过程控制试题及答案解析
自动化仪表与过程控制试题(含答案)
自动化仪表与过程控制试题(含答案)自动化仪表与过程控制试题题号一二三四五总分得分得分评卷人一、填空题(每空1分,共20分)1、测量温度的方法虽然很多,但从感受温度的途径来分,可以分为两大类:一类是( )的,即通过测温元件与被测物体的接触而感知物体的温度;另一类是( )的,即通过接收被测物体发出的辐射热来判断温度。
2、电动温度变送器,核心都是一个直流低电平电压—电流变换器,大体上都可分为( )、( )及( )三部分。
3、调节器的输出电路是一个电压—电流转换器,还承担( )的任务。
4、在数字控制系统中,当需要限制输出量的变化速率,以及需要实现自动/手动无扰切换等场合,使用增量算式有许多便利之处,所以有些控制系统中不直接计算y,而先算出( )。
n5、SLPC单回路控制器是按( )或( )的定周期节拍工作的。
6、DCS系统常采用多主站的令牌传送方式,在系统内,各( )和( )的地位都是相同的,没有固定的主站与从站划分。
7、集散控制系统的操作站主要有三大功能,即以系统生成、维护为主的( )功能,以监视、运行、记录为主的( )功能,以及与现场控制站和上位计算机交换信息的( )功能。
8、从结构来说,执行器一般由( )和( )两部分组成。
9、目前,用来测定对象动态特性的实验方法主要有( )、( )和( )三种。
10、为了克服用白色噪声作为输入,估算脉冲响应函数需要较长时间,可以采用( )信号作为输入探测信号。
得分评卷人二、判断题(每题1分,共10分)1、比例度P是一个无因次量,它表示在只有比例作用的情况下,能使输出量作满量程变化的输入量相对变化的百分数。
( )2、DDZ-?型调节器的运算电路是PD与PID两个运算电路串联组成的。
( )3、在混合过程PID算法的混合过程中要求的是瞬时流量的正负偏差积分为零( ) 4、SLPC型单回路控制器的指令共有46种。
( ) 5、一个功能块参数可分为三类:输入参数,输出参数及外含参数。
过程控制习题课
测量变送器和执行器与控制器(续)
题1:定值控制系统的过渡过程有几种形式?工程上一般要求为哪种过渡过程形式? 随动系统一般要求为哪种过渡过程形式? 答:五种,分别是:非周期发散过程、非周期衰减过程、发散振荡过程、等幅振荡 过程、衰减振荡过程等。 工程上一般要求为衰减振荡的过渡过程形式。随动系统一般要求为单调过程。 题2:一生产过程,被控对象为一阶特性,控制器为纯比例控制器,控制中还是发 生了衰减振荡过程?为什么?
Q2
R3
dh Q1 Q2 Q3 A dt R2 R3 h H s Wo ( s ) Q2 R2 Q1 s AR2 R3 s R2 R3 h Q3 R3
过程动态特性及建模(续)
R1 Q1
题2: (1) 列写过程微分方 程组;
h1 h2 Q12 R12
Q2
R2
将流量方程代入物料平衡方程, 即得到过程状态方程
过程动态特性及建模(续)
dh1 C1 Q1 Q2 Q12 , dt dh2 C2 Q12 Q3 dt h h Q2 1 , Q3 2 , R2 R3
h1 h2 Q12 R12
H1 ( s ) 1 Q1 (s) Q2 (s) Q12 (s), C1s
1 Q12 (s) Q3 (s) H 2 ( s) C2 s
H1 ( s ) H 2 ( s) Q2 ( s) , Q3 ( s) , R2 R3 H1 ( s ) H 2 ( s ) Q12 ( s) R12
5 如图所示为蒸汽加热器控制系统,若被控对象控制通道的传递函数为 Go s 7s 4 调节阀的传递函数为 GV s 1 控制器TC的传递函数为 GC s 1
大学_过程控制工程课后作业试题以及答案(邵裕森)
过程控制工程课后作业试题以及答案(邵裕森)过程控制工程课后作业试题以及答案(邵裕森版)《过程控制工程第2版》是06月机械工业出版社出版的图书,作者是邵裕森图书简介:编辑作/译者:邵裕森出版社:机械工业出版社出版日期:06月 ISBN:9787111076025 [十位:7111076028]内容提要:编辑过程控制作为自动化技术的重要组成部分,其发展很快,并已广泛地应用于石油、化工、电力、冶金、机械、轻工、原子能、环保等许多国民经济的重要领域。
.具有跨世纪学科特色的规划教材--《过程控制工程》,不仅介绍了过程建模,将数字检测、数字控制仪表与计算机控制贯穿于全书的各章节,使模拟与数字技术融于全书,而且突出了系统的工程设计与工程应用。
教材主要内容包括过程建模,模拟及数字检测控制仪表,简单系统与复杂系统设计,dcs和工程应用举例等。
..本书内容丰富新颖,能适应跨世纪人才培养需要,是工业自... [显示全部]图书目录:编辑前言.第一章绪论第一节过程控制发展概况第二节过程控制的特点第三节过程控制系统的组成及其分类第四节“过程控制工程”课程的性质和任务思考题与习题第二章过程建模和过程检测控制仪表第一节过程建模第二节过程变量检测及变送第三节过程控制仪表第四节其它数字式过程控制装置思考题与习题第三章简单过程控制系统--单回路控制系统的工程设计第一节过程控制系统工程设计概述第二节控制方案设计第三节检测过程控制工程第2版简介课程内容主要包括过程动态测试和建模、控制器的参数整定、单回路控制系统、复杂控制系统、先进控制系统以及典型的工业过程控制系统。
