过程控制工程2009-2010考试题ZJU
浙江大学化工原理(过程工程与控制乙) 2009ppe-chap3_2
100 % ； 100 %
p
压 降 ： 好 ， 一 般 在 5002000Pa 左 右 小
2009-1-28
zhumingqiao@
2．离心沉降设备
B
旋 液 分离 器：
净化气体 含尘
特点：与旋风分离器相比， 直 径 小 、 锥 形 部 分 长 Why?
气体 A
D
尘粒
标准型旋风分离器
zhumingqiao@
二、影响沉降的因素
(Influencing factors for settling process)
1． 干 扰沉 降
由于干扰作用，实际沉降速度 小于自由沉降速度。
2．非球形颗粒的沉降
球 形 度 越 小， 沉 降速 度 越小
颗粒的位向对沉降速度也有影响
2 ut 2 mg 1 dp 0 D p 2 4 3 2 2 d p p g1 d p D u t 0 6 p 8
ut
R e p = d p u t / 1 或 2
4d
图 3 -1 5
曳力系数与雷诺数关系
2． 离 心 沉 降 速 度
2 2
centrifugal
离心力 F c ma
c
离 心 加速 度 a c= r=u /r 不 是常 量
加速度很小，可近似作为匀速沉降处理
浮力 F b m a c
p
沉 降 过 程 没 有 匀 速 段 ， 但 在 小 颗 粒 沉 降 时 ， 曳力 F D
1．重力沉降设备
什么条件？
ut
d
2 p
p
g
18
思 考 3 ： 要 想 使 某 一 粒 度 的 颗 粒 在 降 尘 室 中 被 1 0 0 % 除 去 ，必 须 满 足
过程控制系统试卷和答案
过程控制系统试卷和答案过程控制系统试卷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。
2．简述串级控制系统的特点。
答：(1)串级控制系统由于副回路的存在,能够迅速克服进入副回路的扰动的影响;(2) 串级控制系统由于副回路的存在,改善了对象的特性,提高了系统的工作频率; (3) 串级控制系统由于副回路的存在,使对象非线性特性线性化,提高了系统的自适应能力;(4) 能够更精确控制操纵变量的流量. （5）可以实现灵活的操作方式选择3．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.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.过程控制工程试题（卷一） （适用班级：0620391、0620392）姓 名班级学号班级学号三、计算题（10分）已知对象控制通道阶跃响应曲线数据如下表所表示，调节量阶跃变化为Δu=50。
过程控制工程试卷A答案
南昌大学2008～2009学年第一学期期末考试过程控制工程试卷A 参考答案和评分标准一、填空题(每空 1 分，共20 分)1.开环比值控制系统；单闭环比值控制系统；双闭环比值控制系统2.气开阀；气闭阀3.串级；减少4.容量滞后；纯滞后5.单冲量控制；双冲量控制；三冲量控制6.离心泵；容积泵；调速；旁路；节流7.能量平衡控制；约束条件控制；质量控制二、简答题(每题 6 分，共30 分)1、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。
这样就可以减少由于停车而带来的巨大经济损失。
而硬保护措施将使得生产设备停车。
（定义4分，实现原理2分）2、答：前馈控制主要用于下列场合：(1)干扰幅值大而频繁，对被控变量影响剧烈，单纯反馈控制达不到要求时；(2)主要干扰是可测不可控的变量；(3)对象的控制通道滞后大，反馈控制不及时，控制质量差时，可采用前馈一反馈控制系统，以提高控制质量。
（每点2分）3、答：串级控制系统的目的是为了高精度地稳定主变量，对主变量要求较高，一般不允许有余差，所以主控制器一般选择比例积分控制规律，当对象滞后较大时，也可引入适当的微分作用。
串级控制系统中对副变量的要求不严。
