过程控制试卷(二)

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1、过程控制系统 课程试卷一、填空题：1、定值自动调节系统方块图中，给定值R,测量值Z和偏差e三者之间的关系是。2、 双闭环控制系统是由一个的主变量回路和一个跟随主变量变化的组成。3、过渡过程结束时，被控变量所达到的新的稳态值与原稳态值之差叫做。4、 过程控制系统动态质量指标主要有、和；静态质量指标有。5、 根据使用的能源不同，调节阀可分为、和三大类。6、 积分作用的优点是可消除，但引入积分作用会使系统的下降。7、当一个调节器的输出信号同时送给两个调节阀，这两个调节阀 工作在不同的信号区间，则构成的控制系统为 分程 控制 系统。8、 对过程控制系统的基本性能要求有三点，分别为 、和。9、 在串级控

2、制系统中确定控制器正、反作用的顺序是，主控制器的正、反作用取决于。10、一个对象的特性可以用微分方程T空+ y（） = Kx（t）来描述， dt则它是一个阶被控对象。二、选择题1、在过程控制系统过渡过程的质量指标中,（ ）是衡量系统快速 性的质量指标A）最大偏差B）衰减比 C）振荡周期 D）余差2、在控制器的参数整定中属于工程整定法的是（ ）A ）对数频率特性法B）根轨迹法C）经验凑试法3、在控制器上对所求得的整定参数设置的顺序是（ ）A） P,I,DB） P,D,IC） I,P,DD） I,D,P4、二阶过程控制系统稳定的条件是（ ）A）特征根实部为负，衰减系数小于零，微分方程系数都大于零B

3、）特征根实部为正，衰减系数小于零，微分方程系数都大于零C）特征根实部为正，衰减系数大于零，微分方程系数都大于零D）特征根实部为负，衰减系数大于零，微分方程系数都大于零5、在过程控制系统中,系统的设定值有规律变化的系统属于（ ）A、随动系统B、定值系统 C程序控制系统6、下列叙述中不是串级控制系统的特点的是（ ）A.结构上由两个闭环组成B.对二次扰动有很明显的克服作用C系统中有两个调节阀D.提高了整个系统的响应速度7、串级控制系统系统中存在的二次扰动来源于它的（ ）A）主回路 B）副回路 C）主副回路都有 D）不能确定8、下面前馈控制系统中对过程的控制质量没有影响的是（ ）A）控制通道放大倍数K

4、oB）扰动通道放大倍数KfC）扰动通道时间常数D）扰动通道纯滞后时间三、问答题：1、什么叫积分饱和现象？目前防止积分饱和的方法有哪几种？一个具有积分作用的调节器，当其处于开环工作状态时，如 果偏差输入信号长期存在，那么由于积分作用的结果，将使调节 器的输出不断增加或不断减小，一直达到输出的极限值为止，这 种现象称为积分饱和。 防止积分饱和的方法有：（1）限幅法（2）积分切除法2、PID调节器的参数k、t、t对控制性能各有什么影响？p I D答：（1）比例增益K反映比例作用的强弱，K越大，比例作用越pp强，反之亦然。比例控制克服干扰能力较强、控制及时、过渡时间短，但在过渡过程终了时存在余差；（2

5、）积分时间T反映积分作用的强弱，T越小，积分作用越强，反II 之亦然。积分作用会使系统稳定性降低，但在过渡过程结束时无 余差；（3）微分时间T反映微分作用的强弱，T越大，微分作用越强，反DD之亦然。微分作用能产生超前的控制作用，可以减少超调，减少调节时间；但对噪声干扰有放大作用。3、与反馈控制系统相比，前馈控制系统有哪些特点？ 答：(1)反馈控制的本质是基于偏差来消除偏差，而前馈控制是基 于扰动来消除扰动对被控量的影响；(2) 反馈控制是“不及时”的，而前馈控制器可“及时”动作；(3) 反馈控制属闭环控制，而前馈控制属开环控制；(4) 反馈控制对闭环内扰动均有校正作用，而前馈控制具有制定性 补

