过控习题整理
过控试题及答案
过控试题及答案一、单选题（每题2分，共10分）1. 以下哪个选项不是过程控制的组成部分？A. 传感器B. 执行器C. 显示器D. 变压器答案：D2. PID控制器中的“P”代表什么？A. 比例B. 积分C. 微分D. 反馈答案：A3. 在过程控制系统中，哪一个参数是用来衡量系统响应速度的？A. 延迟时间B. 稳态误差C. 振荡频率D. 响应时间答案：D4. 过程控制中，开环控制和闭环控制的主要区别是什么？A. 开环控制没有反馈B. 闭环控制没有传感器C. 开环控制没有执行器D. 闭环控制没有控制器答案：A5. 在过程控制中，哪个术语用来描述系统输出与期望输出之间的差异？A. 误差B. 偏差C. 反馈D. 调节答案：A二、多选题（每题3分，共15分）1. 过程控制系统中常见的干扰类型包括哪些？A. 温度变化B. 压力变化C. 人为操作D. 电磁干扰答案：A、B、D2. 以下哪些因素会影响过程控制系统的稳定性？A. 控制器增益B. 系统延迟C. 传感器精度D. 执行器响应时间答案：A、B、D3. 过程控制系统中，调节器的调节规律包括哪些？A. 比例B. 积分C. 微分D. 非线性答案：A、B、C4. 下列哪些设备是过程控制系统中常用的传感器？A. 温度传感器B. 压力传感器C. 流量传感器D. 位移传感器答案：A、B、C、D5. 在过程控制系统设计中，哪些是设计者需要考虑的因素？A. 控制精度B. 系统成本C. 操作简便性D. 系统安全性答案：A、B、C、D三、判断题（每题1分，共5分）1. 过程控制系统中的控制器总是需要反馈信号。
（对/错）答案：错2. PID调节器可以同时调节比例、积分和微分三个参数。
（对/错）答案：对3. 过程控制系统中的开环控制比闭环控制更稳定。
（对/错）答案：错4. 过程控制系统的延迟时间越短，系统响应越快。
（对/错）答案：对5. 过程控制系统中的传感器和执行器可以互换使用。
过控练习题
1、现测得直线流量特性的相关数据见下表，试分别计算其相对开度在10﹪、50﹪、80﹪各变化10﹪时的相对流量变化量，并据此分析它对控制质量的影响。
2、如图的液位储槽，生产工艺要求储槽内的液位常常需要维持在某个设定值上，为确保生产过程的安全，还要绝对保证液体不产生溢出。
要求设计一个简单的控制系统1、 画出系统原理图2、选择被控参数、控制参数、测量元件、变送器、调节阀3、 选择调节器，包括调节规律和正反作用调节器（写出过程）3、如图所示，q1为过程的流入量, q2为流出量，h 为液位高度，c 为容量系数，若以q1为过程的输入量，h 为输出量，假设R1、R2为线性液阻。
要求： 1、列出该液位过程的微分方程组 2、求该液位过程的传递函数4如图所示两个水箱串联工作，其输入量为Q1，流出量为Q2、 Q3，液位h1、h2分别为两个水箱的水位，h2为被控参数，C1、C2为其容量系数，R1、R2、R12、R3为阀门的线性液阻。
要求：（1）列出液位过程的微分方程组；（2）试求液位过程的传递函数())()(120S Q S H S G =。
5、如图为加热炉温度控制系统，试分析调节阀的气开还是气关，分析调节器的正反作用（写出过程），并写出负反馈验证过程6、如图所示换热器，用蒸汽将进入其中的冷水加热到一定温度。
生产工艺要求热水温度维持在一定范围（-1℃≦△T≦+1℃），试设计一个简单温度控制系统。
要求：1、选择被控参数、控制参数、测量元件、变送器、调节阀2、选择调节器，包括调节规律和正反作用调节器（写出过程）7.某一定值控制系统，阶跃扰动响应曲线如图所示，求出稳态误差、衰减比、最大超调量8.下列参数（）不属于过程特性参数。
A.放大系数KB.时间常数TC.滞后时间τD.积分时间T I9.关于DDZ—Ⅲ型变送器，说法正确的是（）。
A.现场传输信号0~~10MAB. 电流传送电流接收C. 各单元由220V单独供电D. 现场传输信号为4~~20mA10.控制系统的准确性指标是（）。
过控复习
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。
过控33道例题
《过程控制仪表与系统》作业1-电压信号传输和电流信号传输各有什么特点？使用在何种场合？2-说明现场仪表与控制室仪表之间的信号传输及供电方式。
