《过程控制系统》作业题答案

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过程控制作业答案

过程控制作业答案
(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,据此情况应如何选择控制阀的开、闭形式及控制器的正反作用?
解:(1)物料进料量,搅拌器的搅拌速度,蒸汽流量
(2)被控变量:物料出口温度。因为其直观易控制,是加热系统的控制目标。
操作变量:蒸汽流量。因为其容易通过控制阀开闭进行调整,变化范围较大且对被控变量有主要影响。
系统框图:
扰动扰动
出口温度设定
பைடு நூலகம்第六章特殊控制方法
1.比值控制系统有哪些类型?各有什么特点?
开环比值控制系统、单闭环比值控制系统、双闭环比值控制系统、变比值控制系统。
2.某化学反应过程要求参与反应的A、B两物料保持 的比例,两物料的最大流量 =625 , =290 .通过观察发现A、B两物料流量因管线压力波动而经常变化。根据上述情况,要求:
{过程的增益为正,气关式阀门增益为负,检测器增益为正,由负反馈系统全部各个环节(包括比较环节)增益乘积为负可判断控制器增益为负。}
将 , , 以及其它条件代入上式,可得
(3) ,此时有
结论:比例度变大,残差变大。
(4)若改为PI调节,则
对于扰动 ,余差:
对于设定值扰动 ,余差:
第五章串级控制
1.对于如图所示的加热器串级控制系统,要求:
(5)流量变送器量程由原来的0~250kg/h改变为0~400kg/h,控制系统会出现什么现象?应如何解决?(Km2减小,副回路等效时间常数增大,控制变慢,响应速度减慢,则应增大Kc2)
2.对于如图所示加热炉出口温度简单控制系统,要求:
(1)在进料流量或燃料成分扰动下,设计合理串级控制系统,画出框图,确定控制器的正、反作用;

过程控制系统试卷及答案

过程控制系统试卷及答案

过程控制系统试卷及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 以下哪个不是过程控制系统的基本组成部分?A. 控制器B. 被控对象C. 执行机构D. 操作系统答案:D2. 以下哪种控制方式属于闭环控制?A. 开环控制B. 串级控制C. 比例控制D. 反馈控制答案:D3. 在PID控制器中,以下哪个参数主要影响系统的稳定性?A. 比例系数B. 积分系数C. 微分系数D. 比例系数和积分系数答案:C4. 以下哪个过程控制系统中,被控变量是流量?A. 液位控制系统B. 温度控制系统C. 压力控制系统D. 流量控制系统答案:D5. 以下哪个控制策略主要用于抑制高频干扰?A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制答案:C6. 在过程控制系统中,以下哪个环节不属于控制回路?A. 控制器B. 执行机构C. 传感器D. 被控对象7. 以下哪种控制方式属于非线性控制?A. 比例控制B. 串级控制C. 模糊控制D. 反馈控制答案:C8. 在过程控制系统中,以下哪个环节的作用是进行信号转换和放大?A. 控制器B. 执行机构C. 传感器D. 被控对象答案:C9. 以下哪种控制方式适用于大滞后系统?A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制10. 在过程控制系统中,以下哪个参数表示系统的快速性?A. 调整时间B. 超调量C. 稳态误差D. 稳定性答案:A二、填空题(每题3分,共30分)11. 过程控制系统的基本组成部分有控制器、被控对象、执行机构和________。

