過程控制系統(tǒng)復(fù)習(xí)題

1、過程控制系統(tǒng)復(fù)習(xí)題一.選擇題(每題 2 分，共 10題，共 20分)1.過程控制系統(tǒng)由幾大部分組成，它們是：( C )A.傳感器、變送器、執(zhí)行器B.控制器、檢測裝置、執(zhí)行機構(gòu)、調(diào)節(jié)閥門C. 控制器、檢測裝置、執(zhí)行器、被控對象D. 控制器、檢測裝置、執(zhí)行器2 . 在簡單控制系統(tǒng)中，接受偏差信號的環(huán)節(jié)是( B )。A . 變送器B. 控制器 ,C. 控制閥 D. 被控對象3 .串級控制系統(tǒng)主、副對象的時間常數(shù)之比，T01/T02 =()為好，主、副回路恰能發(fā)揮其優(yōu)越性，確保系統(tǒng)高質(zhì)量的運行。A. 3 10 B. 28C.1 4D.1 24 . 過渡過程品質(zhì)指標(biāo)中，余差表示()。A.新穩(wěn)態(tài)值與給定值

2、之差B.測量值與給定值之差C.調(diào)節(jié)參數(shù)與被調(diào)參數(shù)之差D.超調(diào)量與給定值之差5 .PID 調(diào)節(jié)器變?yōu)榧儽壤饔茫瑒t () 。A.積分時間置8、微分時間置ooB.積分時間置0、微分時間置8C.積分時間置8,微分時間置 0 D.積分時間置0,微分時間置06 .()在閥芯行程比較小時，流量就比較大，隨著行程的增加，流量很快地達(dá)到最大。A. 快開流量特性B. 線性流量特性C. 拋物線流量特性D. 等百分比流量特性7 .閉環(huán)控制系統(tǒng)是根據(jù)()信號進(jìn)行控制的。A.被控量B.偏差C.擾動D.給定值8 .衡量控制準(zhǔn)確性的質(zhì)量指標(biāo)是() 。A.衰減比B.過渡過程時間C.最大偏差D.余差9 .對象特性的實驗測取常用

3、的方法是()。A.階躍響應(yīng)曲線法B.頻率特性法C.比例積分法D.最小二乘法10 .用于迅速啟閉的切斷閥或兩位式調(diào)節(jié)閥應(yīng)選擇()的調(diào)節(jié)閥。A.快開特性B.等百分比特性C.線性D.拋物線特性11 .調(diào)節(jié)具有腐蝕性流體，可選用()閥。A.單座閥B.雙座閥C.蝶閥D.隔膜閥12 .調(diào)節(jié)閥接受調(diào)節(jié)器發(fā)出的控制信號，把() 控制在所要求的范圍內(nèi)，從而達(dá)到生產(chǎn)過程的自動控制。A.操縱變量B.被控變量C.擾動量D.偏差13 .串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)主調(diào)節(jié)輸出信號送給()。A 調(diào)節(jié)閥B 副調(diào)節(jié)器C. 變送器D. 主對象14 .在階躍擾動作用下，過程控制系統(tǒng)的過渡過程出現(xiàn)的形式如下，()是一種穩(wěn)定控制系統(tǒng)A.發(fā)散振蕩過程

4、B.等幅振蕩過程C.衰減振蕩過程D.非振蕩發(fā)散過程15 . 串級控制系統(tǒng)參數(shù)整定步驟應(yīng)為 () 。A.先主環(huán)，后副環(huán)B.先副環(huán)后主環(huán)C.只整定副環(huán)D.沒有先后順序16 . 引起被調(diào)參數(shù)偏離給定值的各種因素稱()。A.調(diào)節(jié)B.擾動C.反饋D.給定17 .依據(jù)所測物理量的不同, 控制系統(tǒng)可分為 （） 。A.壓力控制系統(tǒng)、物位控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)等B.指示型、記錄型、訊號型、遠(yuǎn)傳指示型、累積型等 C.離散型和連續(xù)型 D. 以上都不對18 .在簡單的控制系統(tǒng)中，擾動主要針對（）環(huán)節(jié)。A.測量變送B.控制器C.控制閥D.被控對象19 .經(jīng)驗湊試法的關(guān)鍵是“看曲線，調(diào)參數(shù)”。在整定中，觀察

5、到曲線最大偏差大且趨于非 周期過程時，需把比例度（）。A.增大 B.減少C.減到最小D.置020 .選擇被控變量的首要原則是（）。A.直接質(zhì)量指標(biāo) B.間接質(zhì)量指標(biāo)C.靈敏度高的變量D.容易測量的變量。21 . 某單回路反饋控制系統(tǒng)，控制器采用 PID 器，欲減小系統(tǒng)的余差，可以采取如下措施 （）A.增大比例系數(shù) B.增大積分常數(shù)C.A、B均可D.減小比例系數(shù)。22 .對于一階對象特性，通常可以用（ A）來表示。A.放大彳音數(shù) K、時間常數(shù)T B.放大彳音數(shù)K、滯后時間t C.時間常數(shù) T滯后 時間t D.放大彳音數(shù) K、時間常數(shù) T滯后時間T 23.開關(guān)量的輸出一般不用于控制（ B ）。A.