0-10mA的直流电流信号能否用于两线制传输方式？为什么？3-简单描述集散控制系统的结构和主要特点？4-何谓比例控制规律、积分控制规律和微分控制规律？它们各有哪些特点？5-什么是放大系数K，时间常数T和滞后时间 ？6-为什么积分控制规律一般不单独使用，而微分控制规律不能单独使用？7-一台DDZ一Ⅲ型温度比例控制器，测量的全量程为0～1000℃。
当指示值变化100℃，控制器比例度为80％，求相应的控制器输出将变化多少？8-试写出PID控制器的输入、输出之间的数学表达式，并说明其中各参数的意义。
9-某台DDZ一Ⅲ型比例积分控制器，比例度为100％，积分时间为2min。
稳态时，输出为5mA。
某瞬间，输入突然增加了0.2mA，试问经过5min后，输出将由5mA变化到多少？10-某台 DDZ一Ⅲ型比例积分微分控制器，其比例δ=80％，积分时间 TI=0. 4min，微分时间TD=2．4min，微分放大倍数KD=10。
假定输出初始值为 6mA。
在t=0+时施加 0．4mA 的阶跃输入信号。
试分别写出在该阶跃信号作用下，其比例、积分、微分的输出表达式，画出三部分的输出响应曲线，并计算出在t=24s时该控制器的输出电流为多少？11-何谓变送器的量程调整、零点调整和零点迁移？12-什么是FSK信号？HART协议通信方式是如何实现的？13-简述电容式差压变送器的工作原理。
14-气动执行器是如何实现正反作用的？什么叫气开阀，什么叫气关阀？根据什么原则选择调节阀的气开气关型式？15-何谓调节阀的流量特性？常用的流量特性有哪几种？。
理性情况下和工作情况下有何不同？16-有两个调节阀，其可调比R1=R2=30，第一个阀的最大流量Q1max=100m3/h，第二个阀的最大流量Q2max=4m3/h，采用分程调节时，可调比可在达到多少？17-已知阀的最大流量Qmax=50m3╱h，可调范围R=30。
过控考点及类似原题
一、单选题1、仪表的精度等级AB2、热电偶、热电阻D3、PID调节P，Ti，Td对系统的影响4、阀门S的含义作用阀门全开时，阀前后最小压差△P Tmin与总压力△P之比。
S=1时，工作流量特性即为固有流量特性随着S减小，可调范围减小，流量特性变形程度加大，一般S不低于0.35、阀门以及控制器的正反作用怎么判断，稳定性……C6、串级控制规律。
D、D7、比例度P=1/K *100%8、集散控制包含……B9、控制系统的单项指标：超调量、调节时间……稳定性：衰减比、衰减率准确性：最大动态偏差A，超调量，余差（残差）快速性：调节时间，振荡频率10、差压变送器正负迁移A11DDZ-3AB12阀门参数C（流量系数）B13控制器、传感器，变送器的符号表示C14串级控制：主副调节器B、D15电磁式流量计能测什么，不能测什么测导电液体流量（高粘度的，含有纤维和固体颗粒的流体）,不能测油类和气体16智能变送器有哪些功能，没有哪些功能17单项性能指标稳定性：衰减比、衰减率准确性：最大动态偏差A，超调量，余差（残差）快速性：调节时间，振荡频率18纯滞后对控制系统的影响（1，2，）D19串级控制系统B20分程控制（超纲）CB21集散控制D22 DCS怎么理解，哪些功能P284-290现场控制站功能：反馈控制功能，运算功能，报警功能，通信功能，顺序控制功能集散控制系统的操作站三大功能：以系统生成维护为主的工程功能，以监视运行记录为主的操作功能，与现场控制站和上位计算机交换信息的通信功能以及运行数据文件的存储管理功能23阀门气开气关怎么选（正反作用）-有图24一阶惯性系统开度大小对……A25 P，PI，PD，PID怎么选择（书上的表）1、比例控制（P）适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺上没有提出无差要求的系统，2、比例积分控制（PI）适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺参数不允许有余差的系统。
3、比例微分控制（PD）适用于控制通道滞后较大的系统。
过控习题参考答案
课后习题参考答案第一章2-(4)解：控制系统框图：被控过程：加热器+汽包被控参数：汽包水位控制参数：上水流量干扰参数：蒸汽流量变化----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第二章2-(1)解:1)△=±6°C2)γ=±1.2%，即仪表精度等级为1.5级3)γ=±1.4%，即仪表精度等级为1.5级----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第三章1-(2)解：由式δ=1/Kc×100% 可得: Kc =1比例积分作用下Δu 可由下式计算得出：Δu= Kc[ e(t)+1/TI∫e(t)dt ]=3mAu = Δu +u(0) = 3mA + 6mA = 9mA经过4min 后调节器的输出9mA.1-(6)解：调节器“正”作用-----调节器输出随测量值增加而增加。