答案:传感器12. 在PID控制器中,比例系数、积分系数和________系数共同调节系统的性能。

答案:微分13. 串级控制系统由主控制器、副控制器和________组成。

答案:副被控对象14. 在过程控制系统中,________的作用是将被控对象的输出信号转换为控制器所能接收的信号。

答案:传感器15. 模糊控制器主要由模糊化、________和反模糊化三个环节组成。

1080《过程控制》西南大学网教23秋季作业参考答案

1080《过程控制》西南大学网教23秋季作业参考答案

108020232单项选择题1、串级控制系统的主回路是一个(),因此对于设计中的主参数的选择,可以按照单回路控制系统的设计原则进行。

.随动控制系统 . 定值控制系统. 程序控制系统 .以上都不是2、比例调节的缺点是存在静态误差,因此也称为()。

. 误差调节 . 动态调节. 有差调节.静态调节3、实验法建模时,为了获得被控对象的(),应加入激励信号使被控对象处于被激励的状态。

. 动态特性. 静态特性. 物理属性 .化学特性4、利用阶跃响应曲线法建立被控对象的数学模型,需求取被控对象输入与输出之间的()。

.大小关系.最大值.最小值.传递函数5、比例积分调节规律中,积分调节可以消除()。

.振荡.比例系数.调节时间.静态误差6、比例积分微分调节的缩写为()。

.DCS.PID.PI.PD7、若调节对象的特性是线性的,应选择具有()流量特性的调节阀。

.双曲线.抛物线.直线.等百分比8、为了减小调节阀()的影响,一般采用阀门定位器克服阀杆摩擦力。

.流量.重量.间隙特性.尺寸9、弹性式压力表是利用各种弹性元件,在被测介质压力作用下产生弹性变形的原理来测量压力的,服从()。

.法拉第电磁感应定律.胡克定律.质量守恒定律.惯性定律10、变送器一般由输入转换部分、放大器和()组成。

.控制器.反馈部分.传感器.执行单元11、关于压力检测仪表的安装,下列叙述错误的是()。

.压力检测仪表必须经检验合格后才能安装.压力检测仪表应水平安装.取压点应能如实反映被测压力的真实情况.压力检测仪表的连接处,应选择适当的材料作为密封垫圈12、串级控制系统是把两个调节器串接在一起,其中一个调节器的输出作为另一个调节器的(),共同稳定一个被控变量所组成的闭合回路。

.输入值.给定值.扰动量.以上都不是13、阶跃响应曲线法适用于处于()的被控对象。

.C. 开环、非稳态.开环、稳态.闭环、稳态.闭环、非稳态14、调节器的调节规律是指调节器输出信号与输入信号之间随()变化的规律。

过程控制系统习题和答案

过程控制系统习题和答案

过程控制系统习题和答案四、测温元件的安装接触式测温仪表所测得的温度都是由测温(感温)元件来决定的。

在正确选择测温元件和二次仪表之后,如不注意测温元件的正确安装,测量精度仍得不到保证。

工业上一般是按下列要求进行安装的。

⒈测温元件的安装要求⑴在测量管道温度时,应保证测温元件与流体充分接触,以减少测量误差。

因此要求安装时测温元件应迎着被测介质流向插入,至少须与被测介质正交(成90?),切勿与被测介质形成顺流。

如图14.3-15所示。

⑵测温元件的感温点应处于管道中流速最大处。

一般来说,热电偶、铂电阻、铜电阻保护套管末端应分别越过流束中心线5~10mm、50~70mm、25~30mm。

⑶测温元件应有足够的插入深度,以减小测量误差。

为此,测温元件应斜插安装或在弯头处安装。

如图14.3-16所示.⑷若工艺管道过小(直径小于80mm), 安装测温元件处应接装扩大管,如图14.3-17所示.⑸热电偶、热电阻的接线盒面盖应向上,以避免雨水或其它液体、脏物进入接线盒中影响测量。

如图14.3-18所示。

⑹为了防止热量散失,测量元件应插在有保温层的管道或设备处。

⑺测温元件安装在负压管道中时,必须保证其密封性,以防止外界冷空气进入,使读数降低。

⒉布线要求⑴按照规定的型号配用热电偶的补偿导线,注意热电偶的正、负极与补偿导线的正、负极相连接,不要接错。

⑵热电阻的线路电阻一定要符合所配二次仪表的要求。

⑶为了保护连接导线与补偿导线不受外来的机械损伤,应把连接导线或补偿导线穿入钢管或走槽板内。

⑷导线应尽量避免有接头。

应有良好的绝缘。

禁止与交流电线合用一根穿线管,以免引起感应。

⑸导线应尽量避开交流动力电线。

⑹补偿导线不应有中间接头,否则应加装接线盒。

另外,最好与其它导线分开敷设。

五显示仪表凡是能将生产过程中各种参数进行指示、记录或累积的仪表统称为显示仪表(或称为二次仪表)。

⒈显示仪表的分类显示仪表按照显示的方式来分,可分为模拟式、数字式和屏幕显示式三种。

过程控制系统作业答案(全)

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比值控制系统




2、如图所示一氧化氮生产串级比值控制系统, 要保证产品质量,需要稳定氧化炉出口温度。 回答以下问题 。 (1)图中除法器的输出代表什么? (2)系统中开方器有什么作用? (3)图中Q1是主流量还是副流量? (4)系统主副流量无变化,当扰动作用使氧 化炉出口温度偏离设定值时,系统如何调节?
串级控制系统



