过控复习
过控复习题
过程控制总复习绪论1、简单控制系统有哪几局部组成？简述各个局部的作用。
答：由被控对象、测量变送器、执行机构、控制器组成作用：被控对象：是指需要控制其工艺参数的生产设备或装置测量变送器：检测被控变量的数值，并将其转化成一种特定的输出信号送给控制器。
控制器：接受测量装置送来的信号，与给定量进行比拟得出偏差，并按一定的运算规律算出结果送往执行器。
执行器：能自动根据控制器送来的控制信号来改变操纵变量的数值，以到达控制被控量的目的2、过程控制的任务、要求是什么？要求：平安性、稳定性、经济性。
任务：在了解掌握工艺流程和生产过程的静动态特性的根底上，根据平安性、经济性、稳定性的要求，应用理论对控制系统进行分析和综合，最后采用适宜的技术手段加以实现。
第一章生产过程的动态特性1、稳态、动态、过度过程、衰减比、衰减率的概念。
〔第8页〕2、掌握教材第10～15页的内容。
3、工业过程动态特性的特点是什么？1 对象的动态特性是不振荡的2对象的动态特性有迟延3被控对象本身是稳定的或者中性稳定的4被控对象往往具有非线性特性第二章比例积分微分控制及其调节过程1、简述PID控制的优点。
原理简单、使用方便，适应性强，鲁棒特性强2、调节器的正、反作用。
〔第32页〕正作用：是指调节器的输出信号U随被调量Y的增大而增大，称整个调节器的增益为正反作用：是指调节器的输出信号U随被调量Y的增大而减小，称整个调节器的增益为负3、什么是调节器的动作规律？ P、I、D控制规律各有何特点？P调节：有差调节，快速消除干扰I调节：无差调节，稳定作用比P调节差D调节：根据被调量的变化速度来调节，具有一定的预见性，提高系统的稳定性ＰＩ调节：利用Ｐ调节快速抵消干扰的影响，同时利用Ｉ调节消除残差！4、掌握教材第33～34页的内容。
〔第33页〕5、积分饱和现象。
〔第39页〕具有积分作用的调节器，只要被调量和设定值之间有偏差，其输出就会不停的变化，如果由于某种原因是偏差一时无法消除，然而调节器还是要试图校正这个偏差，结果经过一段时间后，调节器输出将进入深度饱和状态。
【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。
6、什么是控制系统的过渡过程？有几种基本形式？答：一个过程控制系统在外作用下从原有的稳定状态过渡到另一个稳定状态的过程称为过程控制系统的过渡过程。
过控复习课录音Word版
8道大题，24道小题一、传感器、执行器（18分）1、为什么传感器在使用中经常使用温度、压力、流量等，而不用成分？2、为什么传感器和控制器相比总是出问题？3、为什么为了保证调节阀的正常使用有专门的安装方式？4、调节阀气开、气关的概念，正向、反向的概念，有什么区别？5、调节阀和变频器有什么关系，什么场合用调节阀？什么场合用变频器？6、用变频器会带来什么好处？又会带来什么害处？7、传感器、调节阀中经常使用的现场总线会带来什么好处？以前用的是什么信号？现在用的电信号是什么信号？为什么要用通讯？使用通讯会带来哪些好处？那些害处？8、流量计、压力计怎么安装？安装时要注意什么？调节阀安装时要注意什么？（为什么温度计要那么安装等）9、传感器选型时（如同样液位）有超声静压等，什么时候用超声的？什么时候用静压的？这样做相比有什么好处？二、Pid(工业中使用90%以上)Pid的数学表达式、离散差分形式、模拟的带积分的连续形式、改进的pid：积分分离、微分先行什么情况下能用微分？什么情况下不能用微分？控制什么样的过程——流量压力要微分？还是温度要微分？特别是改进的pid一定要掌握！Benefits三、串级控制1、给个单回路控制，它有什么问题？如何改进？（反过来就是串级控制）2、改进设计结构，包括什么地方加检测3、画图schematic图、control block图四、前馈控制1、前馈的必要条件、为什么用？2、为什么不能单独用？3、给模型计算前馈表达式4、给图隐含说存在什么问题，加前馈五、安全1、哪个阀气开、哪个阀气关，为什么？（如防压力、温度过高）2、分程系统有气开有气关，行程怎么决定？画图3、选择性控制（为保证安全的选择性处理）、超弛控制六、多变量解耦1、RGA计算，keep in mind！特别两入两处2、怎样配对，配对当中会对那些因素有影响、配对后基于什么设计控制器、另一个环开环或闭环情况下会带来什么影响？算出来增益非常大怎么处理？七、模型预测1、怎么建动态矩阵，怎么写？八、控制系统投运1、设计中什么最重要2、投运大概步骤内模控制有可能考~。
过程装备与控制工程概论期末复习资料
过程装备与控制⼯程概论期末复习资料过程装备与控制⼯程概论期末复习资料By-⼩喃1、过程与控制⼯程涉及的基本过程有哪些？以及每个过程所涉及的设备？（1）流体动⼒过程：泵、压缩机、风机、管道、阀门（2）热量传递过程：换热器、热交换器（3）质量传递过程：⼲燥、萃取、蒸馏、浓缩、等过程的装备（4）动⼒传递过程：固体物料的的输送、粉碎、造粒等过程的设备（5）热⼒过程：发电、燃烧、冷冻、空⽓分离等过程的设备（6）化学反应过程：换热器、反应器、塔，储罐、压缩机、泵、离⼼机2、流体静⼒学基本⽅程：p=p0+ρgh参数意义：P0表⽰容器内液体压强，p表⽰精致液体内部任⼀点的压强p的⼤⼩与液体本⾝的密度ρ和该点到液⾯的深长h有关。
