湘潭大学过程控制考试试题归纳
最新湘潭大学运动控制系统试题库(1)
Φ-=eK IR U n一、复习：直流调速系统问题1-2：衡量调速系统的性能指标是哪些？① 调速范围D=n max /n min =n nom /n min② 静差率S=△n nom /n 0*100%对转差率要求高，同时要求调速范围大（D 大S 小）时，只能用闭环调速系统。
③ 和负载匹配情况：一般要求：恒功率负载用恒功率调速，恒转矩负载用恒转矩调速。
问题1-3：请比较直流调速系统、交流调速系统的优缺点，并说明今后电力传动系统的发展的趋势.* 直流电机调速系统优点：调速范围广，易于实现平滑调速，起动、制动性能好，过载转矩大，可靠性高，动态性能良好。
缺点：有机械整流器和电刷，噪声大，维护困难；换向产生火花，使用环境受限；结构复杂，容量、转速、电压受限。
* 交流电机调速系统（正好与直流电机调速系统相反）优点：异步电动机结构简单、坚固耐用、维护方便、造价低廉，使用环境广，运行可靠，便于制造大容量、高转速、高电压电机。
大量被用来拖动转速基本不变的生产机械。
缺点：调速性能比直流电机差。
* 发展趋势：用直流调速方式控制交流调速系统，达到与直流调速系统相媲美的调速性能；或采用同步电机调速系统.问题1-4：直流电机有哪几种？直流电机调速方法有哪些?请从调速性能、应用场合和优缺点等方面进行比较. 哪些是有级调速？哪些是无级调速？直流电动机中常见的是有换向器直流电动机，可分为串励、并励、复励、他励四种，无换向器直流电动机属于一种特殊的同步电动机。
根据直流电机的转速公式，调速方法有变压调速、变电阻调速和变转差率调速。
调压调速：调节电压供电电压进行调速，适应于：U ≤U nom ，基频以下，在一定范围内无级平滑调速。
弱磁调速：无级，适用于Φ≤Φnom ，一般只能配合调压调速方案，在基频以上(即电动机额定转速以上)作小范围的升速。
变电阻调速：有级调速。
变转差率调速：无级调速。
问题1-5：带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为（ A ）A 、零；B 、大于零的定值C 、小于零的定值；D 、保持原先的值不变问题1-6：什么是调速范围D ？什么是静差率S ，两者的关系如何？用什么方法可以使调速系统满足D 大S 小的控制要求？①调速范围D=n max/n min=n nom/n min②静差率S=△n nom/n0*100%对转差率要求高，同时要求调速范围大（D大S小）时，只能用闭环调速系统。
过程控制总题库简答
过程控制总题库简答 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】1． 简述PID 调节器c K 、i T 和d T 的作用是什么？2．答案：在PID 调节器中，c K 越大，表示调节作用越强，i T 值越大，表示积分作用减弱，d T 值越大表示微分作用增强。
3． 有一流量调节系统，信号传输管线很长，因此，系统产生较大的传送滞后。
有人设想给调节器后加微分器来改善系统特性，试问这种设想合理否为什么若不合理，应采取什么措施合理答案：这种设想不合理，因为信号传送滞后是纯滞后，而微分作用不能克服纯滞后。
解决这一问题合理的措施是采用1：1继动器加在信号传输线之间，以增大信号流速，从而减小传输滞后，改善系统特性。
4． 利用微分作用来克服控制系统的信号传递滞后的设想是否合理与正确？答案：这种设想不合理，因为信号传送滞后是纯滞后，而微分作用不能克服纯滞后。
合理的措施是采用1：1继动器加在信号传输线之间，以增大信号流速，从而减小传输滞后，改善系统特性。
5． 通常在什么场合下选用比例（P ），比例积 （PI ）,比例积分微分（PID ）调节规律？6．答案：比例调节规律适用于负载变化较小，纯滞后不太大而工艺要求不高又允许有余差的调节系统。
比例积分调节规律适用于对象调节通道时间常数较小，系统负载变化不大（需要消除干扰引起的余差），纯滞后不大（时间常数不是太大）而被调参数不允许与给定值有偏差的调节系统。
比例积分调节规律适用于容量滞后较大，纯滞后不太大，不允许有余差的对象。
7． 简述热电偶温度计组成部分及各部件的功能。
（本题每写出1个组成部分得1分，每写出1个组成部分功能得1分）答案：热电偶温度计的基本组成部分有：热电偶、测量仪表、连接热电偶和测量仪表的导线。
如下图所示图题4（2）热电偶是系统中的测温元件，测量仪表是用来检测热电偶产生的热电势信号的，可以采用动圈式仪表或电位差计，导线用来连接热电偶与测量仪表。
过程控制试题及答案
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。
过程控制试题库答案
过程控制试题库答案一，填空题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。