2、某一温度-压力串级控制系统采用两步法整 定控制器参数,测得4:1衰减过程的参数为: δ 8% 、 100 s 、δ 40% 、 T 10 s T 主控制器采用PI控制规律,副控制器采用P控 制,确定系统整定参数。
s1
s1
s2
s2
(1)4:1衰减法参数整定表
(2)临界比例度法参数整定表

m1 m2
c1 c2
双输入双输出系统,输入输出关系如下:
c1 2 m 1 3 m 2 c 2 4 m1 m 2

(1)求相对增益矩阵。 (2)求正确的变量配对。
多变量解耦控制系统

c1 2 m 1 3 m 2 c 2 4 m1 m 2
dh Q i Q o1 Q o 2 C dt h Q o1 R1 h Qo2 R2 Q ( s ) Q o1 ( s ) Q o 2 ( s ) CsH ( s ) i H (s) Q o1 ( s ) R1 H (s) Qo2 (s) R2
m 2 c 2 4m1
解:(1)由式 c 2 4 m1 m 2 ,得 代入 c 2 m 3 m 式中,得
1 1 2

《过程控制系统》习题解答资料

《过程控制系统》习题解答资料

《过程控制系统》习题解答1-2 与其它自动控制相比,过程控制有哪些优点?为什么说过程控制的控制过程多属慢过程?过程控制的特点是与其它自动控制系统相比较而言的。

一、连续生产过程的自动控制连续控制指连续生产过程的自动控制,其被控量需定量控制,而且应是连续可调的。

若控制动作在时间上是离散的(如采用控制系统等),但是其被控量需定量控制,也归入过程控制。

二、过程控制系统由过程检测、控制仪表组成过程控制是通过各种检测仪表、控制仪表和电子计算机等自动化技术工具,对整个生产过程进行自动检测、自动监督和自动控制。

一个过程控制系统是由被控过程和检测控制仪表两部分组成。

三、被控过程是多种多样的、非电量的现代工业生产过程中,工业过程日趋复杂,工艺要求各异,产品多种多样;动态特性具有大惯性、大滞后、非线性特性。

有些过程的机理(如发酵等)复杂,很难用目前过程辨识方法建立过程的精确数学模型,因此设计能适应各种过程的控制系统并非易事。

四、过程控制的控制过程多属慢过程,而且多半为参量控制因为大惯性、大滞后等特性,决定了过程控制的控制过程多属慢过程;在一些特殊工业生产过程中,采用一些物理量和化学量来表征其生产过程状况,故需要对过程参数进行自动检测和自动控制,所以过程控制多半为参量控制。

五、过程控制方案十分丰富过程控制系统的设计是以被控过程的特性为依据的。

过程特性:多变量、分布参数、大惯性、大滞后和非线性等。

单变量控制系统、多变量控制系统;仪表过程控制系统、计算机集散控制系统;复杂控制系统,满足特定要求的控制系统。

六、定值控制是过程控制的一种常用方式过程控制的目的:消除或减小外界干扰对被控量的影响,使被控量能稳定控制在给定值上,使工业生产能实现优质、高产和低耗能的目标。

1-3 什么是过程控制系统,其基本分类方法有哪些?过程控制系统:工业生产过程中自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位、成分、粘度、湿度和pH等这样一些过程变量的系统。

(完整版)过程控制习题与答案

(完整版)过程控制习题与答案

(完整版)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。

《过程控制系统》期末试卷+参考答案

《过程控制系统》期末试卷+参考答案

xxxx-xxxx学年第x学期《过程控制系统》试题(卷)A课程代码 BB058007 考试方式闭卷考试时长 100 分钟姓名学号教学班号专业级班(每空1分,共25分)1、过程控制系统由和两部分组成。

2、过程检测仪表的接线方式有两种:、。

3、压力检测的类型有三种,分别为:、、。

4、PID调节器分为和两种。

5、理想流量特性有四类,分别是、、、。

6、常用比值运算部件有:、、、。

7、前馈控制规律取决于和的传递函数。

8、主要扰动无法落在串级控制的副环时,用可得到更好的控制效果。

9、混合型选择性控制系统指:既包含有,又有。

10、产生积分饱和的3个条件:(1)(2)(3)。

(每个3分,共18分)1、阀位控制系统2、积分饱和3、比例控制系统4、.超驰控制系统5、现场总线6、均匀控制系统(每个6分,共30分)1、被控对象、调节阀、调节器的正、反作用方向各是怎样规定的?2、什么是简单控制系统?试画出简单控制系统的典型方块图。