6、報警器B.調(diào)節(jié)閥C.指示燈D.繼電器24 .流量、壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律，通常選用（A ） 。A. PIB. PDC. PID25 .要消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律，通常選用（A ） 。A. PIB. PDC. P D. 以上都不對26 .溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律，通常選用（C ） 。A. PIB. PDC. PID D. 以上都不對27 . 某控制系統(tǒng)采用比例積分作用調(diào)節(jié)器。某人用先比例后加積分的湊試法來整定調(diào)節(jié)器的 參數(shù)。若比例帶的數(shù)值已基本合適，在加入積分作用的過程中，則（ B ） 。 A. 應(yīng)適當(dāng)減小比例帶B. 應(yīng)適當(dāng)增加比例帶C. 無需改變比例帶28調(diào)節(jié)系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器正、反作用

7、的確定是根據(jù)（B ） ：A.實現(xiàn)閉環(huán)回路的正反饋B.實現(xiàn)閉環(huán)回路的負(fù)反饋C.系統(tǒng)放大倍數(shù)恰到好處D 生產(chǎn)的安全性。29. 串級控制系統(tǒng)參數(shù)整定步驟應(yīng)為（ B ） 。 A. 先主環(huán)，后副環(huán)B. 先副環(huán)后主環(huán)C. 只整定副環(huán)D. 沒有先后順序30.19. 不是描述對象特性的參數(shù)有（ A ）。 A. tB. T C. K D. t31. 16. 控制系統(tǒng)的反饋信號使得原來信號增強的叫作（ B ） 。 A.負(fù)反饋 B.正反饋 C.前饋 D.回饋 32. 經(jīng)驗湊試法的關(guān)鍵是“看曲線，調(diào)參數(shù)” 。在整定中，觀察到曲線振蕩很頻繁，需把 比例度 （ A ）以減少振蕩 A. 增大B. 減少C. 減到最小D. 置

8、 033. 經(jīng)驗湊試法的關(guān)鍵是“看曲線，調(diào)參數(shù)” 。當(dāng)曲線最大偏差大且趨于非周期過程時， 需把比例度（ B ） 。編輯版 wordA.增大B.減少C.減到最小D.置034 .典型衰減振蕩過程曲線最佳衰減比為（C ）。A.4: 1 B. 10: 1 C. 4: 1 10: 1 D. 2: 1 10: 135 .雙容對象特性與單容對象特性相比增加了（ D ）。A.純滯后B.傳送滯后C.測量滯后D.容量滯后二、判斷題（每題 1分，共10題，共10分）1對于500c以下的中、低溫，熱電偶輸出的熱電勢很小，容易受到干擾而測不準(zhǔn)。一般使用熱電阻溫度計來進(jìn)行中低溫度的測量。（）對36 熱電阻的三線制接法：電

9、阻測溫信號通過電橋轉(zhuǎn)換成電壓時，熱電阻的接線如用兩線接法，接線電阻隨溫度變化會給電橋輸出帶來較大誤差，必須用三線接法。（）對37 為了合理、經(jīng)濟(jì)使用儀表，儀表的量程不能選得太大，但為了保證測量精度，一般被測壓力的最小值不低于儀表滿量程的1/3為宜。（）對38 控制儀表又稱控制器或調(diào)節(jié)器。（）對5對于慣性較大的對象，常常希望能加快控制速度，此時可增加微分作用。（）對39 微分作用能超前控制（）對40 目前最常用的安全柵是齊納式安全柵安全柵和變壓器隔離式安全柵。（）對41 響應(yīng)曲線法屬于閉環(huán)環(huán)整定方法。（）錯42 當(dāng)對象的滯后較大，干擾比較劇烈、頻繁時，采用簡單控制系統(tǒng)往往控制質(zhì)量較差，滿足不了工

10、藝上的要求，這時，可考慮采用串級控制系統(tǒng)。 （）對10、在燃燒比值控制系統(tǒng)中，燃料是從動量，空氣是主動量。（錯）11 .調(diào)節(jié)系統(tǒng)投運時，當(dāng)調(diào)節(jié)器的測量值與設(shè)定值相等（即無偏差）時，就可進(jìn)行手、自動 切換操作。（錯）12 .串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以用于非線性對象，且負(fù)荷變化又較大的場合，用于改善對象特性。a）13 .對一個系統(tǒng)總是希望能夠做到余差小，最大偏差小，調(diào)節(jié)時間短，恢復(fù)快。（X）14 .擾動量是作用于生產(chǎn)過程對象并引起被控變量變化的隨機因素。（錯）15 .過程控制系統(tǒng)中，需要控制的工藝設(shè)備（塔、容器、貯糟等卜機器稱為被控對象。（，）16 .擾動量是作用于生產(chǎn)過程對象并引起被控變量變化的隨機因素。