通过学习,要求掌握过程控制系统的控制原理和分析设计方法,具备分析和设计能满足实际工业生产需要的控制系统的技能;掌握常用控制仪表选用,能熟练地操作、运行、安装、校验与维护常用控制仪表,能熟练地调试并进行技术改造,能熟练地正确调试简单控制系统及常用复杂控制系统,较熟练地掌握简单控制系统的开发与组织实施能力。
过程控制系统试卷和答案
过程控制系统试卷C卷一、填空题〔每空1.5分〕〔此题33分〕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组成。
2、过程控制系统由工程仪表和被控过程两局部组成。
3、压力检测的类型有三种,分别为:弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测。
4、气动执行构造主要有薄膜式和活塞式两大类。
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、造成积分饱和现象的因是控制器包含积分控制作用,外因是控制器长期存在偏差。
二、名词解释题〔每题5分〕〔此题15分〕1、过程控制:指根据工业生产过程的特点,采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具,应用控制理论,设计工业生产过程控制系统,实现工业生产过程自动化。
2、串级控制系统:值采用两个控制器串联工作,主控制器的输出作为副控制器的设定值,由副控制器的输入去操纵调节阀,从而对住被控变量具有更好的控制效果。
3、现场总线:是指将现场设备与工业控制单元、现场操作站等互联而成的计算机网络,具有全数字化、分散、双向传输和多分枝的特点,是工业控制网络向现场级开展的产物。
三、简答题〔每题8分〕〔此题32分〕1、什么是PID,它有哪三个参数,各有什么作用"怎样控制.答:PID是比例-积分-微分的简称。
其三个参数及作用分别为:〔1〕比例参数KC,作用是加快调节,减小稳态误差。
〔2〕积分参数Ki,作用是减小稳态误差,提高无差度〔3〕微分参数Kd,作用是能遇见偏差变化趋势,产生超前控制作用,减少超调量,减少调节时间。
2、前馈与反响的区别有哪些.答:〔1〕控制依据:反响控制的本质是"基于偏差来消除偏差〞,前馈控制是"基于扰动消除扰动对被控量的影响〞。
过程控制系统题库(214道)
过程控制系统1、调节系统中不与调节对象方块相连接的信号是()。
——[单选题]A 给定值B 调节参数C 干扰D 被控变量正确答案:A2、当调节器加入积分调节规律后,能够达到()的目的。
——[单选题]A 减小系统震荡B 消除系统余差C 使系统更加稳定D 使过渡时间增加正确答案:B3、当工艺要求严格,不允许有较长时间的等幅振荡,这时不适合使用()对调节器参数进行整定。
——[单选题]A 经验凑试法B 临界比例度法C 衰减曲线法D 反应曲线法正确答案:B4、当系统运行后,发现阀门出现大幅的剧烈振荡,这时应调整调节器参数,使其()。
——[单选题]A 增大比例度增加积分时间B 减小比例度增加积分时间C 增大比例度减小积分时间D 减小比例度减小积分时间正确答案:D5、当系统运行不正常是,正确区分是工艺问题还是控制系统和仪表的故障问题,下面哪种不是经常使用的正确方法。
()——[单选题]A 记录曲线的比较B 控制室与现场仪表的比较C 两个不同系统间的比较D 控制室显示仪表与就地显示仪表比较正确答案:C6、在确定调节通道时下面的哪种说法不正确()。
——[单选题]A 调节通道的放大系数大一些好B 一般不选用主物料作调节参数C 调节通道的时间常数适当D 调节通道的纯滞后的时间影响不大正确答案:D7、判断一个控制器参数整定的好坏,是控制器的控制过程()。
——[单选题]A 越快越好B 没有余差C 有较大衰减比D 有较好的稳定性和快速性正确答案:D8、比例度越大,对调节过程的影响是()——[单选题]A 调节作用越弱B 调节作用越弱,过渡曲线变化快,振荡周期长,衰减比大C 调节作用越弱,过渡曲线变化缓慢,振荡周期短,衰减比大D 调节作用越弱,过渡曲线变化缓慢,振荡周期长,衰减比小正确答案:A9、积分时间越小,下列描述正确的是()。
——[单选题]A 积分速度越小B 积分速度越大,积分作用越强,消除余差越快C 积分速度越小,积分作用越弱,消除余差越弱D 积分速度越大,积分作用越弱,消除余差越弱正确答案:B10、定值控制系统是()固定不变的闭环控制系统。
过程控制试题一及答案
第1 页共5 页过程控制系统课程试卷一、填空题:1、简单控制系统由控制装置、调节阀、被控对象和测量元件或变送器四个环节组成。
2、动态前馈控制的设计思想是通过选择适当的前馈控制器,使干扰信号经过前馈控制器致被控量通道的动态特性完全复制对象干扰通道的动态特性,并使它们符号反(正、反),从而实现对干扰信号进行完全补偿的目标。
3、随着控制通道的增益K的增加,控制作用增强,克服干扰的能力减弱,系统的余差减小,最大偏差增大。
(增大、减小)4、调节器参数工程整定法包括有临界比例法、衰减曲线法、经验凑试法。
5、热电偶回路的热电动势由温差电动势和温差电动势和接触电动势两部分组成。
6、某调节器的TI=∞,TD及δ分别放在任一中间位置,则调节器具有比例微分作用。
7、4~20mADC模拟电流信号与1~5VDC模拟电压信号为电动单元组合仪表的国际标准。
8、某台测温仪表的测温范围为0~500℃,校验该表得到的最大绝对误差为±3℃,则该仪表的精度等级为一级。