在控制过程中，副变量是不断跟随主控制器的输出变化而变化的，所以副控制器一般采用比例控制规律就行了，必要时引入适当的积分作用，而微分作用一般是不需要的。
（每点3分）4、答：以液位与流量的均匀控制为例，其控制方案有简单均匀控制与串级均匀控制两种。
（2分）从结构上来讲，简单均匀控制与一般的液位控制系统一样，串级均匀控制与一般的液位-流量串级控制系统一样。
其区别在于均匀控制与一般的控制系统目的不一样。
之所以能够使两个变量间的关系得到协调，是通过控制器参数整定来实现的。
均匀控制系统中的控制器一般都采用纯比例作用，且比例度很大，必要时才引入少量的积分作用。
过程控制工程模拟考试题含答案
过程控制工程模拟考试题含答案一、单选题（共80题，每题1分，共80分）1、蒸汽锅炉的自动控制过程中的“冲量”是( )。
A、控制变量的信号B、引入系统的测量信号C、扰动量信号D、调节变量的信号正确答案：B2、串级调节系统中一步整定法是按( )整定调节器参数。
A、经验法B、衰减曲线法C、反应曲线法D、临界比例度法正确答案：A3、串级调节系统中，主变量是( )。
A、工艺控制指标B、副干扰量C、主干扰量D、工艺随动指标正确答案：A4、前馈控制是一种( )控制，是按干扰大小进行补偿的控制，因此它的控制规律不是常规的PID规律，而是一个专用控制器。
A、开环B、闭环C、双闭环D、定值正确答案：A5、串级调节系统中，主.副参数要求都不高时，主.副调节器的调节规律应选( )。
A、主调节器P.副调节器PB、主调节器PI或PIC、主调节器PI.副调节器PID、副调节器PE、主调节器P.副调节器PI正确答案：D6、对于选择性控制系统，下列说法哪一个不正确( )A、选择性控制系统是对生产过程进行安全软限控制。
B、在生产过程要发生危险时选择性控制系统可以采取联锁动作，使生产硬性停车。
C、选择性控制系统可以有两个控制回路，其中一个控制回路工作，另一个控制回路处于开环状态。
D、选择性控制系统用选择器进行控制。
正确答案：B7、单纯的前馈控制是一种能对( )进行补偿的控制系统。
A、被控变量的变化B、测量与设定值之间的偏差C、控制信号的变化D、干扰量的变化正确答案：D8、定值控制系统是按( )进行控制的。
A、给定值与测量值的偏差B、干扰量的大小C、被控变量的大小D、给定值的大小正确答案：C9、下列控制系统中，( )是开环控制系统。
A、随动控制系统B、定值控制系统C、前馈控制系统D、程序控制系统正确答案：C10、前馈环节参数整定( )调节系统的稳定性。
A、影响B、不影响C、能降低D、提高正确答案：B11、选择性控制系统产生积分饱和的原因是( )A、积分时间选择不当B、其中一个控制器开环C、两个控制器均开环D、两个控制器均闭环正确答案：B12、为避免出现“气蚀”.“气缚”现象，离心泵工作时，控制阀一般不允许安装在其( )管道上A、出口B、旁路C、进口D、回流正确答案：C13、下列关于阀门定位器作用描述正确的是( ) ①改变阀门流量特性②改变介质流动方向③实现分程控制④延长阀门使用寿命A、②③④B、①②C、③④D、①③正确答案：D14、主调节器控制严格，副调节器要求不高允许有较大波动时，主.副调节器的调节规律应选( )。
(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. PIB. PDC. PID2、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。
C．系统放大倍数恰到好处D．生产的安全性。
3、单纯的前馈调节是一种能对（）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4、分程控制系统常要加装（）来达到分程的目的。
A．调节器 B.变送器 C.阀门定位器5、在某一分离异丁烷与正丁烷的精馏塔中，微小的压力波动也会影响温度的变化，同时压力波动引起的各板上温度变化的方向是一致的，此时应选择（）作为间接质量指标进行控制。
过程控制工程2009-2010考试题(ZJU)
5.