11、（X）答案：擾動量是除操縱變量外作用于生產(chǎn)過程對象并引起被控變量變化的隨機因素。17 .由調(diào)節(jié)器輸出至被調(diào)參數(shù)間的所有環(huán)節(jié)稱為干擾通道。（X）答案：由調(diào)節(jié)器輸出至被調(diào)參數(shù)間的所有環(huán)節(jié)稱為調(diào)節(jié)通道。18 .過程控制系統(tǒng)的偏差是指設(shè)定值與測量值之差。（，）19 .由控制閥操縱，能使被控變量恢復(fù)到設(shè)定值的物料量或能量即為操縱變量。（，）20 .按控制系統(tǒng)的輸出信號是否反饋到系統(tǒng)的輸入端可分為開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)。（，）21 .在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，按照設(shè)定值的情況不同，可分為定值控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)、程 序控制系統(tǒng)。 （X） 答案：在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，按照設(shè)定值的情況不同，可分為定值控制 系統(tǒng)、隨動控制系

12、統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)。22 .在一個定值控制系統(tǒng)中，被控變量不隨時間變化的平衡狀態(tài)，也即被控變量變化率等于 零的狀態(tài)，稱為系統(tǒng)的動態(tài)。（X）答案：在一個定值控制系統(tǒng)中，被控變量不隨時間變化的平衡狀態(tài)，也即被控變量變化率等于零的狀態(tài)，稱為系統(tǒng)的靜態(tài)，靜態(tài)是一種相對靜止?fàn)顟B(tài)。23 .對一個系統(tǒng)總是希望能夠做到余差小，最大偏差小，調(diào)節(jié)時間短，回復(fù)快。（，）24 .時間常數(shù)越小，被控變量的變化越慢，達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值所需的時間也越長。（X）答案：時間常數(shù)越大，被控變量的變化越慢，達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值所需的時間也越長。25 . 時間常數(shù)指當(dāng)對象受到階躍輸入作用后，被控變量達(dá)到新穩(wěn)態(tài)值的 63.2 %所需要的時間。（，

13、）26 .對干擾通道時間常數(shù)越小越好，這樣干擾的影響和緩，控制就容易。（X）答案：時間常數(shù)越大越好，這樣干擾的影響和緩，控制就容易。27 .放大彳音數(shù)K取決于穩(wěn)態(tài)下的數(shù)值，是反映靜態(tài)特性的參數(shù)。（，）28 .對象特性放大系數(shù) Km是動特性，時間常數(shù)Tm和滯后時間cm是測量元件和變送器的靜態(tài)特性。（X）答案：對象特性放大系數(shù) Km是靜特性，時間常數(shù)Tm和滯后時間cm是測量元件和變送器的動特性。29 .當(dāng)調(diào)節(jié)過程不穩(wěn)定時，可增大積分時間或加大比例度，使其穩(wěn)定。（，）30 .比例調(diào)節(jié)過程的余差與調(diào)節(jié)器的比例度成正比，比例度越大則余差越大。（，）31 .臨界比例度法是在純比例運行下通過試驗，得到臨界比

14、例度8 K和臨界周期 Tk,然后根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)出來的關(guān)系，求出調(diào)節(jié)器各參數(shù)值。（，）32 .采用PID調(diào)節(jié)器的條件是對象純滯后較大。（X）答案：采用 PID 調(diào)節(jié)器的條件是對象純滯后不能太大，否則應(yīng)考慮采用其他控制方法。33 .當(dāng)生產(chǎn)不允許被調(diào)參數(shù)波動時，選用衰減振蕩形式過渡過程為宜。（X）答案：當(dāng)生產(chǎn)不允許被調(diào)參數(shù)波動時，選用非周期衰減過程為宜。34 .時間常數(shù)越小，對象受干擾后達(dá)到穩(wěn)定值所需時間越短。（，）35 .化工過程中，通常溫度控制對象時間常數(shù)和滯后時間都較短。（X）答案：化工過程中，通常溫度控制對象時間常數(shù)和滯后時間都較大。應(yīng)合理選擇檢測點。36 . 自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)干擾通道放大倍數(shù)越大

15、，則超調(diào)量越大；調(diào)節(jié)通道放大倍數(shù)越大，則超調(diào)量越小。（，）37 .對象特性時間常數(shù)越長，則過程反應(yīng)越快，易引起較長的過渡時間。（X）答案：對象特性時間常數(shù)越長，則過程反應(yīng)越慢，易引起較長的過渡時間。38 .純滯后時間長，將使系統(tǒng)超調(diào)量增加，干擾通道中純滯后對調(diào)節(jié)品質(zhì)沒有影響。（，）39 .目前國內(nèi)生產(chǎn)調(diào)節(jié)閥主要有有線性、等百分比、快開3種流量特性。（，）40 . 積分作用可以消除余差，但要求用在對象時間常數(shù)較小，系統(tǒng)負(fù)荷變化較小的控制過程中。（，）41 .串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以用于改善純滯后時間較長的對象，有超前作用。（，）42 .串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以用于非線性對象，且負(fù)荷變化又較大的場合，用于改善對象

