过程控制工程 练习题
控制工程基础概念题
一．控制工程基础练习题一、单项选择题1.图示系统的阶次是（ ）A 1阶；B 2阶；C 3阶；D 4阶。
2. 控制系统能够正常工作的首要条件是（ ）A 稳定；B 精度高；C 响应快；D 抗干扰能力强。
3. 在图中，K 1、K 2满足什么条件，回路是负反馈？（ ）A K 1>0，K 2>0B K 1<0，K 2<0C K 1>0，K 2<0D K 1<0，K 2=04. 通过直接观察，下列闭环传递函数所表示的系统稳定的一个是（ ）A； B；C ；D 。
5. 已知系统开环传递函数为，其高频段的相位角为 （ ）A 0°；B －90°；C －180°；D －270°。
6. 在控制系统下列性能指标中，表示快速性的一个是 （ ） A 振荡次数； B 延迟时间； C 超调量； D 相位裕量。
7. 某典型环节的输入输出关系曲线是一条经过坐标原点的直线，那么它是 （ ）A 比例环节；B 振荡环节；C 微分环节；D 积分环节。
8. 控制系统的超调量与下列哪个因素有关？ （ ）A 稳态误差；B 稳定性；C 系统阻尼；D 开环增益。
9. 如果二阶系统的无阻尼固有频率为8Hz ，阻尼比为0.5，允许误差为2%，那么，该系统对单位阶跃输入的响应具有的过渡过程时间接近为 （ ）A 0.5s ；B 1s ；C 2.5s ；D 5s 。
10. 从线性系统的频率特性来看，下列说法正确的是 （ ）A 相对于输入信号而言，输出信号的幅值和相位都没有变化；B 相对于输入信号而言，输出信号的幅值增大相位滞后；C 相对于输入信号而言，输出信号的幅值和相位都有变化，变化规律取决于系统的结构和参数；D 相对于输入信号而言，输出信号的幅值改变但相位不变。
11. 在下列各项中，能描述系统动态特性的是 （ ）A 精度；B 稳态误差；C 开环截止频率；D 稳定裕量。
12. 如图所示系统的阶次是 （ ）A 一阶；B 二阶；C 三阶；D 四阶。
自动化仪表与过程控制练习题及参考答案
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 进展补偿。
10、随着控制通道的增益K 0的增加，控制作用 增强 ，克制干扰的能力 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 系统辨识及参数估计 。
13、控制系统对检测变送环节的根本要求是 准确 、 迅速 和 可靠 。
14、控制阀的选择包括 构造材质的选择、 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 、限制控制器积分局部的输出和 积分切除法。
16、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 。
17、在离心泵的控制方案中，机械效率最差的是 通过旁路控制 。
二、名词解释题1、衰减比答：衰减比n 定义为：衰减比是衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标。
为保证系统足够的稳定程度，一般取衰减比为4:1～10:1。
过程控制习题
线性化
Q Q1 Q2
C1 C2 Q2 C2 C1 Q1 C Q1 Q2 2 2 Q1 Q2 Q1 Q2
题5-1 在一个串级控制系统中，原来选用口径为20mm的气开阀， 后来改为口径为32mm的气关阀。 问：① 主、副控制器的正反作用要否改变？为什么？ ② 副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？ ③ 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？ 题 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？
如图所示的反应釜内进行的是放热化学反应，而釜内温度过高 会发生事故，因此采用夹套通冷水来进行冷却，以带走反应过 程中所产生的热量。由于工艺对该反应过程温度控制精度要求 很高，单回路控制满足不了要求，需用串级控制。当冷却水压 力波动是主要干扰时，应怎样组成串级？画出系统结构图。
θ1
θ2
p,θ 0
θ1：釜温，θ 2：夹套水温
气
关
调节阀气动信号（MPa）
B阀接受控制器的输出信号为0.02-0.058MPa，而A阀接受的信号为0.062-0.10MPa。因此， 在两个控制阀之间存在一个不灵敏区（间隙区）。针对一般储罐顶部空隙较大，压力对 象时间常数大，而氮的压力控制精度要求不高的实际情况，存在一个不灵敏区是允许的。
阀
0.058 0.062
• 正常工况：TC输出为M，而且M小于AH，经低选 器LS后做炼厂气A流量控制器的设定值，此时构成 主参数为温度、副参数为炼厂气A的串级控制系统。 由于Ar=M，因此FBC设定值（Br=M-AH）等于0。 所以燃料B的阀门全关。 • 在工况变化时，如出现M>AH，则低选器选择AH作 为输出，AH=Ar。因此FAC成为定值流量控制系统， 使得炼厂气A稳定在AH的数值上。这时由于（MAH）>0,则构成温度与燃料B的串级控制系统，即 打开燃料B的阀门以补充燃料A的不足。从而使得 炉出口温度稳定在设定值上。