3、调节器参数整定的任务是什么?工程上常用的调节器参数整定有哪几种方法?4、怎样选择串级控制系统中主、副控制器的控制规律?5、积分饱和的危害是什么?有哪几种主要的抗积分饱和措施?四、分析题。

(共27分)1、(15分)请判定如图所示温度控制系统中,调节阀和调节器的作用型式。

(1)当物料为温度过低时易析出结晶颗粒的介质,调节介质为过热蒸汽时;(2)当物料为温度过高时易结焦或分解的介质,调节介质为过热蒸汽时;(3)当物料为温度过低时易析出结晶颗粒的介质,调节介质为待加热的软化水时;(4)当物料为温度过高时易结焦或分解的介质,调节介质为待加热的软化水时。

得分2、(12分)图示为一列管式换热器。

工艺要求出口物料温度保持恒定。

经分析如果保持物料入口流量和蒸汽流量基本恒定,则温度的波动将会减小到工艺允许的误差范围之内。

现分别设计了物料入口流量和蒸汽流量两个控制系统,以保持出口物料温度恒定。

(1)试画出对出口物料温度的控制系统方块图;(2)指出该系统是开环控制系统还是闭环控制系统,并说明理由。

过程控制系统及仪表课后习题答案解析[完整版]

过程控制系统及仪表课后习题答案解析[完整版]

WORD文档可编辑第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:分类方法说明:按所控制的参数来分,有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等;按控制系统所处理的信号方式来分,有模拟控制系统与数字控制系统;按控制器类型来分,有常规仪表控制系统与计算机控制系统;按控制系统的结构和所完成的功能来分,有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等;按其动作规律来分,有比例(P)控制、比例积分(PI)控制,比例、积分、微分(PID)控制系统等;按控制系统组成回路的情况来分,有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统;按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。

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:1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。

过程控制系统试卷及答案

过程控制系统试卷及答案

过程控制系统试卷及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 以下哪项不是过程控制系统的基本组成部分?A. 控制器B. 执行器C. 测量仪表D. 被控对象答案:D2. 以下哪种控制方式属于开环控制?A. 比例控制B. 积分控制C. 比例积分控制D. 开环控制答案:D3. 以下哪种控制规律不能消除静态误差?A. 比例控制B. 积分控制C. 比例积分控制D. 比例微分控制答案:A4. 在PID控制中,以下哪个参数主要影响系统的快速性?A. 比例系数B. 积分系数C. 微分系数D. 控制周期答案:C5. 以下哪种执行器在工业生产中应用最广泛?A. 电动执行器B. 气动执行器C. 液压执行器D. 机械执行器答案:B6. 以下哪种测量仪表用于测量温度?A. 压力表B. 流量计C. 温度计D. 电流表答案:C7. 以下哪种控制策略适用于大滞后系统?A. 比例控制B. 积分控制C. 比例积分控制D. 模糊控制答案:D8. 在PID控制中,以下哪个参数主要影响系统的稳定性?A. 比例系数B. 积分系数C. 微分系数D. 控制周期答案:B9. 以下哪种控制方式属于闭环控制?A. 比例控制B. 开环控制C. 比例积分控制D. 闭环控制答案:C10. 以下哪种控制策略适用于非线性系统?A. PID控制B. 模糊控制C. 逻辑控制D. 状态反馈控制答案:B二、填空题(每题2分,共20分)11. 过程控制系统的基本组成部分有:控制器、执行器、测量仪表和______。

答案:被控对象12. 在PID控制中,比例系数、积分系数和微分系数分别用符号______、______和______表示。

答案:Kp、Ki、Kd13. 模糊控制的核心思想是利用模糊逻辑进行______和______。

答案:推理、决策14. 闭环控制系统具有______和______的优点。

答案:稳定性、准确性15. 电动执行器主要由______、______和______三部分组成。

过程控制系统题库(214道)

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

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。

过程控制系统习题答案

过程控制系统习题答案

什么是过程控制系统?其基本分类方法有哪几种?过程控制系统通常是指连续生产过程的自动控制,是自动化技术中最重要的组成部分之一。

基本分类方法有:按照设定值的形式不同【定值,随动,程序】;按照系统的结构特点【反馈,前馈,前馈-反馈复合】。

热电偶测量的基本定律是什么?常用的冷端补偿方式有哪些均质材料定律:由一种均匀介质或半导体介质组成的闭合回路中,不论截面和长度如何以及沿长度方向上的温度分布如何,都不能产生热电动势,因此热电偶必须采用两种不同的导体或半导体组成,其截面和长度大小不影响电动势大小,但须材质均匀;中间导体定律:在热电偶回路接入中间导体后,只要中间导体两端温度相同,则对热电偶的热电动势没有影响;中间温度定律:一支热电偶在两接点温度为t 、t0 时的热电势,等于两支同温度特性热电偶在接点温度为t 、ta和ta、t0时的热电势之代数和。