“反”作用-----调节器输出随测量值增加而减小。
2-(1)解：V PD/V i=a(1+nR D C D S)/n(1+R D C D S)令n=K D，nR D C D=T D，则有V PD/V i= a(1+T D S)/n(1+T D S/K D)V o/V PD= -C T(1+1/mR T C T S)/C M(1+1/KR T C M S)= - C T (1+1/T T S)/C M(1+1/K T T T S) 其中K T=KC M/mC T , T T=mR T C T∴V o/V i= - a C T（1+T D S）（1+1/T T S）/ n C M(1+T D S/K D)( 1+1/K T T T S)2-(5)解：调节器选气开型。
过控试题123
1、问答题（15分，每题3分）[1]串级控制系统几个测量点？几个控制目标？简单均匀控制几个测量点？几个控制目标？[2]双重控制系统（也叫阀位控制VPC），其中一个控制器测量的是过程变量，如温度，而另一个控制器测量值是什么？整个控制系统主要特点是什么？[3]比值控制系统一般用乘法器还是除法器实现？为什么？如何选择主动量和从动量？对DDZ-Ⅲ仪表，写出仪表比值系数公式和乘法器给定公式I K，其中Q A Q Amax为主动量流量和量程，Q B Q Bmax为从动量流量和量程，r为流量比值。
(若差压法测量流量，选用开方器)[4]控制阀为何设有不同的流量特性？一般有哪几种特性？[5]在液位控制系统中，由于入口液流溅落到液位上，使液位测量噪声很大，在这种情况下，如何选择PID参数，为什么？2、（20分）图1为压力控制实验装置流程。
[1]试分析调节阀气开/气关型式（压力罐耐压0.1MPa），并分析控制器PC的作用方式。
[2]为了快速克服干扰的影响，请设计一串级控制系统，并分别给出主、副控制器的作用方式。
（画出带控制点工艺流程图）图1 压力实验装置3、（20分）如图2所示工业油罐，某种油品和空气有反应。
为了防止油和空气反应，需加入N2将油和空气隔离。
为恒定油罐内N2压力，[1]请在入口和出口设计两个调节阀，说明调节阀气开/气关方式，并设计一分程控制系统，画出带控制点工艺流程图，说明控制器作用方式。
[2]画出入口阀和出口阀分程关系图。
图2 工业油罐4、（20分）如图4所示锅炉燃烧系统，为了防止燃气压力过高，而使燃烧器脱火，请设计一超驰控制系统。
画出带控制点工艺流程图，标明阀门作用方式，选择两个控制器正反作用，选择低选或高选。
图4 锅炉燃烧系统简图5、（25分）图3为一工业用冷却器，为了使热流体出口温度恒定，[1]（5分）请设计一温度控制系统。
画出带控制点工艺流程图。
为了使气氨不带液，选择控制阀气开/气关方式，选择温度控制器正反作用。
4章过控习题参考答案(可编辑修改word版)
第五章前馈控制系统5．1 前馈控制与反馈控制各有什么特点？答：反馈控制的特点：优点：能够克服各种干扰。
只要干扰对被控变量造成影响，就有控制校正作用。
缺点：反馈控制不及时，是一个有差控制系统。
反馈控制系统只有被控变量在干扰作用下出现偏差时，才有校正作用，干扰总存在，偏差总存在。
前馈控制的特点：（1）前馈控制根据干扰进行，控制及时。
如果前馈控制规律恰当，理论上可完全消除干扰的影响（2）前馈控制是一种开环控制，被控变量并不经测量反馈到输入端。
不能保证控制效果。
（3）前馈控制需要对干扰进行测量，才能进行控制。
通常只测量一种干扰，因而只能克服一种干扰。
（4）前馈控制器的控制规律是通过对干扰通道与控制通道的特性计算而得是一种专用的控制器，在工程上，精确的通道特性难以获取，精确的前馈控制规律难以实现。
5．2 纯前馈控制在生产过程中为什么很少采用？答：单纯的前馈由于存在以下两三方面问题，其控制效果往往并不理想，因此在生产中很少使用。
这主要表现在：（1）单纯前馈是一种开环控制，不能保证控制效果。
不存在被控变量的反馈，即对于补偿的效果没有检验的手段。