《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：B2、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：A3、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：D4、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：D5、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：C6、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：A6、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：B7、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）定值系统选项C）程序系统选项D）以上都不是答案：A8、在过程控制系统中，系统的设定值保持不变的系统属于（）选项A）随动系统选项B）定值系统选项C）程序系统选项D）以上都不是答案：B9、在过程控制系统中，系统的设定值有规律变化的系统属于（）选项A）随动系统选项B）定值系统选项C）程序系统选项D）以上都不是答案：C10、用来表征生产设备或过程运行是否正常而需要加以控制的物理量是（）选项A）被控对象选项B）被控变量选项C）操纵变量选项D）测量值答案：B11、受控制器的操纵，使被控变量保持在设定值的物理量是（）选项A）被控对象选项B）设定值选项C）操纵变量选项D）测量值答案：C12、一阶环节的传递函数是（）选项A）K/(Ts+l)选项B）K/Tis选项C）K选项D）Tds答案：A13、比例环节的传递函数是（）选项A）K/(Ts+l)选项B）K/Tis选项C）K选项D）Tds答案：C14、在一阶系统的特征参数中，（）是系统的静态参数选项A）放大倍数K选项B）时间常数T选项C）滞后时间τ选项D）传递函数答案：A15、在一阶过程控制系统中时间常数T定义为系统的输出量y(t)到达稳态值的（）选项A）80%选项B）63.2%选项C）20%选项D）40%答案：B16、在一阶过程控制系统中，（）决定了系统在响应结束时的稳态性能选项A）时间常数T选项B）输入值选项C）滞后时间τ选项D）放大倍数K答案：D17、在过程控制仪表中，控制器的放大倍数Kc是通过改变（）来设置的选项A）量程选项B）输出信号选项C）控制器的比例度选项D）输入信号答案：C18、在过程控制系统过渡过程的质量指标中，（）是表示过渡过程曲线超出新稳定值的最大值选项A）最大偏差选项B）超调量选项C）衰减比选项D）振荡周期答案：B19、在过程控制系统过渡过程的质量指标中，（）是描述被控变量偏离设定值最大程度的物理量选项A）最大偏差选项B）超调量选项C）衰减比选项D）振荡周期答案：A20、在过程控制系统过渡过程的质量指标中，（）是衡量系统快速性的质量指标选项A）最大偏差选项B）超调量选项C）衰减比选项D）振荡周期答案：D21、一阶过程控制系统稳定条件是（）选项A）特征根为正，微分方程系数都大于零选项B）特征根为负，微分方程系数都大于零选项C）特征根为正，微分方程系数都小于零选项D）特征根为负，微分方程系数都小于零答案：B22、二阶过程控制系统稳定条件是（）选项A）特征根实部为负，微衰减系数小于零，分方程系数都大于零选项B）特征根实部为正，微衰减系数小于零，分方程系数都大于零选项C）特征根实部为正，微衰减系数大于零，分方程系数都大于零选项D）特征根实部为负，微衰减系数大于零，分方程系数都大于零答案：D23、二阶系统的衰减系数与系统的稳定性有很大关系，当衰减系数满足（）时，系统是稳定的选项A）衰减系数=0选项B）-1<衰减系数<0选项C）衰减系数<-1选项D）0<衰减系数<1答案：D24、二阶系统的衰减系数与系统的稳定性有很大关系，当衰减系数满足（）时，系统是稳定的选项A）衰减系数=1选项B）衰减系数<-1选项C）衰减系数>1选项D）0<衰减系数<1答案：B25、在比例控制器中，放大倍数Kc和控制器的比例度δ之间的关系是（）选项A）δ越大，Kc也越大选项B）δ越大，Kc越小选项C）δ变化与Kc无关选项D）δ与Kc都是定值答案：B26、在比例控制器中，在相同输入偏差下，放大倍数Kc和输出p(t)之间的关系是( )选项A）Kc越大,输出p(t)越小选项B）Kc越大,输出p(t)不变选项C）Kc越大,输出p(t)也越大选项D）Kc越小,输出p(t)越大答案：C27、在过程控制系统中，若使控制变量最终不存在余差但系统的稳定性要下降应选用（）选项A)比例控制器选项B)比例积分控制器选项C)比例微分控制器选项D)比例积分微分控制器答案：B28、在过程控制系统中，既能使控制变量不存在余差又使系统具有超前性控制应选用（）控制规律选项A）P选项B）PI选项C）PID选项D）PD答案：C29、在过程控制系统中，系统在稳态时，不管放大系数Kc有多大最终仍有余差可以选用（）控制规律选项A）P选项B）PI选项C)PID选项D)PD答案：B30、在比例控制规律中，衰减系数与系统的稳定性之间的关系应满足（）A)衰减系数越大系统越稳定B)衰减系数越大系统越不稳定C)衰减系数与系统稳定无关答案：A31、下面对过程的控制质量没有影响的是（）A)控制通道放大倍数KoB)扰动通道放大倍数KfC)扰动通道时间常数D)扰动通道纯滞后时间答案：D32、在单回路控制中，控制阀的结构形式的选择很重要，在高压差时选用（）A)角形控制阀B)隔膜控制阀C)三通控制阀D)蝶阀答案：A33、在单回路控制中，控制阀的结构形式的选择很重要，在控制强腐蚀性介质时选用（）选项A)角形控制阀选项B)隔膜控制阀选项C)三通控制阀选项D)蝶阀答案：B34、在单回路控制中，控制阀的结构形式的选择很重要，在分流或合流控制时选用（）选项A)角形控制阀选项B)隔膜控制阀选项C)三通控制阀选项D)蝶阀答案：C35、在单回路控制中，控制阀的结构形式的选择很重要，在大口径、大流量、低差压，而泄漏量要求不高时选用（）选项A)角形控制阀选项B)隔膜控制阀选项C)三通控制阀选项D)蝶阀答案：D36、为了使过程控制系统能够正常工作，则必须使系统的各个环节的静态放大系数相乘必须满足（）选项A)等于0选项B)大于0选项C)小于0选项D