数字 PID 的位置式为 u (k ) K c e(k )
Ts Ti
T e(i) T e(k ) e(k 1) u
d s i 1
k
s
，增量式为
T T u (k ) K c e(k ) e(k 1) s e(k ) d e(k ) 2e(k 1) e(k 2) 。 Ti Ts
u1 () u1 (0) ，所以 y2 () y2 系统各属于什么系统？并说明理由。
（a）
图 10
（b）
两个系统的结构图
答：图 10（a）为前馈反馈控制，（b）为串级控制。串级控制和前馈反馈控制的区别在于第二个 被检测变量（图（a）中为原油的流量，图（b）中为燃料油的流量）是否会受到调节阀的影响。显 然图（a）中原油的流量不会受到燃料油调节阀的影响，而图（b）中燃料油调节阀直接改变燃料油 的流量。
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： 题序 得分 评卷人 一、（19 分）填空题（每空 1 分） 1. 2. 3. 反馈控制系统由 （被控）对象 ， 测量变送 ， 末端执行器 和 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 控制器 ，余差会 四部分组成。 变小 。 一 二 学号： 三 四 五 所属院系： 六 七 _ 八 总 分
过程控制工程试卷一标准答案
答：（1）炉出口温度与炉膛温度的串级控制；
(1.5 分)
（2）炉出口温度与燃料油阀后压力的串级控制；
(1.5 分)
（3）炉出口温度与燃料油流量的串级控制；
(1.5 分)
（4）采用压力平衡式控制阀的控制。
(1.5 分)
五．在某生产中，需求参与反应的甲、乙两种物料保持一定比值。若已知正常操作时，甲流量
q1=7m3/h ，乙流量q2=250L/h。两个流量均采用孔板测量并配用开方器，甲流量的测量范围为 0～ 10m3/h，乙流量的测量范围为 0～300L/h。根据要求设计保持q2/q1比值的控制系统，试求采用DDZⅢ型仪表组成系统时的比值系数K。（10 分）
5. 答案：D
三．判断题（每题 2 分，共 10 分）
1. 答案：√
2. 答案：√
3. 答案：√
4. 答案：×
5. 答案：×
四．简答题（每题 6 分，共 30 分） 1．离心泵有哪几种控制方案？
答：（1）直接节流法
（2 分）
（2）旁路法
（2 分）
（3）调速法
（2 分）
2．系统的操纵变量应如何选择？
答:（1）选择对选定的被控变量影响比较大的输入变量。
过程控制工程试卷一标准答案
一．填空题(每空 1 分，共 10 分)
1. 比例（P）
2. 开环、单闭环、双闭环
3. 外反馈法
4. 锅炉汽包水位的控制
5. 临界比例度，衰减振荡，响应曲线
6. 生产的安全性
二．单项选择题（每题 2 分，共 10 分）
1. 答案：D
2. 答案：D
3. 答案：C
4. 答案：B
4
答：根据工艺指标，应选甲流量q1为主流量，乙流量q2为副流量。已知q1=7m3/h，q2=250L/h，q1max=10m3/h， q2max=300L/h （2 分） 实际流量与其测量信号为线性关系，则仪表比值系数：
过程控制系统考试试题汇总
过程控制系统考试试题汇总(总2页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除过程控制系统考试试题汇总（预测）编辑：郭长龙河南工业大学一：填空题 28分1．过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程、测量变送等环节组成。
2．过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。
3．过程控制仪表的测量变送环节由传感器和变送器两部分组成。
4．过程检测仪表的接线方式有两种：电流二线制四线制、电阻三线制5．工程中，常用引用误差作为判断进度等级的尺度。
6．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7．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8．电动执行机构本质上是一个位置伺服系统。
9．气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。