16、特性。（，）43 .串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)要求對主參數(shù)和副參數(shù)均應(yīng)保證實現(xiàn)無差控制。（X ）答案： 串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般對主參數(shù)有控制精度要求， 副回路則以“先調(diào)”、 “快調(diào)”、 “粗調(diào)”的形式起到克服干擾作用， 提高串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的克服干擾能力， 所以副參數(shù)不能保證無 差控制。44 .凡是有兩個以上的調(diào)節(jié)器相互連接，該調(diào)節(jié)系統(tǒng)就是串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)。（X） 答案：許多控制系統(tǒng)都是由兩個以上的調(diào)節(jié)器相互連接， 只有結(jié)構(gòu)上有兩個閉合回路； 主副調(diào)節(jié)器串聯(lián)， 主調(diào)節(jié)器的輸出作為副調(diào)節(jié)器的給定； 副調(diào)節(jié)器的輸出操縱調(diào)節(jié)閥動作， 實現(xiàn)主調(diào)節(jié)器的定 值控制的控制系統(tǒng)才是串級控制。45 .比值系統(tǒng)中，兩個需配比的流量中選擇主受

17、控變量是任意的。（X） 答案：兩個需配比的流量中，一般以生產(chǎn)中的主要物料量為主變量。46 .串級控制系統(tǒng)中主調(diào)節(jié)器以“先調(diào)”、“快調(diào)”、“粗調(diào)”克服干擾。（X）答案：串級控制系統(tǒng)中主調(diào)節(jié)器以“慢調(diào)”、 “細(xì)調(diào)”作用， 使主參數(shù)穩(wěn)定在設(shè)定比上， 副調(diào)節(jié)器則 以“先調(diào)”、“快調(diào)”、“粗調(diào)”克服干擾。47串級控制系統(tǒng)起主導(dǎo)作用的參數(shù)是主參數(shù)，穩(wěn)定主導(dǎo)參數(shù)的輔助參數(shù)叫副參數(shù)。（，）48. 串級控制系統(tǒng)兩步整定法是主、副回路分別整定，第一步先整定副回路，第二步再整定主回路。（，）49. 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)對主物料來說是開環(huán)的，而對從物料來說是一個隨動控制系統(tǒng)。（，）50. 串級控制系統(tǒng)對進(jìn)入主回路的擾動

18、具有較強的克服能力。（X ）答案：串級控制系統(tǒng)對進(jìn)入副回路的擾動具有較強的克服能力。三.簡答題（每題5 分，共 5題，共 25分）1、 過程控制系統(tǒng)按其基本結(jié)構(gòu)形式可分為幾類?其中閉環(huán)系統(tǒng)中按設(shè)定值的不同形式又可分為幾種 ?答：過程控制系統(tǒng)按其基本結(jié)構(gòu)形式可分為閉環(huán)自動控制系統(tǒng)和開環(huán)自動控制系統(tǒng)。在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，按照設(shè)定值的不同形式又可分為： （1）定值控制系統(tǒng)（2）隨動控制系統(tǒng)（3）程序控制系統(tǒng)2、試述熱電阻測溫原理，常用熱電阻的種類有哪些？R0 各為多少？答： 熱電阻溫度計是利用金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性來進(jìn)行溫度測量的，只要設(shè)法測出電阻值的變化，就可達(dá)到溫度測量的目的。工業(yè)

19、上常用的熱電阻有：鉑電阻，銅電阻。目前工業(yè)上使用的鉑電阻有兩種：一種是R0 =10；另外一種是R0 =100。工業(yè)上使用的銅電阻也有兩種：一種是R0=50；另一種是R0 =100。3、試述過程控制系統(tǒng)中常用的控制規(guī)律及其特點。答：控制系統(tǒng)中常用的控制規(guī)律有比例（P）、比例積分（PI）、比例積分微分（PID）控制規(guī)律。比例控制規(guī)律是控制器的輸出信號與它的輸入信號（給定值與測量值的偏差）成比例。它的特點是控制及時，克服干擾能力強，但在系統(tǒng)負(fù)荷變化后，控制結(jié)果有余差。比例積分控制規(guī)律是控制器的輸出信號不僅與輸入信號成比例， 而且與輸入信號對時間的積分成比例。它的特點是能夠消除余差，但是積分控制作用比