6、偿的局限性；(5) 反馈控制规律通常有 P、PI、PD、PID 等，而前馈控制规律比 较复杂。5、如图所示的压力容器，采用改变气体排出量以维持容器内压力 恒定：(1) 调节阀应选择气开式还是气关式？请说明原因。(2) 压力控制器(PC)应为正作用还是反作用？请说明原因。答：(1)应选择气关式。因为在气源压力中断时，调节阀可以自动 打开，以使容器内压力不至于过高而出事故。(2)调节阀应选择气关式，则压力控制器(PC)应为反作用。当检测到压力增加时，控制器应减小输出，则调节阀开大，使容器内压力稳定。或：当检测到压力减小时，控制器应增大输出，则调节阀开小， 使容器内压力稳定。四、分析与计算题1、如下

7、图所示的隔焰式隧道窑烧成带温 度控制系统，烧成带温度是被控变量， 燃料流量为操纵变量。试分析： (1)该系统是一个什么类型的控制系统？画出其方框图；(2)确定调节阀的气开、气关形式，并说 明原因。Ti烧成带设宀疋值次干扰n主变量T|烧成带厂*二次干扰d2上控制器答：(1)该系统是一个串级控制系统，其方框图为：应使阀(2)当调节阀气源出现故障失去气源时，为保证系统安全门处于关闭位置，故调节阀采用气开式。2、如图所示的测温系统中，热电偶的分度号为K,当被测实际温度是600C时，仪表指示为多少？ （ 10分）600 CK温 度。C2050550560570580590600610K(mV)0.2.2

8、2.23.23.24.24.24.25.7980227721986240504769023273、如图示为锅炉汽包液位调节系统，试回答以下问题：1) 如果采用简单控制系统则会出现“虚 假液位”现象，这是为什么？2) 试设计双冲量控制系统实现控制，画 出流程图；3) 确定阀门的气开气关形式；4) 确定控制器的正反作用。(1)在锅炉汽包液位控制系统中，在燃料量不变的情况下，若蒸 汽负荷突然有较大幅度的增加，由于汽包内蒸汽压力瞬时下降， 汽包内的沸腾突然加剧，水中的汽泡迅速增多，将水位抬高，形 成了虚假的水位上升现象，这种升高的液位并不代表汽包贮液量 的真实情况，故称之为虚假液位。(2)采用双冲量控

9、制系统，引入蒸汽流量的前馈控制，使蒸汽负荷 变化时首先由前馈控制系统克服，从而减少液位的波动。流程图如下：蒸汽气关(3) 在气源中断时，从安全角度，应该开大阀门，使给水进入防止 锅炉烧干，因此选择气关阀；（4）由于阀门为气关阀，对象特性为“”，所以控制器为正作用 控制器。4、左图中，设 A1 为理想运算放大器，（1） 试证明该电路的输出 Vo1 是 Vs 与 Vi 之差的两倍，即 V01=2 （VsVi）。（2） 说明该电路在DDZ-III型全刻度指示调节器中的作用。5、如图所示的氨冷器，用液氨冷却铜液，要求出口铜液温度恒定。为保证氨冷器内有一定的汽化空间，避免液氨带入冰机造成事故，米用温度

10、液位串级控制。1）此串级控制系统的主副被控变量各是什么？2）试设计一温度液位串级控制系统完成该控制方案（即将图示的氨冷器控制系统示意图补充完整）；3）试画出温度液位串级控制系统的方块图；4）确定气动调节阀的气开气关形式，并说明原因5）确定主副调节器的正反作用。6、某前馈-串级控制系统如图所示。已知：3G 二 G 二 9; G 二 2; G (s)二 G (s)二 1; G (s)乙 JC1C2Vmlm2012s +130 .5G (s )= _ ； G (s)；022 s + 1 f2 s + 1要求：（1）绘出该系统方框图。（2）计算前馈控制器的数学模型。(2)D(s)Y qR( s)Gci(s)JG (s)dY (s)G (s)=dD(s)1 G (s)G (s)1 +c2p2H(s)G (s)G1 + G (s)G (s)ci pic2p2G ( s)G ( s)G (s)c2p2G (s)ff 1 + G (s)G (s) pi+c 2p 2.G (s)G (s)1 +c2p!H (s)G (s)G (s)1 + G (s)G (s) J 丿 pi 丿c2p2求得 Gff（s）=？