9、当广义过程控制通道时间常数较大或容量滞后较大,应引入微分环节调节。
10、调节系统中调节器正、反作用的确定依据是:保证控制系统为负反馈。
二、选择题1、下面关于补偿导线说法不正确的有( B )(A) 补偿导线与对应的热电偶在0~100℃的温度范围内有相同的热电特性(B) 补偿导线无极性(C) 不同的热电偶用的补偿导线也不同(D) 热电偶测温时使用补偿导线是为了将冷端延伸到温度比较恒定的地方2、在单回路控制系统中,增大比例系数,下列说法不正确的是( A )A.衰减率增大 B.残差减小C.超调量增大 D.振荡频率升高3、下列(A )不是描述对象特性的参数。
A.过渡时间B.时间常数C.放大系数D.滞后时间4、在合成纤维锦纶生产中,熟化罐的温度是一个重要的参数,其期望值是一已知的时间函数,则熟化罐的温度控制系统属于(D )。
C. 正反馈控制系统D. 程序控制系统5、如图所示的液位控制系统是一个(B )。
过程控制课后习题答案及解析
..WORD完美格式..第1章自动控制系统基本概念~~1-3 自动控制系统主要由哪些环节组成?解自动控制系统主要由检测变送器、控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
~~ 1-5 题1-5图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所代表的意义。
题1-5图加热器控制流程图解PI-307表示就地安装的压力指示仪表,工段号为3,仪表序号为07;TRC-303表示集中仪表盘安装的,具有指示记录功能的温度控制仪表;工段号为3,仪表序号为03;FRC-305表示集中仪表盘安装的,具有指示记录功能的流量控制仪表;工段号为3,仪表序号为05。
~~~~~ 1-7 在自动控制系统中,测量变送装置、控制器、执行器各起什么作用?解测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、统一的输出信号(如气压信号或电压、电流信号等)送往控制器;控制器接受测量变送器送来的信号,与工艺上需要保持的被控变量的设定值相比较得出偏差,并按某种运算规律算出结果,然后将此结果用特定信号(气压或电流)发送出去执行器即控制阀,它能自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度,从而改变操纵变量的大小。
~~~1-8.试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量、操纵介质?解:被控对象(对象)——自动控制系统中,工艺参数需要控制的生产过程、生产设备或机器。
被控变量——被控对象内要求保持设定值的工艺参数。
控系统通常用该变量的名称来称呼,如温度控制系统,压力制系统等。
给定值(或设定值或期望值)——人们希望控制系统实现的目标,即被控变量的期望值。
它可以是恒定的,也可以是能按程序变化的。
操纵变量(调节变量)——对被控变量具有较强的直接影响且便于调节(操纵)的变量。
或实现控制作用的变量。
操纵介质(操纵剂)——用来实现控制作用的物料。
~~~1-11 题l-11图所示为一反应器温度控制系统示意图。
过程控制系统与仪表_课后答案
第1章 思考题与习题1-1 过程控制有哪些主要特点?为什么说过程控制多属慢过程参数控制?解答:1.控制对象复杂、控制要求多样2. 控制方案丰富3.控制多属慢过程参数控制4.定值控制是过程控制的一种主要控制形式5.过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成1-2 什么是过程控制系统?典型过程控制系统由哪几部分组成?解答:过程控制系统:一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。
组成:参照图1-1。
1-4 说明过程控制系统的分类方法,通常过程控制系统可分为哪几类?解答:通常分类:1.按设定值的形式不同划分:(1)定值控制系统(2)随动控制系统(3)程序控制系统2.按系统的结构特点分类:(1)反馈控制系统(2)前馈控制系统(3)前馈—反馈复合控制系统1-5 什么是定值控制系统?解答:在定值控制系统中设定值是恒定不变的,引起系统被控参数变化的就是扰动信号。
1-6 什么是被控对象的静态特性?什么是被控对象的动态特性?二者之间有什么关系?解答:被控对象的静态特性:稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。
被控对象的动态特性:。
系统在动态过程中,被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。
二者之间的关系:1-10 某被控过程工艺设定温度为900℃,要求控制过程中温度偏离设定值最大不得超过80℃。
现设计的温度定值控制系统,在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1-4所示。
试求该系统过渡过程的单项性能指标:最大动态偏差、衰减比、振荡周期,该系统能否满足工艺要求?解答:最大动态偏差A:衰减比n:振荡周期T:A<80, 且n>1 (衰减振荡),所以系统满足工艺要求。