20、較緩慢、控制不及時。比例積分微分控制規(guī)律是在比例積分的基礎(chǔ)上再加上微分作用， 微分作用是控制器的輸出與輸入的變化速度成比例，它對克服對象的容量滯后有顯著的效果。4、何為控制閥的理想流量特性和工作流量特性？常用的調(diào)節(jié)閥理想流量特性有哪些？答：閥前后壓差保持不變時的流量特性稱為理想流量特性；在實際使用過程中，閥前后的壓差會隨閥的開度的變化而變化，此時的流量特性稱為工作流量特性。常用的調(diào)節(jié)閥理想流量特性有：直線流量特性、等百分比（對數(shù)）流量特性、快開特性。5、控制器參數(shù)整定的任務(wù)是什么?工程上常用的控制器參數(shù)整定有哪幾種方法?答：控制器參數(shù)整定的任務(wù)是：根據(jù)已定的控制方案，來確定控制器的最佳參數(shù)值（

21、包括比例度 積分時間T1 微分時間 TD ），以便使系統(tǒng)能獲得好的控制質(zhì)量?？刂破鲄?shù)的工程整定法主要有臨界比例度法、衰減曲線法和經(jīng)驗湊試法等。6、什么是調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律？基本控制規(guī)律有哪幾種？各有什么特點？答：調(diào)節(jié)器的輸出信號隨著它的輸入偏差信號變化的規(guī)律叫控制規(guī)律?；究刂埔?guī)律有：雙位控制：輸出不是最大，就是最小，只有兩個位置。比例控制：控制作用及時，有余差。編輯版 word積分控制：具有消除余差的作用。微分控制：具有超前調(diào)節(jié)的作用。7 .串級系統(tǒng)有什么特點？對進(jìn)入副回路的干擾有很強的克服能力；改善了被控過程的動態(tài)特性，提高了系統(tǒng)的工作頻率；對進(jìn)入主回路的干擾控制效果也有改善;對負(fù)荷或操作

22、條件的變化有一定自適應(yīng)能力。8 .過程控制系統(tǒng)有什么特點？過程控制的特點：控制對象一一被控過程復(fù)雜、控制要求多樣控制方案豐富多彩控制過程大多數(shù)屬于慢過程與參數(shù)控制定值控制是過程控制的主要形式過程控制系統(tǒng)由規(guī)范化的、系列化的檢測與控制儀表或自動化裝置組成9 .自動調(diào)節(jié)閥按照工作所用能源形式可分為哪幾種，各有什么特點？電動調(diào)節(jié)閥：電源配備方便，信號傳輸快、損失小，可遠(yuǎn)距離傳輸；但推力較小。氣動調(diào)節(jié)閥：結(jié)構(gòu)簡單，可靠，維護(hù)方便，防火防爆；但氣源配備不方便。液動調(diào)節(jié)閥：用液壓傳遞動力，推力最大；但安裝、維護(hù)麻煩，使用不多。10 .氣動調(diào)節(jié)閥主要由哪兩部分組成？各起什么作用？答：氣動調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機構(gòu)和控

23、制機構(gòu)（閥）兩部分組成。執(zhí)行機構(gòu)是推動裝置，它是將信號壓力的大小轉(zhuǎn)換為閥桿位移的裝置?？刂茩C構(gòu)是閥門，它將閥桿的位移轉(zhuǎn)換為流通面積的大小。11 .什么叫氣動調(diào)節(jié)閥的氣開式與氣關(guān)式？起選擇的原則是什么？答：氣動調(diào)節(jié)閥在氣壓信號中斷后閥門會復(fù)位。無壓力信號時閥全開，隨著信號增大，閥門逐漸關(guān)小的稱為氣關(guān)式。反之，無壓力信號時閥全閉，隨著信號增大，閥門逐漸開大稱的為氣開式閥門氣開氣關(guān)式的選擇原則：當(dāng)控制信號中斷時，閥門的復(fù)位位置能使工藝設(shè)備處于安全狀態(tài)12 .簡單控制系統(tǒng)由哪幾部分組成？答：簡單過程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成：指由一個測量變送器、一個控制器、一個執(zhí)行器（控制閥）和一個對象（四個基本環(huán)節(jié)）所構(gòu)

24、成的單閉環(huán)控制系統(tǒng)。13 .試分析比例、積分、微分控制規(guī)律各自的特點，積分和微分為什么不單獨使用？1）比例控制及時、反應(yīng)靈敏，偏差越大，控制力越強；但結(jié)果存在余差。2）積分控制可以達(dá)到無余差；但動作緩慢，控制不及時，不單獨使用。3）微分控制能起到超前調(diào)節(jié)作用；但輸入偏差不變時，控制作用消失，不單獨使用14 .簡單歸納控制系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容。1）控制系統(tǒng)方案設(shè)計；2）工程設(shè)計；3）工程安裝和儀表調(diào)校；4）調(diào)節(jié)器參數(shù)整定。14.什么是衰減曲線法？有何特點？解答：衰減曲線法是在純比例運行下通過使系統(tǒng)產(chǎn)生衰減振蕩，得到衰減比例度8 SF口衰減周期 TS （或上升時間 T升），然后根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)出來的關(guān)系

