化工过程控制复习答案

第1章自动控制系统基本概念

填空题：

1.自动控制系统主要由测量元件与变送器、控制器、

执行器和被控对象组成。

2.自动控制系统中，将工艺参数需要控制的设备、机

器或生产过程等，称为被控对象。

3.自动控制系统的干扰作用是指除操纵变量外，作用

于被控对象并引起被控变量变化的一切因素。4.自动控制系统中的操纵变量是指受执行器控制，用

以克服干扰的影响，使被控变量保持给定值的物料流量或能量。

5.自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统。

6.仪表符号除了图形外，圆圈之中还有一串由字母和

数字组成的代号，称为仪表位号。

7.自动控制系统的动态是指被控变量随时间变化的不

平衡状态。

8.自动控制系统的静态是指被控变量不随时间变化的

平衡状态。

9.在分析和设计控制系统时，最常选用的干扰形式是

阶跃干扰。

10.一般来说，自动控制系统在阶跃干扰作用下，希望

得到的过渡过程是衰减振荡过程。

11.衰减振荡过渡过程的衰减比一般取4：1至10：1

范围内为宜。

选择题：

1.下列图形符号中，表示集中仪表盘面安装仪表的是

（ C ）

A．B．C．

D

2.下列图形符号中，表示就地仪表盘后安装仪表的是

（ B ）

A．B．C．

D

3.自动控制系统方块图中带有箭头的线条表示

（ A ）

A．信号的相互关系，箭头指向方块表示为这个环节的输入，箭头离开方块表示为这个

环节的输出

B．物料从一个设备进入另一个设备

C．能量从一个设备进入另一个设备

D．既表示方框之间的物料流动方向，又表示方框之间的信号流向，两者是一致的

4.自动控制系统可分为定值系统、随动系统和程序系

统，其分类标准是（ D ）

A．被控变量的名称B．控制器的控制规律

C．控制系统的复杂程度D．给定值的特点

简答题：

1.简述自动控制系统中都采用负反馈控制的原因。答：采用负反馈，是因为当被控变量受到干扰作用后，若使其升高，则反馈信号升高，经过比较，偏差信号将降低，此时控制器将发出信号而使执行器动作，施加控制作用，其作用方向与干扰作用方向相反，致使被控变量下降，这样就达到了控制的目的。

2.附图所示为某列管式蒸汽

加热器控制流程图。试分

别说明图中PI-307、

TRC-303、FRC-305所代

题4图表的意义。

答：PI-307：第3工段第07号压力指示仪表，就地安装；TRC-303：第3工段第03号具有指示、记录功能的温度控制器，集中仪表盘面安装；FRC-305：第3工段第05号具有指示、记录功能的流量控制器，集中仪表盘面安装。

3.在研究控制系统时，为什么常采用阶跃信号作为系

统的输入信号？

答：因为阶跃信号具有突发性，比较危险，且持续时间较长，对被控变量的影响较大。如果一个控制系统能够有效地克服这种扰动的影响，那么对于其他比较缓和的扰动也一定能够很好地克服。另外，阶跃信号的数学表示形式简单，容易实现，便于分析、实验和计算。

4.自动控制系统衰减振荡过渡过程主要有哪些品质指

标？

答：最大偏差或超调量、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期或频率。

5.某温度控制系统在阶跃扰动

作用下的过渡过程曲线如附

图所示。已知系统给定值为

题8图

40℃，试问该过渡过程的最大偏差、余差、衰减比、过渡时间（按温度进入±2%新稳态值即视为达到稳定来确定）和振荡周期分别是多少？

解：最大偏差：A=45-40=5℃；余差：C=41-40=1℃；衰减比：n=B/B'=(45-41)/(42-41)=4:1；过渡时间：t s=23min；振荡周期：T=18-5=13min

第2章 被控对象的数学模型

填空题：

1. 对象的通道是指由对象的输入变量至输出变量的信号联系。

2. 对象的干扰通道是指干扰作用至被控变量的信号联系。

3. 对象的控制通道是指操纵变量至被控变量的信号联系。

4. 描述对象特性的三个参数分别是放大系数、时间常数、滞后时间。

5. 时间常数是表示对象受到输入作用后，其输出变化快慢的参数。

6. 对象纯滞后产生的原因是物料的输送或热的传递需要一段时间。

7. 对象容量滞后产生的原因是物料或能量的传递需要通过一定的阻力。

8. 已知某一阶对象的时间常数为5，放大系数为10，则描述该对象特性的微分方程式为

()()()t x t y t t y ⋅=+10d d 5 。

选择题：

1. 被控对象的特性是指（ A ）

A．被控对象的输入与输出之间的关系B．扰动变量与操纵变量之间的关系

C．操纵变量与被控变量之间的关系D．整个自动控制系统的输入与输出之间的关系

2.控制通道是指（ B ）

A．操纵变量至扰动变量的信号联系B．操纵变量至被控变量的信号联系

C．扰动变量至被控变量的信号联系D．输入变量至被控变量的信号联系

3.不具有自衡特性的是（ C ）

A．一阶对象B．二阶对象C．积分对象D．纯滞后一阶对象

4.属于对象的静态特性参数的是（ A ）

A．放大系数B．时间常数C．纯滞后时间D．容量滞后时间

5.对于控制通道来说，放大系数K大，说明（ C ）

A．操纵变量对被控变量的影响小B．干扰变量对被控变量的影响小

C．操纵变量对被控变量的影响大D．干扰变量对被控变量的影响大

6.干扰通道的放大系数K小，表明（ B ）

A．操纵变量对被控变量的影响小B．干扰变