只要给出冷端为0℃时的热电势关系,便可求出冷端任意温度时的热电势,即由于冷端温度受周围环境温度的影响,难以自行保持为某一定值,因此,为减小测量误差,需对热电偶冷端采取补偿措施,使其温度恒定。

冷端温度补偿方法有冷端恒温法、冷端补偿器法、冷端温度校正法和补偿导线法。

为什么热电阻常用三线制接法?试画出其接线原理图并加以说明。

电阻测温信号通过电桥转换成电压时,热电阻的接线如用两线接法,接线电阻随温度变化会给电桥输出带来较大误差,必须用三线接法,以抵消接线电阻随温度变化对电桥的影响。

对于DDZ-Ⅲ型热电偶温度变送器,试回答:变送器具有哪些主要功能?变送器的任务就是将各种不同的检测信号转换成标准信号输出。

什么是变送器零点、零点迁移调整和量程调整?热电偶温度变送器的输入电路主要是在热电偶回路中串接一个电桥电路。

电桥的功能是实现热电偶的冷端补偿和测量零点的调整。

大幅度的零点调整叫零点迁移。

实用价值是:有些工艺的参数变化范围很小,例如,某设备的温度总在500~1000度之间变化。

如果仪表测量范围在0 ~1000度之间,则500℃以下测量区域属于浪费。

《过程控制系统》期末试题+参考答案

《过程控制系统》期末试题+参考答案
其工作过程如下:液体↑→液位变送器输出↑→调节器输出↓→调节阀开度↑→液 体输出↑→液位↓。
注:考试期间试卷不允许拆开。
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6、超驰控制系统:指在一个控制系统中,设有两个控制器,通过高低值选择器选
出能适应安全生产状态的控制信号,实现对生产过程的自动化控制。
注:考试期间试卷不允许拆开。
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三、简答题(每个 5 分,共 30 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:
图2
注:考试期间试卷不允许拆开。
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《过程控制系统》参考试题 4
一、选择题(每空 1 分,共 25 分) 1、过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程、测量变送等环节组成。
2、过程控制仪表的测量变送环节由传感器和变送器两部分组成。
3、工程中,常用引用误差作为判断进度等级的尺度。
4、调节阀按能源不同分为三类:气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀。
3、均匀控制系统:控制量和被控量在一定范围内都缓慢而均匀的变化的系统,称 为均匀控制系统。
4、集散控制系统:是把控制技术、计算机技术、图像显示技术及通信技术结合起 来,实现对生产过程的监视控制和管理的系统。
5、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发 展的产物。
如果将调节阀的输入偏差信号定义为测量值减去给定值,那么当偏差增加时,其输 出也增加的调节器称为“正作用”调节器;反之,调节器的输出信号随偏差的增加而 减小的称为“反作用”调节器。 4、积分饱和的危害是什么?有哪几种主要的抗积分饱和措施?

过程控制系统试题和答案解析

过程控制系统试题和答案解析

过程控制系统试卷C卷一、填空题(每空1.5分)(本题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部分组成。

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、气动执行结构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内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(每小题5分)(本题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发展的产物。

三、简答题(每小题8分)(本题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”。

第七章 过程控制系统习题及答案

第七章 过程控制系统习题及答案

第七章过程控制控制系统习题及答案一、填空1. 单回路控制系统由传感器、调节器、执行器和被控对象组成。

2. 一个包含伺服放大器的电动调节阀,实际上是一个以调节器送来的信号为给定值、阀门位置信号为被控参数的单回路控制系统,该系统所采用的调节规律是位式调节规律。

3. 单回路控制器常见的五种控制规律是位式控制规律、比例控制规律、比例积分控制规律、比例微分控制规律及比例积分微分控制规律。

4. 当对象调节通道和测量元件的时间常数T0较大,纯滞后τ很小,即τ/ T很小时,应用微分作用可以获得相当良好的效果。

5. 当对象调节通道时间常数T较小,系统负荷变化较大时,为了消除干扰引起的余差,除了比例作用外还应采用积分作用。

6. 串级控制系统有两个控制回路。

7. 串级控制系统的内回路是一个随动控制系统,其给定值为外回路中的主调节器输出。

8. 串级控制系统主要用于控制通道时间常数太大的被控系统。

9. 串级控制系统副调节器一般选择比例调节规律,最好不采用积分调节作用,他会牺牲副回路的快速性,彻底消除偏差也不是副回路的职责,微分调节作用也是不能采用的,否则一旦主调节器的输出稍有变化就会引起执行机构的大幅度动作,加大其磨损。

