《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(cè)裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)閥門C.控制器、檢測(cè)裝置、執(zhí)行器、被控對(duì)象D.控制器、檢測(cè)裝置、執(zhí)行器2.在簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)中，接受偏差信號(hào)的環(huán)節(jié)是(B)。A.變送器B.控制器,C.控制閥D.被控對(duì)象3.串級(jí)控制系統(tǒng)主、副對(duì)象的時(shí)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(yùn)行。A.310B.28C.14D.124.過渡過程品質(zhì)指標(biāo)中，余差表示()。A.新穩(wěn)態(tài)值與給定值之差B.測(cè)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)

2、量與給定值之差5.PID調(diào)節(jié)器變?yōu)榧儽壤饔?，則()。A.積分時(shí)間置、微分時(shí)間置B.積分時(shí)間置0、微分時(shí)間置C.積分時(shí)間置，微分時(shí)間置0D.積分時(shí)間置0，微分時(shí)間置06.()在閥芯行程比較小時(shí)，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(hào)進(jìn)行控制的。A.被控量B.偏差C.擾動(dòng)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(shí)間C.最大偏差D.余差9.對(duì)象特性的實(shí)驗(yàn)測(cè)取常用的方法是()。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

3、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(hào)，把()控制在所要求的X圍內(nèi)，從而達(dá)到生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制。A.操縱變量B.被控變量C.擾動(dòng)量D.偏差13.串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)主調(diào)節(jié)輸出信號(hào)送給()。A調(diào)節(jié)閥B副調(diào)節(jié)器C.變送器D.主對(duì)象14.在階躍擾動(dòng)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(jí)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

4、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(dòng)C.反饋D.給定17.依據(jù)所測(cè)物理量的不同,控制系統(tǒng)可分為()。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D.以上都不對(duì)18.在簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)中，擾動(dòng)主要針對(duì)()環(huán)節(jié)。A.測(cè)量變送B.控制器C.控制閥D.被控對(duì)象19.經(jīng)驗(yàn)湊試法的關(guān)鍵是“看曲線，調(diào)參數(shù)”。在整定中，觀察到曲線最大偏差大且趨于非周期過程時(shí)，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(cè)量的變量。21.某單回路反饋控制系統(tǒng)，控制器采

5、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(duì)于一階對(duì)象特性，通?？梢杂?A)來表示。A.放大倍數(shù)K、時(shí)間常數(shù)TB.放大倍數(shù)K、滯后時(shí)間C.時(shí)間常數(shù)T、滯后時(shí)間D.放大倍數(shù)K、時(shí)間常數(shù)T、滯后時(shí)間23.開關(guān)量的輸出一般不用于控制(B)。A報(bào)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.PD.以上都不對(duì)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.PIDD.以

6、上都不對(duì)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、反作用的確定是根據(jù)（B）：A實(shí)現(xiàn)閉環(huán)回路的正反饋B實(shí)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(jí)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)30.19.不是描述對(duì)象特性的參數(shù)有（A）。A.tB.TC.KD.D.沒有先后順序31.16.控制系統(tǒng)的反饋信號(hào)使得原來信號(hào)增強(qiáng)的叫作（B）。A.負(fù)反饋B正反饋C前

7、饋D回饋經(jīng)驗(yàn)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0經(jīng)驗(yàn)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(shí)，需把比例度（B）。A.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.4：1B.10：1C.4：110：1D.2：110：135.雙容對(duì)象特性與單容對(duì)象特性相比增加了（D）。A.純滯后B.傳送滯后C.測(cè)量滯后D.容量滯后二、判斷題（每題1分，共10題，共10分）1.對(duì)于500以下的中、低溫，熱電偶輸出的熱電勢(shì)很小，容易受到干擾而測(cè)不準(zhǔn)。一般使用熱電阻

8、溫度計(jì)來進(jìn)行中低溫度的測(cè)量。（）對(duì)熱電阻的三線制接法：電阻測(cè)溫信號(hào)通過電橋轉(zhuǎn)換成電壓時(shí)，熱電阻的接線如用兩線接法，接線電阻隨溫度變化會(huì)給電橋輸出帶來較大誤差，必須用三線接法。（）對(duì)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(cè)量精度，一般被測(cè)壓力的最小值不低于儀表滿量程的1/3為宜。（）對(duì)4.控制儀表又稱控制器或調(diào)節(jié)器。（）對(duì)5.對(duì)于慣性較大的對(duì)象，常常希望能加快控制速度，此時(shí)可增加微分作用。（）對(duì)6.微分作用能超前控制（）對(duì)7.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(duì)8.響應(yīng)曲線法屬于閉環(huán)環(huán)整定方法。（）錯(cuò)當(dāng)對(duì)象的滯后較大，干擾比較劇烈、頻繁時(shí)，采用簡(jiǎn)