液压千⽄顶的⼯作原理：根据静压⼒基本⽅程(p=p0+ρgh),盛放在密闭容器内的液体，其外加压强p0发⽣变化时，只要液体仍保持其原来的静⽌状态不变，液体中任⼀点的压强均将发⽣同样⼤⼩的变化。
这就是说，在密闭容器内，施加于静⽌液体上的压强将以等值同时传到各点。
在⽔⼒系统中的⼀个活塞上施加⼀定的压强，必将在另⼀个活塞上产⽣相同的压强增量3、流体流动的基本⽅程，并说明⽅程中个参数的具体意义。
简单介绍流体机械包含的设备。
4、热量传递的⽅式有哪⼏种，并简单叙述各个⽅式的特点？热量传递有热传导、对流传热和辐射传热三种基本⽅式.热传导依靠物质的分⼦、原⼦或电⼦的移动或(和)振动来传递热量,流体中的热传导与分⼦动量传递类似.对流传热依靠流体微团的宏观运动来传递热量,所以它只能在流体中存在,并伴有动量传递.辐射传热是通过电磁波传递热量,不需要物质作媒介.5、什么是过程装备，过程装备与控制⼯程专业的学⽣应该获得哪些⽅⾯的知识和能⼒？请展望过控专业的发展趋势。
（1）过程装备是⼀门研究和实现⼤量⼯业装置的重要学科，它致⼒于将先进的过程⼯艺或者构想通过设计放⼤（或缩⼩）、制造⽽变现实，并保障其⾼效、安全和集约运⾏。
过控复习
1、串级控制系统与单回路系统相比有那些特点？如何选择副对象和主对象？主、副控制器的类型怎么选择？2、一个自动控制系统，在比例控制的基础上分别增加：①适当的积分作用；②适当的微分作用。
（１）这两种情况对系统的稳定性、最大动态偏差、残差分别有何影响？（２）为了得到相同的系统稳定性，应如何调整调节器的比例度？说明理由。
3、Smith 补偿的出发点是什么？如何实现Smith 补偿？试绘制系统的结构框图来说明，并给出全补偿时的Smith 预估器的传递函数。
4、何为积分饱和？试分析产生的原因，并指出切除积分饱和的措施。
5、 前馈控制与反馈控制各有什么特点？如何用反馈回路来整定前馈静态放大倍数K ？6、通常在什么场合下选用比例（P ），比例积 （PI ）,比例积分微分（PID ）调节规律？7、简单控制系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？8、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？9、简述建立对象的数学模型两种主要方法。
10、简述什么是有自衡能力的被控对象。
11、所示的两图各属于什么类型的控制系统？说明理由。
左图为前馈-反馈控制；右图为串级控制系统12、两个结构不同的比值控制系统如图所示，优缺点．（a ）Q(b)Q(a)（b ）13、压力选择性控制系统。
其中燃料压力控制是防止压力过高产生“脱火”，蒸汽流量控制则是根据用户所需蒸汽量而设置的。
确定阀、两控制器的正、反作用及选择器的类型，系统的工作原理。
供水14、分程控制系统。
15、双冲量均匀控制系统。
工作原理，与单冲量区别等。
16、单容过程数学模型建立。
过控考试复习大纲
第一章1. 动态数学模型（动态特性）是过程输出变量和输入变量之间随时间变化时动态关系的数学描述。
（填空题）2. 典型过程动态特性（简答）以阶跃响应分类，典型的工业过程动态特性分属四类：自衡的非振荡过程、无自衡的非振荡过程、自衡振荡过程、具有反向特性的过程。
自衡的非振荡过程在阶跃输入信号作用下的输出响应曲线没有振荡地从一个稳态趋向于另一个稳态。
无自衡的非振荡过程没有自衡能力，在阶跃输入信号作用下的输出响应曲线无振荡地从一个稳态一直上升或下降，不能达到新的稳态。
自衡振荡过程具有自衡能力，在阶跃输入信号作用下，输出响应呈现衰减振荡特性，最终过程会趋于新的稳态值。
具有反向特性的过程在阶跃输入信号作用下开始时刻与终止时刻呈现相反的变化，它有自衡和无自衡两种类型。
3. 自衡性：过程能自动地趋于新稳态值的特性4. 增益的影响（扰动通道增益的影响）在其他因素相同的条件下，K f F越大，余差越大，最大偏差越大。
（选择）5. 时间常数的影响（*）若τ0/T0固定，时间常数T0大，则为使稳定性不变，ω应减小，因此，时间常数大时，为保证系统的稳定性，振荡频率减小，回复时间变长，动态响应变慢。
反之，若τ0/T0固定，时间常数T0小，则振荡频率增大，回复时间变短，动态响应变快。
换言之，时间常数越大，过渡过程越慢。
6. 时滞的影响14页7. 被控变量与操纵变量的选择（问答）被控变量的选择原则：深入了解工艺过程，选择能够反映工艺过程的被控变量；控制通道的K0尽量大；过程的τ0/T0应尽量小；过程的T0/T f应尽量小；扰动进入系统的位置应尽量远离被控变量。
操纵变量的选择原则：选择对被控变量影响较大的操纵变量，即K0尽量大；选择对被控变量有较快响应的操纵变量，即过程的τ0/T0应尽量小；过程的T0/T f应尽量小；使过程的K f F尽量小；工艺的合理性与动态响应的快速性应有机结合。
控制方案的选择原则：在满足工艺控制要求的前提下，控制方案应尽量简单实用。
过程控制复习资料
1、过程控制是根据工业生产过程的特点，采用测量仪表执行机构计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程系统，实现工业生产过程自动化。