)不能确定答案：C37、在控制阀的正作用下，控制阀是气开式，则Kv满足（）选项A)等于0选项B)大于0选项C)小于0选项D)不能确定答案：B38、在控制阀的负作用下，控制阀是气关式，则Kv满足（）选项A)等于0选项B)大于0选项C)小于0选项D)不能确定答案：C39、控制器正作用时，其放大系数Kc满足( )选项A)Kc<0选项B)Kc<-1选项C)Kc>0选项D)Kc=0答案：C40、控制器负作用时，其放大系数Kc满足( )选项A)Kc<0选项B)Kc<-1选项C)Kc>0选项D)Kc=0答案：A41、在控制器上对所求得的整定参数设置的顺序是（）选项A)P,I,D选项B)P,D,I选项C)I,P,D选项D)I,D,P答案：A42、在某温度控制系统中，采用4：1衰减曲线法整定控制器的参数，得δs=20%,当控制器为比例作用时，其整定参数值为（）选项A)20％选项B)40％选项C)60％选项D)80％答案：A43、过程控制设计中，系统设计的核心是（）选项A)控制方案设计选项B)工程设计选项C)工程安装选项D)仪表调校答案：A44、在控制器的参数整定中属于理论整定法得是（）选项A)经验凑试法选项B)衰减曲线法选项C)响应曲线法选项D)对数频率特性法答案：D45、在控制器的参数整定中属于工程整定法得是（）选项A)对数频率特性法选项B)根轨迹法选项C)经验凑试法答案：C46、在某温度控制系统中，采用4：1衰减曲线法整定控制器的参数，得δs=20%,当控制器为比例积分作用时，其整定参数值为（）选项A)24％选项B)12％选项C)36％选项D)48％答案：A47、在某温度控制系统中，采用4：1衰减曲线法整定控制器的参数，得δs=20%,当控制器为比例积分微分作用时，其整定参数值为（）选项A)20%选项B)40%选项C)16％选项D)32％答案：C48、串级控制系统中控制器的作用正确的是（）选项A)主粗副粗选项B)主粗副细选项C)主细副粗选项D)主细副细答案：C49、串级控制系统系统中存在的一次扰动来源于它的（）选项A)主回路选项B)副回路选项C)主副回路都有选项D)不能确定答案：A50、串级控制系统系统中存在的二次扰动来源于它的（）选项A)主回路选项B)副回路选项C)主副回路都有选项D)不能确定答案：C51、串级控制系统系统中主环是一个（）系统选项A)定值系统选项B)随动系统选项C)程序系统选项D)分时系统答案：A52、串级控制系统系统中副环是一个（）系统选项A)定值系统选项B)随动系统选项C)程序系统选项D)分时系统答案：B53、串级控制系统中主回路的控制器包括（）选项A)主控制器选项B)副控制器选项C)主、副控制器选项D)不确定答案：C54、串级控制系统中主回路的对象是（）选项A)主、副对象控制器 控制阀对象 F2 测量变送 F1控制器 控制阀对象 F2测量变送 F1K 测量变送选项B)主对象选项C)副对象选项D)不确定答案：A55、串级控制系统中主、副环要满足（ ）选项A)主定副随选项B)主定副定选项C)主随副定选项D)主随副随答案：A56、串级控制系统中主控制器的正、反作用的选择顺序（A ）选项A)先副后主选项B)先主后副选项C)主、副同样选项D)不确定57、有2个阀门，流通能力分别为C1＝100，C2＝3，其可调范围均为R ＝30，用于分程控制时，分程可调范围为（B ）选项A)750选项B)1000选项C)900选项D)125058、对于对象的纯滞后时间较大，时间常数特别大的应采用（B ）控制选项A)分程控制选项B)前馈控制选项C)均匀控制选项D)串级控制二、作图题1.请画出开环比值控制系统和单闭环控制系统的方框图答案：①开环比值控制系统②单闭环比值控制系统控制器 控制阀对象 F2测量变送2 F1 乘法器 测量变送1I 1 I 02.一个双闭环比值控制系统如下图所示。
控制工程习题 第四章
习题四 题型：判断题 题目：最小相位系统一定是稳定系统，稳定系统一定是最小相位系统。
习题五
题型：填空题
题目：在最小相位系统中，对数幅频特性的变化趋势和相频特性的变化趋
势
。
B、 G(s) F(t) C、 G(s) L(t) D、 G( j) F(t)
习题四
题型：选择题
题目：以下说法正确的有（
）。
A、时间响应只能分析系统瞬态特性
B、系统的频率特性包括幅频特性和相频特性，它们都是频率ω的函数
C、时间响应和频率特性都能揭示系统动态特性
D、频率特性没有量纲
习题三 题型：单项选择题 题目：某环节频率特性图 Nyquist 如图 1 所示，则该环节是（）。 A、比例环节 B、微分环节 C、延迟环节 D、惯性环节
习题四 题型：单项选择题 题目：某环节频率特性 Nyquist 图如图 2 所示，则该环节是（）。 A、比例环节 B、微分环节
C、积分环节 D、惯性环节
第四章
第一节（1）
习题一 题型：填空题 题目：线性定常系统对正弦信号（谐波输入）的
称为频率响应。
习题二 题型：填空题 题目：频率响应是系统对___________的稳态响应；频率特性 G（jω）与传 递函数 G（s）的关系为________。
习题三 题型：单项选择题 题目：以下关于频率特性、传递函数和单位脉冲响应函数的说法错误的是（）。 A、 G( j) G(s) s j
E、频率特性反映系统或环节对不同频率正弦输入信号的放大倍数和相移
习题五 题型：填空题 题目：通常将
和
统称为频率特性。
第一节（2）
习题一 题型：综合题
题目：已知系统的单位阶跃响应为 xo t 1 1.8e4t 0.8e 9t，t 0，试求系统
过程控制工程复习题(智能11级)
《过程控制复习》（智能11级用）1、过程控制统所涉及的被控量通常有哪些？温度、压力、流量、液位2、为什么说过程参数的控制一般属于慢过程？试与运动控制相比较。