9.保证控制系统成为负反馈10.干扰量的变化11.正确，迅速，可靠12.改善动态性能13.微分二，选择题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. A3.定值调节是一种能对（A ）进行补偿的调节系统。
过程控制工程试题考试题及其答案
过程控制工程试题一、填空题（每空1分，共20分）：的增加，控制作用增强，克服干扰的能力最1．随着控制通道的增益K大，系统的余差减小，最大偏差减小。
2．从理论上讲，干扰通道存在纯滞后，不影响系统的控制质量。
3．建立过程对象模型的方法有机理建模和系统辨识与参数估计。
4．控制系统对检测变送环节的基本要求是准确、迅速和可靠。
5. 控制阀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。
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。
7．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。
8．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、简答题（每题6分，共24分）：1、电气阀门定位器有哪些作用答：①改善阀的静态特性②改善阀的动态特性③改变阀的流量特性④用于分程控制⑤用于阀门的反向动作2.简述串级控制系统的设计原则。
答：（1）副回路的选择必须包括主要扰动，而且应包括尽可能多的扰动；（2）主、副对象的时间常数应匹配；（3）应考虑工艺上的合理性和实现的可能性；（4）要注意生产上的经济性。
3. 简单控制系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？答：简单控制系统由一个被控对象，一个检测元件和变送器，一个调节阀和一个调节器组成。
检测元件和变送器用于检测被控变量，并将检测到的信号转换为标准信号，输出到控制器。
控制器用于将检测变送器的输出信号与设定值进行比较，得出偏差，并把偏差信号按一定的控制规律运算，运算结果输出到执行器。
执行器是控制系统回路中的最终元件，直接用于改变操纵量，以克服干扰，达到控制的目的。
4. 前馈控制和反馈控制各有什么特点？为什么采用前馈-反馈复合系统将能较大地改善系统的控制品质？答:前馈控制的特点是:根据干扰工作;及时;精度不高,实施困难;只对某个干扰有克服作用.反馈的特点作用依据是偏差;不及时:精度高,实施方便,对所有干扰都有克服作用.由于两种控制方式优缺点互补, 所以前馈-反馈复合系统将能较大地改善系统的控制品质.三、(10分)一个如图1所示的换热器,用蒸汽将进入其中的冷物料加热到一定温度,生产工艺要求热物料出口温度维持恒定(1T≤∆℃).试设计一简单温度控制系统,选择被控量和操纵量，画出其结构原理图，并选择调节器的控制规律。
过程控制 自动化0981A
三、（10分）锅炉水位控制系统，当液位过低时，汽包中的水易被烧干引发事故。试画出控制系统方框图，并确定调节阀的气开、气关形式和调节器的正反作用方式。
1.由系统控制流程图画出框图;
2.确定调节阀的气开、气关形式；
3.确定控制器的正、反作用方式。
湖南工程学院试卷用纸2012至2013学年第一学期专业班级自动化0981姓名_____________学号______共3页第1页
（装订线内不准答题）
命题教师_______李亚_________________审核________________________
（装订线内不准答题）
四、（12分）什么叫调节阀的理想流量特性和工作流量特性？常用的调节阀理想流量特性有哪些？
五、（12分）举例说明一个单回路控制系统，画出该系统的控制系统方框图，并指出该控制系统中的被控变量、操纵变量？
六、（20分）在某生产过程中,冷物料通过加热炉进行加热,根据工艺要求,需对热物料的炉出口温度进行严格控制,在运行中发现燃料压力波动大,而且是一个主要扰动,故设计如图所示系统流程图,要求:
湖南工程学院试卷参考答案及评分标准（A、B卷）专业班级自动化0981命题老师李亚2012至2013学年第一学期
（装订线内不准答题）
课程名称________过程控制系统（A）________
一、12分
(6分)
＝ (6分)
二、10分
去掉最大引用误差的“%”号，其数值分别为3和1.5，（5分）由于国家规定的精度等级中没有3级仪表，所以这台仪表的精度等级为4级，而另一台仪表的精度等级正好为1.5级。（5分）
湘潭大学过控试卷期末考试文字整理必有原题。