2-5 有两块直流电流表,它们的精度和量程分别为1) 1.0级,0~250mA2)2.5级,0~75mA现要测量50mA的直流电流,从准确性、经济性考虑哪块表更合适?解答:分析它们的最大误差:1)∆max=250×1%=2.5mA;2)∆max=75×2.5%=1.875mA;选择2.5级,0~75mA的表。
过程控制系统章节练习题及答案 习题解答
过程控制系统章节练习题及答案习题解答1. 什么是过程控制系统?过程控制系统是一种用于监测、控制和优化工业过程的系统。
它通常由传感器、执行器、控制器和人机界面等组成。
过程控制系统的主要功能是收集过程数据、分析数据、做出决策并自动调整参数,以提高生产效率、产品质量和工作安全性。
2. 过程控制系统的主要组成部分有哪些?过程控制系统主要由以下几个组成部分组成:•传感器:用于收集流程中的各种参数,如温度、压力、流量等。
•执行器:根据控制器的指令,调整流程中的参数,如开关阀门、调节电动机速度等。
•控制器:根据传感器的反馈信号和设定值,计算控制算法,并生成控制信号送给执行器。
•人机界面:供操作人员监视和操作过程控制系统,如显示仪表盘、报警信息和设定参数等。
3. 过程控制系统的工作原理是什么?过程控制系统的工作原理可以简单描述为以下几个步骤:1.传感器收集流程中的各种参数,并将数据传输给控制器。
2.控制器接收传感器数据,与设定值进行比较,并计算出控制信号。
3.控制信号送给执行器,执行器根据控制信号的大小和方向来调整流程中的参数。
4.执行器调整参数后,传感器再次收集参数,并将数据传输给控制器。
5.控制器不断进行数据分析,判断是否需要调整控制算法,并生成新的控制信号。
6.过程控制系统循环执行上述步骤,以实现对工业过程的监控和控制。
4. 什么是开环控制和闭环控制?•开环控制:也称为无反馈控制,是指控制器输出信号不受过程参数变化的影响。
开环控制系统只根据预先设定的参数进行控制,没有考虑实际过程的反馈信息。
这种控制方式比较简单,但容易受到外界因素的干扰,控制精度较低。
•闭环控制:也称为有反馈控制,是指控制器根据过程的反馈信息来调整输出信号。
闭环控制系统通过与设定值进行比较,获取过程的实际状态,并根据反馈信息调整控制算法,从而实现对过程的精确控制。
闭环控制具有良好的鲁棒性和可靠性。
5. 过程控制系统常见的控制策略有哪些?过程控制系统常见的控制策略包括以下几种:•比例控制:根据当前误差的大小,按比例调整控制器输出信号。
统计过程控制SPC考试试题含答案
统计过程控制(SPC)课程培训测试题部门: 姓名: 分数:一、名词解释:1、变差:过程的单个输出之间不可避免的差别;变差的原因可分为两类:普通原因和特殊原因。
3.1 固有变差:仅由普通原因造成的过程变差,由? = R/d2来估计。
3.2 总变差:由普通原因和特殊原因共同造成的变差,用?S来估计。
2、特殊特性:可能影响安全性或法规的符合性、配合、功能、性能或产品后续生产过程的产品特性或制造过程参数。
3、标准差:过程输出的分布宽度或从过程中统计抽样值(例如:子组均值)的分布宽度的量度,用希腊字母或字母s(用于样本标准差)表示。
4、控制限:控制图上的一条线(或几条线),作为制定一个过程是否稳定的基础。
如有超出了控制极限变差存在,则证明过程受特殊因素的影响。
控制限是通过过程数据计算出来的,不要与工程的技术规范相混淆。
5、过程能力:一个稳定过程的固有变差(6?:R/d2 )的总范围。
6、Cpk(稳定过程的能力指数):为一稳定过程【某一天、某一班次、某一批、某一机台其组內的变差( R-bar/d2 or S-bar / C4 )】下的“能力指数”,计算时须同时考虑过程数的趋势及该趋势接近于规格界限的程度。
即:通常定义为CPU或CPL中的最小值。
7、Ppk(性能指数,即初期过程的性能指数):为试生产阶段一项类似于Cpk的能力指数,某一产品长期监控下的“能力指数”;但本项指数的计算,是以新产品的初期过程性能研究所得的数据为基础。
即:通常定义为PPU或PPL中的最小值。
8、PPM(质量水准,即每百万零件不合格数):指一种根据实际的有缺陷材料来反映过程能力的一种方法。
PPM数据常用来优先制定纠正措施。
9、过程(Process):一组将输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动。
过程是向过程的顾客(内部的和外部的)提供产品或服务的增值活动链。
注:A)一个过程的输入通常是其它过程的输出。
B)组织为了增值通常对过程进行策划并使其在受控条件下运行。
过程控制期末试题及其答案
过程控制期末试题及其答案1.控制系统对检测变送的基本要求是准确、迅速和可靠。
为了确保控制系统的精度和效率,对检测变送装置的准确性、响应速度和稳定性要求较高。
2.从理论上讲,干扰通道存在纯滞后不会影响系统的控制质量,但实际上,干扰通道的存在会对控制系统产生一定的影响。
3.离心泵的控制方案有直流节流法和改变泵的转速n。
其中,效率最差的是改变旁路回流量。
4.随着控制通道的增益Ko的增加,控制作用增强,克服干扰能力最大,最大偏差减小,系统的余差也会减小。
5.控制器的选择包括结构材质的选择、口径的选择、流量特性的选择和正反作用的选择,这些选择都需要根据具体的控制需求和被控对象的特性来进行。
6.防积分饱和的措施有对控制器的输出限幅、限制控制器积分部分的输出和积分切除法,这些措施可以有效地避免积分饱和对控制系统的影响。