2、过程控制有多种方案，包括单回路控制系统前馈控制系统3、控制系统按照结构特点可分为反馈控制系统前馈控制系统复合控制系统。
按给定值信号特点分为定值控制系统、随动控制系统。
4、防爆技术的种类包括隔爆型本安型正压型油浸型充砂型等5、过程控制中压力检测方法有应变片式，压阻式，弹性式，液柱式。
6、半导体热敏电阻包括正温度系数PTC 负温度系数NTC 临界温度电阻CTR。
7、节流流量计基于节流变压降原理，由节流件、导压管及差压检测仪表组成。
8：物位测量方法静压式浮力式电气式超声波式。
9：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。
10调节阀由阀芯阀体组成《11调节阀的流量特性有直线流量特性、对数（等百分比）流量特性、抛物线流量特性和快开流量特性四种。
12：DCS的设计思想是控制分散、管理集中。
13：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。
14、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。
15、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。
16、仪表的精度等级又称准确等级，通常用引用误差作为判断仪表精度等级的尺度。
17、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ts。
静态质量指标有稳态误差ess。
18、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。
19、绝对误差是指仪表输出信号所代表的被测值与被测参数真值之差20、引用误差是绝对误差与仪表量程的百分比。
21、^22、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23、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。
过控总复习
1.化工过程生产自动化包括：A自动检测系统B信号联锁保护系统C自动操纵及自动开停车系统D自动控制系统2.自动控制系统由以下环节组成：A被控对象:在自动控制系统中，工艺变量需要控制的生产设备或机器B自动控制装置 :a测量元件与变送器:用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号。
b控制（调节）器：将检测元件及变送器送来的信号与工艺上需要保持的设定值信号进行比较，得出偏差的大小，根据偏差的大小及变化趋势，按照预先设定好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定的信号发送给执行器（控制阀）。
c执行器（控制阀）：接受控制器送来的信号，自动地改变阀门的开度，从而相应地改变流入（或流出）被控对象的物料流量或能量，克服扰动的影响，最终实现控制要求。
3.什么是自动控制系统的方框图?它与工艺流程图有什么不同?自动控制系统方块图：是用一个方块代表自动控制系统中的一个组成环节，用箭头表示两个环节的信号联系和传递方向，用规定的字母表示方块间相互作用的信号参数。
流程图中的箭头：设备间连线表示物料流动的方向方块图中的箭头：表示信号的流向和相互关系4.自动控制系统中常用术语：被控变量y—被控对象内要求保持设定值的工艺参数。
测量值ym—由检测元件检测到的被控变量的实际值。
设（给）定值ys—被控变量的预定值。
操纵变量m—受控制器操纵的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持设定值的物料量或能量。
扰动量f—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。
偏差信号e= ym－ys—被控变量的实际测量值与设定值之差。
控制信号u—控制器按输入的偏差信号按一定规律计算得到的量。
反馈—把系统（或环节）的输出信号直接或经过一些环节重新引回到输入端的做法。
负反馈—反馈信号的作用与设定信号相反，使偏差信号减弱的反馈（e=ym －ys）正反馈—使偏差信号加强的反馈，即（e = ys +ym）。
5.控制系统的分类：A按控制器的控制规律分：比例，比例积分，比例微分，比例积分微分（PID）B按给定值的特点：定值控制系统，随动控制系统，程序控制系统C按系统输出信号对操纵变量影响分：a闭环控制：控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的自动控制系统b开环控制：控制器与被控对象之间只有顺向控制没有反向联系的自动控制系统。
过控自动化考前复习
过控⾃动化考前复习第⼀章1.闭环控制系统与开环控制系统有什么不同？闭环⾃动控制是指控制器与被控对象之间既有顺向控制⼜有反向联系的⾃动控制。
操纵变量通过被控对象去影响被控变量，⽽被控变量⼜通过⾃动控制装置去影响操纵变量。
从信号传递关系上看，构成了⼀个闭合回路。
开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向控制⽽没有反向联系的⾃动控制系统。