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一、填空1集散控制系统又称为(分布式）控制系统，其英文简称为（DCS）2机理分析法建模有可称为（机理演绎法）建模或（解析法）建模3 一般认为，纯滞后τ与过程的时间常数T之比大于0.3，则该过程是大（滞后)过程4 随着计算机技术的发展，有时要求建立过程或系统的离散时间模型，这是由于计算机控制系统本身就是一个（离散）的时间系统，即他的（输入）与（输出）信号本身就是两组离散序列5 测量误差是指测量结果和被测变量的（真实）即（真）值之差6 热电偶测温原理是以（热电)效应为基础的7 热电阻温度计是利用导体或半导体的（阻值）随（温度变化）而变化的性质来测量温度的8 DDZ-3型仪表接收变送器或者转换器的直流0~（5）V或直流4~（20）MA的标准信号9 对于二阶无延时环节，其中的确定一般采用（两点法),阶跃响应为10 某两台仪表的绝对误差均为5度，但各自的测量范围分别为100度和300度，则后者的精度(高于)前者11 通常可以把气动执行环节机构看做一个(惯性环节），电动执行机看做一个(比例环节）12 对于一阶纯延时环节，其中（时间）常数和（纯滞后)时间的确定一般采用在其（阶跃响应）曲线上取两点列方程计算的方法13 理论分析和研究表明，热电偶的（接触电动势)比温差电动势（大）很多，因此，（热）电动势，以（接触）电动势为主14 在DDZ-3型仪表中，软手动保持输出（不变）的情况是有条件和（暂时）的，即，运放不可能是（理想）的，反馈电容的漏电阻也不可能是无穷（大）15 扰动通道的（时间）常数越大，扰动对象被控参数的（动态)影响越小16 调节器参数工程整定法包括有临界比例度发法·衰减曲线法·反应曲线法17 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）调节18 改进型临界比例度法用具有（继电）特性的非线性环节的代替比例环节19 （集散控制系统）是以微型计算机为基础，将分散型控制装置，通信系统，集中操作与信息管理系统综合在一起的新型过程控制系统二、判断1由于被控过程具有大惯性，大滞后等特性，因此决定了，因此决定了过程控制的控制过程是快过程22 对于一个实际过程或系统来讲，可以建立离散系统，也可以建立连续系统13 由热电偶的原理可知，只有当热点偶冷端温度变化时，热电动势才是被测温度的单值变化函数 24测量管道中流体介质温度时，热电偶应顺着流动方向插入，热端应处在管道中心位置 15 在工程上所谓压力就是物理学的压强，即垂直而均匀的作用在单位面积上的力 16 DZZ-3型调节器只有全刻度指示调节器一个基本品种 27 余差是一个重要的静态指标，一般要求余差超过预定值或不接近于零 28 对于一个生产过程来说，影响操作的因素很多，但是并非所有影响因素都需要加以控制19 在计算机控制系统，计算机只能处理数字信号，所以给定值和反馈量需要经过A/D转换才能输入计算机 110 在串级控制系统中，副回路起着对被控参数的“细调”作用，而主回路则完成对被控参数的“粗调”作用 211 热点偶感受温度的工作状态端点称为冷端，而另一端称为热端 212 对于二阶振荡过程，超调量与衰减比有严格的对应关系，其中n为衰减比 213 DDZ-3型仪表调节器由控制单元和指示单元组成，控制单元包括输入电路，PD,PI电路，软手动电路与硬手动操作电路 214 控制输入总是力图使被控过程按照期望的的规律变化，而扰动一般总是影响被控过程偏离期望运行状态 115 在系统数学模型阶数n 和纯时间d未知的情况下，根据输入输出实验数据求模型的参数，称为参数估计问题 216 在系统设计时应尽量选用快速测量仪表 117 由于串级控制系统副回路的存在，能迅速克服进入副回路的二次干扰 1 18 串级控制系统工作频率的降低，缩短了振荡周期，从而提高了整个系统的控制质量 219 相对增益可用来确定变量间的配对和系统是否需要解耦 120 当一个回路控制系统组成后，过程各通道的静态与动态特性已知，此时，系统过程的品质就取决于调节器各个参数的设置 1 21对于二阶振荡过程，超调量与衰减比有单值对应关系122 P调节是有差调节，PD 调节是无差调节 223 M序列的产生通常由两种方法，一是用移位寄存器产生，二是用软件实现1 24 现场仪表设计成了安全火花型的系统就是安全火花防爆系统225 涡街流量计的原理是一定条件下流体的流量与漩涡出现的频率存在着定量的关系 126 对于前馈-反馈复合控制，系统的稳定性完全由反馈控制回路确定 227 确定调节阀的气开气关作用的主要依据是生产的安全性 1三、名词解释1自平衡能力：指过程在输入量作用下，其平衡状态被破坏后，无需人或仪器的干预，依靠过程自身的能力，逐渐恢复到另一个新平衡状态的特性2 理想流量特性：在阀前后压差一定的情况下，得到的调节阀的相对开度和相对流量的关系，它取决于阀芯的形状3 正作用调节器：反馈到调节器的输入端的系统输出测量值增加（减少）时，调节器的也随（增加）或减少4串级控制系统的共振现象：如果主副过程的时间常数比较接近，这时主副回路的动态联系十分密切，当一个参数发生振荡时，会使另一个参数也发生振荡，这就是串级控制系统的共振现象5耦合：如果将一对输入输出称为一个控制通道，则在各个通道之间存在相互作用，这种通道之间的复杂因果关系称为耦合6 过渡过程时间：当系统从干扰开始到被控量进入稳态值得正负5%范围所需要的时间7 零点：放大器的输入信号为零时的输出电压UO。