这样，在前馈作用的控制结果并没有最后消除被控变量偏差时，系统无法得到这一信息而作进一步的校正。
（2）单纯前馈通常只能克服一种干扰。
由于实际工业对象存在着多个干扰，为了补偿它们对被控变量的影响，势必要设计多个前馈通道，因此单纯前馈就不能很好控制。
（3）准确的的前馈控制规律工程上难以实现。
5．3 前馈---反馈控制具有哪些优点？答：前馈--反馈系统的优点：前馈控制系统与反馈控制系统优势互补，主要表现在：（1）过渡过程时间、超调量大大降低。
由于引入了前馈控制，当主要干扰一出现时，同步施加了一个前馈校正作用，消除或大大降低了对被控变量的影响，因而使反馈控制的超调量、过渡过程时间大大降低。
前馈补偿了反馈的缺点。
（2）反馈回路的存在，为前馈控制的工程实现创造了条件。
前馈不能补偿的部分可由反馈校正，降低了前馈控制模型的精度要求，便于工程实现。
过控课后答案整理小字版
其中：
2－3．设矩形脉冲响应幅值为2 t/h ，脉冲宽度为△t＝10min，某温度过程
的矩形脉冲响应记录数据如下：
t(min) 1 3 4 5 8 10 15 16．5
Y(℃) 0． 1．7 3．7 9．0 19． 26． 36． 37．
46
040 5
t(min) 20 25 30 40 50 60 70 80
151 213 239 262 311 329 338 350 351 被控对象：按工艺要求分析，通过给水增加时，被控制参数的 液位也会增加。所以K0为“＋”； 变送器一般视为正作用。 控制器的正、反作用判断关系为： （控制器“？”）·（控制阀“－”） ·（对象“＋”） ＝“－”根据判断关系式，调节器应为正作用。
∴0.2≤0.38≤1 根据动态特性整定公式有：
TI＝0.8 T0 ＝0.74 min 6－10 对某过程控制通道作一阶跃实验，输入阶跃信号Δμ＝5，阶跃 响应记录数据如表所示。
（1） 若过程利用一阶加纯时延环节来描述，试求K0、T0、 τ0
（2） 设系统采用PI调节规律，按4：1衰减比，用反应曲线法
出时间参数T1、T2 ： 由A1＝7，B1＝0.1 ， t1＝10s 由 A2＝5，B2＝0.1 t2＝6s该过程的数学模型：第六章 思考题与习题
过控复习
(4)画出该系统的方块图，并简述其工作原理。
选择性控制
(1) 画出该系统的控制流程图和方块图；
(2) 确定调节阀的气开、气关形式和调节器的正、反作用形式；
(ห้องสมุดไป่ตู้) 确定选择器的高低类型。
(4) 简述该系统的工作原理。
填空
1.过程控制系统组成。
2.仪表选择。
3.零点迁移、零点调整、量程调整
4.常用的标准节流装置有
5.常用的模拟显示仪表种类。
6.DDZ-Ⅲ型控制器信号。
7.直线流量特性是指控制阀的相对流量与相对开度呈（ ）关系；它的阀门在小开度时调节作用（ ），而在大开度时调节作用（ ），这对控制系统是不利的。
8.（ ）表征了比例控制作用的强弱，它的值越大，控制作用（ ）；（ ）表征了积分控制作用的强弱，它的值越大，控制作用（ ）；（ ）表征了微分控制作用的强弱，它的值越大，控制作用（ ）。
8.电动执行器的特点。
9.何为均匀控制？均匀控制方案
10.什么是生产过程的软保护措施和硬保护措施？
分析题
串级控制
1)控制系统的方块图。
(2)调节阀的气关、气开形式。
(3)主、副调节器的正、反作用方式。
(4)如果主要干扰是蒸汽压力波动，试简述其控制过程。
分程控制
(1)A、B两调节阀的气关、气开形式。
(2)每个阀的工作信号段（假定分程点为0.06Mpa）。
9.控制系统过渡过程的形式分类
10. DDZ-Ⅲ型温度变送器与各种类型的（ ）、（ ）配套使用，将温度或温差信号转换成（ ）mA、（ ）V DC的统一标准信号输出。
11. DDZ-Ⅲ型控制器的给定值如何给定
12.典型的理想流量特性有。
过控复习资料
过控复习资料一、填空、选择、判断1、一个过程控制系统主要由被控对象、检测元件、变送器、调节器和调节阀等几部分组成，或者说一个过程控制系统由被控对象和检测控制仪表组成。
2、闭环自动控制系统中，给定值R，测量值Z和偏差e三者之间的关系是e=R-Z3、集散控制系统的特点结构分散、控制分散、管理集中。
4、定值控制系统是基于偏差进行控制的，而前馈控制系统是基于扰动进行控制的；前者是闭环控制，后者是开环控制。
5、按过程控制系统的结构特点，过程控制系统可以分为反馈控制系统，前馈控制系统，复合控制系统。
6、过程控制系统的控制过程多属慢过程、大惯性、非线性。