9、單控制系統(tǒng)往往控制質(zhì)量較差，滿足不了工藝上的要求，這時(shí)，可考慮采用串級(jí)控制系統(tǒng)。（）對(duì)10、在燃燒比值控制系統(tǒng)中，燃料是從動(dòng)量，空氣是主動(dòng)量。(錯(cuò))11.調(diào)節(jié)系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)，當(dāng)調(diào)節(jié)器的測(cè)量值與設(shè)定值相等（即無偏差）時(shí)，就可進(jìn)行手、自動(dòng)切換操作。(錯(cuò))12.串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以用于非線性對(duì)象，且負(fù)荷變化又較大的場(chǎng)合，用于改善對(duì)象特性。(對(duì))13.對(duì)一個(gè)系統(tǒng)總是希望能夠做到余差小，最大偏差小，調(diào)節(jié)時(shí)間短，恢復(fù)快。(對(duì))14.擾動(dòng)量是作用于生產(chǎn)過程對(duì)象并引起被控變量變化的隨機(jī)因素。(錯(cuò))過程控制系統(tǒng)中，需要控制的工藝設(shè)備(塔、容器、貯糟等)、機(jī)器稱為被控對(duì)象。（）16.擾動(dòng)量是作用于生產(chǎn)過程對(duì)象并引起被控變

10、量變化的隨機(jī)因素。（）答案：擾動(dòng)量是除操縱變量外作用于生產(chǎn)過程對(duì)象并引起被控變量變化的隨機(jī)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。（）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。過程控制系統(tǒng)的偏差是指設(shè)定值與測(cè)量值之差。（）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(hào)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)。（）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)。（）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(dòng)控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)。在一個(gè)定值控

11、制系統(tǒng)中，被控變量不隨時(shí)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(dòng)態(tài)。（）答案：在一個(gè)定值控制系統(tǒng)中，被控變量不隨時(shí)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(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。對(duì)一個(gè)系統(tǒng)總是希望能夠做到余差小，最大偏差小，調(diào)節(jié)時(shí)間短，回復(fù)快。（）24.時(shí)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(shí)間也越長(zhǎng)。（）答案：時(shí)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(shí)間也越長(zhǎng)。25.時(shí)間常數(shù)指當(dāng)對(duì)象受到階躍輸入作用后，被控變量達(dá)到新穩(wěn)態(tài)值的間。（）63.2%所需要的時(shí)26.對(duì)干擾通道時(shí)間常數(shù)越小越好，這樣干擾的影響和緩，控制就容易

12、。（）答案：時(shí)間常數(shù)越大越好，這樣干擾的影響和緩，控制就容易。放大倍數(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)。（）對(duì)象特性放大系數(shù)m是動(dòng)特性，時(shí)間常數(shù)Tm和滯后時(shí)間m是測(cè)量元件和變送器的靜態(tài)特性。（）答案：對(duì)象特性放大系數(shù)m是靜特性，時(shí)間常數(shù)Tm和滯后時(shí)間m是測(cè)量元件和變送器的動(dòng)特性。29.當(dāng)調(diào)節(jié)過程不穩(wěn)定時(shí)，可增大積分時(shí)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(yùn)行下通過試驗(yàn)，得到臨界比例度K和臨界周期TK，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來的關(guān)系，求出調(diào)節(jié)器各參數(shù)值。（）采用PID調(diào)節(jié)器的條件是對(duì)象純滯后較大。