(完整版)过程控制复习要点和习题答案(3,4)
1.如图所示，用差压变送器测敞口容器液位，其最低液位和最高液位到仪表的距离分别为h1=1m，h2=3m,若被测介质的密度为980kg/m3,求：
1）该变送器的量程为多少？
2）是否需要迁移？迁移量为多少？
2：某负作用理想PID调节规律，，Ti=2min,Td=0,在t=t0时刻加入一幅值为1mA的阶跃信号，若调节器的起始工作点为6mA，试画出调节器的输出波形。
11．工作流量特性的定义，串联管道中调节阀流量特性的变化
12．S值是指什么？S值的大小对流量特性的影响？
13．掌握选择调节阀的流量特性的三原则？
14．了解电－气转换器起什么作用？为什么要用阀门定位器？
15．掌握构成一个安全火花型防爆系统的充要条件是什么？安全火花型防爆系统的组成结构。
16．了解防爆栅有哪几种类型？
气关阀
7、图示，冷物料通过加热器用蒸汽对其加热，在事故状态下，为了保护加热器设备的安全，即耐热材料不损坏，现在蒸汽管道上有一只调节阀，确定其气开，气关形式。
气开阀
第四、五章习题
1、水槽如图所示。其中F为槽的横截面积，R1、R2、R3均为线性水阻，Q1为流入量，Q2、Q3为流出量。要求：
(1)写出以水位H为输出量，Q1为输入量的对象动态方程；
17．了解危险场所分为哪几类？危险程度最高的是哪一类？第一类危险场所又分为哪几级？
第八章控制对象的特性测试
1.掌握利用机理法建立单容/双容对象的数学模型。
2.掌握什么是具有自衡能力的对象？具有滞后的一阶二阶特性的表示式；什么是无自衡能力的对象？具有滞后的一阶二阶特性的表示式。
3.掌握什么是飞升曲线？单容对象或多容对象的飞升曲线可用哪些参数来表征？
(3)比例、积分作用减弱，影响比例的是P，影响积分作用的是P和Ti
过程控制工程》期末考试复习题及参考答案
过程控制工程》期末考试复习题及参考答案答案：C二、___答题1、什么是过程控制工程？过程控制工程是指对生产过程中的物理量进行测量、控制和调节，以达到生产过程稳定、优化和自动化的技术和方法。
2、什么是反馈控制系统？其优点是什么？反馈控制系统是指通过对被控对象输出值与设定值之间的差异进行测量，并将这个差异信号反馈到控制器中，以调节控制器输出信号的系统。
其优点是能够自动调节系统的输出，使系统稳定在设定值附近，具有良好的鲁棒性和适应性。
3、什么是前馈控制系统？其优点是什么？前馈控制系统是指在控制系统中加入一个预测模型，根据预测模型预测被控对象的输出值，并将预测值作为控制器的输入信号，以提高控制系统的响应速度和控制精度。
其优点是能够减小被控对象输出值与设定值之间的误差，提高控制系统的响应速度和控制精度。
4、什么是控制系统的稳态误差？如何消除？控制系统的稳态误差是指被控对象输出值与设定值之间的差异在长时间运行后趋于稳定的误差。
消除稳态误差的方法包括增加控制器增益、调整控制器的积分时间常数、增加前馈控制等。
5、什么是控制系统的过渡过程？如何评价过渡过程的质量？控制系统的过渡过程是指被控对象输出值从设定值开始到稳定在设定值附近的过程。
过渡过程的质量可以通过评价过渡过程时间、超调量、振荡幅值等指标来进行评价。
过渡过程时间越短、超调量越小、振荡幅值越小，说明过渡过程的质量越好。
34、在单回路控制中，选择合适的控制阀结构形式非常重要。
在分流或合流控制时，应该选择三通控制阀。
35、在单回路控制中，选择合适的控制阀结构形式非常重要。
对于大口径、大流量、低差压，而泄漏量要求不高的情况，应该选择蝶阀。
36、为了确保过程控制系统正常工作，必须满足各个环节的静态放大系数相乘小于1.37、在控制阀的正作用下，如果控制阀是气开式，那么Kv应该大于1.38、在控制阀的负作用下，如果控制阀是气关式，那么Kv应该小于1.39、在控制器正作用时，其放大系数Kc应该大于0.40、在控制器负作用时，其放大系数Kc应该小于0.41、在控制器上对整定参数进行设置的顺序应该是P、I、D。
过程控制部分习题答案-完整版
第一章思考题与习题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。
5．过程过渡时间ts ：过渡过程时间定义为从扰动开始到被控参数进入新的稳态值的±5%或±3％（根据系统要求）范围内所需要的时间。
它是反映系统过渡过程快慢的质量指标，t s 越小，过渡过程进行得越快。
6．峰值时间tp: 从扰动开始到过渡过程曲线到达第一个峰值所需要的时间，（根据系统要求）范围内所需要的时间。
称为峰值时间tp 。