即操纵变量通过被控对象去影响被控变量，但被控变量并不通过⾃动控制装置去影响操纵变量。
从信号传递关系上看，未构成闭合回路。
2.⾃动控制系统怎样构成？各组成环节起什么作⽤？⾃动控制系统主要由两⼤部分组成。
⼀部分是起控制作⽤的全套⾃动化装置，它包括检测元件及变送器、控制器、执⾏器等；另⼀部分是受⾃动化装置控制的被控对象。
检测元件及变送器来感受被控变量的变化并将它转换成⼀种特定的信号。
控制器将检测元件及变送器送来的测量信号与⼯艺上需要保持的设定值信号进⾏⽐较得出偏差，根据偏差的⼤⼩及变化趋势，按预先设计好的控制规律进⾏运算后，将运算结果⽤特定的信号发送给执⾏器。
执⾏器根据控制器送来的信号值相应地改变流⼈(或流出)被控变量的物料量或能量，克服扰动的影响，最终实现控制要求。
3.试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量。
被控对象是对象的输出被控变量是⽣产过程中所要保持恒定的变量给定值是⼯艺上希望保持的被控变量数值操纵变量是具体实现控制作⽤的变量4.什么叫负反馈？它在⾃动控制系统中有什么意义？把系统(或环节)的输出信号直接或经过⼀些环节重新引回到输⼈端的做法叫做反馈。
反馈信号的作⽤⽅向与设定信号相反，即偏差信号为两者之差，这种反馈叫做负反馈。
当被控变量y受到⼲扰的影响⽽升⾼时，负反馈使负反馈信号z升⾼，经过⽐较到控制器的偏差信号e降低，此时控制器发出信号⽽使控制阀的开度发⽣变化，变化的⽅向为负，从⽽使被控变量下降回到给定值x，这样就达到了控制的⽬的。
5.什么是控制系统的静态与动态？为什么说研究动态⽐研究静态更为重要？在⾃动化领域内，把被控变量不随时间⽽变化的平衡状态称为控制系统的静态。
上海大学过控复习要点和习题答案
课程掌握要点第一章绪论1．过程控制定义？掌握术语DCS，FCS，DDZ，QDZ2．常规仪表过程控制系统的组成？3．过程控制系统的性能指标。
尤其是单项指标。
4．自动化仪表的分类，信号体制：掌握气动仪表之间的联络信号是什么？电动模拟仪表的联络信号是什么？5．掌握单元组合仪表中设置活零点有什么好处？6．安全火花防爆系统第二章检测仪表1．传感器，变送器的作用。
检测变送的功能：转化为标准型号：24V DC电源供电，4~20 mA 电流信号，1~5V DC 电压信号. 气动执行器20~100 KPa 2．掌握仪表的性能指标（误差，精度，特性曲线，零点，量程），掌握精度计算。
3．了解变送器与控制室仪表之间的信号四线制、三线制、二线制传输接线方式？4．掌握工业常用热电阻类型，热电阻的测温范围，注意事项及热电阻的接线方式。
5．掌握热电偶测温原理，范围，注意事项及冷端补偿和补偿导线。
6．掌握D D Z-I I I热电偶的特点。
7．了解热电偶变送器的作用，组成结构、各部分功能，实现原理。
8．掌握压力测量的弹性元件有哪几种？各种压力之间的关系。
9．掌握流量测量方法有那些，分类？节流式流量计测量流量原理，节流元件起什么作用？10．了解靶式流量计和其他流量计的工作原理。
11．掌握转子流量计的工作原理。
与差压流量计比较异同！涡街流量计测量原理。
12．了解液位测量仪表有哪几种？它们如何实现测量的原理？13．掌握利用压力或差压变送器来测量液位的原理？零点迁移。
课后作业答案：第一章 P151.（10）错（11）对2. （１）（用下图代替吧，手头无画图工具）其中控制器为LC，执行器为ＬＶ，检测变送可写为ＬＴ，对象为水槽，被控变量为液位（２）DDZ-III 采用的电模拟信号体制:采用24V DC 电源供电，4~20mA DC 电流信号作为工业现场和控制室之间各仪表之间的联络信号，1～5V DC 电压信号作为控制室内各仪表之间的联络信号。
过控题库
过程控制系统与仪表复习题一、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Κm是动特性，时间常数Tm和滞后时间τm是测量元件和变送器的静态特性。
过程控制复习重点
过程控制复习重点第1章1 什么定值控制系统？什么随动控制系统？2 过控系统性能指标分为哪几类？各种指标如何定义？3 掌握画流程图的基本方法，了解教学中常用图形符号和标注字符的含义；4 掌握画流程图的基本原则和方法。
第2章1 什么是过程对象的动态模型？2 掌握教材介绍的单容和多容水槽的机理建模方法；3 一阶惯性加纯延迟环节参数实验法求取的阶跃法和“两点法”公式的应用；4 什么是自平衡过程，什么是无自平衡能力过程？5 了解一阶惯性加纯延迟、二阶、无自衡过程的典型传递函数，说明其参数大小与动态特性有何关系？第3章1 简单控制系统的构成和传递函数描述；2 过程特性（包括干扰通道特性和控制通道特性）对控制质量的影响，熟悉简单控制系统控制参数选择的一般性原则；3 单回路负反馈系统的闭环传递函数的求取[Y(S)/R(S) Y(S)/F(S)]及余差的求取；4 调节阀理想流量特性分为哪几类？定义是什么？5 什么是调节阀的工作流量特性？6 调节阀流量特性的选择原则是什么？什么是流通能力？什么是可调比？7 控制器控制规律的选择原则，掌握调节器正反作用的选择方法。
