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1、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
2、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岀（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岀（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（
3、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。1 控制通道的时间常数 To的大小，反映了控制作用对系统动态过程的影响的快慢，To越小，控制作用 越及时，过渡过程越快，有利于提高系统的稳定性 。2. 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。3 从理论上讲，干扰通道存在纯滞后，不影响 系统的控制质量。4 反映对象特性的参数有放大倍数 、时间常数 和纯滞后时间。5检测变送环节对控制系统的影响主要集中
4、在检测元件的滞后和信号传递的滞后问题上。6. 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，最大偏差增大。7常见的比值控制系统有开环比值、单闭环比值、双闭环比值、串级比值。8. 简单控制系统的工程整定法有经验方法，简单、方便，工程实际中广泛采用的特点。一般有经验凑试法、 衰减曲线法、临界比例度法、响应曲线法等。9、离心泵的控制方案有直接节流法、改变泵的转速、改变旁路回流量。一、 填空题（每空1分，共20分）：1 随着控制通道的增益 &的增加，控制作用增强，克服干扰的能力 最大，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
5、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 对控制器的输岀限幅、限制控制器积分部分的输岀和积分切除法。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。一、填空题1、 过程控制系统一般由控制器 、执行器 、被控过程 和测量变送等环节组成。2、 仪表的精度等级又称 准确度级，通常用 引用误差 作为判断仪表精度等级的尺度。3、 过程控制系统动态质
6、量指标主要有衰减比n、 超调量b和过渡过程时间ts ；静态质量指标有 稳态误差 e ss 。4、 真值是指被测变量本身所具有的真实值，在计算误差时，一般用约定真值或相对真值 来代替。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、 Smith预估补偿原理是预先估计岀被控过程的数学模型，然后将预估器并联在被控过程上，使其对过程中的
7、纯滞后进行补偿。10、 随着控制通道的增益 K0的增加，控制作用 增强，克服干扰的能力 最大 ，系统的余差 减小，最大偏差 减小。11、 从理论上讲，干扰通道存在纯滞后，不影响系统的控制质量。12、 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。13、 控制系统对检测变送环节的基本要求是准确、迅速和可靠。14、 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。15、 防积分饱和的措施有 对控制器的输岀限幅、限制控制器积分部分的输岀和积分切除法。16、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，最大偏差增大。17、在离心泵的控制方案
8、中，机械效率最差的是通过旁路控制得分五、设计题(20分)下图为管式加热炉温度控制系统。试确定：1. 这是一个什么系统？画出其方框图。2. 调节阀的作用形式；调节器的正反作用方式；3. 分析系统的可能经受的扰动及主要扰动；4. 简述当扰动或负荷变化使炉膛温度 T2升高时该串级控制系统工作过程；5. 如果燃料油的管道压力经常波动，上述系统应如何改进？画岀改进后的结构原理图 答:1、这是个串级控制系统，其方块图如下.2、调节阀为气开式，主、副调节器都为反作用；3、可能经受的扰动有被加热物料的流量、温度、成分的变化，燃料油的管道压力、流量、成分的变化及环境温度的变化。主要扰动应该是被加热物料的流量、温
9、度等。4、该串级控制系统工作过程：当扰动或负荷变化使炉膛温度 T2升高时，由于副调节器是反作用，它的输出减小，调节阀是气开式，阀的开度变小，造成料量减小，以使炉膛温度下降。同时当炉膛温度升高时，引起炉岀口温度T1升高，因为主调节器是反作用，使副控制器给定值降低，通过副回路调节，减小燃料量，降低炉膛温度，保证炉岀口温度恒T1 J- T2 J- Q燃J- 阀的开度变小PC2JJ/ T1f e1(=T1 f-r1) f PC1J e2ff (=T2 f - r2 J )fl T2 f e2(=T2 f -r2) f PC2J阀的开度变小 C燃 JT1J T2 J 5、应该选择燃料油流量作为副变量,进
10、料1岀料岀口温度为主变量，组成串级控制 系统，如右图所示：燃料油得分四、（25分）图2为管式加热炉温度控制系统。试确定:6. 这是一个什么系统？画出其方框图。7. 调节阀的作用形式；主、副调节器的正反作用；8 分析系统的可能经受的扰动及主要扰动；9.简述进料流量增大时的控制过程；10如果进料流量是注意扰动，上述系统应如何改进？答：1、这是个串级控制系统；系统方块图如下2、调节阀为气开式，副调节器应为反作用，主调节器也应为反作用3、可能经受的扰动有被加热物料的流量、温度、成分的变化，燃料油的管道压力、流量、成分的变化及环境 温度的变化。主要扰动应该是燃料油管道压力的波动。4、若进入加热炉的进料流量发生变化而影响到炉岀口温度变化时，则由主调节器首先起控制作用，此时副回 路虽不能直接克服扰动，但副回路的存在改善了过程特性，缩短了控制通道，因此控制质量有所提高。5、此时应该选择炉膛温度作为副变量 ，组成串级控制系统，如下图所示：得分五、（11分）如图所示为锅炉液位双冲量控制系统。试问：当供水压力波动较大时 该方案是否能够满足控制要求 ？说明理由.如果不能，请设计岀改进的方案. 答：当供水压力波动较大时，由于主要扰动没有能够及时的克服，所以该方案不能满足控制要求。此时应该选择供水流量作 为副变量，以水位为主变量，蒸汽压力为 前馈信号，组成前馈串级复合控制系统。 改进的方案如右图所示