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1.与开环控制相比较，闭环控制的特征是（b ）A.系统有执行元件B.系统有反馈环节C.系统有放大元件D.系统有控制器2．带有比例积分调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为（A ）Ａ、保持原先的值不变Ｂ、大于零的定值Ｃ、小于零的定值Ｄ、零3. 系统开环传递函数为此系统为（ B ）阶系统。
A.一B. 三C. 二D.四4．在α=β配合控制可逆调速系统中当αf=30。
时，αr= （C )。
Ａ、3０。
Ｂ、330 Ｃ、150。
Ｄ、60。
5.不是测量转速的元件有（ D ）A.测速发电机B.光电增量编码盘C.光电测速计D.互感器6.对自动调速系统来说，主要的扰动量是（ A ）A.电网电压的波动B.给定量发生变化C.元件参数随温度变化D.负载阻力转矩的变化7．转差频率控制变频调速系统的基本思想是控制（ A）。
Ａ、电机的气隙磁通Ｂ、电机的调速精度Ｃ、电机的动态转矩Ｄ、电机的定子电流8．α=β配合控制有环流可逆调速系统中存在的是（ B）环流。
A、直流B、脉动C、平均D、动态9．双闭环调速系统在稳定时，控制电压Ｕct的大小取决于（ A）。
Ａ、转速n和负载电流IdlＢ、负载电流IdlＣ、转速nＤ、电流反馈系数β10．ＳＰＷＭ逆变器是利用正弦波信号与三角波信号相比较后，而获得一系列（C ）的脉冲波形。
Ａ、等宽不等幅Ｂ、不等宽不等幅Ｃ、等幅等宽Ｄ、等幅不等宽11．在电机调速控制系统中，对于（ A）的扰动，系统是无能为力的。
Ａ、运算放大器的参数的变化Ｂ、电机励磁电压的变化Ｃ、电网电压的变化Ｄ、转速反馈参数的变化12．带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为（ D）Ａ、零Ｂ、大于零的定值Ｃ、小于零的定值Ｄ、保持原先的值不变13．在单闭环调速成系统中，为了实施限流保护，可以引进（ A）环节。
Ａ、电流截止负反馈Ｂ、电流截止正反馈Ｃ、电压截止正反馈Ｄ、电压截止负反馈14．无静差调速系统的ＰＩ调节器中Ｐ部份的作用是（A ）Ａ、消除稳态误差Ｂ、加快动态响应Ｃ、既消除稳态误差又加快动态响应Ｄ、不能消除稳态误差也不能加快动态响应15．双闭环调速系统在稳定时，控制电压Ｕct的大小取决于（C ）。
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。
过程控制工程习题及答案
过程控制工程习题及答案过程控制工程习题及答案过程控制工程是一门涉及控制系统设计和优化的学科，它在工业生产中起着重要的作用。
为了帮助学习者更好地掌握这门学科，下面将提供一些过程控制工程的习题及其答案，希望对大家有所帮助。
习题一：传感器和执行器1. 什么是传感器？它在过程控制中的作用是什么？答案：传感器是一种能够将物理量转化为电信号的装置。
在过程控制中，传感器的作用是将被控对象的物理量转化为电信号，以便控制系统能够对其进行监测和控制。
2. 请列举几种常见的传感器类型及其应用领域。
答案：常见的传感器类型包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、液位传感器等。
它们在工业生产中广泛应用于温度控制、压力控制、流量控制、液位控制等方面。
3. 什么是执行器？它在过程控制中的作用是什么？答案：执行器是一种能够根据控制信号进行动作的装置。
在过程控制中，执行器的作用是根据控制系统的输出信号，对被控对象进行控制操作，以实现控制目标。
4. 请列举几种常见的执行器类型及其应用领域。
答案：常见的执行器类型包括电动执行器、气动执行器、液压执行器等。
它们在工业生产中广泛应用于阀门控制、电机控制、液压控制等方面。
习题二：控制系统设计1. 什么是反馈控制系统？它的基本结构是什么？答案：反馈控制系统是一种根据被控对象的输出信息对其进行控制的系统。
它的基本结构包括传感器、控制器、执行器和被控对象。
2. 请简要描述PID控制器的工作原理。
答案：PID控制器是一种常用的控制器类型，它基于被控对象的误差信号进行控制。
具体而言，PID控制器根据误差信号的比例、积分和微分三个部分的加权求和来计算控制输出信号，以实现对被控对象的控制。
3. 什么是前馈控制系统？它与反馈控制系统有何区别？答案：前馈控制系统是一种根据被控对象的预测信息对其进行控制的系统。
与反馈控制系统不同的是，前馈控制系统不需要通过传感器获取被控对象的实际输出信息，而是根据预测模型进行控制。
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1分，共10分）1、临界比例度法2、温差电动势3、3-104、移位寄存器5、硬手动6、0.57、反向 8.PI 9、4：1～10：1 10、0()()(1)s s G s G s e τ-=- 1．调节器参数工程整定法包括有 临界比例度法 、衰减曲线法、反应曲线法。
2．热电偶回路中的热电动势由接触电动势和 温差电动势 两部分组成。