第4章1 比例、积分、微分控制规律的定义及特点是什么？对控制品质有何影响？对阶跃输入的响应是怎样的？2 比例带、积分时间、微分时间与控制作用强弱的关系如何？3 什么是积分饱和？有哪些避免的方法？4 常见PID参数整定（稳定边界法/衰减曲线法）的整定方法的基本过程。
第5章1 串级控制系统的特点，副回路设计的原则和应用；2 绘制串级系统的框图和流程图，分析工作过程，选择调节器正反作用和阀开闭方式。
第6章1 比值控制系统的结构流程图和框图，不同结构的控制特点（单闭环/双闭环）；2 比值系数的计算方法（有/无开方器），乘法器输入电流与比值系数的关系；3 了解比值控制系统的动态补偿方法；4 均匀控制的特点，控制规律选择的原则；5 分程控制系统的类型、作用、结构流程图和框图，选择调节器正反作用和阀开闭方式，了解直线/对数阀分程点的计算方法；6 选择控制系统的种类、作用，流程图/框图形式，用高选器/低选器的选择的方法。
过控复习内容一览
过控复习内容一览一、基本概念：1、过控定义；2、控制系统构成；传感器，控制器，执行器，被控对象。
3、控制系统的方框图；主/副变量，主/副对象，主/副调节器，主副回路，调节通道；干扰通道；参数整定的方法；4、控制系统分类及特点：定值调节；随动调节；程序控制；开环/闭环控制系统；单回路控制系统，串级控制系统；前馈控制系统；前馈-反馈控制系统；均匀控制系统；计算机控制系统构成及其方框图，相应DDC，温度、压力、流量、液位传感器、控制器的ISA符号。
5、过渡过程定义及其性能指标：超调量，衰减比，过渡时间（调节时间）、振荡周期；6、被控对象特性参数：a)、静态参数–放大系数定义及其意义，数值变化与系统性能的关系；b)、动态参数–时间常数定义及其意义，纯滞后的定义、特点；数值变化与系统性能的关系；7、给出测量流量、温度、压力、差压、液位的一种传感器名称，并说出上述各种传感器的特点；8、调节阀的流量特性种类及特点；二、基本运算；1、计算灵敏度，迁移量对灵敏度的影响（P134--135）；传感器精度的定义，表示方法。
2、能从给出的控制系统流程图绘出方框图（例如，P39-40）3、热电偶的冷端补偿计算（同作业题，但带有数据，参见P88-91）三、设计分析：1、根据过程参数，选择符合量程、精度、灵敏度要求的传感器；2、能根据工艺要求选择阀门的气开/气关调节阀、能分析被控对象、测量变送、调节器的正反作用；参见P39。
（管式加热炉单回路、串级，换热器、冷却器单回路控制）3、掌握常见调节规律及其特点：P, PI, PD, PID; 理解各参数变化对性能的影响（参阅P197-200）PID位置式和增量式各自特点；4理想PID的微分改进方法，积分切除法、变速积分；5、计算机控制系统设计步骤（P222-224）；四、典型控制系统应用能根据工艺要求选择被调参数、调节参数、控制结构，分析调节变量的选取原则，构成简单或复杂控制系统；P38—48；P232--。
工业过控复习要点
1热电阻三线制：目的是为防止由于远距离接线而造成桥臂不平衡。
2过程控制的目的是抑制外界扰动的影响，确保过程的稳定性，使生产过程的工况最优化。
具体来说：包括保证质量、提高产量、节能降耗、安全运行、保护环境、改善劳动条件、提高管理水平等。
3比较分析阶跃响应与偏差积分性能指标的异同和优缺点。
答：阶跃响应性能指标中各单项指标清晰明了，但如何统筹（兼顾偏差和时间），则比较困难。
偏差积分性能指标可综合偏差和时间关系，即可以兼顾衰减比、超调量和过渡过程时间等各单项指标，属于综合性能指标。
一般来说，阶跃响应性能指标便于工程整定，在工程应用中使用广泛；而偏差积分性能指标则更便于计算机仿真和理论分析。
4压力的表示有哪三种，用图示和语言描述绝对压力Pa ，物体所承受的实际压力，其零点为绝对真空。
表压力P ，指高于大气压力时的绝对压力与大气压力之差。
真空度（负压） Ph ，大气压力与低于大气压力时的绝对压力之差。
5简述扩散硅式压力传感器的工作原理和主要优点。
在半导体材料的基片上（硅片或锗片）利用集成电路工艺制成扩散电阻，受外力作用时，扩散电阻的电阻率变化而导致阻值改变。
主要优点：体积小，结构简单，良好的动态响应，易集成，价格便宜。
6.简述控制器的参数的整定方法。
答：整定控制器参数的方法很多，归纳起来可分为两大类，即理论计算整定法和工程整定法； 理论计算整定法有对数频率特性法、根轨迹法等； 工程整定法有现场试凑法、临界比例度法和衰减曲线法等。
7常用数字滤波及目的数字滤波及程序滤波，通过计算机滤去干扰信号，提高信号的真实性。
在计算机中常采用数字滤波消除低频干扰。
常用：算术平均值；程序判别；中位值法；一阶惯性8简述现场总线：现场总线实现了控制技术、计算机技术与通信技术的集成 ，特点：现场设备已成为以微处理器为核心的数字化设备，彼此通过传输媒体（双绞线、同轴电缆或光纤）以总线拓扑相连；摒弃了DCS 中的I/O 控制站，将这一级功能分配给通信网络完成；分散的功能模块，便于系统维护、管理与扩展，提高可靠性；开放式互连结构，既可与同层网络相连，也可通过网络互连设备与控制级网络或管理信息级网络相连；互操作性，在遵守同一通信协议的前提下，可将不同厂家的现场设备产品统一组态。
过控总复习(重要)
