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

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.离心泵的控制方案有直流节流法、改变泵的转速n 改变旁路回流量。效

率最差的是改变旁路回流量。

4.随着控制通道的增益K o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。

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K f增加，扰动作用__增强__,系统的余差__增大__,最

大偏差_增大___。

8.简单控制系统的组成，各部位的作用是什么？

解答：

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。

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。

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。

13.自动调节系统常用参数整定方法有哪些？常用的参数整定方法有!经验法*衰

减曲线法*临界比例度法*反应曲线法)

动态特性参数法，稳定边界法，衰减曲线法，经验法。

14.检测变送环节对控制系统的影响主要集中在检测元件的滞后和信号传递

的滞后问题上。

15.什么是对象数学模型，获取模型的方法有哪些？

答：对对象特性的数学描述就叫数学模型。

机理建模和实验建模系统辨识与参数估计。解析法）和（实验辨识法）

机理建模：由一般到特殊的推理演绎方法，对已知结构、参数的物理系统运用相应的物理定律或定理，根据对象或生产过程的内部机理，经过合理的分析简化而建立起描述系统各物理量动静态性能的数学模型。

实验建模步骤：1确定输入变量与输出变量信号；2测试；3对数据进行回归分析。

16.简述被控量与操纵量的选择原则。.

答：一、(1) 被控量的选择原则:

①必须尽可能选择表征生产过程的质量指标作为被控变量;

②当没有合适的质量指标时,应选择与质量指标由单质对应关系的间接指标作为被控量;

③间接指标必须有足够的灵敏度;

④被控变量的选择还应考虑工艺过程的合理性及所用测量仪表的性能、价格等因素.

(2) 操纵变量选择的原则

①操纵变量应是控制通道放大系数K0较大者;

②应使扰动通道的时间常数越大越好，而控制通道的时间常数适当小一些。

③控制通道纯滞后时间则越小越好，并尽量使扰动远离被控变量而靠近调节阀;

④当广义过程的控制通道由几个一阶滞后环节组成时，要避免各个时间常数相等或相接近的情况;

⑤工艺上的合理性和方便性。

二、被控变量的正确选择是关系到系统能否达到预期控制效果的重要因素，它选择的一般原则是：

（1）被控变量应能代表一定的工艺操作指标或是反映工艺操作状态重要变量；（2）被控变量应是工艺生产过程中经常变化，因而需要频繁加以控制的变量；（3）被控变量应尽可能选择工艺生产过程的直接控制指标，当无法获得直接控制指标信号，或其测量或传送滞后很大时，可选择与直接控制指标有单值对应关系的间接控制指标；

（4）被控变量应是能测量的，并具有较大灵敏度的变量；

（5）被控变量应是独立可控的；

（6）应考虑工艺的合理性与经济性，以及国内外仪表生产的现状。

操纵变量的选择应遵循原则

（1）操纵变量应是工艺上允许加以控制的可控变量；

（2）操纵变量应是对被控变量影响诸因素中比较灵敏的变量，即控制通道的放大系数要大一些，时间常数要小一些，纯滞后时间要尽量小；

（3）操纵变量的选择还应考虑工艺的合理性和生产的经济性。

三、

被控变量选择的一般原则是：

1)直接参数法在尽可能的情况下，选择对产品的质量和产量、安全生产、

经济运行等具有决定性作用，可直接测量的参数作为被控参数。

2)间接参数法当不能用直接参数作为被控变量时，应选择与直接参数有单

值对应关系的间接变量作为被控参数。

3)被控变量必须具有足够的灵敏度和变化数值。

4)被控变量的选择必须考虑到工艺过程的合理性、经济性，以及国内外仪

表生产的现状。

操纵变量的选择应遵循原则

1)控制变量应具有可控性、工艺操作的合理性、经济性。

2)控制通道放大系数Ko要适当大一些，时间常数To要适当小一些，纯

滞后时间越小越好。

3)干扰通道放大系数Kf应尽可能小，时间常数Tf要大一些，干扰作用点

位置要远离被控量，即靠近执行器为好。

4) 过程本身 若存在多个时间常数，应尽量设法使他们越错开越好。

17. 模糊控制器的设计是否依赖被控对象的精确数学模型？

模糊控制器的设计（不依赖）被控对象的精确数学模型。

18. 某电动比例调节环器的测量范围为100~200 ℃,其输出为4~20mA.

当测得电流为16mA ，温度问多少度？

4

16420100200-=--T T=175C ︒ 19. 设置均匀控制系统的目的和其特点是什么？

目的是:对表征前后设备供求矛盾的两个变量均匀协调,统筹兼顾.

特点是:表征前后供求矛盾的两个变量都应该是缓慢变化的;前后互相联系又 互相矛盾的两个变量都应保持在工艺操作所允许的范围内.

把比例度和积分时间都整定得比较大，控制作用弱，从而达到均匀控制的目的 使前后设备在物料供求上相互均匀、协调

20. 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？

利用了前馈调节的及时性和反馈调节的静态准确性。

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.

21. 简述过程控制系统设计步骤。

（1）熟悉和理解生产对控制系统的技术要求与性能指标

（2）建立被控过程的数学模型

（3）选择控制方案

（4）过程控制装置选型

（5）实验（和仿真）

22. 简述串级控制系统的特点。

答：1、改善了被控过程的动态特性，提高了系统的工作频率

2、对二次干扰有很强的克服能力。

3、提高了对一次扰动的克服能力和对回路常数变化的自适应能力。 串级控制系统的主要特点为：

(1)在系统结构上，它是由两个串接工作的控制器构成的双闭环控制系统； (2)系统的目的在于通过设置副变量来提高对主变量的控制质