3. 串级控制系统中，为避免主、副回路间的共振，主、副时间常数比0102/T T 在 3-10 范围内。
4． M 序列的产生通常有两种方法，一是用 移位寄存器 产生，二是用软件实现。
5．在DDZ-III 型仪表中，软手动切换到 硬手动 需平衡才能做到无扰动切换。
6．某台测温仪表的测温范围为200～1200℃，根据工艺要求，温度指示值的最大绝对误差不得超过±7℃，应选择仪表的精度等级为 0.5 级才能满足以上要求。
仪表的精度用仪表的最大引用误差δmax （即仪表的最大允许误差δ允）来表示，即 ∆max —仪表在测量范围内的最大绝对误差；仪表精度等级a （去掉仪表误差的“±”号和“%”）a=0.005，0.02，0.05；0.1，0.2，( 0.4)，0.5； Ⅰ级标准表 Ⅱ级标准表 仪表的基本误差： ∆max=仪表量程⨯a%目前，我国生产的仪表常用的精确度等级有0.001, 0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5, 4.0等。
精度等级数值越小，就表征该仪表的精确度等级越高，也说明该仪表的精确度越高。
7．对过程施加一阶跃输入信号，若在开始一段时间内，过程的输出先降后升或先升后降，则称其是具有 反向 特性的被控过程。
8. 当广义过程控制通道时间常数较小，负荷变化不大，但工艺要求无静差时，应选用PI 调节。
7. 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 调节。
9. 为了保证过程控制系统有一定的稳定裕度，一般要求衰减比为 4：1～10：1 。
过程控制习题答案资料剖析
第一草収回路控制系统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虽有什么影响？控制通道一一是抬操纵变址与被控变量之间的信号联系：干扰通道一一是抬T•扰作用与被控变虽之间的信号联系。
（1）控制通道特性对系统控制质量的影响：（从K、T. T三方血）控制通道静态放大倍数越大.系统灵墩度越岛.余差越小。
但随着静态放大倍数的増大.系统的稳定性变差。
控制通道时间常数越大.经过的容址数越女.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.使动态偏差増大.而且还还会使系统的稳定性降低。
（2）T•扰通道特性对系统控制质虽的影响：（从K、T. T三方血）干扰通道放大倍数越大.系统的余差也越大，即控制质虽越差。
T・扰通道时间常数越大.阶数越岛，或者说T•扰进入系统的位宜越远离被控变虽测虽点而靠近控制阀.T•扰对彼控变虽的影响越小, 系统的质量则越高。
T•扰通道有无纯滞后对质址无影响，不同的只是干扰对被控变虽的影响向后推迟一个纯滞后时间T Oa 1.2如何选择操纵变虽？1）考农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、小些为好，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，阶数越舟越好。
4）控制通道纯滞后越小越好。
1.3控制器的比例度&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6越小.系统灵敬度越髙.余差越小。
随着6减小，系统的稳定性下降。
1・5图L12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：影响物料出口温度的主婆因素有哪些？如果要设讣一温度控制系统，你认为被控变量与操纵变量应选谁？为什么？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：影响物料出口温度的因素主要有蒸汽的流址和温度.搅拌器的搅拌速度、物料的流虽和入口温度。
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填空1集散控制系统又称为分布式控制系统，其英文简称为DCS 。
2对于二阶无延时环节对于二阶无延时环节G （s ）=K 0/(T 1s+1)(T 2s+1) 其中 时间常数T1和T2 的确定一般采用两点法，其阶跃响应表达式为3 一般认为纯滞后τ与过程的时间常数T 之比大于0.3，则称该过程是大滞后。
4随着计算机技术的发展，有时要求建立过程或系统的离散时间模型，这是由于计算机控制系统本身就是一个离散的时间系统，即它的输入、输出信号本身就是两组离散序列。
5 若某两台仪表的绝对误差均为5度，但其各自的测量范围分别为100度和300度，则后者的精度 高 于前者。
6通常，可以把气动执行机构看做是一个一阶惯性环节，电动执行机构看做是一个比例环节。
7 热电阻温度计是利用导体或者半导体的电阻值随温度而变化的性质来测量温度的。
8 DDZ-III 型仪表接收变送器或者转换器的直流1-5V 或直流4-20mA 的标准信号。