过控总复习一、填空题（30分，十道题，三十个填空）（1）控制类型。
按结构特点分：1、反馈控制系统；2、前馈控制系统；3、前馈—反馈控制系统按给定信号特点分：1、定值控制系统；2、程序控制系统；3、随动控制系统（2）非电量控制参数的动态特性（数模）：1、非参数模型；2、参数模型（3）求数学模型的典型方法：1、机理分析法；2、试验法（4）气动阀的型式（P116）：1、气开式；2、气关式（5）性能指标（P142）：1、余差；2、衰减率；3、最大偏差A（或超调量 ）；4、过渡过程时间ts（6）被控参数：温度、压力、流量和液位（7）测量误差分类（P32）：1、绝对误差和相对误差；2、系统误差、随机误差和疏忽误差；3、基本误差、附加误差和允许误差（8）执行器（P112）：1、组成（执行机构和调节机构）；2、分类（气动执行器：薄膜式和活塞式）；3、电动执行皿和液动执行皿（直方程和角方程）；4、调节阀阀芯安装方式（正装阀和反装阀）二、判断题（10分，十道判断题）（1）判断锅炉液位调节阀的气开、气关型式（P152）【1、一般供水液位调节阀应该为气关型式；2、加热炉采用气开型式】。
（2）滞后时间怎么求（1、一阶加滞后：切线法和计算法；2、二阶：两点法和半对数图确定）（3）单回路过程控制系统（什么叫单回路过程控制系统？PPT有详细讲解）。
（4）扰动位置引入的不同，会对被控参数的影响也不同（P146）。
（5）PID、PI控制规律的功能（P153）。
（6）控制皿参数的整定方法（P166）【理论计算整定法和工程整定法】。
（7）串级控制工作频率和单回路控制系统的系统频率（P180）【串级控制系统工作频率比单回路系统的频带要宽】。
三、大题（60分，三道简答，三道计算）【概述】：简答：（1）红外线/压力；（2）牛奶干燥；（3）课后习题4-3计算：（4）课后习题2-6/2-8出一个，2-8可能性大；（5）课后习题4-7可能出一个；（6）smith【详细】：（1）简述红外线气体分析仪工作原理（2）牛奶干燥过程（P171）1.被控参数与控制参数的选择被控参数的选择：由于产品水分含量测量十分困难，根据生产工艺，产品质量与干燥温度密切相关，因而选干燥器的温度为被控参数（间接参数）控制参数的选择：影响干燥器温度的因素有乳液流量、旁路空气量、热蒸汽量，因而有三个变量可作为控制参数。
过控复习材料(改)
一、过程控制系统性能指标1.评价指标概括为：平稳、准确、迅速2.时域性能指标：衰减比n 、衰减率ϕ、超调量和最大动态偏差、余差、回复时间和震荡频率①稳定性指标（1）衰减比n ：相邻同方向两个波峰的幅值之比。
（随动系统：n=10:1；定值系统：n=4:1） n=B 1/B 2（n 越大，系统越稳定）n=1，等幅震荡，临界稳定；n<1，发散震荡，不稳定；n>1，衰减震荡，稳定（2）衰减率ψ：（3）超调量δ（随动）： 最大动态偏差A （定值）： ②准确性指标（1）余差e(∞)：控制系统的最终稳态偏差（反映系统的控制精度，余差越小，精度越高，控制质量越好） 在阶跃输入下：e(∞)=r- y(∞)=r-C 在定值系统：r=0，e(∞)=C ③快速性指标（1）回复时间t s ：从扰动开始作用之时起，直至被控变量进入新稳态值的±5%或±2%范围内所经历的时间 （2）振荡周期T ：过渡过程的第一个波峰与相邻的第二个同向波峰之间的时间间隔振荡频率f ：f=1/T （n 相同时：T 越大，t s 越大；f 越大，t s 越小。
T 相同时：n 越大，t s 越小；）二、建模（自衡单、双模，无自衡单、双模）1.单容对象 （1）有自平衡 求传递函数步骤：①设各量定义及单位。
Q i ：输入水流量，m 3/s∆Q i ：输入水流量的增量， m 3/s Q o ：输出水流量， m 3/s∆Q o ：输出水流量的增量， m 3/s h ：液位的高度，m h0：液位的稳态值，m ∆h ：液位的增量，m u ：调节阀的开度，m 2 A ：水槽横截面积， m 2②列写基本方程式。
tt y(t) y(t)%100121⨯-=B B B ϕ%1001⨯=CBσCB A +=1初始时刻处于平衡状态： Qi= Qo ，h=ho当进水阀开度发生阶跃变化∆u 时： ③消去中间变量。
当阀前后压差不变时，∆Qi 与∆u 成正比：Qi= Ku ∆u ， （Ku ：阀门流量系数，m/s ）设液位与流出量之间为线性关系：（液位越高，水箱内水的静压力增大，流出量亦增大）∆Qo=∆h/R （R ：阀门的阻力，即液阻，s/m 2，与工作点处流出量的值有关）④由以上式子，得： 令：A=C ，容量系数T=RC ，时间常数K=KuR ，放大倍数对应的传递函数为：该对象对应的方框图：（2）无自平衡 求传递函数：响应速度2.双容对象 （1）有自平衡 求传递函数：① 以q1作为输入量，h2为输出量② 消去中间变量，可得传递函数。