7、仪表精度等级越高，价格越贵，维护要求也越高。
8、精度是反映系统稳态误差大小的术语，精度越高，误差越小。
9、弹性式压力表是利用弹性元件在被测介质的压力作用下产生弹性形变的原理而制成的；电气式压力表是将被测压力转化为电量的变化。
10、活塞压力计的工作原理是静压平衡原理。
11、使用热电偶测温时，冷端温度补偿的作用是保持冷端温度在0℃；使用补偿导线的作用是保持冷端温度恒定。
使用热电阻测量温度时，应采用三线制接法。
12、零点调整或零点迁移是调变送器输入输出特性的零点，包括零点正迁移和负迁移；量程调整是调变送器输入输出特性的斜率。
（含义）13、差压式流量计是利用流体经过节流元件（孔板）前后产生的压力差来实现流量测量的（即节流原理）。
安装孔板时，孔板中心必需和管道中心（轴线）重合，孔板端面与管道轴线垂直，孔板尖锐的一侧应迎着流向为入口侧。
14、使用压力检测仪表测量压力时，为了保证测量精度，被测压力的最小值，一般应不低于仪表量程的1/3；在确定仪表量程时应留有余地，即测量较平稳压力时，压力表的上限值应为被侧压力最大值的4/3倍，测量波动较大压力时，压力表的上限值应为被侧压力最大值的3/2倍。
15、电磁流量计既不是容积式流量计，也不是恒压降式流量计，而是一种速度式流量计。
16、可燃气体报警探头不能用来检测氧气的浓度。
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。
过程控制习题库含答案
单选题
执行机构当信号压力增大时，推杆下移的叫
正作用I反作用I气开式I气关
式
A
单选题
当执行机构为正作用，阀体为正装时。则为
正作用I反作用I气开式I气关式
C
单选题
下列控制系统中，哪些是开环控制
定值控制I随动控制I前馈控制I程序控制
C
单选题
衰减比是控制系统的O指标
快速性I可靠性I稳定性
C
单选题
实现给水全自动调节必须对水位测量信号进
ABC
多选题
自动调节系统中自动化装置包括
()O
变送器I调节器I调节阀I调节对象
ABC
多选题
有自平衡能力的对象可统一用
()特征参数表示。
迟延时间11响应速度£I自平衡率P
ABC
多选题
串级控制系统调节器参数整定的方法有
()O
逐步逼近整定法I两步整定法
I一步整定法
ABC
多选题
BT200手持终端有哪些功能
修改零点I修改量程I修改精度I诊断故障
行（）0
温度修正I压力修正I误差
B
单选题
对调节系统最不利的干扰作用是（）
阶跃干扰I尖脉冲干扰I宽脉冲干扰I随机干扰
B
单选题
理想的调节过程衰减比为（）o
2:113:1|4:1
C
单选题
自动调节系统中都采用（）。
正反馈I负反馈I正负反馈均可以
B
单选题
控制系统的偏差是（）。
给定值减去测量值I测量值减去给定值I测量值与给定值差值的绝对值
（）O
位置型I增量型I速度型I偏差系数型
ABCD
多选题
常规控制规律的描述方法有（）。
过控思考题及习题全
第一章思考题及习题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？答：所谓“通道”,就是某个参数影响另外一个参数的通路,这里所说的控制通道就是控制作用(一般的理解应当是控制器输出)U(s)对被控参数Y（s）的影响通路(一般的理解是控制作用通过执行器影响控制变量，然后控制变量通过被控对象再影响被控参数，即广义对象上的控制通道)。
同理，干扰通道就是干扰作用F（s）对被控参数Y(s)的影响通路。
干扰通道的特性对控制系统质量影响如下表所示。
控制通道的特性对控制系统质量影响如下表所示1。
2如何选择控制变量?答：①所选控制变量必须是可控的。
②所选控制变量应是通道放大倍数比较大者，最好大于扰动通道的放大倍数。
③所选控制变量应使扰动通道时间常数越大越好，而控制通道时间常数应适当小一些为好，但不易过小。
④所选控制变量其通道纯滞后时间应越小越好。
⑤所选控制变量应尽量使干扰点远离被控变量而靠近控制阀。
⑥在选择控制变量时还需考虑到工艺的合理性。
一般来说,生产负荷直接关系到产品的产量，不宜经常变动，在不是十分必要的情况下，不宜选择生产负荷作为控制变量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?答：当G c（s）=K c时，即控制器为纯比例控制，则系统的余差与比例放大倍数成反比,也就是与比例度δ成正比,即比例度越大，余差也就越大。
