过程控制工程测试

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1、过程控制工程课程测试试题一一、综合题（40 分）1、过程控制系统是由、等环节组成。2、过程控制系统中按被控参数的名称来分有 、成份等控制系统。3、目前求取过程数学模型的方法有两种。其中一种是根据过程的内在机理，通 过和等平衡关系，用的方法求取过程的数学模型。4、控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是 :干扰通道的时间常数愈 大,对被控变量的影响;干扰通道容量滞后愈多,则调节质量;干扰通道的纯滞后对调节质量。5、选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数（增益）干扰通道的放大倍数（增益）。6某调节系统采用比例积分作用调节器，先用纯比例调整到合适的调节输出，再 加入积分作用的后，应,才能

2、使稳定性不变。7. 某调节系统采用比例积分作用调节器，在加入微分作用以后，最大偏差A 余差C调节时间ts稳定性n。8串级调节系统,一般情况下主回路选择或调节规律调节器,副回路选用 调节规律调节器；如果副回路采用差压法测流量，应采用装置补偿。9简单均匀控制系统与液位定值控制系统的区别是10防积分饱和的措施有哪三种：二、（10分）用DDZ-III型仪表实现单闭环比值控制，若流量变送器（采用差压法测流量）量程为:Gimax=5000kg/h, G2max=24000kg/h,工艺要求 G1/G2=1/4,试绘制该控制系统原理图,并求出:(1) 比值系数 K=?(2) 比值函数部件采用乘法器,求出相应

3、的偏置电压 V2=? 当G1=3000kg/h时，求出系统稳定后,G、G2的变送器输出值。(注:DDZ-III乘法器输入与输出关系为V = (Vi _叫 _ +104三、(10分)如图所示压缩机分程控制系统中，正常工况时，通过调节V的开度控制吸入罐的 压力，为防止离心式压缩机的喘振，阀V有最小开度Vimin，当V达到最小开 度时如果吸入罐的压力仍不能恢复，则打开旁路控制阀V2。试确定压力调节器的 正反作用方式，画出调节器输出与阀开度的关系曲线。入气口四、（10 分） 如图所示压缩机选择性控制系统中，为防止吸入罐压力过低被吸瘪和防止压缩机 喘振的双重目的，试确定该控制系统中调节阀 V 的气开气阀

4、作用方式、控制器 PCFC 的正反作用和选择器 PY 的类型。压缩机PC吸 入 罐返回口入气口五、如图为某反应器带控制点的流程图。试问：（10 分）（1） 图中采用了哪些控制方案？（5 分）（2） 决定调节阀 A、B 的正反作用形式和调节器 TC 的作用方向，画出 A 和 B 的分 程动作图。（10 分）（20 分）某工厂设计一台高压锅炉,作为全厂透平机和其它工艺设备的能源,该锅炉同时使 用瓦斯气和燃料油为燃料,瓦斯气来多少,用多少,流量不稳定,最多只能提供所需能量的 1/3 左右,对于这样一台锅炉,你认为应设计哪些调节系统（不包括报警,联锁系统）;并表明所有调 节器,调节阀的作用型式。（注:

5、要求调节系统的方案设计,应画在下面工艺流程图上。）过程控制工程课程测试试题二二、填空题（40 分）1控制系统引入积分作用是为了（）,但积分的引入会使系统（）,引入微分作用是为了（ ）。某调节系统采用比例积分作用调节器，先用纯比例 调整到合适的调节输出，在加入积分作用的过程中，应（ ）。2. 被调介质流过阀门的相对流量（Q/Qmax）与阀门相对行程（l/L）之间的关系，称为调节阀的（）特性;若阀前后的压差保持不变时,上述关系称为（）特性;实际使用中，阀前后的压差总是变化的，此时上述关系为（）特性。调节阀的流量特性有（ ）、（）和（ ），流量特性的选择主要是与（ ）相匹配。3. 与单回路控制系统相

6、比，串级调节系统具有以下三个特点：（）僖（）（）。4. 控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是:干扰通道的时间常数愈大，对被控变量的影响（）;干扰通道容量滞后愈多，则调节质量（）;干扰通道的纯滞后对调节质量（）。5控制对象的调节通道的动态特性对过渡过程的影响是:调节通道时间常数愈大， 则响应（），工作频率（）;但调节通道时间常数过小，易产生（）问题;调节通道的纯滞后使过渡过程质量（）。6某控制系统出现下述情况， 为了获得最佳调节质量应采用什么控制算法来解决。（1）调节通道时间常数过小，应当（）;（2）调节通道时间常数过大， 应当（）;（3）调节通道有较大的纯滞后，应当（）;（4）调节通

7、道时间常数大于干扰通道的时间常数，应当（）。7. 什么叫积分饱和（）？积分饱和对调节系统有什么的影响（）。8. 定值调节系统是按（）进行调节的，而前馈调节系统是按（）进行调节的;前者是（）环调节， 后者是（）环调节。二、（10 分）试述下图所示离心式压缩机两种控制方案的特点 ,它们在控制目的上有什么不同 ?沸器的加热剂,释热后的丙稀呈液态,回收重复使用。改变再沸器传热量是用改变 其传热面积来实现的,为此需要在排液管上安装调节阀,以控制再沸器丙稀测的 凝液液面。为保证安全生产防止气态丙稀由液管中排出,设制了软保护系统,试确 定调节器 FC、TC 及选择器,调节阀的作用型式 ;并说明实施时应注意的