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1一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）在每小题列出的四个备选项内只用一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1.定值调节系统是一个调节系统【】A.开环B.闭环C.随动D.比值2.在热电阻的测量电路里，有热电阻和测量仪表，在对于接线的二线制、三线制、四线制接法的说法里，不正确的是【】A.在二线制里，导线不宜过长B.二线制电路连接仪表与三线制无误差区别C.在三线制里测量精度比二线制高D.在高精度测量的场合，采用四线制方式3．若设计Smith补偿控制，则Smith补偿器的模型取决于【】A．扰动通道的传递函数1B．被控过程的数学模型C．控制器的模型D．A和B4．根据对象特性来选择控制规律时，对于控制通道滞后小，负荷变化不大，工艺参数不允许有余差的系统，应当选用_ 控制【】A．比例B．比例积分C．比例微分D．微分5.常见的被控参数包括流量、、压力、温度等【】A．液位B．转速C．偏差D．锅炉6.在控制流程图里，T作为被检测量时，一般表示【】A．液位B．温度C．偏差1D．锅炉7. 下列哪项不是引起仪表测量过程中出现变差的原因【】A. 弹性元件B. 磁化元件C. 机械机构中的间隙、摩擦D. 测量误差8. 下列对于温度检测中说法错误的是【】A．测温方法分为接触式测温和非接触式测温B．热电阻适合测中低温C．热电偶适合测中高温D．热电偶测温不需要冷端温度补偿9.有关变送器的说法中的说法中，错误是【】A．变送器的作用是将各种参数变换成统一标准信号输出B．输出信号一般是DC4~20mA或1~5V C．变送器只需要进行量程调整不需要进行零点迁移D．量程调整的目的是使变送器输出信号的最大值和被测范围的最大值相对应110.下列关于执行器的说法中不恰当的是【】A．执行器按使用能源不同分为气动执行器和电动执行器B．气动执行器结构简单，动作可靠，适用于防火防爆场合C．电动执行器动作迅速，其信号便于远传D．执行器的开度与流量总是呈线性关系11.下列哪种不属于比值控制的类型【】A．单闭环比值B．开环比值C．双闭环比值D．前馈比值12.控制规律的选择中，要求无偏差控制时，温度控制一般选择控制规律【】A．比例积分微分B．比例C．比例微分D．微分13.变送器零点迁移的目的是将输出信1号的最小值与被测范围的相对应【】A．最大值B．最小值C．平均值D．偏差值14.简单控制系统中被控变量的选择有两种途径，其中之一是当工艺按质量指标进行操作时，测取质量信号较难，或者信号比较微弱，再经放大、转换就会造成较大滞后，因此，选取与直接参数有单值对应关系且有足够的灵敏度的指标控制【】A．间接参数B．相关参数C．不相关参数D．直接参数15.弹性式压力计常用的弹性元件有【】A．弹簧B．弹簧管C．弹簧管、弹性膜片和弹性波纹管D．弹性膜片16. 关于试验法建模的说法中错误的是1【】A．试验法建模不需要深入了解过程的内在机理B．试验法分为加专门信号和不加专门信号两种C．加专门信号通常加的是阶跃信号D．不加专门信号的方法获得的模型精度更高17. 分程控制指的是一个调节器的输出信号分段分别去控制调节阀的系统【】A．一个B．两个C．两个或者两个以上D．三个18.DDZ表示【】A．电动单元组合仪表B．气动单元组合仪表C．电动组装仪表D．气动组装仪表19. 比例调节作用的放大系数Kp越大时，调节过程的稳定性【】1A．越强B．越弱C．不变D．无关20. 低值选择器允许【】A．较高信号通过B．较低信号通过C．平均值信号通过D．累加信号通过二、填空题（本大题共10小空，每空1分，共10分）请在每小题的空格中填上正确答案。
填错、不填均无分。
1.过程控制系统由控制器、执行器、测量仪表、变送器和被控对象等几部分组成。
2.过程控制按系统的结构分为前馈、反馈、和前馈-反馈复合三种。
3.仪表的精度等级是以测量范围中最大的绝对误差与该仪表的测量范围之比的百分数来衡量的。
4.工业测温元件最常见的是热电阻和热电偶两种。
15.过程控制仪表按信号类型不同，分为模拟式和数字式。
6.电动模拟仪表的信号标准是DC 4 到 20 mA。
7.所谓气开式调节阀就是说有信号压力时阀开，无信号压力时阀关。
8.一般认为纯滞后时间与时间常数之比大于0.3的过程是大滞后过程。
9.分程控制中为了使多个阀的流量特性比较平滑应尽量选择用对数特性的调节阀。
10.串级控制系统中，副控制器一般选择纯比例控制规律，主控制器一般选择比例积分或比例积分微分控制规律。
三、简答题（本大题共6小题，第4、5、6小题各6分，第1、2、3小题各4分，共30分）1. 前馈控制有哪几种主要形式2. 研究过程建模的目的主要有？3. 串级控制系统与单回路相比具有哪些1特点？4. 什么是控制器的参数整定？工程上通常采用哪些整定方法？5. 简述变送器在控制系统中的作用是什么？6.调节阀的流量特性是如何定义的？有几种形式的流量特性？四、计算题（本大题共3小题，第1小题6分，第2小题6分，第3小题8分，共20分）1.一台变送器用来测量10~15Mpa的压力，输出信号的范围为4~20mA,那么测量11.5MPa的压力时，相对应的变送器输出的信号为多少？8.8mA2. 用一台量程（测量范围）为0~6MPa、精度为1.5级的压力表来测量锅炉的蒸汽压力，工艺要求其测量误差不许超过0.07MPa,试回答：（1）该压力表是否适用（2）若不合适，试选用另一套压力表(可11 选精度等级有0.5、1.0、1.5、2.5等) 不合适 1.0级 3. 采用K 型热电偶测量某介质温度，热电偶冷端温度为20℃，测得的热电动势为8.8mV ，那么该介质的实际温度是多少？8.8 mV 236.5五、应用设计（本大题共2小题，每小题10分，共20分） 锅炉运行过程中，必须满足汽-水平衡关系，故汽包液位是一个十分重要的指温度（℃） 电动势（mv ） 230 9.34 240 9.74 20 0.8标，当液位过低时汽包中的水容易烧干引起生产事故，因此设计如图所示的液位控制系统。