13、（）答案：采用PID調(diào)節(jié)器的條件是對(duì)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(dòng)時(shí)，選用衰減振蕩形式過渡過程為宜。（）答案：當(dāng)生產(chǎn)不允許被調(diào)參數(shù)波動(dòng)時(shí)，選用非周期衰減過程為宜。時(shí)間常數(shù)越小，對(duì)象受干擾后達(dá)到穩(wěn)定值所需時(shí)間越短。（）化工過程中，通常溫度控制對(duì)象時(shí)間常數(shù)和滯后時(shí)間都較短。（）答案：化工過程中，通常溫度控制對(duì)象時(shí)間常數(shù)和滯后時(shí)間都較大。應(yīng)合理選擇檢測(cè)點(diǎn)。自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)干擾通道放大倍數(shù)越大，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(duì)象特性時(shí)間常數(shù)越長(zhǎng)，則過程反應(yīng)越快，易引起較長(zhǎng)的過渡時(shí)間。（）答案：對(duì)象特性時(shí)間常數(shù)越長(zhǎng)，則過程反應(yīng)越慢，

14、易引起較長(zhǎng)的過渡時(shí)間。38.純滯后時(shí)間長(zhǎng)，將使系統(tǒng)超調(diào)量增加，干擾通道中純滯后對(duì)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。（）積分作用可以消除余差，但要求用在對(duì)象時(shí)間常數(shù)較小，系統(tǒng)負(fù)荷變化較小的控制過程中。（）串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以用于改善純滯后時(shí)間較長(zhǎng)的對(duì)象，有超前作用。（）串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以用于非線性對(duì)象，且負(fù)荷變化又較大的場(chǎng)合，用于改善對(duì)象特性。（）串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)要求對(duì)主參數(shù)和副參數(shù)均應(yīng)保證實(shí)現(xiàn)無差控制。（）答案：串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般對(duì)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(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的克服干擾能力，所以副

15、參數(shù)不能保證無差控制。44.凡是有兩個(gè)以上的調(diào)節(jié)器相互連接，該調(diào)節(jié)系統(tǒng)就是串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。（）答案：許多控制系統(tǒng)都是由兩個(gè)以上的調(diào)節(jié)器相互連接，只有結(jié)構(gòu)上有兩個(gè)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(dòng)作，實(shí)現(xiàn)主調(diào)節(jié)器的定值控制的控制系統(tǒng)才是串級(jí)控制。45.比值系統(tǒng)中，兩個(gè)需配比的流量中選擇主受控變量是任意的。（）答案：兩個(gè)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(jí)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。（）答案：串級(jí)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)定值上，副調(diào)節(jié)器則以“先調(diào)”、“快調(diào)”、

16、“粗調(diào)”克服干擾。47串級(jí)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)。（）串級(jí)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。（）單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)對(duì)主物料來說是開環(huán)的，而對(duì)從物料來說是一個(gè)隨動(dòng)控制系統(tǒng)。（）串級(jí)控制系統(tǒng)對(duì)進(jìn)入主回路的擾動(dòng)具有較強(qiáng)的克服能力。（）答案：串級(jí)控制系統(tǒng)對(duì)進(jìn)入副回路的擾動(dòng)具有較強(qiáng)的克服能力。三.簡(jiǎn)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(dòng)控制系統(tǒng)和開環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，按照設(shè)

17、定值的不同形式又可分為：(1)定值控制系統(tǒng)(2)隨動(dòng)控制系統(tǒng)(3)程序控制系統(tǒng)2、試述熱電阻測(cè)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(jì)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(cè)量的，只要設(shè)法測(cè)出電阻值的變化，就可達(dá)到溫度測(cè)量的目的。工業(yè)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(diǎn)。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

18、制器的輸出信號(hào)與它的輸入信號(hào)(給定值與測(cè)量值的偏差)成比例。它的特點(diǎn)是控制及時(shí)，克服干擾能力強(qiáng)，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(hào)不僅與輸入信號(hào)成比例，而且與輸入信號(hào)對(duì)時(shí)間的積分成比例。它的特點(diǎn)是能夠消除余差，但是積分控制作用比較緩慢、控制不及時(shí)。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(duì)克服對(duì)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(shí)的流量特性稱為理想流量特性；在實(shí)際使用過程中，閥前后的壓差會(huì)隨閥的開度的變化而

19、變化，此時(shí)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(duì)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(包括比例度積分時(shí)間T1微分時(shí)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(yàn)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(diǎn)？答：調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)隨著它的輸入偏差信號(hào)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(gè)位置。比例控制：控