过程控制具有大惯性、大滞后等特性3、过程控制系统从广义上可以分为哪两大部分？单变量和多变量4、过程控制中的被控过程通常为慢变过程的原因是什么？大惯性和大滞后的特性5、什么是仪表的引用误差？仪表精度是如何定义的？引用相对误差是指绝对误差与仪表量程之比的百分数仪表精度是指引用相对误差的最大值6、校验仪表时确定仪表的精度等级与根据工艺要求选择仪表的精度等级有什么不同?选择仪表时，仪表精度应小于或等于最大引用相对误差鉴定仪表时，仪表精度应大于或等于最大引用相对误差7、有一台压力表，其测量范围为0~10MPa，经校验得出下列数据：(1)求出该压力表的变差；变差=（0.12/10）*100%=1.2%(2)问该压力表是否符合1．0级精度？精度=（0.06/10）*100%=0.6%<1%故符合1.0级精度8、过程检测仪表零点迁移和零点调整的异同点是什么？零点调整和零点迁移均是使输出信号的下限值y与测量范围的下限值x相对应零点调整是沿着y轴上下调整；零点迁移是沿着x轴左右调整9、过程控制系统中，哪些仪表、装置通常安装在设备现场？那些可以安装在控制柜中？若两者相距较远，电气信号应采用什么形式？指示仪表一般安装在设备现场；控制仪表一般安装在控制柜中若相距较远，则电气信号一般采用直流电流信号10、什么是热电偶的热电特性？热电偶的热电势由哪两部分组成？热电效应是指两种不同材料的导体组成闭合回路，只要其两个连接点温度不同，则回路中会产生热电动势热电偶的热电势由接触电动势和温差电动势组成11、现用一支镍铬-铜镍热电偶测某换热器内的温度，其冷端温度为30℃，显示仪表的机械零位在0℃时，这时指示值为400℃，则认为换热器内的温度为430℃对不对？为什么？正确值为多少度？不对，只要冷端温度相同，不影响温度的显示正确值为400℃12、热电偶在使用中采用补偿导线的原因是什么？应注意什么问题？热电偶的长度有限，其冷端易受环境温度的影响而变化，为使热电偶冷端温度保持恒定，用与热电偶在一定温度范围内具有相同热电性能的廉价金属将热电偶的冷端延伸出来应注意补偿导线的型号和极性，补偿导线与热电偶的连接点温度应相同13、热电偶在使用中需要进行冷端温度补偿的原因是什么？常用的方法有哪些？热电偶的热电动势不仅与热端温度有关，还与冷端温度有关，只有冷端温度恒定，热电动势才能正确反映热端温度的数值，故需进行冷端温度补偿常用方法有：补偿电桥法和计算校正法14、热电阻与热电偶相比有哪些优缺点？热电阻可测量低温，而热电偶不能，且热电阻不需要进行冷端补偿热电阻不适合测量较高温度15、试画出用几个热电偶、一个转换开关、一个显示仪表组成的多点温度测量线路原理图，要求具有冷锻温度自动补偿功能。
控制工程基础练习题(一)
控制工程基础练习题（一）一、填空题1、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++，则其开环幅频特性为 ，相频特性为 。
（；arctan 180arctan T τωω--o (或：2180arctan 1T T τωωτω---+o ) 2、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对应时域性能指标 ，它们反映了系统动态过程的 。
（调整时间s t ；快速性）3、在经典控制理论中，可采用 、根轨迹法或 等方法判断线性控制系统稳定性。
（劳斯判据(或时域分析法 ；奈奎斯特判据(或频域分析法)4、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+，则该系统的传递函数G(s)为 。
（1050.20.5s s s s+++） 5、控制系统的 称为传递函数。
一阶系统传函标准形式是 ，二阶系统传函标准形式是 。
（输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值；1()1G s Ts =+；222()2n n nG s s s ωζωω=++或：221()21G s T s T s ζ=++）。
6、反馈控制系统开环对数幅频特性三频段的划分是以ωc（截止频率）附近的区段为中频段，该段着重反映系统阶跃响应的稳定性和快速性；而低频段主要表明系统的稳态性能。
7、根轨迹起始于 ，终止于 。
（开环极点；开环零点）1、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为 ；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为 。
含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 。
（开环控制系统 闭环控制系统 闭环控制系统）2、设系统的开环传递函数为12(1)(1)K s T s T s ++，则其开环幅频特性为 ，相频特性为 。
（()A ω=01112()90()()tg T tg T ϕωωω--=---）3、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可用 、 、等方法。
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。
过程控制与仪表练习题
《过程控制与仪表》试题1一、填空题（每空1分，共20分）：1、热电偶置于温度为T的接点称为，另一端置于温度为T0的接点称为。
2、热电阻温度计是利用导体或半导体的的特性而实现温度测量的。
3、表压是指，即一般压力表所指示的数值。
4、热电偶的热电势由和两部分组成。
5、1Pa（帕）= atm（标准大气压）6、差压式流量计是由和差压计组成的一种流量检测仪表。
7、差压式流量计测量流量的基本原理是。
8、本质安全型仪表的基本原理是。
9、变送器的输出与输入之间的关系仅取决于和的特性。
10、实际工程测量中，常常需要将测量的起始点迁移到某一数值（正值或负值），即所谓的。