10. 理想流量特性有四类，分别是直线、对数、抛物线、快开。
11. 过程数学模型的求取方法有三种，分别是机理建模、试验建模、混合建模。
12．PID调节器分为模拟式和数字式两种。
13．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。
14．自动控制系统稳定运行的必要条件是：闭环回路形成负反馈。
15． DCS的基本组成结构形式是“三点一线”。
二：名词解释 20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．积分饱和: 在积分控制范围内，积分控制输出与偏差的时间积分成正比，当控制输出达到一定限制后就不在继续上升或下降，这就是积分饱和现象。
3.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。
4.比例控制系统：凡是两个或多个参数自动维持一定比例关系的过程控制系统，称为比例控制系统。
过程控制工程试卷三标准答案
过程控制工程试卷三标准答案一．填空题(每空1分，共10分)1. 锅炉汽包水位控制2. 相对增益3. 被控对象4.产品产量 5．积分切除法 6. 快速性 7.可测扰动 8. 软保护 9. 分程控制 10．主流量（或主动量）二．单项选择题（每题2分，共10分）1．② 2．② 3．④ 4. ② 5. ①三．判断题（每题2分，共10分）1. 答案：√2. 答案：√3. 答案：√4. 答案：×5. 答案：×四．简答题（每题6分，共30分）1. 简述常用的控制器参数工程整定方法经验法、临界比例度法、衰减振荡法、响应曲线法（答对任意3个即可） 2. 简述分程控制的目的用于扩大控制阀的可调范围，以改善控制品质（1分）；用于控制两种不同的介质，以满足工艺生产的要求。
（2分）3. 简述比值控制系统主、从动量的确定原则在生产过程中起主导作用、可测而不可控、较昂贵的物料流量一般为主动量；（1分）以主动量为准进行配比的物料流量为从动量。
（1分）另外，当工艺有特殊要求时，应服从工艺需要。
（1分）4. 简述离心泵常见的三种控制方案直接节流法（1分）、旁路回流法（1分）、调节原动机的转速（1分） 5．简述均匀控制与定值控制的区别定值控制要求被控变量控制平稳，精度高，对调节量没有要求。
（1分） 均匀控制要求被控量和调节量可在一定范围内缓慢变化。
（2分）四、（本题10分）画出Smith 预估控制的结构图，并说明工作原理。
（6分）()()()()()LSP LS p P Z e S G e S G S G S G −−−=−=1工作原理：预估器 闭环传递函数： 由于开环回路已不包含纯滞后，因此纯滞后已对系统可控程度无影响，改善了控制品质。
（4分）()()()()()()S G S G eS G S G S R S Y P C LSP C +=−1五、（本题10分）已知某物质甲的正常流量为240kg/h ，仪表量程为0～360kg/h ；某物质乙的正常流量为120NM3/h ，仪表量程为0～240 NM3/h 。
过程控制工程试卷四标准答案
并回答： ①选择两调节阀的气开气关属性；②压力控制器的正反作用； ③协调两调节阀的动作；④如何避免两调节阀的频繁开闭以减少 N2 用量?
解：① 进 N2 阀：气开 （2 分）
排 N2 阀：气关 （2 分）
② 控制器：反作用 （2 分）
阀开度(%) 气开阀
③ （3 分）
100
气 关
“B” 阀
“A”
0 0.02
① （5 分） K
FB
②工艺流量比值：k= FB:FA＝2.5:4 仪表的比值系数：K=k F / A max FB max=(5/8)*625/290=1.35 （3 分）
③优点： 比值准确，总量一定；提、降负荷容易。缺点：投资大。
适用于主从物料方波动均较大的场合。 （2 分）
六、（本题 15 分）如图所示某石油化工厂的油品储罐，为使油品不与空气接触被氧化 变质，或引起爆炸危险，需要进行罐顶封氮。其技术要求是：始终保持罐内氮气压力 微正，当罐内液位上升时，应停止继续补充氮气，并将压缩的氮气适量排出；当罐内 液位下降时，应停止放出氮气。试设计罐顶氮气压力分程控制系统（画在题图上），
三、简答题（每小题 3 分，共 15 分）
1. 简述常用的调节阀理想流量特性
9. 开环比值控制