7.如果对象扰动通道增益Kf增加,扰动作用增强,系统的余差增大,最大偏差也会增大。
8.简单控制系统由检测变送装置、控制器、执行器及被控对象组成。
检测变送装置的作用是检测被控变量的数值并将其转换为一种特定输出信号;控制器的作用是接受检测装置送来的信号,与给定值相比较得出偏差,并按某种运算规律算出结果送往执行器;执行器能自动地根据控制器送来的控制信号来改变操纵变量的数值,以达到控制被控变量的目的;被控对象是指需要控制其工艺参数的生产设备或装置。
9.气动执行器由调节机构和执行机构两部分组成,常用的辅助装置有阀门定位器和手轮机构。
10.调节系统中调节器正反作用的确定依据是保证控制系统成为负反馈,以保证系统的稳定性和精度。
11.被控变量是指工艺要求以一定的精度保持恒定或随某一参数的变化而变化的参数,如温度、压力、流量等。
12.反应对象特性的参数有放大倍数、时间常数和纯滞后时间,这些参数对控制系统的响应速度和稳定性有重要影响。
13.自动调节系统常用参数整定方法有动态特性参数法、稳定边界法、衰减曲线法和经验法,这些方法可以帮助优化控制系统的参数设置。
(完整版)过程控制试题库及答案
过程控制期末试题库(适用于沈阳建筑大学自动化专业期末考试)一、填空题(本题共计10 分,包括3 小题,10 个填空,每空1 分)1.一般一个简单控制系统由(检测/变送)装置、(被控对象)、(调节)器和(执行)机构组成。
2.过程控制系统常用的参数整定方法有:(经验法)、(衰减曲线法)、(稳定边界法/临界比例度法)和(响应曲线法)。
3.在PID 调节器中,调节器的Kc越大,表示调节作用(越强),Ti 值越大,表示积分作用(减弱),Td 值越大表示微分作用(增强)。
4.常见的过程计算机控制系统分为下列几种典型形式:(操作指导控制系统)、直接数字控制系统、(监督计算机控制系统)、(集散控制系统)和现场总线控制系统。
5.在闭环控制系统中,根据设定值的不同形式,又可分为定值控制系统,随动控制系统和程序控制系统。
1)定值控制系统特点:设定值是(固定不变);作用:保证在(扰动)作用下使被控变量始终保持在设定值上。
2)随动控制系统特点:设定值是一个(变化量);作用:保证在各种条件下系统的输出(及时跟踪设定值变化)。
3)程序控制系统特点:设定值是一个(按一定时间程序变化的时间函数);作用:保证在各种条件下系统的输出(按规定的程序自动变化)。
6.热电偶温度计的基本组成部分部分是(热电偶)、(测量仪表)、(连接热电偶)和(测量仪表的导线)。
7.串级控制系统能迅速克服进入(副)回路的扰动,改善(主)控制器的广义对象特性,容许(副)回路内各环节的特性在一定的范围内变动而不影响整个系统的控制品质。
8.定值控制系统是按(偏差)进行控制的,而前馈控制是按(扰动)进行控制的;前者是(闭)环控制,后者是(开)环控制。
选择题(本题共计10 分,包括5 小题,每题2分)1.由于微分调节规律有超前作用,因此调节器加入微分作用主要是用来(C)A.克服调节对象的惯性滞后(时间常数T),容量滞后τc 和纯滞后τ0.B.克服调节对象的纯滞后τ0.C.克服调节对象的惯性滞后(时间常数T),容量滞后τc.2.定值调节是一种能对(A )进行补偿的调节系统。
《管理学》控制与控制过程知识点以及考点详解含试题及答案
第十七章控制与控制过程名词解释1.控制★★★:控制是为了保证企业计划与实际作业动态适应的管理职能。
控制是管理过程不可分割的一部分,是企业各级管理人员的一项重要工作内容。
在企业实际经营中,由于环境的变化、管理权力的分散、工作能力的差异等客观因素,人们在执行计划的过程中总是会或多或少地出现与计划不一致的现象,那么为了保证企业实际作业动态与计划相一致,就必须要依赖控制职能及时发现偏差,找出偏差原因然后就正偏差,或者及时调整计划,以便经营活动有序进行。
2.程序控制★★★:程序控制的特点是,控制标准Z值是时间t的函数。
在企业生产经营中,大量的管理工作都属于程序控制的性质,如计划编制程序、信息传递程序等都必须严格按照事前规定的时间进行活动,以保证整个系统行动的统一。
3.跟踪控制★★★:跟踪控制的特点是,控制标准Z值是控制对象所跟踪的先行量的函数。
在企业生产经营活动中,税金的缴纳,利润、工资、奖金的分配,资金、材料的供应等都属于跟踪控制性质。
4.自适应控制★★★:自适应控制的特点是没有明确的先行量,控制标准值Z是过去时刻已达状态的函数。
也就是说,Z值是通过学习过去的经验而建立起来的。
在企业生产经营中,情况是千变万化的,企业最高领导人对企业的发展方向很难进行程序控制或跟踪控制,而必须进行自适应控制。
他们往往要根据过去时刻企业所处的外部环境和内部已经达到的状态,凭自己的分析、判断、经验、预感作出重大的经营决策,是企业适应外部环境发生的变化。
5.最佳控制★★★:控制标准Z值由某一目标函数的最大值或最小值构成。
在企业生产经营中,普遍应用了最佳控制原理进行决策和管理。
例如用最小费用来控制生产批量,用最低成本来控制生产规模,用最大利润率控制投资,用最短路径控制运输路线等。
6.预先控制:预先控制是在企业生产经营活动开始之前进行的控制。
控制的内容包括检查资源的筹备情况和预测其利用效果两个方面。
为了保证经营过程的顺利进行,管理人员必须在经营开始以前就检查企业各项资源在质和量上都符合经营要求。
过程控制与自动化仪表期末试卷及答案5套