11、DDZ-Ⅲ温度变送器有三种类型：毫伏变送器、、。
12、执行器由和两个部分组成。
13、过程控制系统的分类：开环控制系统、。
14、临界比例度法是系统按纯比例投入运行，稳定后，逐步地减小比例度，在外界输入作用下，观察过程变化情况，直至系统出现为止，记下此时比例度δK和振荡周期T K。
15、串级控制系统的主回路是具有细调作用,进行系统校正。
二、选择题（每题2分，共20分）1、常用测温方法中，下列属于接触式测温的是（）A、光学高温计B、辐射高温计C、比色高温计D、热电阻2. 弹簧管压力表测量范围宽，可测（）。
（1）负压（2）微压（3）低压（4）中压（5）高压A、（1）（2）B、（2）（3）（4）C、（1）（2）（3）（4）（5）D、（3）（4）（5）3. 变送器量程调整的方法，通常是改变反馈部分的反馈系数F。
F愈大，量程就（）。
A、愈大B、愈小C、不变D、不清楚4. （）具有防火防爆的优点，特别适用于具有爆炸危险的石油、化工生产过程。
A、电动执行器B、液动执行器C、气动执行器D、以上都不是5、三通阀大多用于热交换器的温度控制、配比控制和旁路控制，在使用中应注意流体温差不宜过大，通常小于（）。
A、70℃B、90℃C、150℃D、180℃6. 下列适用于粘度较大的场合，在石灰、泥浆等流体中的调节阀是（）A、角形阀B、凸轮挠曲阀C、三通阀D、直通单座阀7. 下列属于被控对象的是（）A、锅炉的温度B、锅炉的水位C、锅炉D、锅炉的的给水阀门8、下列不是比例积分调节的特性的选项是（）A、无差调节B、调节及时C、浮动调节D、超前调节9. 下列不是比例积分调节的特性的选项是（）A、无差调节B、调节及时C、浮动调节D、超前调节10、在某一PID图中，某一仪表编号是FT-201，可以判断这是一台（）A、差压变送器B、流量计C、流量控制器D、流量变送器三、判断题（每题1分，共10分）1、常用测温方法中，热电偶属于接触式测温。
过程控制与自动化仪表(第3版) 第5章 思考题与习题
第5章 思考题与习题1．基本练习题（1）过程控制系统方案设计的主要内容有哪些？一般应怎样选择被控参数？答：1）主要内容有:熟悉控制系统的技术要求和性能指标；建立控制系统的数学模型；确定控制方案；根据系统的动态和静态特性进行分析与综合；系统仿真与实验研究；工程设计；工程安装；控制器参数整定。
2）被控参数的选择：对于具体的生产过程，应尽可能选取对产品质量和产量、安全生产、经济运行以及环境保护等具有决定性作用的、可直接进行测量的工艺参数作为被控参数。
当难以用直接参数作为被控参数时，应选取直接参数有单值函数关系的所谓间接参数作为被控参数。
当采用间接参数时，该参数对产品质量应该具有足够高的控制灵敏度，否则难以保证对产品质量的控制效果。
被控参数的选择还应考虑工艺上的合理性和所用测量仪表的性能、价格、售后服务等因素。
（2）控制通道0/T τ的大小是怎样反映控制难易程度的？举例说明控制参数的选择方法？答：1）一般认为，当/0.3o T τ≤时，系统比较容易控制；而当/0.5o T τ>时，则较难控制，需要采取特殊措施，如当τ难以减小时，可设法增加o T 以减小/oT τ的比值，否则很难收到良好的控制效果。
2）控制参数的选择方法：选择结果应使控制通道的静态增益o K 尽可能大，时间常数o T 选择适当。
控制通道的纯时延时间o τ应尽可能小，o τ与o T 的比值一般应小于03。
干扰通道的静态增益f K 应尽可能小；时间常数f T 应尽可能大，其个数尽可能多；扰动进入系统的位置应尽可能远离被控参数而靠近调节阀（执行器）。
当广义被控过程（包括被控过程、调节阀和测量变送环节）由几个一阶惯性环节串联而成时，应尽量设法使几个时间常数中的最大与最小的比值尽可能大，以便尽可能提高系统的可控性。
在确定控制参数时，还应考虑工艺操作的合理性、可行性与经济性等因素。
（3）调节器正反作用方式的定义是什么？在方案设计中应怎样确定调节器的正反作用方式？1）定义：当被控过程的输入量增加（或减少）时，过程（即被控对象）的输出量也随之增加（或减少），则称为正作用被控过程；反之称为反作用被控过程。
过程控制练习题
《过程控制及仪表》练习题一、填空题（5*2’=10’）1．若用测量范围为0-2000C的温度计测温，在正常工作情况下进行数次测量，其误差分别为：-0.20C、00C、0.10C、0.40C，该仪表的精度等级为。
2．把生产过程中的限制条件所构成的逻辑关系，叠加到正常的自动控制系统上去的一种组合控制方法叫。
3．在加热炉的燃烧过程中，为获得最佳的热效率，需分析烟道气的含氧量来控制空气供给量，为此常采用分析仪。
4．当调节阀和管网阻力串联时，阻力比S值愈小，流量特性变形的程度愈____________。
5．多数有自衡工业对象的特性常可用具有纯滞后一阶或二阶非周期环节来近似描述，一阶表达式为____________。
6．无自衡工业对象的特性常可用具有纯滞后的一阶式二阶非周期环节来近似描述，一阶表达式为____________。
7．通过对干扰通道的分析，干扰通道的放大系数越____________越好，这样可减小静差，提高控制精度。
8．通过对干扰通道的分析，干扰通道的时间常数T f越____________，可使最大动态偏差减小。
9．仪表精度定义为____________。
10．差压流量计中孔板的作用是____________。
11．积分时间愈，积分作愈强。
12．过程控制仪表包括、执行器、操作器等各种新型控制仪表及装置。
13．为防止环境温度变化引起导线电阻改变引入误差，通常采用方法来连接热电阻与变送器。
14．热电偶测温不仅与被测端温度有关，且还决定于的温度。
15．调节作用到输出参数之间的信号联系称为。
16．一个自控系统输入为矩形脉冲时，其输出的反应曲线称。
17．前馈控制是按照进行调节。
18．DDZ－Ⅲ仪表标准输入信号为。
