過程控制工程_俞金壽_模擬試卷

1、華東理工大學(xué)過程控制工程考試試題 考試科目：過程控制工程                          第1頁共 2 頁一、填空（20分） 、定值控制系統(tǒng)是按（）進行控制的，而前饋控制是按（）進行控制的；前者是（）環(huán)控制，后者是（）環(huán)控制。前饋控制一般應(yīng)用于擾動（）和擾動（）與擾動（）的場合。 2、串級控制系統(tǒng)能迅速克服進入（）回路的

2、擾動，改善（）控制器的廣義對象特性，容許（）回路內(nèi)各環(huán)節(jié)的特性在一定的范圍內(nèi)變動而不影響整個系統(tǒng)的控制品質(zhì)。二、試寫出正微分與反微分控制作用的傳遞函數(shù)，畫出它的階躍響應(yīng)，并簡述各自的應(yīng)用場合。（15） 三、前饋控制適用于什么場合？為什么它常與反饋控制構(gòu)成前饋反饋控制系統(tǒng)？對于擾動至測量值通道的傳遞函數(shù)為，控制作用對測量通道的傳遞函數(shù)為的前饋反饋控制系統(tǒng)，試求前饋控制規(guī)律。（20分） 四、甲的正常流量為240kg/h，儀表量程為0360kg/h；乙的正常流量為120nm3/h，儀表量程為0240nm3/h。設(shè)計控制乙的單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，畫出流程圖并計算引入開方運算與不引入開方運算所分別設(shè)置的比

3、值系數(shù)。（15分） 五、如圖示的加熱爐，采用控制燃料氣的流量來保證加熱爐出口溫度恒定。（20分）  華東理工大學(xué)過程控制工程考試試題考試科目代碼及名稱:543   過程控制工程                 第2頁共2頁總進料量是主要擾動且不可控擾動時，設(shè)計合理的控制方案，并作簡要說明。 當(dāng)燃料氣閥前壓力是主要擾動且不可控擾動時，設(shè)計合理的控制方案，并作簡要說明。  六、ap

4、c的涵義是什么？它主要包括哪些控制系統(tǒng)？（10分） 華東理工大學(xué)過程控制工程考試答案 考試科目：過程控制工程第1頁共4頁一、答： 1. 定值控制系統(tǒng)是按（偏差）進行控制的，而前饋控制是按（擾動）進行控制的；前者是（閉）環(huán)控制，后者是（開）環(huán)控制。前饋控制一般應(yīng)用于擾動（可測）和擾動（顯著）與擾動（頻繁）的場合。 2. 串級控制系統(tǒng)能迅速克服進入（副）回路的擾動，改善（主）控制器的廣義對象特性，容許（副）回路內(nèi)各環(huán)節(jié)的特性在一定的范圍內(nèi)變動而不影響整個系統(tǒng)的控制品質(zhì)。 二、答： 理想微分作用： ；。 由于理想微分作用對高頻分量要有巨大的放大能量，無法達(dá)到。因此，實際情況：；階躍響應(yīng)曲線

5、如圖： 當(dāng)時，為正微分作用；如果則為反微分作用；當(dāng)時，為的單純比例作用。 1.微分作用可以使系統(tǒng)開環(huán)頻率特性幅值比增大，相位提前。微分作用量適當(dāng)，可以使系統(tǒng)的穩(wěn)定域度提高，最大偏差減小，回復(fù)時間縮短；對溫度和成分控制系統(tǒng)，往往引入微 分控制。對真正的時滯，微分作用不能改善控制品質(zhì)。對噪聲大的對象，微分作用會把這些高頻干擾放大的很厲害，將使系統(tǒng)的控制質(zhì)量降低。因此，對流量和液位控制系統(tǒng)，一般不引入微分作用。如實必要，須先將測量信號濾波。 2.反微分作用常常用在噪聲很大的流量系統(tǒng)控制。華東理工大學(xué)過程控制工程考試答案 考試科目：過程控制工程 第2頁共4頁三、答： 1. 前饋控制是按擾動而進行控制的

6、，因此，前饋控制常用于的場合：一是擾動必須可測，否則無法實施控制；二是必須經(jīng)常有比較顯著和比較頻繁的擾動，否則無此必要。三是存在對被控參數(shù)影響較大且不易直接控制的擾動。 2. 前饋控制是一種補償控制。一般來講，前饋控制無法全部補償擾動對被控變量所產(chǎn)生的影響。因此，單純的前饋控制系統(tǒng)在應(yīng)用中就會帶來一定的局限性。為克服這一弊端，前饋控制常與反饋控制聯(lián)用，構(gòu)成前饋反饋控制系統(tǒng)。對最主要的、顯著的、頻繁的無法直接控制的擾動，由前饋來進行補償控制；對無法完全補償?shù)臄_動影響，由反饋控制根據(jù)其對被控變量所產(chǎn)生的偏差大小來進行控制。 3. 系統(tǒng)方塊圖如圖所示。    根據(jù)補償性

7、原理：   ，所以我們有    前饋控制規(guī)律。    四、答：采用乘法器的單閉環(huán)比值控制流程框圖如圖所示。    其中f1為甲流量，f2為乙流量    1.引入開方器時：         2.不引入開方器時：華東理工大學(xué)過程控制工程考試答案 考試科目：過程控制工程第3頁共4頁五、答： 1. 當(dāng)總進料量是主要擾動時，控制方案如圖所

8、示。該方案為前饋反饋控制系統(tǒng)方案。如果負(fù)荷是主要擾動， 我們將總進料量測出，將流量信號送到前饋補償裝置，其輸出與溫度控制器的輸出相迭加，作為總的控制作用。這時，當(dāng)進料量發(fā)生變化后，不需要等到出現(xiàn)偏差，燃料量就會及時作相應(yīng)的調(diào)整，結(jié)果使控制過程中的溫度偏差大為減小。        當(dāng)燃料壓力是主要擾動時，控制方案如圖所示。                                該方案為被加熱物料出口溫度對燃料氣流量的串級控制系統(tǒng) 方案。當(dāng)燃料氣壓力發(fā)生變化時，利用流量副環(huán)的作用，可以迅速地對擾動作出反應(yīng)，調(diào)整燃料氣閥門的開度，調(diào)整較為及時。但是這只是一個粗略的調(diào)整，擾動對溫度的影響還需通過主環(huán)來進一步細(xì)調(diào)，使被控的主變量被加熱物料出口溫度保持在希望值。 六、答：apc為英文advanced process control的第一字母縮寫，意為先進控制。通常下列控制系統(tǒng)都?xì)w結(jié)