20、制作用及時(shí)，有余差。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(jí)系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？對(duì)進(jìn)入副回路的干擾有很強(qiáng)的克服能力；改善了被控過程的動(dòng)態(tài)特性，提高了系統(tǒng)的工作頻率；對(duì)進(jìn)入主回路的干擾控制效果也有改善；對(duì)負(fù)荷或操作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(diǎn)？過程控制的特點(diǎn)：控制對(duì)象被控過程復(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)X化的、系列化的檢測(cè)與控制儀表或自動(dòng)化裝置組成9.自動(dòng)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(diǎn)？電動(dòng)調(diào)節(jié)閥：電源配備方便，信號(hào)傳輸快、損失小，可遠(yuǎn)距離傳

21、輸；但推力較小。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠，維護(hù)方便，防火防爆；但氣源配備不方便。液動(dòng)調(diào)節(jié)閥：用液壓傳遞動(dòng)力，推力最大；但安裝、維護(hù)麻煩，使用不多。10.氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥主要由哪兩部分組成？各起什么作用？答：氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)（閥）兩部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是推動(dòng)裝置，它是將信號(hào)壓力的大小轉(zhuǎn)換為閥桿位移的裝置。控制機(jī)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(dòng)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(dòng)調(diào)節(jié)閥在氣壓信號(hào)中斷后閥門會(huì)復(fù)位。無壓力信號(hào)時(shí)閥全開，隨著信號(hào)增大，閥門逐漸關(guān)小的稱為氣關(guān)式。反之，無壓力信號(hào)時(shí)閥全閉，隨著信號(hào)增大，閥門逐漸開大稱的為氣開式閥門氣開氣

22、關(guān)式的選擇原則：當(dāng)控制信號(hào)中斷時(shí)，閥門的復(fù)位位置能使工藝設(shè)備處于安全狀態(tài)12.簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)由哪幾部分組成？答：簡(jiǎn)單過程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成：指由一個(gè)測(cè)量變送器、一個(gè)控制器、一個(gè)執(zhí)行器（控制閥）和一個(gè)對(duì)象（四個(gè)基本環(huán)節(jié)）所構(gòu)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(diǎn)，積分和微分為什么不單獨(dú)使用？1）比例控制及時(shí)、反應(yīng)靈敏，偏差越大，控制力越強(qiáng)；但結(jié)果存在余差。2）積分控制可以達(dá)到無余差；但動(dòng)作緩慢，控制不及時(shí)，不單獨(dú)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(shí)，控制作用消失，不單獨(dú)使用14.簡(jiǎn)單歸納控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。1）控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)；2）工程設(shè)計(jì)；3）

23、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(diǎn)？解答：衰減曲線法是在純比例運(yùn)行下通過使系統(tǒng)產(chǎn)生衰減振蕩，得到衰減比例度S和衰減周期TS（或上升時(shí)間T升），然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來的關(guān)系求出控制器各參數(shù)值。這種方法比較簡(jiǎn)便，整定質(zhì)量高，整定過程安全可靠，應(yīng)用廣泛，但對(duì)于干擾頻繁，記錄曲線不規(guī)則的系統(tǒng)難于應(yīng)用。四、計(jì)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。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(shí)間（2%）。解：最大偏差：A=230-200=30；余差：C=205-200=5；衰減比：n=y1:y3=（2

24、30-205）:（210-205）25:5=5:1振蕩周期：T=20-5=15min過渡時(shí)間：t=22min2某化學(xué)反應(yīng)器工藝規(guī)定的操作溫度為（90010），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80?，F(xiàn)設(shè)計(jì)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(dòng)態(tài)偏差、衰減比、振蕩周期，過渡過程時(shí)間（2%）該系統(tǒng)能否滿足工藝要求？解：最大動(dòng)態(tài)偏差：A95090050y1950908424.2衰減比：n91890810y3振蕩周期：T45540min余差：C9089008過渡過程時(shí)間：47min因?yàn)樽畲髣?dòng)態(tài)偏差50小于要求的80，所以該系統(tǒng)能滿足工藝要求。3某發(fā)酵過