19．差动电容式差压变送器主要包括和两部分。
20．双闭环比值调节系统有闭环回路，当主参数受干扰变化时副参数，当副参数受干扰变化时主参数。
21．容积式流量计是以单位时间内所排出流体的的数目来计算流体总量的。
过程控制工程课后习题参考答案-前三章
过程控制工程第一章单回路控制系统1.1 何谓控制通道？何谓干扰通道？它们的特性对控制系统质量有什么影响？控制通道——是指操纵变量与被控变量之间的信号联系；干扰通道——是指干扰作用与被控变量之间的信号联系。
（1）控制通道特性对系统控制质量的影响：（从K、T、τ三方面）控制通道静态放大倍数越大，系统灵敏度越高，余差越小。
但随着静态放大倍数的增大，系统的稳定性变差。
控制通道时间常数越大，经过的容量数越多，系统的工作频率越低，控制越不及时，过渡过程时间越长，系统的质量越低，但也不是越小越好，太小会使系统的稳定性下降，因此应该适当小一些。
控制通道纯滞后的存在不仅使系统控制不及时，使动态偏差增大，而且还还会使系统的稳定性降低。
（2）干扰通道特性对系统控制质量的影响：（从K、T、τ三方面）干扰通道放大倍数越大，系统的余差也越大，即控制质量越差。
干扰通道时间常数越大，阶数越高，或者说干扰进入系统的位置越远离被控变量测量点而靠近控制阀，干扰对被控变量的影响越小，系统的质量则越高。
干扰通道有无纯滞后对质量无影响，不同的只是干扰对被控变量的影响向后推迟一个纯滞后时间τ0。
1.2 如何选择操纵变量？1）考虑工艺的合理性和可实现性；2）控制通道静态放大倍数大于干扰通道静态放大倍数；3）控制通道时间常数应适当小一些为好，但不易过小，一般要求小于干扰通道时间常数。
干扰动通道时间常数越大越好，阶数越高越好。
4）控制通道纯滞后越小越好。
1.3 控制器的比例度δ变化对控制系统的控制精度有何影响？对控制系统的动态质量有何影响？比例度δ越小，系统灵敏度越高，余差越小。
随着δ减小，系统的稳定性下降。
1.5图1-42为一蒸汽加热设备，利用蒸汽将物料加热到所需温度后排出。
试问：①影响物料出口温度的主要因素有哪些？②如果要设计一温度控制系统，你认为被控变量与操纵变量应选谁？为什么？③如果物料在温度过低时会凝结，应如何选择控制阀的开闭形式及控制器的正反作用？答：①影响物料出口温度的因素主要有蒸汽的流量和温度、搅拌器的搅拌速度、物料的流量和入口温度。
过程控制工程重点习题答案整理
第一章1.5 （P54）1.5图1.41为一蒸汽加热设备，利用蒸汽将物料加热到所需温度后排出。
试问：①影响物料出口温度的主要因素有哪些?答：影响物料出口温度的主要有：蒸汽流量、物料流量为影响物料出口温度的主要因素。
②如果要设计一温度控制系统，你认为被控变量与控制变量应选哪些参数?为什么?答：被控变量为物料出口温度，控制变量为蒸汽流量。
因为物料出口温度表征了系统的质量指标，蒸汽流量是可控的，无纯滞后，靠近控制阀，控制通道时间常数较小。
③如果物料在温度过低时会凝结，应如何选择控制阀的开、闭形式及控制器的正、反作用?答：为防止在气源供气中断，或控制器出故障而无输出时出现物料凝结，应选气闭式。
当出口温度降低时，要求蒸汽流量加大，即控制阀输入减小，控制器输出减小，此时控制器输入由于测量值减小而减小，控制器选正作用。
1.7 P(55)1.7单回路系统方块图如图1.43所示。
试问当系统中某组成环节的参数发生变化时，系统质量会有何变化?为什么?答：当KC、KV、K0增加时，系统的余差减小，但系统稳定性下降。
T0增加时，系统的工作频率降低，控制速度变慢。
这样就不能及时地克服干扰的影响，因而，系统的控制质量会越差。
τ0增加时，使系统控制不及时，使动态偏差增大，而且还会使系统的稳定性降低。
Kf 增加时，系统的余差也变大，即控制静态质量变差。
Tf 增加时，控制过程的品质会提高。
τ f 增加时，质量没有影响。
第二章P(85)2.72.7图2.21所示的反应釜内进行的是放热化学反应，而釜内温度过高会发生事故，因此采用夹套通冷却水来进行冷却，以带走反应过程中所产生的热量。
由于工艺对该反应过程温度控制精度要求很高，单回路控制满足不了要求，需用串级控制。
①当冷却水压力波动是主要干扰时，应怎样组成串级?画出系统结构图。
选择釜内温度为主对象，冷却水流量为副对象，组成串级控制，结构图如下②当冷却水入口温度波动是主要干扰时，应怎样组成串级?画出系统结构图。
控制工程基础练习题库
控制工程基础练习题库1、最大超调量只决定于阻尼比，越小，最大超调量越大。
（）A. 正确B. 错误正确：【B】2、系统的稳态误差是控制系统准确性的一种度量。
（）A. 正确B. 错误正确：【B】3、最小相位系统是指系统的开环传递函数的极点位于S平面的左半平面。
（）A. 正确B. 错误正确：【B】4、闭环传递函数中积分环节的个数决定了系统的类型。
（）A. 正确B. 错误正确：【B】5、在对数坐标图中，若幅频对数特性图的折线在中频段的斜率小于，则系统闭环稳定性较差，甚至不稳定。
（）A. 正确B. 错误正确：【A】6、传递函数是复变量s的有理真分式，分母多项式的次数n高于分子多项式的次数m，而且其所有系数均为实数（）A. 正确B. 错误正确：【A】7、用劳斯表判断连续系统的稳定性，当它的第一列系数全部为正数，系统是稳定的。
（）A. 正确B. 错误正确：【B】8、传递函数只与系统结构参数有关，与输出量、输入量无关。
（）A. 正确B. 错误正确：【A】9、某二阶系统的特征根为两个具有负实部的共轭复根，则该系统的单位阶跃响应曲线表现为等幅振荡（）A. 正确B. 错误正确：【A】10、线性化是相对某一额定工作点进行的。
工作点不同，得到线性化微分方程的系数也不同。
（）A. 正确B. 错误正确：【A】11、控制系统的构成不同，故其数学模型也不同。
（）A. 正确B. 错误正确：【B】12、一阶系统的单位阶跃响应曲线会有超调。
