过程控制及仪表自动化教材试卷

试卷一

一、填空题（每空1分，共22分）

1．所谓自动控制，就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置，对生产过程、工艺参数、目标要求等进行 ，使之按照预定的方案达到要求的指标。

2．按输入量变化的规律分类，自动控制系统可以分为 系统、 系统、 系统。

3．自动控制系统的性能通常是指系统的 、 和动态性能。 4. 在经典控制理论中，主要有 ， 和根轨迹法等几种分析方法。 5. 对数幅频特性L (ω)或它的渐近线大多与lg ω成 关系。因此，若以L (ω)为纵轴，lg ω为横轴，则其图线将为 。

6. 系统的稳态误差将主要取决于系统中的 和 环节。

7. 根据校正装置在系统中所处地位的不同，一般分为 校正、 校正和 。

8. 热电阻Cu50中的“Cu ”是指 ，“50”是指 。 9. 电容式压力变送器由测量部件、 和 三部分组成。 10. 执行器按其能源形式分为 、 、 三大类。 二、选择题（每空2 分，共28分）

1、如果系统中加入一个微分负反馈，将使系统的超调量 ( )。 A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不定

2、设开环系统的频率特性G (jω)=2

)

1(1

ωj +，当ω=1rad/s 时，其频率特性幅值M (1)=( )。 A. 1 B.

2

C.

21 D. 4

1 3、控制系统时域分析中，最常用的典型输入信号是( )。

A. 阶跃函数

B. 脉冲函数

C. 斜坡函数

D. 正弦函数 4、对于典型二阶系统，阻尼比ζ愈小，则( )。 A. 最大超调量越小 B. 振荡次数越小 C. 相对稳定性越差 D. 峰值时间t p 越大

5、当延迟时间0很小时，通常将延迟环节简化为一个( )环节。 A.小惯性 B.积分 C.大惯性

6、开环传递函数

)

1)(1(21++s T s T s K

K>0，T 1>0，T 2>0的单位负反馈系统是( )。

A.稳定系统

B.不稳定系统

C.稳定性随T 1，T 2，K 而变

D.稳定性与T 1，T 2，K 无关

7、为了保证系统有足够的稳定裕量，在设计自动控制系统时，要使穿越频率ωc 附近(左、右各几个频程)L(ω)的斜率为( )

A. 0dB/dec

B. 20dB/dec

C. 20dB/dec

D. 40dB/dec

8、与开环控制相比较闭环控制的特征是（ ） A.系统有执行元件 B.系统有控制器 C.系统有放大元件 D.系统有反馈环节 9．积分环节的频率特性相位移θ(ω)=( )。

A. 90°

B. 90°

C. 0°

D. 180° 10．系统开环传递函数为)

12()

1()(22+++=

Ts s T s s K s G ξτ此系统为（ ）型系统。

A.一

B.二

C.三

D.零 11．积分环节加单位负反馈后，是( )环节。

A.积分

B.惯性

C.比例

D.微分

12．系统的稳态误差，除了比例增益外，主要取决于系统中的( )。 A. 积分环节多少 B. 惯性环节 C. 比例微分环节 D. 振荡环节 13．开环传递函数G(s)=

)

1()

1(212++s T s s T K ，且T1>T2>0，则以下正确的有( )。

A. 不论K 为何值，闭环系统是稳定的系统

B. 增大T 1，将使系统稳定性改善

C. 改变K ，影响系统的相位裕量

D. 系统为Ⅱ型系统

14．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.比例积分微分

三、求取下图所示电路的传递函数。（i u 为输入信号，o u 为输出信号）（5分）

R

四、化简下图所示的系统框图。（8分）

R

五、某最小相位系统的开环对数幅频特性如图所示，求系统的开环传递函数。（8分）

)(

ωL ω1

.0110

20

dec

dB /20-dec

dB /40-dec

dB /60-dB

/)

//(s rad

六、下图所示为某单位负反馈系统校正前、后的开环对数幅频特性（渐进线）（此为最小相位系统）。（10分）

（1）写出校正前、后的开环传递函数)(1s G 、)(2s G ；

（2）求出串联校正装置的传递函数)(s G c ，并设计此调节器的线路（不用设置参数）。 （3）判断出校正前、后系统的相位裕量γ的变化趋势； （4）分析校正对系统动、稳态性能（σ、s t 、ss e ）的影响。

)(ωL dB /)

/(s rad ω20

4010130

50

70

dec

dB /20-dec

dB /40-dec

dB /40-dec

dB /20-校正前

七、下图为一液位控制系统示意图。试画出该液位控制系统的方框图，并指出被控对象、被控变量、操纵变量及可能影响被控变量的扰动各是什么（9分）

八、某换热器的温度控制系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图所示。试分别求出最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间（给定值为200℃）。（10分）