25、程工藝規(guī)定的操作溫度為（402），考慮發(fā)酵效果，要求控制過程中溫度偏離給定值最大不得超過6?，F(xiàn)設(shè)計(jì)的定值溫度控制系統(tǒng)，在階躍擾動(dòng)作用下的過渡過程曲線如下圖，試求最大偏差、衰減比、余差、過渡時(shí)間（2%?。┖驼袷幹芷?，該系統(tǒng)能否滿足工藝要求？解：最大動(dòng)態(tài)偏差：A45405余差：C41401y1454144：1衰減比：n42411y3過渡過程時(shí)間：23min振蕩周期：T18513min因?yàn)樽畲髣?dòng)態(tài)偏差5小于要求的6，所以系統(tǒng)能滿足工藝要求。4.某一標(biāo)尺為01000的溫度計(jì)，出廠前校驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/02004006008001000被校驗(yàn)表讀數(shù)/02014026048061001求：該表最大絕

26、對(duì)誤差；儀表的精度；如果工藝要求允許最大誤差為5，該表是否能用？解：標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/02004006008001000被校驗(yàn)表讀數(shù)/02014026048061001絕對(duì)誤差0+1+2+4+6+1滿度相對(duì)誤差+0.1%+0.2%+0.4%+0.6%+0.1%最大絕對(duì)誤差：+6儀表的精度：1級(jí)如果工藝要求允許最大誤差為5，該表maxaSFS1100010，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(duì)誤差為001MPa，現(xiàn)用一臺(tái)測(cè)量X圍為016MPa、精度為1級(jí)的壓力表進(jìn)行測(cè)量，問：能否符合工藝要求？若用一臺(tái)測(cè)量X圍為010MPa、精度為1級(jí)的壓力表進(jìn)行測(cè)量，問：能否符合要求

27、？解：測(cè)量X圍為016MPa、精度為1級(jí)的壓力表的允許的最大絕對(duì)誤差為：aSFS11.6max0.016MPa，大于001MPa，不能符合工藝要求100100測(cè)量X圍為010MPa、精度為1級(jí)的壓力表的允許的最大絕對(duì)誤差為：maxaSFS11.00.01MPa，等于001MPa，從允許的最大絕對(duì)誤差角度，能符合工100100藝要求，但量程不符合！6如果某反應(yīng)器最大壓力為08MPa，允許的最大絕對(duì)誤差為001MPa，現(xiàn)用一臺(tái)測(cè)量X圍為016MPa、精度為1級(jí)的壓力表進(jìn)行測(cè)量，問：能否符合工藝要求？若用一臺(tái)測(cè)量X圍為010MPa、精度為1級(jí)的壓力表進(jìn)行測(cè)量，問：能否符合要求？解：測(cè)量X圍為016M

28、Pa、精度為1級(jí)的壓力表的允許的最大絕對(duì)誤差為：aSFS11.6max1000.016MPa，大于001MPa，不能符合工藝要求100測(cè)量X圍為010MPa、精度為1級(jí)的壓力表的允許的最大絕對(duì)誤差為：aSFS11.0001MPa，從允許的最大絕對(duì)誤差角度，能符合工max1000.01MPa，等于100藝要求，量程也符合！7某溫度控制系統(tǒng)，控制溫度為800，要求絕對(duì)誤差不超過7，現(xiàn)選擇一臺(tái)測(cè)量X圍為01200、精度等級(jí)為1.0級(jí)的儀表，問：是否合適？如果不合適，應(yīng)如何選擇？解：測(cè)量X圍為01200、精度等級(jí)為1。0級(jí)的儀表，其最大誤差：aSFS11200，12大于7，不合適max10012100

29、應(yīng)選擇測(cè)量X圍為01200、精度等級(jí)為0。5級(jí)的儀表aSFS0.51200，6小于7，合適max10061008.用差壓變送器測(cè)量某儲(chǔ)罐的液體，差壓變送器安裝位置如圖；導(dǎo)出變送器所測(cè)出的差壓值p與液位高度H之間的關(guān)系。變送器零點(diǎn)要不要遷移？如果遷移，遷移量？解：pp01gH1gh1；pp02gh2；ppp1gHg（1h12h2）H0時(shí)，pg（1h12h2）0！需要零點(diǎn)遷移H0時(shí)，pg（1h12h2）0！需要零點(diǎn)正遷移H0時(shí)，pg（1h12h2）0！需要零點(diǎn)負(fù)遷移本題12；h1h2；需要負(fù)遷移，遷移量pg（h2h1）10.用帶隔離罐的差壓變送器測(cè)某儲(chǔ)罐的液位，差壓變送器的安裝位置如圖所示。請(qǐng)導(dǎo)出

