开度变化,仅考虑补偿静态特性Kp 的变化,应选择进液阀为 c 。 a 、快开阀 b 、线性阀 c 、对数阀 d 、截止阀
图6 锅炉燃烧控制 图5 储罐液位系统
4. 图6处采用 c ,处采用 d
时能实现正确的逻辑
提降过程,即增加燃料时是先增加空气再增加燃料量,减少燃料时是先减少燃料再减少空气量。 a 、加法器 b 、乘法器 c 、低选器 d 、高选器
5. 在图7中所示的换热器出口温度控制方案中实际上是通过 b 来调节传热量的。 a 、改变传热系数 b 、改变平均温差 c 、改变传热面积 d 、前3项都有