25、求出控制器各參數(shù)值。這種方法比較簡便，整定質(zhì)量高，整定過程安全可靠，應(yīng)用廣泛，但對于干擾頻繁，記錄曲線不規(guī)則的系統(tǒng)難于應(yīng)用。四、計算題（30分，共3小題）1 .某換熱器的溫度控制系統(tǒng)，給定值為200 C。在階躍干擾作用下的過渡過程曲線如圖所示。試求最大偏差、余差、衰減比、振蕩周期和過渡過程時間（土。2%）解：最大偏差：A = 230-200 = 30C ；余差： C= 205-200 = 5c ；衰減比：n = y1: y3 = （230-205 : （210-205 = 25:5 = 5:1振蕩周期：T=20-5=15min過渡時間：t=22min2 .某化學(xué)反應(yīng)器工藝規(guī)定的操作溫度為（90

26、0 土 10） C,考慮安全因素，要求控制過程中溫度偏離設(shè)定值不得超過 80C?，F(xiàn)設(shè)計的定值溫度控制系統(tǒng)，在最大階躍干擾作用下的過渡過程曲線如下圖，試求最大動態(tài)偏差、衰減比、振蕩周期，過渡過程時間（土2%）該系統(tǒng)能否滿足工藝要求？解：最大動態(tài)偏差:A 950 900 50 c-yi95090842，。無支減比：n- -4.2y391890810振蕩周期：T 45 5 40min余差：C 908 900 8 C過渡過程時間：47min因為最大動態(tài)偏差 50c小于要求的80 C,所以該系統(tǒng)能滿足工藝要求。3.某發(fā)酵過程工藝規(guī)定的操作溫度為(40 ±2) C,考慮發(fā)酵效果，要求控制過程中溫

27、度偏離給求最大偏差、衰減比、余差、過渡時間(土)2嘛蕩周期，該系統(tǒng)能否滿足工藝要求?定值最大不得超過 6C。現(xiàn)設(shè)計的定值溫度控制系統(tǒng)，在階躍擾動作用下的過渡過程曲線如下圖，試解：最大動態(tài)偏差：A 45 40 5 c余差：C 41 40 1 Cy145 414衰減比：n " 4:1y342 411過渡過程時間：23min振蕩周期：T 18 5 13min因為最大動態(tài)偏差 5c小于要求的6C,所以系統(tǒng)能滿足工藝要求。4.某一標(biāo)尺為07000 c的溫度計，出廠前校驗數(shù)據(jù)如下：標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/C02004006008001000被校驗表讀數(shù)/C02014026048061001求：該表最大絕對誤

28、差；儀表的精度；如果工藝要求允許最大誤差為±5WI是否能用?解：標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/C02004006008001000被校驗表讀數(shù)/C02014026048061001絕對誤差0+1+2+4+6+1滿度相對誤差+0.1%+0.2%+0.4%+0.6%+0.1%最大絕對誤差：+6 C儀表的精度：1級如果工藝要求允許最大誤差為土5C ,該泰x a SFS1 1000 10 C,不能用1001005 .如果某反應(yīng)器最大壓力為1.0MPa,允許的最大絕對誤差為0. 01MPa,現(xiàn)用一臺測量范圍為01 . 6MPa、精度為1級的壓力表進(jìn)行測量，問：能否符合工藝要求？若用一臺測量范圍為 01 . 0M

29、Pa、 精度為1級的壓力表進(jìn)行測量，問：能否符合要求？解：測量范圍為01 . 6MPa、精度為1級的壓力表的允許的最大絕對誤差為:maxa SFS1001 1.61000.016MPa,大于0. 01MPa,不能符合工藝要求測量范圍為01 .0MPa、精度為1級的壓力表的允許的最大絕對誤差為:maxa SFS1001 1.01000.01 MPa,等于0. 01MPa,從允許的最大絕對誤差角度，能符合工藝要求，但量程不符合!6 .如果某反應(yīng)器最大壓力為 0. 8MPa,允許的最大名對誤差為 0. 01MPa,現(xiàn)用一臺測量范圍為01 . 6MPa、精度為1級的壓力表進(jìn)行測量，問：能否符合工藝要求

30、？若用一臺測量范圍為01 . 0MPa、精度為1級的壓力表進(jìn)行測量，問：能否符合要求？解：測量范圍為01 . 6MPa、精度為1級的壓力表的允許的最大絕對誤差為:編輯版worda SFSmaxTTT-100測量范圍為01 .0MPa、精度為1級的壓力表的允許的最大絕對誤差為:a SFSmax1001 1.00.01100MPa,等于0. 01MPa,從允許的最大絕對誤差角度，能符合工藝要求，量程也符合!7.某溫度控制系統(tǒng),控制溫度為800 C,要求絕對誤差不超過土7C,現(xiàn)選擇一臺測量范圍為01200C、精度等級為1.0級的儀表,問：是否合適？如果不合適，應(yīng)如何選擇?解:測量范圍為01200C、