9 机理分析法建模又可称为机理演绎法建模或解析法建模。
10测量误差是指 测量结果和被测量的真实值即真值之差。
11热电偶原理是以热电效应为基础的。
12对于一阶纯延时环节G （s ）=K 0e τs/(T 1s+1) ，其中时间常数和纯滞后时间的确定一般采用在其阶跃响应曲线上取两点列方程式计算的方法。
13理论分析和研究表明，热电偶的接触电动势比温差电动势大很多，因此，热电动势以接触电动势为主。
14 在DDZ-III 型仪表中，软手动保持输出不变的情况是有条件的和暂时的，即运放不可能是理想的，反馈电容的漏电阻也不可能是无穷大。
15扰动通道的 时间 常数越大，扰动对被控参数的 动 态影响就越小。
判断1． 热电偶感受温度的工作状态端点称为“冷端”而另一端称为“热端”（×）2． 对于二阶振荡过程，超调量与衰减比有严格的对应关系，即σ=1/n*100％，其中n 为衰减比。
（×） 若σ=1√n /*100％(√)3． DDZ-Ⅲ型仪表调节器由控制单元和指示单元组成，控制单元包括输入电路、PD 与PI 电路、软手动电路与硬手动操作电路。
（×）4． 控制输入总是力图使被控过程按照某种期望的规律变化，而扰动量一般总是影响被控过程偏离期望运行状态。
（√）5． 在系统数学模型的阶数n 和纯时延时间d 未知的情况下，根据输入输出实验数据求取模型的参数，称为参数估计问题。
（×）6． 在系统设计时应尽量选用快速测量仪表（√）7． 由于串级控制系统副回路的存在，能迅速克服进入副回路的二次干扰（√）8． 串级控制系统工作频率的降低，缩短了振荡周期，从而提高了整个系统的控制质量。
（×） 9． 相对增益可用来确定变量间的配对和系统是否需要解耦。
（√）10. 当一个单回路控制系统组成后，过程各通道的静态与动态特性已知，此时，系统过程的品质就取决于调节器各参数值的设置。
（√）11. 由于被控过程具有大惯性、大滞后等特性，因此决定了过程控制的控制过程多属于快过程。
（×）12. 对于一个实际过程或系统来讲，可以建立连续模型，也可以建立离散模型。
(√) 13. 由热电偶测温原理可知，只有当热电偶冷端温度变化时，热电动势才是被测温度的当值函数。
（×）14. 测量管理中流体介质温度时，热电偶应顺着流动方向插入，热端应处在管理中心拉紧。
（√） 15. 在工程上，所谓压力就是物理学中的压强，即垂直而均匀的作用于单位面积上的力。
（√） 16. DDZ-Ⅲ型调节器只有全刻度指示调节器一个基本品种（×）17. 余差是一个重要的静态指标，一般要求余差超过预订值或不接近于零（×）18. 对于一个生产过程来说，影响操作的因素很多，但是，并非所有影响因素都需要加以控制。
19. 在计算机控制系统中，由于计算机只能处理数字信号，所以给定值和反馈量要先经过A/D转换才能输入计算机。
（√）20. 在串级控制系统中，副回路起着对被控参数的“细调”作用，而主回路则完成对被控数的‘粗调’作用（×）21. 串级控制系统中，主回路所包含的过程是整个过程的全部。
22. 在一个多变量的控制系统中，一个被控变量只受一个控制变量影响的过程称为无耦合过程。
（√） 名词解释零点：零点指检测工作的起始值。
共振（串级控制系统的共振现象）：如果主、副被控过程的时间常数较接近，这时主、副回路间的动态联系十分密切，当一个参数发生振荡时，会使另一个参数也发生振荡，这就是所谓的“共振”。
正作用调节器：当反馈到调节器输入端的系统输出增加时，调节器的输出也随之增加传感器：能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成理想流量特性：当调节阀前后压差一定时获得的流量特性常用的有以下三种：① 直线流量特性，是指流过调节阀的相对流量与阀门相对开度成直线关系，即阀杆单位行程变化所引起的流量变化是常数；②对数（等百分比）流量特性，是指单位行程变化所引起的相对流量变化与该点的相对流量成正比关系；③快开流量特性，是指在小开度时就有较大的流量，随着开度的增大，流量很快达到最大 自平衡能力：过程对扰动的响应有时延，被控量变化最后达到新的平衡即过程具有自平衡能力 耦合：在一个多变量被控过程中，其中任意一个回路的控制作用发生变化，将会影响到其他回路中被控量的变化，甚至可以导致各控制回路无法工作。
过渡过程时间：系统受干扰作用后，从一个平衡状态到达新的平衡状态所经历的时间 简答1、 系统辨识中模型阶次确定试验辨识法：先给被控过程人为地施加一个输入作用，然后记录过程的输出变化量，得到一系列试验数据和曲线，最后再根据输入-输出试验数据确定其模型结构2、 过称控制仪表分类型，气动单元组合仪表和电动单元组合仪表各有何特点？它们单元间的标准统一信号各式什么？分为：1、按使用能源分：气动仪表和电动仪表；2、按结构分：基地式仪表、单元组合式仪表和组装式仪表；3、按信号类型分：模拟式仪表和数字式仪表； 气动单元组合仪表：结构简单，价格便宜，性能稳定，工作可靠，具有防火、防爆、安全的特点； 电动单元组合仪表的特点：信号传输快，传输距离远，易于与计算机连用； 以DC24V 为电源，DC4mA —20mA 为现场传输信号，以DC1—5V 和 DC4mA —20mA 为控制室联络信号。