K c增大、δ减小，控制精度提高（余差减小)，但是系统的稳定性下降。
1.4 4:1衰减曲线法整定控制器参数的要点是什么？答：衰减曲线法是在系统闭环情况下，将控制器积分时间T i放在最大,微分时间T d放在最小，比例度放于适当数值（一般为100%），然后使δ由大往小逐渐改变，并在每改变一次δ值时，通过改变给定值给系统施加一个阶跃干扰,同时观察过渡过程变化情况。
如果衰减比大于4：1，δ应继续减小，当衰减比小于4：1时δ应增大，直至过渡过程呈现4：1衰减时为止.找到4：1衰减振荡时的比例度δs，及振荡周期T s.再按经验公式,可以算出采用不同类型控制器使过渡过程出现4:1振荡的控制器参数值。
过控课后答案整理小字版
第一章 思考题与习题1－2 图1.6为温度控制系统，试画出系统的框图，简述其工作原理；指出被控过程、被控参数和控制参数。
解：乙炔发生器中电石与冷水相遇产生乙炔气体 并释放出热量。
当电石加入时，内部温度上升，温度 检测器检测温度变化与给定值比较，偏差信号送到控 制器对偏差信号进行运算，将控制作用于调节阀，调 节冷水的流量，使乙炔发生器中的温度到达给定值。
系统框图如下：被控过程：乙炔发生器 被控参数：乙炔发生器内温度 控制参数：冷水流量1－3 常用过程控制系统可分为哪几类? 答：过程控制系统主要分为三类：1. 反馈控制系统：反馈控制系统是根据被控参数与给定值的偏差进行控制的，最终达到或消除或减小偏差的目的，偏差值是控制的依据。
它是最常用、最基本的过程控制系统。
2．前馈控制系统：前馈控制系统是根据扰动量的大小进行控制的，扰动是控制的依据。
由于没有被控量的反馈，所以是一种开环控制系统。
由于是开环系统，无法检查控制效果，故不能单独应用。
3. 前馈－反馈控制系统：前馈控制的主要优点是能够迅速及时的克服主要扰动对被控量的影响，而前馈—反馈控制利用反馈控制克服其他扰动，能够是被控量迅速而准确地稳定在给定值上，提高控制系统的控制质量。
3－4 过程控制系统过渡过程的质量指标包括哪些内容？它们的定义是什么？哪些是静态指标？哪些是动态质量指标？答：1. 余差(静态偏差）e ：余差是指系统过渡过程结束以后，被控参数新的稳定值y(∞)与给定值c 之差。
它是一个静态指标，对定值控制系统。
希望余差越小越好。
2. 衰减比n:衰减比是衡量过渡过程稳定性的一个动态质量指标，它等于振荡过程的第一个波的振幅与第二个波的振幅之比，即：n ＜1系统是不稳定的，是发散振荡；n=1,系统也是不稳定的，是等幅振荡；n ＞1,系统是稳定的，若n=4,系统为4：1的衰减振荡，是比较理想的。
衡量系统稳定性也可以用衰减率φ4．最大偏差A ：对定值系统，最大偏差是指被控参数第一个波峰值与给定值C 之差，它衡量被控参数偏离给定值的程度。
过控复习——精选推荐
过控复习⼀、填空题1. 过程控制是⽣产过程⾃动化的简称。
2. 从控制的⾓度，通常将⽣产过程分为三类，即连续型、离散型和混合型。
3. ⼯业⽣产对过程控制的要求归纳起来主要有三个⽅⾯，即安全性、稳定性和经济性。
4. 被控过程是指通过⼀定物质流或能量流的⼯艺设备。
5. 过程控制系统主要由被控过程和⾃动化仪表两部分组成。
6. 按设定值的不同控制系统可分为定值控制系统、随动控制系统和顺序控制系统。
7. 按照能源形式的不同⾃动化仪表可分为液动、⽓动和电动等。
8. 按照安装场地的不同⾃动化仪表可分为现场类仪表与控制室仪表。
9. 按照信号类型⾃动化仪表可分为模拟和数字。
10. 过程参数检测仪表通常由传感器和变送器组成。
11. 传感器通常由敏感元件和转换元件组成。
12. 变送器是将输出信号变成统⼀标准信号的传感器。
13. 检测的⽬的是希望通过检测获取被检测量的真实值。
14. 检测误差是指检测仪表的测量值与被测物理量的真值之间的差值。
15. 检测误差按检测数据中呈现的规律性可分为系统误差、随机误差和粗⼤误差。
16. 检测仪表的基本特性可分为固有特性和⼯作特性。
17. 随时间变化出现的漂移称为时漂；随环境温度变化⽽出现的漂移称为温漂。
18. 动态误差是指被测参数在⼲扰作⽤下处于变动状态时仪表的输出值与参数实际值之间的差异。
19. 温度是表征物体冷热程度的物理量。
20. 从测温元件与被测介质接触与否可分为接触式测温和⾮接触测温。
21. 冷端温度校正的常⽤⽅法有查表校正法和电桥补偿法。
22. 执⾏器由执⾏机构和调节机构两部分组成。