30、變送器所測(cè)差壓p與液位H之關(guān)系。變送器零點(diǎn)需不需要遷移？若要遷移，是正遷移還是負(fù)遷移？解：P=Hg+hg+P0+112P-=h22g+P0P=P+-P-=H1g-(h2-h1)2gH=0時(shí)，P0，需遷移負(fù)遷移11.DDZ-控制器，比例度=50%，積分時(shí)間TI=0.2min，微分時(shí)間TD=2min，微分放大倍數(shù)KD=10。假定輸出初始值為4mA；在t0時(shí)施加0.5mA的階躍信號(hào)，試寫出在該階躍信號(hào)作用下比例、積分、微分輸出的表達(dá)式；計(jì)算t12s時(shí)控制器的輸出信號(hào)值。解：IP110.51mA比例輸出：Ii0.5積分輸出：II11Iidt110.5121mATI0.50.260微分輸出：ID1(KD

31、1)e(KD/TD)tIi1(101)e(10/2)(12/60)0.59e13.3mA0.512s時(shí)控制器的輸出信號(hào)值IOI0IPITID9.3mA12.DDZ-控制器，比例度=80%，積分時(shí)間TI=0.4min，微分時(shí)間TD=2.4min，微分放大倍數(shù)KD=10。假定輸出初始值為6mA；在t0時(shí)施加0.4mA的階躍信號(hào)，試寫出在該階躍信號(hào)作用下比例、積分、微分輸出的表達(dá)式；計(jì)算t24s時(shí)控制器的輸出信號(hào)值。解：IP110.40.5mA比例輸出：Ii0.8積分輸出：II11Iidt110.4240.5mATI0.80.460微分輸出：1(KD/TD)t1(101)(10/0.4)(24/60

32、)0.44.511.65ID(KD1)eIiemA0.8e12s時(shí)控制器的輸出信號(hào)值IOI0IPITID7.85mA13某比例積分控制器輸入、輸出均為420mA，若將比例度設(shè)為100%，積分時(shí)間TI=2min，穩(wěn)態(tài)時(shí)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(duì)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IOKPIiKPIitTIIOKPIiKPIit10.210.250.7mATI2則經(jīng)過5min后，輸出將由5mA變化到IO50.75.7mA。14DDZ-基型調(diào)節(jié)器，輸入信號(hào)階躍變化

33、了0。5mA時(shí)，其輸出信號(hào)由6mA變化到7mA，試求調(diào)節(jié)器的比例放大系數(shù)KP與比例度。解：DDZ-基型調(diào)節(jié)器的輸入、輸出均為420mA，所以：e100%0.5100%50%；p76KP112。05015一臺(tái)DDZ-型溫度控制器，測(cè)量的全量程為0800，當(dāng)溫度階躍變化了40時(shí)，控制器的輸出由6mA變化到8mA，試求控制器的比例度。解：e/(xmaxxmin)40/8001/2040%p/(pmaxpmin)(86)/(204)0.42/1616一臺(tái)DDZ-型溫度控制器，測(cè)量的全量程為01000，當(dāng)溫度階躍變化了40時(shí)，控制器的比例度=50%，試求控制器的輸出變化。解：e/(xmaxxmin)p/

34、(pmax；pmin)50%,e40e/（xmaxxmin)ppmin）/（pmax40/10000.5/161.28mA17.、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(jì)算引入開方運(yùn)算與不引入開方運(yùn)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(shí)：2.不引入開方器時(shí)：五、設(shè)計(jì)題（共1題，共15分）1、在蒸汽鍋爐運(yùn)行過程中，必須滿足汽-水平衡關(guān)系，汽包水位是一個(gè)十分重要的指標(biāo)。當(dāng)液位過低時(shí)，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）試設(shè)計(jì)一個(gè)液位的

35、簡(jiǎn)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。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(huì)導(dǎo)致反映停止，還會(huì)使物料產(chǎn)生聚合凝固導(dǎo)致設(shè)備堵塞，為生產(chǎn)過程再次運(yùn)行造成麻煩甚至損壞設(shè)備。要求:1）設(shè)計(jì)一個(gè)釜內(nèi)溫度的簡(jiǎn)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。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。（1）試設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)，實(shí)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。4、一個(gè)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，