试卷一一、填空题(每空1分,共20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.过程控制系统的要求、、经济性。
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lgω成关系。
因此,若以L(ω)为纵轴,lgω为横轴,则其图线将为。
6. 热电阻Cu50中的“Cu”是指,“50”是指。
7. 电容式压力变送器由测量部件、和三部分组成。
8. 执行器按其能源形式分为液动、、三大类。
9. DCS是指。
10.串级控制系统能迅速克服进入回路的扰动,改善控制器的广义对象特性,容许回路内各环节的特性在一定的范围内变动而不影响整个系统的控制品质。
二、选择题(每题2 分,共20分)1、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2、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3、积分环节的频率特性相位移θ(ω)=( )。
A. 90°B. -90°C. 0°D. -180°4、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5.如果系统不稳定,则系统( )A.不能工作B.可以工作,但稳定误差很大C.可以工作,但过渡时间很长D.可以正常工作6..电—气阀门定位器将4-20MA的标准信号转换为()的标准气压信号。
A、0.04MA-0.02MA B 0.02MA-0.1MA C、0.01-0.05MA D 0.03-0.15MA7.测4~20mA电流信号时用以下哪些工具:()A.螺丝刀B.万用表C.校验仪(气压)D.试电笔8.液位调节系统的调节规律,通常选用()。
过程控制计算题(可直接使用).doc
1、下图为一蒸汽加热器的温度控制系统。
冷物料经换热器与蒸汽换热后流出,通过改变进后,分析入换热器的蒸汽量来保持热物料出口温度为某设定值。
当冷物料流量突然增大Q该系统如何实现自动控制?试画出该系统的方框图。
凝液由蒸汽加热器、温度变送器TT 22、温度控制器TC 22、蒸汽流量控制阀组成。
控制的目标是保持流体出口温度T恒定。
当进料流量RF或者温度Ti变化,会引起物料出口温度变化,通过温度变送器TT 22 测得温度的变化,并将信号Tm送至温度控制器TC 22,与给定值Tsp 比较,温度控制器TC 22根据偏差将控制命令u送至控制阀,改变蒸汽量RV来维持温度的恒定。
2、下图所示为一液位控制系统,试指出该系统中的(1)被控变量、(2)操纵变量、(3)主要扰动、(4)输入信号、(5)输出信号各是什么,并画出该系统的方框图。
被控变量:液位h 操纵变量: Qo 主要扰动: Qi 输入变量:h sp输出变量:h(t)3、某一被控过程为若采用PI 控制器对该被控过程进行控制,试采用Zirgler-Nichols 方法确定控制器参数。
假设继电器幅度为2d =± ,基于该继电器的反馈系统输入输出响应如下图所示,系统在微量外部扰动的作用下,进入等幅振荡状态解:由振荡曲线可知:2d =±,振幅0.3a =,周期11min u T =,因而对应的临界控制增益4428.53.140.3u d K a π⨯==≈⨯ PI 控制器参数为()()()20.55121sp G s e s s -=++0.4 3.4c u K K =⨯=0.89mini u T T =⨯=4、某一热交换控制系统如下图所示,考虑到控制系统在断电断气情况下的安全性,蒸汽阀应为气开阀还是气关阀?试分析为使控制回路成为“负反馈”系统,TC22 应为反作用控制器还是正作用控制器?答:蒸汽阀应为气开阀。
假设控制器TC 22为正作用(当被控变量的测量值增大时,控制器的输出也增大)。
过程控制 习题与答案
第1章绪论思考题与习题1-1 过程控制有哪些主要特点?为什么说过程控制多属慢过程参数控制?解答:1.控制对象复杂、控制要求多样2. 控制方案丰富3.控制多属慢过程参数控制4.定值控制是过程控制的一种主要控制形式5.过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成1-2 什么是过程控制系统?典型过程控制系统由哪几部分组成?解答:过程控制系统:一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。
组成:控制器,被控对象,执行机构,检测变送装置。
1-3简述被控对象、被控变量、操纵变量、扰动(干扰)量、设定(给定)值和偏差的含义?解答:被控对象自动控制系统中,工艺参数需要控制的生产过程、设备或机器等。
被控变量被控对象内要求保持设定数值的工艺参数。
操纵变量受控制器操纵的,用以克服扰动的影响,使被控变量保持设定值的物料量或能量。
扰动量除操纵变量外,作用于被控对象并引起被控变量变化的因素。
设定值被控变量的预定值。
偏差被控变量的设定值与实际值之差。
1-4按照设定值的不同形式, 过程控制系统可分为哪几类?解答:按照设定值的不同形式又可分为:1.定值控制系统定值控制系统是指设定值恒定不变的控制系统.定值控制系统的作用是克服扰动对被控变量的影响,使被控变量最终回到设定值或其附近.以后无特殊说明控制系统均指定值控制系统而言.2.随动控制系统随动控制系统的设定值是不断变化的.随动控制系统的作用是使被控变量能够尽快地,准确无误地跟踪设定值的变化而变化3.程序控制系统程序控制系统的设定值也是变化的,但它是一个已知的时间函数,即设定值按一定的时间程序变化。