（）A. 正确B. 错误正确：【B】13、惯性环节的时间常数越大，则系统的快速性越好。
（）A. 正确B. 错误正确：【B】14、在随动（伺服）控制系统中，系统的输入、输出已知，而系统的结构未知。
（）A. 正确B. 错误正确：【B】15、二阶系统当阻尼比时，被称之为无阻尼系统。
（）A. 正确B. 错误正确：【B】16、若系统开环极坐标图（Nyquist图）包围了（-1，j0）点，系统闭环不稳定。
（）A. 正确B. 错误正确：【B】17、在自动控制系统中，用来描述系统内在规律的数学模型有许多不同的形式，在以单输入、单输出系统为研究目标的经典控制理论中，常用的模型有微分方程传递函数、动态结构图、频率特性等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
过程控制工程综合练习题2012/05/261．某一管式加热炉的控制系统如图1所示，被控变量为工艺介质出口温度T；P 为控制阀后的燃气压力，而P s为燃气气源压力（系统主要干扰之一）；T m与P m分别表示T、P的测量信号；u为控制阀的开度；P sp、T sp分别表示控制器TC11、PC21 的设定值。
（1）试描述该控制系统完整的方块图，并注明每一模块的输入输出信号；（2）选择控制阀的气开/气关形式，并解释选择的原因；（3）确定控制器PC21、TC11的正反作用，以构成负反馈控制系统。
燃气图1 管式加热炉工艺介质出口温度控制系统2．考虑上述温度控制系统，当控制器PC21为“自动”、控制器TC11为“手动”时，对于PC21的设定值阶跃变化，对应的过程响应曲线如图2所示。
假设压力变送器PT 21的量程为0.0 ~ 0.40 MPa；而温度变送器TT 11的量程为200 ~ 400℃。
（1）试指出温度控制器TC11对应的广义被控对象的输入输出信号；（2）计算该广义对象的特征参数K、T、τ；（3）若TC11采用PID 控制器，试整定其PID 参数K c、T i、T d。
基于对象特性参数的PID整定法控制器类型KcT i T dλ取值P1TKτλ⎛⎫⎛⎫⎪⎪+⎝⎭⎝⎭∞0 0λ=PI1TKτλ⎛⎫⎛⎫⎪⎪+⎝⎭⎝⎭T 0 λτ=PID1TKτλ⎛⎫⎛⎫⎪⎪+⎝⎭⎝⎭T /2τ0.2λτ=⨯图2 针对控制器PC21设定值变化的过程阶跃响应3．根据工艺过程的要求，需要用水将NaOH 溶液稀释，对应的控制系统如图3所示。
假设NaOH 溶液质量流量计FT31的仪表量程为0 ~ 30 T/hr ，而FT32的仪表量程为0 ~ 120 T/hr ，而且两流量计均为线性DDZ-III 仪表，输出信号为 4 ~ 20 mA DC 。
另外，K 为某一比值计算单元，其输入输出满足以下关系324(4)I K I mA =+⨯-。
（1） 试获得K 值与实际流量比F 1/F 2之间的函数关系；（2） 假设NaOH 溶液的质量浓度为20%，需要将其浓度稀释成5%。
试确定K 值。
若F 1的变化范围为10 ~ 20T/hr ，试计算I 2 与 I 3 的变化范围。
F 2F 1NaOH 溶液水图3 溶液稀释过程的比值控制4． 某一锅炉汽包水位的三冲量控制系统如题图4所示，图中加法器的运算式为W S L O I C I C I C C I 3210+++=，其中I L 为液位调节器LC 41的输出，I S 为经开方后的蒸汽质量流量测量值，I W 为经开方后的给水质量流量测量值（假设I L 、I S 、I W 的单位均为百分量%，取值范围0 ~ 100）。
为确保锅炉安全，给水阀选用气关阀。
（1） 试画出该系统的完整方块图，并注明每一模块的输入输出信号； （2） 选择LC 41的正反作用与系数C 1、C 2、C 3的符号，以构成负反馈系统，并说明你的选择原理；（3） 若蒸汽流量仪表FT 32的量程范围为0 ~ 20 T/hr ，给水流量仪表FT 33的量程范围为0 ~ 25 T/hr 。
假设给水阀为线性阀，其开度的最大变化范围为 0 ~ 100 %。
对于调节阀开度的变化，对应的水量变化量为K V = 0.2（T/hr ）/ %。
为实现对蒸汽量的理想静态前馈控制，试确定系数C 2、C 3应满足的关系。
汽包省煤器图4 锅炉汽包水位三冲量控制系统5. 某一锅炉的空燃比逻辑比值控制方案如图5所示，其中FC23.SP（FC24.SP）与FC23.PV（FC24.PV）分别表示流量控制器FC23（FC24）的给定值与过程值，PC22.OP表示压力控制器PC22的输出；“LS”模块表示低选器，其输出FC23.SP 取两输入中的较小者；“HS”模块表示高选器，其输出FC24.SP取两输入中的较大者。
假设燃料量与空气量的检测仪表FT23、FT24均为质量流量仪，且仪表量程分别为0 –5T/hr、0 –100T/hr，流量仪测量输出R Fm、R Am的范围均为0 –100%；乘法器输出为K F A×R Am，其中K F A为无因次的乘法系数。
假设工艺过程所希望的空气/燃料质量比为18:1。
试回答：（1）K F A如何设定，以满足工艺要求？（2）该系统采用蒸汽压力变送器PT 22来反映产汽与用汽的平衡关系，试确定压力控制器PC 22的正反作用，以构成负反馈控制系统。
（3）假设该系统初态为稳定状态，当蒸汽用量增加或减少时，试描述该系统的自动控制过程。
燃料F A图5 锅炉空燃比逻辑比值控制方案6. 某一换热器如图6所示，要求采用蒸汽流量R V控制工艺介质的出口温度T2。
试依据下列情况设计相应的控制方案，并给出带控制的流程图。
情况#1：工艺介质流量R F与蒸汽入口压力P V均比较稳定；情况#2：R F稳定，而P V变化频繁；情况#3：R F 变化频繁，而P V比较稳定；情况#4：R F 与P V均变化频繁。
蒸汽凝液图6 换热器被控对象7．考虑某一氨冷却器，控制目标为维持工艺介质出口温度T的恒定，操作变量为液氨的流量R a，目前采用如图7所示的单回路控制方案。