3、 孔板流量计测流量的原理孔板是装在流体管道内的板状节流元件，中央处有小于管道截面积的圆孔。
当稳定流动的流体流过时，在孔板前后将产生压力和速度的变化，当孔板的形状一定、测压点位置也一定时，压差与流量存在定量关系。
4、 系统控制方案的一般原则被控参数的选择、测量信息的获取及变松、控制参数的选择、调节规律的选取、调节阀的选择和调节器正、反作用的确定。
5、 串级控制系统？与单回路控制系统相比，串级控制系统有哪些主要特点？串级控制系统是以一个时间常数较小的副回路作内环，以时间常数较大的主回路作内环，组成的双闭环控制系统。
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。
6、 温度检测仪表的选择原则和安装原则选择原则：1、必须满足生产工艺要求，正确选择仪表的两城和精度，正常使用温度范围一般为量程的30%-90% 2、必须注意使用现场的工作环境 安装原则：1、合理选择测温点位置，测温点要有代表性 2、防止干扰信号引入 3、保证仪表正常工作7、调节器阀的流量特性、调节阀的工作流量特性、为什么流量特性的选择很重要 调节阀流量特性：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。
工作流量特性：实际工作时调节阀前后的压差总是变化的，此时的流量特性称为工作流量特性。
原因：1、一般要求系统总放大系数不变，而过程控制往往是非线性的，为此必须合理选择调节阀的特性，以补偿过程控制的非线性；2、由阀门经常的开度不同，需要有不同的流量特性的阀门与之相适应。
所以，流量特性的选择很重要。
8、量程、量程调整、零点、零点迁移、为什么要进行零点迁移和量程调整？ 量程指与仪表的规定输出范围（值域）相对应的被测物理量范围。
因为仪表的量程与传递特性之间呈比例关系，改变仪表的传递特性即可实现量程调整 零点指检测工作的起始值仪表中有可改变零点的大小和方向的线路或机构，由此引起的零点变化称之为零点迁移将零点迁移技术与量程调整技术相结合可以使过程控制系统工作于合理的状态，从而充分发挥系统的控制效能，零点迁移只是平行移动，不能平移，则要达到相同的输出只能靠增加量程值，从而降低系统的灵敏度，所以要使用零点迁移技术与量程调整技术。
9、热电偶冷端温度补偿原理电桥补偿法，当冷端温度随环境温度变化时采用的一种校正方法，其原理是利用电桥中某桥臂电阻因环境温度变化而产生的附加电压来补偿热电偶冷端温度变化而引起的热电动势的变化。
T0=0℃时，桥路输出为Uab=0 当冷端温度t0升高、Ra 的值增大，其余电阻值不变时，桥路输出Uab 升高，此时热电偶电动势E （t,t0）却相应减小，若Uab 的增加量等于E （t,t0）的减少量，则显示仪表的指示值不受t0升高的影响，从而补偿了冷端温度变化对测量结果的影响。
10、过程计算机控制系统（数字式控制器）的硬件和软件组成部分及各自的作用。
硬件：1、主机电路，用于数据运算处理和各组成部分的管理；2、过程输入通道，包括模拟输入通道和开关量输入通道，前者是将模拟量输入信号转换为相应的数字量，后者是将多个开关输入信号通过输入缓冲器将其转换为能被计算机识别的数字信号；3、过程输出通道，包括模拟输出通道和开关量输出通道，前者将数字信号转换为1-5V 模拟电压或4-20mA 模拟电流信号，后者通过输出缓冲器输出开关量信号，以便控制继电器触点或无触点开关等；4、人/机联系部件，用与数据显示和各种手动操作；5、通信部件，通信接口将发送的数据转换成标准通信格式的数字信号，由发送电路送往外部通信线路，再由接收电路接收并将其转换成计算机能够接收的数据。
软件：1、系统管理软件，监控和中断处理；2、用户应用软件，用户自行编制，构成用户所需的各种控制系统。
11、单回路控制系统控制器整定的4：1衰减曲线法步骤1）先置调节器积分时间T I =无穷大，微分时间T D =0，比例度δ置于较大数值，将系统投入运行2)等系统运行稳定后，对设定作阶跃变化，然后观察系统的响应。
不断改变比例度，直到出现衰减比为4：1的振荡过程，记下此时的δ，Ts 或T P .3)按经验公示计算δ、T I 、T D⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+--=--21/212/211001)(t t t t e T T T e T T T x K t y补充：过程控制的特点:系统由被控过程与系列化生产的自动化仪表组成；被控过程复杂多样,通用控制系统难以设计；控制方案丰富多彩,控制要求越来越高；控制过程大多属于慢变过程与参量控制；定制控制是过程控制的主要形式。