10．偏差
线性、快开、等百分比、抛物线（答对一个得 1 分，全答对得 3 分）
2. 简述解耦控制原理
就是通过解耦器与被控对象组合后的闭环系统在传递函数矩阵呈现出对角矩阵的形式，此时
系统间的耦合关联排除，多变量系统演变为各相对独立的单变量控制系统。
的比例，两物料的最大流量 FAmax = 625m3 / h ，FB max = 290m3 / h 。通过观察发现 A，B
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答案：C二、___答题1、什么是过程控制工程？过程控制工程是指对生产过程中的物理量进行测量、控制和调节，以达到生产过程稳定、优化和自动化的技术和方法。
2、什么是反馈控制系统？其优点是什么？反馈控制系统是指通过对被控对象输出值与设定值之间的差异进行测量，并将这个差异信号反馈到控制器中，以调节控制器输出信号的系统。
其优点是能够自动调节系统的输出，使系统稳定在设定值附近，具有良好的鲁棒性和适应性。
3、什么是前馈控制系统？其优点是什么？前馈控制系统是指在控制系统中加入一个预测模型，根据预测模型预测被控对象的输出值，并将预测值作为控制器的输入信号，以提高控制系统的响应速度和控制精度。
其优点是能够减小被控对象输出值与设定值之间的误差，提高控制系统的响应速度和控制精度。
4、什么是控制系统的稳态误差？如何消除？控制系统的稳态误差是指被控对象输出值与设定值之间的差异在长时间运行后趋于稳定的误差。
消除稳态误差的方法包括增加控制器增益、调整控制器的积分时间常数、增加前馈控制等。
5、什么是控制系统的过渡过程？如何评价过渡过程的质量？控制系统的过渡过程是指被控对象输出值从设定值开始到稳定在设定值附近的过程。
过渡过程的质量可以通过评价过渡过程时间、超调量、振荡幅值等指标来进行评价。
过渡过程时间越短、超调量越小、振荡幅值越小，说明过渡过程的质量越好。
34、在单回路控制中，选择合适的控制阀结构形式非常重要。
在分流或合流控制时，应该选择三通控制阀。
35、在单回路控制中，选择合适的控制阀结构形式非常重要。
对于大口径、大流量、低差压，而泄漏量要求不高的情况，应该选择蝶阀。
36、为了确保过程控制系统正常工作，必须满足各个环节的静态放大系数相乘小于1.37、在控制阀的正作用下，如果控制阀是气开式，那么Kv应该大于1.38、在控制阀的负作用下，如果控制阀是气关式，那么Kv应该小于1.39、在控制器正作用时，其放大系数Kc应该大于0.40、在控制器负作用时，其放大系数Kc应该小于0.41、在控制器上对整定参数进行设置的顺序应该是P、I、D。
(完整版)过程控制试题库及答案
过程控制期末试题库（适用于沈阳建筑大学自动化专业期末考试）一、填空题（本题共计10 分，包括3 小题，10 个填空，每空1 分）1．一般一个简单控制系统由（检测/变送）装置、（被控对象）、（调节）器和（执行）机构组成。
2．过程控制系统常用的参数整定方法有：（经验法）、（衰减曲线法）、（稳定边界法/临界比例度法）和（响应曲线法）。
3．在PID 调节器中，调节器的Kc越大，表示调节作用（越强），Ti 值越大，表示积分作用（减弱），Td 值越大表示微分作用（增强）。
4．常见的过程计算机控制系统分为下列几种典型形式：（操作指导控制系统）、直接数字控制系统、（监督计算机控制系统）、（集散控制系统）和现场总线控制系统。
5．在闭环控制系统中，根据设定值的不同形式，又可分为定值控制系统，随动控制系统和程序控制系统。
1）定值控制系统特点：设定值是（固定不变）；作用：保证在（扰动）作用下使被控变量始终保持在设定值上。
2）随动控制系统特点：设定值是一个（变化量）；作用：保证在各种条件下系统的输出（及时跟踪设定值变化）。
3）程序控制系统特点：设定值是一个（按一定时间程序变化的时间函数）；作用：保证在各种条件下系统的输出（按规定的程序自动变化）。
6．热电偶温度计的基本组成部分部分是（热电偶）、（测量仪表）、（连接热电偶）和（测量仪表的导线）。
7．串级控制系统能迅速克服进入（副）回路的扰动，改善（主）控制器的广义对象特性，容许（副）回路内各环节的特性在一定的范围内变动而不影响整个系统的控制品质。
8．定值控制系统是按（偏差）进行控制的，而前馈控制是按（扰动）进行控制的；前者是（闭）环控制，后者是（开）环控制。