操作经验表明该方案存在一定的危险性：当工艺介质入口温度过高时，温度控制器TC31将大幅度地增加液氨流量，这样可能导致氨冷却器内的液面过高，使液氨进行氨气管线而损坏压缩机。
工艺过程要求控制工程师设计一新的控制方案以防止液面超高，这里假设控制阀为气开阀。
（1）试设计一个多回路控制方案，以实现正常情况下的温度定值控制，同时确保异常情况下氨冷却器内液位也不会超上限（液位上限对应的测量值为L max），并将控制方案标注在工艺流程图上；（2）画出该控制系统的控制方块图，并标明每一个方块的输入输出信号；（3）确定每一个控制器的正反作用，以构成负反馈控制回路；（4）假设所有的控制器均采用PI控制律，试提出相应的防积分饱和措施，并给出控制器的内部结构；（5）假设新的控制系统初态为稳定状态，且液位较高但不超上限。
若此时工艺介质入口温度突然大幅度升高，试描述该系统的自动控制过程。
汽氨图7 氨冷却器工艺介质出口温度单回路控制方案8．考虑如图8 所示的油罐，要求隔离外部的空气，以避免油品氧化或污染环境，工业上常用N2作为气封气体。
为保护油罐，要求通过调节进气阀与排空阀来控制罐顶压力P，使其稳定并略大于大气压。
为安全起见，进气阀V A为气开阀，而排空阀V B为气关阀。
图中，u1、u2分别为施加到控制阀上的实际控制信号，可操作范围均为0 – 100%。
（1）试设计一个控制方案以实现上述要求，并将其标注在工艺流程图上；（2）描述该控制系统的控制方块图，并标明每一个方块的输入输出信号；（3）给出两控制阀的分程函数（假设压力控制器的输出为u，可操作范围为0 – 100%）；（4）确定控制器的正反作用，以构成负反馈控制回路；（5）若该控制系统初态为稳定状态、且无进出油品，若此时环境温度突然下降，试描述该系统的自动控制过程。
气源2图89．天然气（主要成分为CH4）能够在催化剂的作用下与水蒸汽发生下列反应：CH4 + H2O = 3H2 + CO以产生H2与CO，而H2为氨合成的重要原料之一。
在工业生产过程中，天然气与水蒸汽的比值须满足以下条件：（1）在正常工况下，天然气与水蒸汽的比值应维持恒定；（2）控制系统应确保在任意动态条件下水蒸汽的相当过量。
试设计一逻辑比值控制系统以满足上述要求，并标注在工艺流程图上。
此外，若生产要求提高H2产量，试说明你的控制系统如何实现自动调节。
天然气图910．某一连续放热反应器如图10所示，其反应方程为A + B→C，仅有的控制回路为反应温度单回路控制，其操作变量为冷却水量。
（1）试设计一控制方案，以使进入反应器的两物料流量之比恒定，即满足R = F A / F B，其中R为过程所希望的流量比值；（2）操作经验显示：冷却水温度变化频繁，为过程主要干扰之一，试改进原控制方案，以改善反应温度的控制性能；（3）操作经验也显示，在某些特殊情况下，冷却系统可能不能提供充足的冷却量；此时控制反应温度TT17唯一的手段是减少反应物流量。
试设计一控制方案以自动实现上述要求。
注：当冷却量充分时，该方案要求能返回到正常状态，即：反应物流量可由人工根据生产任务设定。
图10 放热反应器控制方案11．某一管式加热炉如图11所示，用于产生饱和蒸汽。
液态水经该加热炉加热后，形成饱和蒸汽与水的混合物；该水汽混合物经后续的分离罐分离成饱和蒸汽与饱和水。
工艺工程师定义该加热炉的效率为饱和蒸汽质量流量占进炉液态水的比率（称为汽化率），期望的汽化率为80%。
（1） 试设计一个比值控制方案以维持空燃比稳态恒定、动态过程空气过量，并标注在过程流程图上；（2） 设计一控制方案：通过操作燃料流量以使汽化率维持在期望值，并在过程流程图上加以标注；（3） 若控制器FC30的设定值突然提量，试说明整个控制系统的自动调节过程（假设各控制阀均处于可调范围内）。
燃料空气图 1112. 某一精馏塔两端产品质量控制系统如题图12所示，并选择 T 1（精馏段灵敏板温度）、T 2（提馏段灵敏板温度）为被控变量；而操作变量为R L （冷回流量）、R V （塔底加热蒸汽量）。
在某一稳定操作工况下，经阶跃响应测试，得到下列对象特性⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-++-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---Vsp Lsp s s s m m R R e s e s e s s T T 224215.00.1145.2142.1135.3。
（1） 试计算两个质量控制回路之间的静态增益阵及其相对增益矩阵，并分析上述配对是否合适；（2） 请设计静态前馈解耦控制系统，并在流程图上予以表示；（3） 若需要降低精馏段灵敏板温度T 1的设定值，试解释该解耦控制系统的动态调节过程，并与原多回路控制方案的调节过程进行比较。
R V图12 精馏塔两端产品质量控制系统13．某一调合过程如图13所示，调合罐为恒液面装置，两进料的流量分别为F1、F2，经调合进行后续工艺。
希望通过调节两进料流量F1、F2来控制混合物的总流量F与浓度C，主要干扰来自两进料浓度C1、C2的缓慢变化（假设C1＞C2）。
（1）试设计相应的多变量控制方案以满足上述控制要求，同时减少回路间的耦合，并将控制方案标注在流程图上；（2）当混合物总流量需要增加时或进料浓度C1增大时，你的控制方案如何工作，如何能减少回路间的耦合？C F图1314．某炼油厂汽油催化重整装置预分馏塔如图14所示，其操作目标是切除进料中的轻组分，为后续重整反应器提供原料。
工艺工程师提出的要求包括：（1）塔底产品流量R B必须恒定，（2）提馏段灵敏板温度T S、回流罐液位L D与塔底液位L B 需要得到有效的控制；而可操作变量包括进料量R F、回流量R L、塔顶产出量R D与加热蒸汽量R S。