8、问题。四、(20 分) 如图所示比值控制系统，乘法器米用DDZ-III气动仪表来实现，其乘法器运算已知：G max=3600kg/h, G2max=2000kg/h ；当系统稳定时测得 ： P1=16mA, P2=12mA，试计算该比值控制系统的(1)工艺操作比值k； (2)仪表比值系数K；(3)乘法器设定信号Ik。OXkI-2五、(20 分)今有一个加热炉(如图所示)，原料油的出口温度单回路调节，无法满足工艺生产的 要求，为此必须米用复杂控制系统。(a) 当燃料油阀前压力为主要干扰时，应采用何种复杂控制系统？(b) 当燃料油的热值为主要干扰时，应采用何种复杂控制系统？(c) 当原料油流量为主

9、要干扰时，应采用何种复杂控制系统？(d) 工艺要求严格控制加热炉出口温度T,且又要避免加热炉的回火事故，应采用 何种复杂控制系统？(要求：以上控制方案都示意在图上)过程控制工程课程测试试题三三、填空题（20 分）1、定值控制系统是按（）进行控制的，而前馈控制是按（）进行控制的; 前者是（ ）环控制，后者是（ ）环控制。前馈控制一般应用于扰动（）和扰动（ ）与扰动（）的场合。2、 串级控制系统能迅速克服进入（ ）回路的扰动，改善（ ）控制器 的广义对象特性，容许（）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。二、（15分）已知一个2X2相关系统的传递函数矩阵为0.30.5-

10、0.40.2，试计算该系统的相对增益矩阵，说明配对是否合理？然后按静态解耦方法进行解耦，求取静态解耦装置的数学模型。要求的目标矩阵为0.30 _D =0 0.2三、（ 20 分）前馈控制适用于什么场合？为什么它常与反馈控制构成前馈一反馈控制系 统？对于扰动至测量值通道的传递函数为耳=括扁,控制作用对测量通道的 传递函数为氏的=五泊的前馈一反馈控制系统，试求前馈控制数学模型厲。四、（15分）甲的正常流量为240kg/h,仪表量程为0-360kg/h；乙的正常流量 为120NM3/h，仪表量程为0-240NM3/h。设计控制乙的单闭环比值控制系统，画出 流程图并计算引入开方运算与不引入开方运算所分

11、别设置的比值系数。五、（20 分）如图示的加热炉，采用控制燃料气的流量来保证加热炉出口温度 恒定。1 .总进料量是主要扰动且不可控扰动时，设计合理的控制方案，画出其原理图 和方框图，并作简要说明。2.当燃料气阀前压力是主要扰动且不可控扰动时，设计合理的控制方案，并作简要说明。过程控制工程课程测试试题一答案一、（40 分）1题、（4分）回答要点：控制器 执行器 测量变送 被控过程2题、 （4分）回答要点： 压力 流量 液位 温度2题、 （4分）回答要点： 物料 能量 机理建模4题、（4分）回答要点：愈弱 愈好 无影响5题、（4分）回答要点：大于6题、（4分）回答要点： 减小调节器的放大倍数。7题

12、、（4分）回答要点： 减小 不变 缩短 提高8题、（4分）回答要点： PID PI P 开方器9题、（4分）回答要点：区别主要三条：调节目的不同； 调节器参数整定不同； 工艺过程不同。10题、（4分）回答要点：三条措施是：采用外反馈法； 采用限幅器的方法 仪表内部线路切除。、（20分）回答要点：三、（10 分）回答要点：GG k =(GG1mX =0.64；12max V = k x 4 +1 = 0.64 x 4 +1 = 3.56V ；2 P 二(3000)2 x 16 + 4 二 9.76mA ,25000P 二(3000 x 4)2 x 16 + 4 二 8mA。124000 PC1

13、采用反作用； VI采用气关阀；V2采用气开阀； 控制器输出与阀开度的关系曲线四、（10 分） PC1 采用正作用； FC1采用正，调节阀采用气关阀; 选择器采用低选器。五、（20 分） 锅炉汽包水位控制采用“双冲量控制系统”； 锅炉蒸汽出口温度控制采用“减温器出口温度与过热蒸汽出口温度串级控制系统” 锅炉炉膛负压控制采用“瓦斯气前馈加反馈控制系统”； 锅炉燃烧系统控制采用“燃料与空气比值控制系统”。 锅炉燃烧系统控制采用“燃料油与瓦斯气分程控制系统”由于本题涉及知识面广，只要能按照以上方案设计大体要求即可得分。过程控制工程课程测试试题二答案（答案要注明各个要点的评分标准） 一、（40 分）1题

14、、（5分）回答要点：消除余差不稳定克服容量滞后 减小放大倍数2题、（5分）回答要点：流量特性 理想特性 工作特性 线性、等百分比、快开； 广义对象3题、（5分）回答要点：对于进入副回路的干扰有很强的克服能力;提高了工作频率；具有鲁棒性。4题、（5分）回答要点：影响小变好 无影响 5题、（5分）回答要点：慢低振荡 变差6题、（5 分）回答要点： 采用 PI 采用 PD采用Simth预估补偿器 采用串级控制系统等7 题、（ 5 分）回答要点： 调节器输出超出范围达到饱和； 是调节阀不能及时改变输出，造成事故。8 题、（ 5 分）回答要点： 偏差； 干扰； 闭环； 开环。二、（10 分）回答要点：（a）图表示压缩机的出口流量控制系统 （b）图标是压缩机的防喘振控制系统；采用外反馈法防止压缩机的喘振。三、（10 分）回答要点： LC 采用正作用， FC 采用反作用， TC 采用反作用 调节阀采用气开阀，选择器采用低选器。 采用外反馈法防积分饱和。四、（10 分）回答