10. 串级控制系统的主调节器最好包含积分控制作用,以保证干扰被彻底克服。

11. 某个干扰能否用前馈控制系统来克服的前提条件是该干扰信号可测量。

12. 单纯的前馈控制系统能实现良好控制效果的前提是能获得相应干扰通道精确的数学模型。

二、选择1. 串级控制系统的副回路一般采用的调节规律是(A)。

(A)比例调节规律(B)比例积分微分(C)比例微分(D)比例积分2. 对串级控制系统副回路的要求是(B)。

(A)消除稳态误差(B)快速克服主要干扰(C)消除所有干扰(D)消除主干扰3. 单回路控制系统由(A)组成。

(A)控制器、执行器、变送器和被控对象(B)控制器、执行器和变送器(C)输入、反馈、控制器和执行器(D)PID调节器、变送器和电动调节阀三、判断1. 串级控制系统有内外两个控制回路,主副两个调节器、两个执行器和两个被控对象。

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《过程控制系统》思考题1.什么叫串级控制系统?绘制其结构方框图。

串级控制系统是由两个控制器的串接组成,一个控制器的输出做为另一个控制器的设定值,两个控制器有各自独立的测量输入,有一个控制器的给定由外部设定。

2.与单回路控制系统相比,串级控制系统有哪些主要特点?多了一个副回路,形成双闭环。

特点:主控制器输出改变副控制器的设定值,故副回路构成的是随动系统,设定值是变化的。

在串级控制系统中,由于引入了一个副回路,不仅能及早克服进入副回路的扰动,而且又能改善过程特性。

副调节器具有“粗调”的作用,主调节器具有“细调”的作用,从而使其控制品质得到进一步提高。

3.为什么说串级控制系统由于存在一个副回路而具有较强的抑制扰动的能力?①副回路的快速作用,对于进入副回路的干扰快速地克服,减小了干扰对主变量的影响;②引入副回路,改善了副对象的特性(减小副对象的相位滞后),提高了主回路的响应速度,提高了干扰的抑制能力;③副回路可以按照主回路的要求对副变量进行精确控制;④串级系统提高了控制系统的鲁棒性。

4.串级控制系统在副参数的选择和副回路的设计中应遵循哪些主要原则?①将主要干扰包括在副回路;②副回路尽量包含多的干扰;③为保证副回路的快速响应,副对象的滞后不能太长;④为提高系统的鲁棒性,将具有非线性时变部分包含于副对象中;⑤需要对流量实现精确的跟踪时,将流量选为副对象。

5.串级控制系统通常可用在哪些场合?* 应用于容量滞后较大的过程* 应用于纯时延较大的过程* 应用于扰动变化激烈而且幅度大的过程* 应用于参数互相关联的过程* 应用于非线性过程6.前馈控制与反馈控制各有什么特点?绘制前馈控制系统结构方框图。

前馈:基于扰动来消除扰动对被控量的影响;♦动作“及时” ;♦只要系统中各环节是稳定的,则控制系统必然稳定;♦具有指定性补偿的局限性;♦ 控制规律取决于被控对象的特性。

♦ 反馈:基于偏差来消除偏差; ♦ “不及时”的控制 ; ♦ 存在稳定性问题;♦ 对各种扰动均有校正作用;♦ 控制规律通常是P 、PI 、PD 或PID 等典型规律。

7.在什么条件下前馈控制效果最好?为什么一般不单独使用前馈控制方案?准确地掌握过程扰动通道的特点wf (s )及控制通道的特性wo (s ) 准确求出前馈控制wm (s );克服可测不可控的扰动 前馈控制室基于扰动的控制,扰动不止一个,难于把握 属于开环控制,易受其他扰动干扰而无法控制其克服可测不可控的扰动,对于系统中其他扰动无抑制作用8.试述前馈控制系统的整定方法。

⑴前馈控制器的选择①用模拟表实施通过特定的前馈控制器,或采用运算单元自行构造; ②用软件实现 ⑵参数整定①单纯的前馈控制,可视工艺要求进行参数整定;先调整dK ,然后调整T1、T2②前馈—反馈相结合,先整定反馈系统,再重复步骤①。