1-5 什么是定值控制系统?解答:在定值控制系统中设定值是恒定不变的,引起系统被控参数变化的就是扰动信号。
1-6 什么是被控对象的静态特性?什么是被控对象的动态特性?为什么说研究控制系统的动态比其静态更有意义?解答:被控对象的静态特性:稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。
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三:简答题32分1.什么是PID,它有哪三个参数,各有什么作用?怎样控制?答:PID是比例-积分-微分的简称。
其三个参数及作用分别为:(1)比例参数KC,作用是加快调节,减小稳态误差。
(2)积分参数Ki,作用是减小稳态误差,提高无差度(3)微分参数Kd,作用是能遇见偏差变化趋势,产生超前控制作用,减少超调量,减少调节时间。
2.正反方向判断气开气关,如何选择?P84答:所谓起开式,是指当气体的压力信号增大时,阀门开大;气关式则相反,压力增大时,阀门关小。
气动调节阀气开气关形式的选择,主要从工艺生产的安全来考虑的。
详见例题3-5气开气关调节阀的选择主要是从生产安全角度和工艺要求考虑的,当信号压力中断时应避免损坏设备和伤害操作人员。
如阀门处于开的位置时危害性小,则应选气关式反之选用气开式。
3.控制器正反方向判断P133答:所谓作用方向,就是指输入作用后,输出的变化方向。
当输入增加时,输出也增加,则成该环节为“正环节”,反之,当输入增加时,输出减少,则称“反作用”。
具体步骤(1),判断被控对象的正/反作用那个方向,主要由工艺机理确定。
(2)确定执行器的正/反作用方向由安全工艺条件决定。
(3)确定广义对象的正/反作用方向(4)确定执行器的正/反作用方向4.串级系统方框图P176及特点是什么?答:特点(1)减小了被控对象的等效时间常数;(2)提高了系统工作频率;(3)对负载变化有一定的自适应能力。
5.前馈反馈的区别有哪些?答:(1)控制依据:反馈控制的本质是“基于偏差来消除偏差”,前馈控制是“基于扰动消除扰动对被控量的影响”。
(2)控制作用发生时间方面:反馈控制器的动作总是落后于扰动作用的发生,是一种“不及时”的控制;扰动发生后,前馈控制器及时动作。
(3)控制结构方面:反馈为闭环控制,存在稳定性问题,即使闭环环节中每个系统都是稳定的,但闭环后稳定与否,还需要进一步分析;前馈属于开环控制,各环节稳定,系统必然稳定。
(4)校正范围方面:反馈对各种扰动都有校核作用;前馈,只对被校核的前馈扰动有校正作用,其他则没有。
(5)控制规律方面:反馈通常是P PI PD PID等典型规律;前馈控制规律较为复杂,不好掌握。
四:计算题20分1. 稳态误差衰减比超调量的计算,详见课本第九页例题。
2. 数学建模类大题。
一、简答题(40分)1、过程控制系统的主要特点是什么?2、热电阻在使用时要注意什么?为什么?请画出具体电路!3、何谓调节阀的气开、气关形式?在选用气动执行器时需考虑哪些内容?4、前馈控制与反馈控制各有什么特点?5、什么是比值控制系统?请画出一个单闭环比值控制系统的结构图。
二、图示为氯乙烯装置中的聚合反应釜温度控制系统,氯乙烯在釜中进行聚合反应生成聚氯乙烯。
反应中放出的热量由夹套中流动的冷却水源源不断地带走。
聚合反应·釜的反应温度是聚合反应生产中的最重要参数。
如果反应温度高于给定值,会使产品报废,甚至会引起爆炸。
如果反应温度低于给定值,会使产品质量下降。
为使反应釜的反应温度为恒值,设计了图示的控制系统。
试确定图中所有控制系统的类型并画出结构图。
试确定调节阀的气开、气关形式以及调节器的正反作用。
(10分)三、图示为某生产过程中的热交换器,为了满足被加热物料出口温度的工艺要求,采用工业废热水和蒸汽对其加热。
当用热水不能满足出口温度要求时,则再同时使用蒸汽加热。
试设计一个过程控制系统满足工艺要求。
(20分)冷却水三、简答题(40分)1、过程控制系统的主要特点是什么?答:(1)、系统由系列生产的过程检测控制仪表组成(2)、被控对象的多样性(3)、控制方案的多样性(4)、控制过程属慢过程(5)、定值控制是过程控制中的一种主要控制形式。
2、热电阻在使用时要注意什么?为什么?答:要使用三线制。
因为热电阻在电桥中使用时要引线到现场,引线也有电阻,但由于到现场的距离是随机的这样就会引起误差。
3、何谓调节阀的气开、气关形式?在选用气动执行器时需考虑哪些内容?答:气开阀:有控制气压信号(即调节器有输出信号)时阀门打开、无控制气压信号(即调节器有输出信号)时阀门关闭。
气关阀:无控制气压信号(即调节器有输出信号)时阀门打开、有控制气压信号(即调节器有输出信号)时阀门关闭。
在选择调节阀时要注意:(1)、调节阀的尺寸。
(2)、气开、气关的选择(3)、调节阀流量特性的选择4、前馈控制与反馈控制各有什么特点?答:(1)前馈控制是开环控制,是及时的。
反馈控制是不及时的。
(2)前馈控制只能克服那个可测而不可控的主要扰动量。
而反馈控制可以克服前向通道上的所有扰动量。
(3)前馈控制是根据扰动量大小进行的控制;而反馈控制是根据偏差来进行控制。