31、精度等級為1。0級的儀表，其最大誤差:a SFSmax7"T"T-1001 1200,12 c, 12c大于7C,不合適100應(yīng)選擇測量范圍為01200C、精度等級為 0。5級的儀表1 1.6 一一八 0.016MPa,大于0. 01MPa,不能符合工藝要求100a Sfsmax _1000.5 1200 6 C, 6 c 小于 7C,合適1008.用差壓變送器測量某儲罐的液體，差壓變送器安裝位置如圖； 導(dǎo)出變送器所測出的差壓值p與液位高度H之間的關(guān)系。變送器零點要不要遷移？如果遷移，遷移量？解: pP01gH ；PP02 gh2；PPP1gH g ( 1九 2卜2)H 0

32、時，p g ( h2h2)0!需要零點遷移H 0時，p g ( h 2hJ 0需要零點正遷移H 0時，p g (1% 2h2)0需要零點負(fù)遷移本題i 2； hi h2；需要負(fù)遷移，遷移量 p g (h2 %)10 .用帶隔離罐的差壓變送器測某儲罐的液位，差壓變送器的安裝位置如圖所示。請導(dǎo)出變送器所 測差壓Ap與液位H之關(guān)系。變送器零點需不需要遷移？若要遷移，是正遷移還是負(fù)遷移？解：P+=H pig+ hi 化g+P0P-= h2 (2g + P0A P=P+- P= H pig-( h2-hi)(2gH=0時，A P<0,需遷移負(fù)遷移11 .DDZ-m控制器，比例度=50%,積分時間TI

33、=0.2min,微分時間TD =2min ,微分放大倍數(shù)Kd=10。假定輸出初始值為 4mA;在t 0時施加0.5mA的階躍信號，試寫出在該階躍信號作用下 比例、積分、微分輸出的表達(dá)式；計算 t 12s時控制器的輸出信號值。解:11比例輸出：IP I i0.5 1mA0.511.11 _12.積分輸出:11 I i dt0.51 mATI0.5 0.260微分輸出：ID -(Kd 1)e (KD/TD)t I(10 1)e (i0/2)(i2/60) 0.5 9e 13.3mA0.5t 12s時控制器的輸出信號值Io I0 Ip It I d 9.3mA12 .DDZ-出控制器，比例度=80%

34、,積分時間Ti =0.4min ,微分時間Td =2.4min ,微分放大倍數(shù)Kd=10。假定輸出初始值為 6mA;在t 0時施加0.4mA的階躍信號，試寫出在該階躍信號作用下比例、積分、微分輸出的表達(dá)式；計算 t 24s時控制器的輸出信號值。解：比例輸出:1 八八0.4 0.5mA0.8積分輸出:IITiIi dt 上10.4一 240.4 0.5 mA60微分輸出:-(Kd1)e (KD/TD)tIi1(10/0.4)(24/60)1(10 1)e () 0.4 4.5e0.81.65 mAt 12s時控制器的輸出信號值Io Io I p It I d 7.85mA13.某比例積分控制器輸

35、入、輸出均為420mA,若將比例度設(shè)為100%,積分時間TI=2min,態(tài)時輸出為5mA,某瞬間，輸入突然增加了 0.2mA,試問經(jīng)過5min后,輸出將由5mA變化到多少?解：，對于比例輸入：控制器輸入、輸出均為420mA,比例度1Kp某瞬間，輸入突然增加了0.2mA,輸出增量KpKp Ii 三TIIi tIO Kp Ii ?T I1Ii t 1 0.2 20.25 0.7 mA則經(jīng)過5min后，輸出將由5mA變化到 I O0.7 5.7mA。14. DDZ-m基型調(diào)節(jié)器，輸入信號階躍變化了0。5mA時，其輸出信號由 6mA變化到7mA,求調(diào)節(jié)器的比例放大系數(shù)Kp與比例度解:DDZ-m基型調(diào)節(jié)

36、器的輸入、輸出均為420mA,所以:0.5100% 100% 50%；7 6Kp0。5015. 一臺DDZ-m型溫度控制器，測量的全量程為0800C,當(dāng)溫度階躍變化了40c時，控制器的輸出由6mA變化到8mA ,試求控制器的比例度解:e/( xmax xmin )p /( p max p min )40/800(8 6)/(20 4)2/161/200.440%16 . 一臺DDZ-m型溫度控制器，測量的全量程為01000 C,當(dāng)溫度階躍變化了 40c時，控制器的比例度 =50%，試求控制器的輸出變化。解:e /( x maxp /( p maxX min ) . p min )50%, e

37、40maxX min/( pmaxp min)40 / 10000. 5 / 161.28 mA17 .、甲的正常流量為 240kg/h,儀表量程為 0-360kg/h;乙的正常流量為 120NM3/h ,儀表量程為0-240NM3/h。采用控制乙的單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，計算引入開方運算與不引入開方運算所分別設(shè)置的比值系數(shù)答：F1為甲流量，F(xiàn)2為乙流量1.引入開方器時：2.不引入開方器時:120 360- 240 240五、設(shè)計題（共1題，共15分）1、在蒸汽鍋爐運行過程中，必須滿足汽-水平衡關(guān)系，汽包水位是一個十分重要的指標(biāo)。當(dāng)液位過低時，汽包中的水易被燒干引發(fā)生產(chǎn)事故，甚至?xí)l(fā)生爆炸。（1）