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。
过程控制工程 测试答案
《过程控制工程》课程测试试题一答案一、（40分）1题、（4分）回答要点：①控制器②执行器③测量变送④被控过程2题、（4分）回答要点：①压力②流量③液位④温度2题、（4分）回答要点：①物料②能量③机理建模4题、（4分）回答要点：①愈弱②愈好③无影响5题、（4分）回答要点：大于6题、（4分）回答要点：①减小调节器的放大倍数。
7题、（4分）回答要点：①减小②不变③缩短④提高8题、（4分）回答要点：①PID②PI③P④开方器9题、（4分）回答要点：区别主要三条：①调节目的不同；②调节器参数整定不同；③工艺过程不同。
10题、（4分）回答要点：三条措施是：①采用外反馈法；②采用限幅器的方法；③仪表内部线路切除。
二、（20分）回答要点：①21max 212max()G G k G G ==0.64； ②2410.6441 3.56V k V =⨯+=⨯+=；③223000()1649.765000P mA =⨯+=， 2130004()164824000P mA ⨯=⨯+=。
三、（10分）回答要点：① PC 1采用反作用；②V1采用气关阀；V2采用气开阀；③控制器输出与阀开度的关系曲线四、（10分）回答要点：① PC 1采用正作用； ②FC1采用正，调节阀采用气关阀；③选择器采用低选器。
五、（20分）① 锅炉汽包水位控制采用“双冲量控制系统”；② 锅炉蒸汽出口温度控制采用“减温器出口温度与过热蒸汽出口温度串级控制系统”； ③ 锅炉炉膛负压控制采用“瓦斯气前馈加反馈控制系统”；④ 锅炉燃烧系统控制采用“燃料与空气比值控制系统”。
⑤ 锅炉燃烧系统控制采用“燃料油与瓦斯气分程控制系统”由于本题涉及知识面广，只要能按照以上方案设计大体要求即可得分。
《过程控制工程》课程测试试题二答案（答案要注明各个要点的评分标准）一、（40分）1题、（5分）回答要点：①消除余差②不稳定③克服容量滞后④减小放大倍数2题、（5分）回答要点：①流量特性②理想特性③工作特性④线性、等百分比、快开；⑤广义对象3题、（5分）回答要点：①对于进入副回路的干扰有很强的克服能力；②提高了工作频率；③具有鲁棒性。
过程控制系统试卷和答案
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。
、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”。
过程控制工程习题及答案
过程控制工程习题及答案过程控制工程习题及答案过程控制工程是一门涉及控制系统设计和优化的学科，它在工业生产中起着重要的作用。
为了帮助学习者更好地掌握这门学科，下面将提供一些过程控制工程的习题及其答案，希望对大家有所帮助。
习题一：传感器和执行器1. 什么是传感器？它在过程控制中的作用是什么？答案：传感器是一种能够将物理量转化为电信号的装置。
在过程控制中，传感器的作用是将被控对象的物理量转化为电信号，以便控制系统能够对其进行监测和控制。
2. 请列举几种常见的传感器类型及其应用领域。
答案：常见的传感器类型包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、液位传感器等。
它们在工业生产中广泛应用于温度控制、压力控制、流量控制、液位控制等方面。
3. 什么是执行器？它在过程控制中的作用是什么？答案：执行器是一种能够根据控制信号进行动作的装置。
在过程控制中，执行器的作用是根据控制系统的输出信号，对被控对象进行控制操作，以实现控制目标。
4. 请列举几种常见的执行器类型及其应用领域。
答案：常见的执行器类型包括电动执行器、气动执行器、液压执行器等。
它们在工业生产中广泛应用于阀门控制、电机控制、液压控制等方面。
习题二：控制系统设计1. 什么是反馈控制系统？它的基本结构是什么？答案：反馈控制系统是一种根据被控对象的输出信息对其进行控制的系统。
它的基本结构包括传感器、控制器、执行器和被控对象。
2. 请简要描述PID控制器的工作原理。
答案：PID控制器是一种常用的控制器类型，它基于被控对象的误差信号进行控制。
具体而言，PID控制器根据误差信号的比例、积分和微分三个部分的加权求和来计算控制输出信号，以实现对被控对象的控制。