23. 电动执⾏机构根据配⽤的调节机构不同，其输出⽅式有直⾏程、⾓⾏程和多转式三种类型。
24. 调节阀的流量特性，是指控制介质流过阀门的相对流量与阀门相对开度之间的关系。
25. 过程的数学模型可分为静态数学模型和动态数学模型。
26. 建⽴被控过程数学模型的⽅法主要有机⾥演绎法、实验辨识法和混合法。
过控考试试卷和答案
过控考试试卷和答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 过控专业的核心课程是（）。
A. 机械设计A. 过程控制B. 过程装备与控制工程D. 材料科学2. 过程控制中，下列哪个不是控制元件（）。
A. 传感器B. 控制器C. 执行器D. 被控对象3. 过程装备与控制工程中，下列哪个不是过程装备（）。
A. 反应器B. 换热器C. 压缩机D. 计算机4. 过控系统中，下列哪个不是控制系统的组成部分（）。
A. 被控对象B. 控制器C. 传感器D. 操作员5. 过程控制中，下列哪个不是控制系统的分类（）。
A. 开环控制B. 闭环控制C. 线性控制D. 非线性控制6. 过控系统中，下列哪个不是传感器的作用（）。
A. 检测被控变量B. 将被控变量转换为电信号C. 放大电信号D. 将电信号转换为被控变量7. 过程控制中，下列哪个不是控制器的作用（）。
A. 比较设定值和被控变量B. 根据偏差计算控制信号C. 直接控制被控对象D. 输出控制信号给执行器8. 过控系统中，下列哪个不是执行器的作用（）。
A. 接收控制器的控制信号B. 将控制信号转换为机械动作C. 直接控制被控对象D. 反馈被控变量9. 过程控制中，下列哪个不是控制系统的性能指标（）。
A. 稳定性B. 快速性C. 准确性D. 经济性10. 过控系统中，下列哪个不是控制系统的设计步骤（）。
A. 确定控制目标B. 选择控制方案C. 选择控制器D. 选择被控对象二、填空题（每空1分，共20分）1. 过程控制的目的是实现对______的控制，以保证生产过程的______和______。
2. 过程控制的基本原理是______原理，即通过比较______和______，计算出控制偏差，然后根据偏差进行控制。
3. 过控系统中，传感器的作用是______被控变量，并将其转换为______信号。
4. 控制器的作用是______设定值和被控变量，根据偏差计算出______信号，并输出给执行器。
过控习题参考答案
过控习题参考答案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。
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1.对于如图所示的压力控制系统，假设贮罐温度不变，主要干扰为P 1、P 2。
试指出该系统中的被控变量、操纵变量、扰动变量与被控对象，并画出该系统的方块图
2.对于如图所示的加热炉温度控制系统，试
(1)指出该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量、扰动变量; (2)画出该系统的方块图
3.(1) 列写过程微分方程组；(2) 画出方框图；(3) 求传递函数
P sp
sp )
()()(12s Q s H s G p
4.对于如图所示的加热炉温度控制系统，试
(1)指出该系统中的被控变量、操纵变量、扰动变量与控制目标; (2)画出该系统的方块图；
(3)选择控制阀的“气开-气关”形式;
(4)指出该控制系统的“广义对象”及物理意义。
思考题
⏹ 对于一般的自衡过程，分析采用纯比例控制器存在稳态余差的原因；
⏹ 引入积分作用可消除稳态余差的原因分析，以及为什么引入积分作用会降低闭环控
制系统的稳定性？
⏹ 引入微分作用可提高控制系统的稳定性，但为什么实际工业过程中应用并不多？ ⏹ 如何确定PID 参数？
5.(1)如何选择控制阀的 “气开气关”？
(2)如何选择温度控制器的正反作用，以使闭环系统为负反馈系统？
⏹ 对于一般的自衡过程，当设定值或扰动发生阶跃变化时，为什么采用纯比例控制器
会存在稳态余差？
⏹ 引入积分作用的目的是什么，为什么引入积分作用会降低闭环控制系统的稳定性？ ⏹ 引入微分作用的目的是什么，为什么实际工业过程中应用并不多？
燃料sp
sp
6.热平衡方程:
λ---冷凝潜热；C1--比热容 控制通道静态增益:
从静态增益补偿的角度
从动态特性变化的角度 (Why?)