38、試設(shè)計一個液位的簡單控制系統(tǒng)，在圖中畫出控制方案圖。（2）確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式，并說明原因。（3）確定調(diào)節(jié)器的正、反作用方式，必須有詳細(xì)的分析過程。（4）畫出該控制系統(tǒng)的方框圖?？刂品桨戈U如用所示.X籍水2）為了防止汽但中的水雄皖干項發(fā)生產(chǎn)事故，量節(jié)間選擇氣關(guān)式*3 LT：洋：弱.叫.一二用：壟2“象,二后1為了向或食反饋拴制系統(tǒng).LC必就選擇正作用唱節(jié)看【4）控制系蛻的方概圖如圖所示要求:(1)(2)(3)(4)2、如圖所示的反應(yīng)釜進(jìn)行的是吸熱反應(yīng)，為使化學(xué)反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，必須用熱水通過加熱套加熱反應(yīng)物料，以保證化學(xué)反應(yīng)在規(guī)定的溫度下進(jìn)行。如果釜內(nèi)溫度太低，不但會導(dǎo)致反映停止，還會使物料

39、產(chǎn)生聚合凝固導(dǎo)致設(shè)備堵塞，為生產(chǎn)過程再次運行造成麻煩甚至損壞設(shè)備。設(shè)計一個釜內(nèi)溫度的簡單控制系統(tǒng)，在圖中畫出控制方案圖。確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式，并說明原因。確定調(diào)節(jié)器的正、反作用方式，必須有詳細(xì)的分析過程。畫出該控制系統(tǒng)的方框圖。2 '薪：tlj控制方案圖航圖所示2為了防止反唳除止r并且不身變物料產(chǎn)生聚合類面3鞍設(shè)備堵塞.調(diào)節(jié)闌透便氣美 式03j TT：正柞用；躅節(jié)還反作用鼓控浦象：正作南 為了枸成面反域控制系里.TC必須選擇正作用周節(jié)器-4J控制鬃統(tǒng)的方框圖如圖所示3、如圖所示熱交換器，將進(jìn)入其中的冷卻物料加熱到設(shè)定溫度。工藝要求熱物料溫度的而且不能發(fā)生過熱情況，以免造成生產(chǎn)事故

40、。（1）試設(shè)計一個簡單控制系統(tǒng)，實現(xiàn)熱物料的溫度控制，在圖中畫出控制方案圖。（2）確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式，并說明原因。（3）確定調(diào)節(jié)器的正、反作用方式，必須有詳細(xì)的分析過程。（4）確定調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律。、解二1）控制方案圖如圖所示田 為了防止熱枷楙發(fā)生過功情況，情節(jié)蜩跪擇氣開E*3） TT-正作用：騙節(jié)海：正作用；被控對象：正作用為了構(gòu)成哂f控制系統(tǒng).K曲細(xì)選擇反作用調(diào)節(jié)戰(zhàn) 明調(diào)節(jié)典的信/燃律,PID"4、一個如圖所示的換熱器，用蒸汽將進(jìn)入其中的冷水加熱到一定溫度，生產(chǎn)工藝要求熱水溫度維持恒定（A。W 土，1而江不能發(fā)生過熱情況。（1）試設(shè)計一簡單溫度控制系統(tǒng)，在圖中畫出控制方案

41、圖，并畫出其方框圖。（2）確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式，并說明原因。（3）確定調(diào)節(jié)器的正、反作用方式，必須有詳細(xì)的分析過程。（4）確定調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律。4 機（1控制方案圖如圖所示稅制系統(tǒng)的方根圖相圖斯示 為了防止熱水發(fā)生過誄情況,調(diào)節(jié)閥選擇氣開式*（3） TT; IF作用二調(diào)節(jié)胭；正作用；襦押時象;次作州為了軻成向反憒挖制系統(tǒng)，TC必須選擇反作用陶節(jié)舞-闔節(jié)躁的畫節(jié)規(guī)律：P1D -5、在某生產(chǎn)過程中，通過加熱爐對冷物料加熱，根據(jù)工藝要求，需對熱物料出口溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制。對系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)，主要擾動為燃料壓力波動。（1）試設(shè)計一個熱物料出口溫度的串級控制系統(tǒng)，在圖中畫出控制方案圖。（2）為保證設(shè)備安全，爐溫不能過高，確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式。（3）確定兩臺調(diào)節(jié)器的正反作用方式，必須有詳細(xì)的分析過程。（4）確 定兩臺調(diào)節(jié)器應(yīng)選擇什么調(diào)節(jié)規(guī)律。，L控制方案圖如圖所示為保證設(shè)備立全，爐沮不能過高.身節(jié)周選擇氣開工，斗PT正作用i嗝節(jié)陶；正作用i副被控對象；正作用為了杓成剛回爵負(fù)