3. 什么是前馈控制系统？它与反馈控制系统有何区别？答案：前馈控制系统是一种根据被控对象的预测信息对其进行控制的系统。
与反馈控制系统不同的是，前馈控制系统不需要通过传感器获取被控对象的实际输出信息，而是根据预测模型进行控制。
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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2182611861ss 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)ksdc s i i s TT 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 Tu 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 FT/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321100VM WM FC C F F K +=。
汽包省煤器Q AQ 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ABQ 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1010y y K u u -=-，时间常数21T T T =-，纯滞后时间10T T τ=- 。
ttT 0T 3T 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/sm 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%sm 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()0.97531sff 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Pb 、比例积分PIc 、比例微分PDd 、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项都有图7 换热器出口温度控制图8 聚合反应器温度分程控制6.对于图8所示的聚合反应器温度分程控制系统，为实现在反应开始阶段通入蒸汽来提高反应温度；反应正常进行时通冷水来降低反应器的内部温度。
蒸汽阀B应为 a ，分程区间为 d ；冷水阀A应为 b ，分程区间为 c 。
a、气开阀b、气关阀c、0.02-0.06MPad、0.06-0.10MPa三、（10分）判断题：1.通过选择调节阀的“气开/气关”特性来保证控制回路是负反馈回路。
（答案：×）2.由于串级控制系统比单回路控制更能够有效抑制干扰，在设计控制方案时应尽可能选择串级控制而不是单回路控制。
（答案：×）3.串级控制系统能有效抑制副回路中的干扰，因此在选择副变量时应将所有的干扰都包含到副回路中。
（答案：×）4.对于比值控制，假设期望两个流量Q A和Q B的比为1:2，则只需将比值器的K值设置为0.5即可。
（答案：×）5.选择性控制系统中，要同时根据两个控制回路来决定应该采用高选器还是低选器。
（答案：×）6.某简单精馏塔，要求控制其回流罐液位L D和精馏塔塔底液位L B，可操纵变量为回流量L，塔顶产品采出量D，塔底产品采出量B，再沸器加热量Q H。
若精馏塔塔顶采出量D和塔底采出量B的比大于10：1，则可用回流量L控制塔顶液位，塔底采出量B控制塔底液位。
（答案：×）7.采用临界比例度法整定PID控制器参数时，首先将控制回路切换到手动，并将控制器的积分作用和微分作用全部切除，按比例增益Kc由小到大变化，对应于某一Kc值作小幅的设定值阶跃扰动，以获得临界情况下的等幅振荡。
然后根据临界振荡周期Pu和控制器临界比例增益Kcmax，查表求取控制器的最佳参数值。
（答案：×）8.对于多输入多输出系统，可根据静态增益的大小来选择变量配对。
（答案：×）9.串级系统对副对象特性的变化具有较好的鲁棒性，因此副对象特性的变化对主、副回路的控制品质没有很大的影响。
（答案：×）10.前馈控制是基于模型的开环控制。
（答案：√）四、（10分）论述题（每题5分）1. 图9所示的串级系统，分别在12,u u 阶跃干扰下从一个稳态过渡到另一个稳态。