9.什么是比值控制系统?常用的比值控制方案有哪些?并比较其优缺点,绘制各比值控制方案结构方框图。

实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统,称为比值控制系统 开环比值控制系统,单闭环比值控制系统,双闭环比值控制系统,变比值控制系统10.比值与比值系数有何不同?设计比值控制系统时需解决哪些主要问题?比值k=Q1/Q2,,是两个体积流量或重量之比,而比值参数是把比值k折算成比值器上,K’=k(Q1max/Q2max)主从动量确定;控制方案的选择;调节器控制规律的确定;正确选用流量计与变送器;比值控制系统的实施;比值参数的计算;比值控制系统参数的整定11.什么是均匀控制?常用的均匀控制方案有哪些?均匀控制是在连续生产过程中,各种设备前后紧密联系的情况提出来的一种特殊的控制①采用液位控制②采用液位和流量的串级控制③取液位和流量两个信号之差为被控变量双冲量均匀控制12.什么是分程控制?怎样实现分程控制?在分程控制中需注意哪些主要问题? 在工业生产过程中,有时会遇到一个控制器去操纵几只阀门,若按输出信号的不同区间操作不同的阀门,这样的控制系统叫做分程控制系统。

尽量选用对数调节阀;采用分程信号重叠法;调节阀的泄漏量的大小13.什么是选择性控制?试述常用选择性控制方案的基本原理。

凡是在控制回路中引入选择器的系统称为选择性控制系统。

选择器位于调节器的输出端,对调节器输出信号进行选择的系统:两个调节器共用一个调节阀选择器位于调节器之前,对变送器的输出信号进行选择的系统:几个变送器合用一个调节器14.什么是积分饱和现象?如何消除选择性控制中的积分饱和现象?当选择器在控制器和控制阀之间,系统出现超限时,控制器应立即切换。

为保证及时切换,在偏差为零时,两个调节器应该有相同的输出。

当其中一个控制器或两个控制器采用PI作用时,一个调节器被另一个控制器切换后,偏差仍存在,且存在的时间较长,将产生积分饱和现象,使下一次不能及时切换。

由于偏差长时间存在,偏差为零时控制器输出仍要超出规定上、下限一段时间。

为了保持同步,常采用积分外反馈的办法。

采用选择器的输出,即控制调节阀的信号做为积分外反馈。

15.一般地说从结构上看,分程控制是由一只控制器控制两只控制阀,而选择性控制是由两只控制器控制一只控制阀,试绘制各自系统结构方框图。

16.什么是推断控制?两类“计算指标控制”是什么?推断控制:利用系统的数学模型,由可测信息将不测输出推算出来实现反馈控制;或将不可测扰动推算出来实现前馈控制。

由辅助输出推算控制指标,作为被控变量的测量值;以某辅助输出变量为被控变量,其设定值由控制指标算式推算出来。

17.试述复杂控制系统有哪些?它们都是为什么目的而开发的?1串级控制系统:改善控制质量2前馈控制系统:扰动出现时就能够进行控制3比值控制系统:根据某一流量的变化调节另一流量4均匀控制系统:使前后设备在物料供求上相互兼顾均匀协调5分程控制系统:扩大控制阀的可调范围,使得在小流量时可实现更精确的控制用于满足工艺上操作的特殊要求6选择性控制系统:7推断控制系统:被控对象的输出和扰动都不可测,无法设计一般的反馈和前馈控制。

二.1.离心泵或离心式压缩机的负荷控制方案有哪些?①直流节流法②改变泵的转速n③通过旁路控制2.叙述离心式压缩机的特性曲线及产生喘振的原因。

特性曲线:压缩比和入口体积流量的关系曲线;效率和流量或功率和流量之间关系曲线。

在这里对于控制系统设计而言,压缩比和入口体积流量的关系曲线如右图所示:当负荷降低到一定程度时,气体的排出量会出现强烈振荡,同时机身也剧烈振动,这种现象叫离心式压缩机的喘振。

3.用图示说明离心式压缩机的防喘振控制方案。

固定极限流量法可变极限流量法4.为什么有的场合下需要压缩机的串并联运行?一些生产过程中,采用一个离心式压缩机压头不能满足要求时,就需要两台或两台以上压缩机串联运行,因此每台压缩机都应防喘振,才能保证设备的正常运行。