(4)前馈控制的控制规律是由对象的特性决定的。
而反馈控制的控制规律是通用的PID5、答:凡是用来实现两个或两个以上参数之间保持一定的比值控制系统就是比三、答:为确保事故状态下设备和人身安全,调节阀为气关阀。
为保证系统是负反馈,己知副对象W02为反作用的对象,所以副调节器为反作用。
己知主对象W01为正作用的对象,所以主调节器为正作用。
四、:根据题意1、可选择出口处物料温度为被控参数。
2、可分别选择蒸汽和热水作控制参数。
3、应该选用分程控制系统来实现,其原理框图如下:4、选择热电阻元件为测量元件,DDZ-Ⅲ型热电阻变送器5、调节器控制规律选择PI调节器6、为确保事故状态下设备和人身安全,蒸汽调节阀为气开阀。
热水调节阀也为气开阀。
7、为保证系统是负反馈,己知对象为正作用的对象,所以温度调节器为反作用。
8、画出流程图。
二、填空及解释(14分)1、在自动控制系统中,能够测量某物理量的大小并把它转化为一种特定信号的自动化装置是2、串级调节系统中,副回路是一个调节系统。
3、工程上定义的压力是指:4、体积流量是指:5、电-气转换器能够把0~10 mA或4~20 mA的电流信号转换成的气压信号。
6、对象的自平衡能力是指。
7、调节阀的理想流量特性:三、简答题(40分)1、过程控制系统的主要特点是什么?2、温度检测仪表可分为哪两大类?各有什么优缺点?3、图示为一充满介质的管道,现欲测量流动介质的温度。
请画出热电偶安装位置!热电偶在使用时要注意什么?4、何谓调节阀的气开、气关形式?在选用气动执行器时需考虑哪些内容?5、前馈控制能否单独使用?为什么?四、在石油化工生产过程中,常常利用液态丙烯汽化吸收裂解气体的热量,使裂解气体的温度下降到规定数值上。
图中是一个简化的丙烯冷却器温度控制系统。
被冷却的物料是乙烯裂解气,其温度要求控制在(15±1.5)℃。
如果温度太高,冷却后的气体会包含过多的水分,对生产的产品造成质量下降;如果温度太低,乙烯裂解气会产生结晶析出,杜塞管道。
图6-3(1)指出系统中被控对象、被控变量和操作变量各是什么?(2)试画出该控制系统的组成方块图。
(3)试确定调节阀的气开、气关形式以及调节器的正反作用。
(10分)五、在环保中为了消除工厂烟道气中SO2等有害气体对大气的污染,其方法之一是将烟道气送入高速旋转的吸收塔内与雾状石灰水即Ca(OH)2反应。
Ca (OH)2与SO2反应生成CaSO4沉淀,从而消除了SO2,保护了环境。
为了提高SO2的吸收效率,在烟气进入吸收塔之前必须使其温度控制在150℃,若当烟气温度过低时则用蒸汽加热。
当温度过高时,可用冷空气对其进行调节,以满足吸收效率的要求,试设计一个过程控制系统。
(20分)二、填空 1、答:变送器 2、答:随动系统3、答:单位面积上的压力即物理学上的压强。
4、答:单位时间内流过管道截面流体的体积。
5、答:。
20-100KPa6、答:当发生扰动时在不需要人工和设备的干预下,能重新取得平衡 三、简答题1、 过程控制系统的主要特点是什么?答:(1)、系统由系列生产的过程检测控制仪表组成 (2)、被控对象的多样性 (3)、控制方案的多样性 (4)、控制过程属慢过程(5)、定值控制是过程控制中的一种主要控制形式。
2、 答:分接触式测温和非接触式测温。
冷空气烟囱蒸汽接触式测温的优点:简单、可靠,测量精度高。
缺点:有滞后,有上限。
非接触式测温的优点:测量范围广,无上限,速度快缺点:误差大3、热电偶使用时要使用补偿导线和冷端温度补偿,热电偶在使用补偿导线和冷端温度补偿。
使用补偿导线是因为热电偶由贵重金属做成,而热电偶到变送器距离较远,使用贵重金属则太贵,而使用与贵重金属特性相近的便宜金属代替,这就是补偿导线。
热电偶的分度表是在冷端温度为0℃,而在正常使用时很难保证环境温度为0℃,这样会使测量出来的电动势有误差,因此必须采用冷端温度补偿电路。
4答:气开阀:有控制气压信号(即调节器有输出信号)时阀门打开、无控制气压信号(即调节器有输出信号)时阀门关闭。
气关阀:无控制气压信号(即调节器有输出信号)时阀门打开、有控制气压信号(即调节器有输出信号)时阀门关闭。
在选择调节阀时要注意:(1)、调节阀的尺寸。
(2)、气开、气关的选择(3)、调节阀流量特性的选择(4)调节阀的结构5、答:不能单独使用。
原因:1、开环控制2、只能针对一种扰动3、只能对可测不可控制的扰动。
4、前馈调节器实现起来较困难。
四、解:答:(1)被控对象为丙烯冷却器;被控变量为乙烯裂解气的出口温度;操作变量为气态丙烯的流量。
(4)该系统的方块图如图所示。
调节阀为气关,调节器的正作用。
为确保事故状态下设备和人身安全,调节阀为气关阀为保证系统是负反馈,己知对象为负作用的对象,所以空气流量调节器为正作用。
五、答:根据题意1、可选择出口处烟气温度为被控参数。
2、可分别选择蒸汽和冷空气作控制参数。
3、应该选用分程控制系统来实现,其原理框图如下:4、因为烟气温度为150℃,故选择热电阻元件为测量元件,DDZ-Ⅲ型热电阻变送器。
5、调节器控制规律选择PI调节器6、为确保事故状态下设备和人身安全,蒸汽调节阀为气开阀。
空气调节阀也为气关阀。
7、为保证系统是负反馈,己知对象为正作用的对象,所以温度调节器为反作用。
8、画出流程图。
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。