7.控制器的正反作用选择
2111)(G T T G C λ=-1
1121
G G C G T K p ∝=∂∂=
λ凝液
G 1G
2
K
p
K
v
选等百分比阀
G
1G
2T p K v
选快开阀
稳定性变差
燃料油
8.有时前馈-反馈控制系统从其系统结构上看与串级控制系统十分相似。
试问如何来区分它们？试分析判断下图所示的两个系统各属于什么系统？说明其理由。
9.下图所示的换热器采用蒸汽加热工艺介质，要求介质出口温度达到规定的控制指标。
试分析下列情况下应选择哪一种控制方案，并画出带控制点的流程图与方块图。
（1）工艺介质流量G F 与蒸汽阀前压力P V 均比较稳定； （2）介质流量G F 比较稳定，但压力P V 波动较大；
（3）蒸汽压力P V 比较稳定，但介质流量G F 波动较大。
10.右图表示了NaOH 溶液的稀释过程，输入溶液浓度为20%，要求进一步用清水稀释成浓度为5%的溶液。
流量F 1、F 2的测量仪表均为线性变送器，仪表量程分别为0~30T/hr 和0~120T/hr ，并采用DDZ-Ⅲ型，K 为比值计算单元。
（1）求K 值与工艺比值的关系式；
（2）根据所描述的工艺情况，确定K 值；
（3）若F 1的变化范围为10~20T/hr ，试求取稳态条件下I 2与I 3的变化范围（用mA 表示）
F 2 ( 清水)
11.有一单闭环比值控制系统如图所示，其比值用DDZ-Ⅲ型乘法器来实现（图中的测量仪表是线性仪表）。
已知Q1max＝7000kg／h，Q2max＝4000kg／h。
要求：
（1）若已知I0＝18mA，求该比值控制系统的k＝？比值系数K=？
（2）待该比值系统稳定时，测得I1＝10mA，试计算此时的I2=？
12.左图表示大型氨厂的锅炉燃烧控制系统。
平时按蒸汽压力控制天然气量，但为了防止阀后天然气压力过高造成脱火，而增加了阀后压力超驰控制。
试确定控制阀的气开气关形式，以及阀后压力控制器的正反作用，选择器采用“高选”还是“低选”？在图上画出选择控制系统。
画出防积分饱和的信号联系
13.图示为加热炉出口温度控制系统方案之一。
工艺上规定要优先使用炼厂气A，只有在负荷增加后使用了炼厂气所能提供的最大限量还是不够时，才以燃料油B来加以补充。
试分析：控制方案是如何满足上述工艺要求的？
14.下图为化学反应器的过程控制系统：1）说明图中的控制策略属于哪类控制系统？2）最主要的被控变量是什么？最主要的操纵变量是什么？3）图中哪个控制器要整定的最慢，哪个控制器要整定的最快？为什么？4）阀门V1是气开还是气关？为什么？V2是气开还是气关？为什么？5）指出各图中控制器的正反作用，并给出选取的理由；6）给出图中控制规律的选取。
15.如图所示的精馏塔提馏段灵敏板温度控制回路很可能引起液泛。
假设液泛可以用塔底和塔顶压力之差来表征（压差太大表示可能存在液泛）。
请在此基础上设计一个液泛约束控制系统，以保证正常操作时按提馏段温度调节加热蒸汽流量，而当塔即将出现液泛时则要求调节加热蒸汽流量确保不发生液泛。
要求：
（1）画出带控制点的流程图与对应的方块图； （2）选择调节器的正反作用。
16.假设已知稳态增益： 计算λ11 ， λ33 ，λ12 ，λ31 ?
⎥
⎥
⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎣⎡=K 333231232221131211k k k k k k k k k
17.巳知过程的开环稳态增益矩阵
试推导其相对增益矩阵，并选择最好的控制回路。
分析此过程是否需要解耦。
18.对于锅炉汽包水位的控制问题，可采用如图所示的简化的三冲量控制系统。
假设调节阀为气关阀，要求
（1）结合汽包水位的控制对象，画出完整的系统方框图，并注明各方框图的输入输出变量意义；
（2）确定C 1， C 2， C 3与调节器的正反作用方向，并说明C 2与C 3数值确定方法。
⎪⎪
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⎫
⎝
⎛---=11
1061
.073
.036.036.058.0K。