当1c G 和2c G 都为PI 作用时，试分析能否保证1122()(0),()(0)y y y y ∞=∞=？图9 串级控制答：由于1c G 为PI 控制，在干扰情况下从一个稳态过渡到另一个稳态后应该没有余差，因此有111()(0)sp y y y ∞==。
在1u 干扰下，由于11()(0)u u ∞≠，所以22()(0)y y ∞≠。
在2u 干扰下，由于11()(0)u u ∞=，所以22()(0)y y ∞=。
2. 试分析图10所示的两个系统各属于什么系统？并说明理由。
（a ）（b ）图10 两个系统的结构图答：图10（a ）为前馈反馈控制，（b ）为串级控制。
串级控制和前馈反馈控制的区别在于第二个被检测变量（图（a ）中为原油的流量，图（b ）中为燃料油的流量）是否会受到调节阀的影响。
显然图（a ）中原油的流量不会受到燃料油调节阀的影响，而图（b ）中燃料油调节阀直接改变燃料油的流量。
五、（10分）对于图11所示的加热炉温度控制系统，假设采用继电器自整定方法来确定TC 控制器的参数。
继电器的幅度为 2.0d =±，可得到图12所示的输入输出曲线。
试计算控制器的参数。
表1 Z-N 整定控制器参数 Kc TiTd PI PID0.4Ku 0.6Ku0.8Tu 0.5Tu0.12Tu图11 加热炉反馈控制图12 输入输出响应曲线答：由图12可得，振荡周期Tu = 11 min ；振幅 a = 0.6。
因而对应的临界控制增益为44*2 4.253.14*0.6u d K a π==≈ 由于是温度控制，因此选择PID 调节器，则由Ziegler-Nichols闭环整定法得到调节器参数为： KC = 0.6* Ku = 2.55，Ti = 0.5*Tu = 5.5 min ，Td = 0.12*Tu = 1.32 min 。
燃料sp六、（10分）图13所示为一个加热炉对象，出料温度和燃料的阀后压力可测，燃料流量可调。
试设计控制系统使得出料温度保持稳定，同时保证阀后压力不要过大，以免发生脱火的情况。
1.画出带控制点的工艺流程图（可表示在原图上）；2.画出防积分饱和信号连接示意图。
图13 加热炉对象答：1、带控制的流程图如下图13-1所示。
图13-12、上图中的虚线即为防积分饱和信号连接。
七、（15分）图14为一个精馏塔的两端质量指标控制流程图。
假设已经建立塔底与塔顶温度B T 、D T 与回流L 和再沸器加热量H Q 之间的关系：0.60.751.80.352.16 1.26()()8.2517.051()()2.75 4.288.2519.01ss D s s B H e e T s L s s s T s Q s ee s s ----⎡⎤-⎢⎥⎡⎤⎡⎤++⎢⎥=⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎢⎥++⎣⎦。
现选择回流L 来控制塔顶温度D T ，再沸器加热量H Q 控制塔底温度B T 。
1. 试分析这种变量配对是否合适？2. 该方案是否需要进行解耦控制？如果需要， 请设计前馈解耦环节，并画出解耦控制系统的方块图。
答：图14 精馏塔的两端质量指标控制流程图1、 可得静态增益矩阵为 2.16 1.262.75 4.28K -⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦，可求得相对增益矩阵为 1.60.60.6 1.6-⎡⎤Λ=⎢⎥-⎣⎦。
因此变量配对合适。
2、 由于相对增益为1.6，因此变量对之间的耦合严重，需要进行解耦控制。
解耦控制的方块图如图14.1所示，两个解耦环节分别为：0.7512120.611 1.26()7.051() 2.16()8.251ss e G s s D s e G s s --+=-=--+，所以()0.15120.588.251()7.051s s e D s s -+=+1.821210.35222.75()8.251() 4.28()9.01sse G s s D s e G s s ---+=-=-+，所以() 1.45210.649.01()8.251ss e D s s -+=+r r DT BT图14.1 解耦方块图八、（15分）某锅炉燃烧系统如下图15所示，工艺上采用燃料油和瓦斯气两者并用。