(1)指出图中LT、LC、M各是什么仪表(2)画出该系统的结构框图(3)确定调节阀的气开气关形式(4)确定控制器的正反作用方式(1)LT液位变送器LC液位控制器执行器或调节阀（3）气关作用（4）正作用某生产过程中，冷物料通过加热炉对其加热，热物料出口温度必须满足生产工艺要求，试设计一单回路系统来满足控制要求。
1（1）在原图上画出控制流程图（2）画出该系统的结构框图Array（3）确定调节阀的气开气关作用（4）确定控制器的正反作用方式（3）气开作用（4）反作用12一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）在每小题列出的四个备选项内只用一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1.下面说法正确的【】A. 定值控制系统是按扰动量的大小进行调节的B. 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C. 定值控制系统是开环调节，前馈调节是闭环调节D. 前馈调节是按测量与给定的偏差大小进行调节的2.下列哪项不属于过程控制系统的常见被控对象【】A. 储罐B. 电机C. 锅炉D. 热交换器3.气动仪表的信号标准是2【】A. 0~100kPaB. 20~100kPaC. 4~20kPaD. 0~200kPa4下列关于模拟式控制器的说法中错误的是【】A. 模拟式控制仪表的一般输出DC4~20mA 的标准统一信号B. 模拟式控制仪表的控制功能是由硬件电路决定的C. 模拟式控制仪表没有手动功能D. 模拟式控制仪表有正反两种作用方式可供设定5. 关于系统阶跃响应性能指标的说法中不恰当的是【】A. 衰减率大于1表示系统是稳定的B. 余差是一个重要的静态指标C. 超调量衡量被控参数偏离给定值的程度D. 过渡时间是衡量系统快速性的指标6.串级控制系统的目的是为了高精度地2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控制规律；当对象滞后较大时，也可引入适当的作用。
【】A. PI，DB. P，DC. P，ID. PD，I7.在控制流程图里，F作为被检测量时，一般表示【】A. 温度B. 流量C. 液位D. 压力8. 过程控制系统按结构特点分为前馈、反馈和三种【】A. 定值控制B. 前馈-反馈复合控制C. 程序控制D. 随动控制9.仪表的精度是以测量范围中与该仪2表量程范围的百分比来衡量的【】A. 绝对误差的最大值B. 最大的相对误差C. 绝对误差D. 最小偏差10.关于控制参数选择的原则中，错误的是【】A. 扰动通道的时间常数Kf越小越好B. 控制通道的时间常数T要适当小一些C. 控制通道存在纯滞后比较好D. 扰动通道存在纯滞后比较好11. 被控对象的时间常数越大，其惯性【】A. 越大B. 越小C. 二者无关D. 不好说12. 调节系统的稳定性是通过指标的大小来判定的【】A. 动态偏差B. 静态偏差2C. 衰减率D. 最大偏差13. 下面关于流量检测的说法中错误的是【】A. 流量有体积流量、重量流量和质量流量三种B. 差压式流量计测的压力差和流量呈线性关系C. 流量计按工作原理分为容积式、速度式和质量流量计三种D. 电磁流量计不能用来测量非导电液体的流量14. 下列哪种不是执行器的流量特性【】A. 直线B. 对数C. 随机D. 快开15. 比例调节作用的放大系数Kp越大时，调节过程的稳定性【】A. 越强B. 越弱2C. 不变D. 无关16. 热电阻测温通常采用（）接法【】A. 3线制B. 5线制C. 7线制D. 1线制17. 在实际生产中冷端温度往往不是0℃,而是某一温度t1，实际设备的温度为t，则测得的热电势为【】A. E（t,t1）B. E（t,0）C. E（t1,0）D. E（t, t1）－E（t1,0）18. 关于控制器参数整定的说法中不恰当的是【】A. 参数整定的实质是将控制器的特性与被控过程的特性配合好B. 整定方法有工程整定法和计算整定法C. 参数整定是万能的，通过参数整定可将系统运行效果达到最佳2D. 积分作用能消除偏差19. 关于单回路控制系统的说法中错误的是【】A. 从系统结构框图上看只有一个闭合回路B. 单回路系统结构简单投资少，易于调整和投运C. 适用于对控制质量要求不高的场合D. 能够解决工业生产过程中的多输入多输出过程20. 热电偶温度计一般用来测量【】A. 中高温B. 中低温C. 极低温D. 超高温二、填空题（本大题共10小空，每空1分，共10分）请在每小题的空格中填上正确答案。
填错、不填均无分。
１.过程控制通常是指石油、化工、电力、冶金等工业部门生产过程的自动化。