因一台提供的压头不够,故不能采用两台单独的旁路回流量控制。

当一台压缩机的流量(气体)不能满足要求时,就需两台或两台以上的压缩机并联运行.三.1.典型的传热设备有哪些?热量的传递方式有哪几种?换热器,加热炉,锅炉;热传导,对流;热辐射2.传热目的及其控制方案?①使工艺介质达到规定的温度以使生产过程正常进行;②在过程进行中加入吸收的热量或除去放出的热量;③在工艺过程中改变物料状态;④热量回收。

⑴调载热体的流量⑵调节传热平均温度差⑶调节传热面积⑷采用旁路控制3.用图示加热炉的各串级控制方案,并说明各方案的优缺点及适用场合。

⑴炉出口温度对炉膛温度的串级控制⑵炉出口温度对燃料流量的串级⑶出口温度对燃料阀后压力的串级⑷采用压力平衡式控制阀4.用图示说明加热炉的前馈-反馈控制方案。

5.设置加热炉的安全联锁保护系统的作用是什么?对于燃气和燃油加热炉可能产生事故的原因分别是什么?用图示分别说明各安全联锁保护系统。

联锁保护系统的作用:为安全生产、防止事故⑴燃气加热炉①工艺介质流量过小或中断,切断燃料气;②某种原因灭火时,切断燃料气;③燃料气压力不能过低,流量不能太小;④燃料压力不能过高,否则会引起脱气灭火⑵燃油加热炉①工艺介质流量过小或中断,切断燃料油;②燃料油压力过低会回火,流量不能太小;③燃料油压力过高会脱火;④雾化蒸汽压力过低或中断,造成燃料油雾化不良无法燃烧。

6.工业锅炉的主要控制系统①汽包水位控制②燃烧系统控制③过热蒸汽系统控制7.造成锅炉汽包“虚假”水位现象的原因是什么?为避免控制器误动作所采取的措施是什么?锅炉燃烧率增加,主蒸汽流量增加汽包压力下降锅炉燃烧率减少,主蒸汽流量减少,汽包压力上升,给水温度下降依负荷变化的前馈控制8.详细叙述锅炉汽包水位的双冲量控制方案,绘制其工艺流程简图,并给出加法器的设置。

9.试绘制锅炉汽包水位三双冲量控制方案的工艺流程简图。

前馈与串级组成的复合控制系统前馈加反馈控制前馈--串级控制系统10.试绘制锅炉燃烧控制系统有逻辑提量控制方案的工艺流程简图,叙述其动作过程。

在正常工况下,这是锅炉出口蒸汽压力对燃油流量的串级控制系统和燃油流量与空气流量的比值控制系统。

蒸汽压力控制器为反作用的,当蒸汽压力下降时(如因蒸汽耗量增加),压力控制器输出增加,而提高了燃油流量控制器的设定值。

但是,如果空气量不足,将使燃烧不完全。

为此设有低值选择器LS它只让两个信号中较小的一个通过,这样保证燃料量只能在空气量足够的情况下才能加大。

压力控制器的输出信号将先通过高值选择器HS来加大空气流量,保证在增加燃料流量之前先把空气量加大,使燃烧完全。

当蒸汽压力上升时,压力控制器输出减小,降低了燃油流量控制器的设定值,在减燃料量的同时,通过比值控制系统,自动减少空气流量。

四.1.简述精馏塔受控变量的选择有哪些?各自的特点是什么?⑴测温点的选择①测温点尽量选择在通道滞后较小的点。

②采用塔顶回流控制温度时,选择顶部塔板液相温度。

⑵温差控制优点:能够克服塔压变化对产品质量的影响。

缺点:不能克服进料组分和负荷变化对温差的影响。

⑶双温差控制压降引起的温差不仅在塔顶,也发生在塔底,相减后可相互抵消。

2.精馏塔产品质量的开环控制方案有哪些?绘制其工艺流程简图,叙述各自的特点。

⑴固定回流量和再沸气量当进料流量及状态恒定时,固定了LR和VS,D和B就确定了。

101控制回流量和102再沸器加热蒸汽量;物料平衡控制⑵固定馏出液量和再沸气量特点:适用于回流比较大的场合。

LR/D为回流比⑶固定塔底馏出量和回流量3.精馏塔按精馏段指标的控制方案有哪些?绘制其工艺流程简图,叙述各自的特点。

⑴间接物料平衡控制优点:调节作用滞后小,反应迅速;有利于克服进入精馏段的扰动;保证塔顶产品质量。

适用场合:回流比<0.8,需要减少滞后⑵直接物料平衡控制4.精馏塔按提馏段指标的控制方案有哪些?绘制其工艺流程简图,叙述各自的特点。

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