過程控制新版系統(tǒng)期末試卷參考答案

xxxx-xxxx年第x學(xué)期《過程控制系統(tǒng)》試題（卷）A課程代碼BB058007考試方式閉卷考試時(shí)長(zhǎng)100分鐘姓名學(xué)號(hào)教學(xué)班號(hào)專業(yè)級(jí)班題號(hào)一二三四五六七八共計(jì)滿分25183027100得分閱卷人得分注：不可使用計(jì)算器得分一、填空題（每空1分，共25分）1、過程控制系統(tǒng)由和兩某些構(gòu)成。。2、過程檢測(cè)儀表接線方式有兩種：、。3、壓力檢測(cè)類型有三種，分別為：、、。4、PID調(diào)節(jié)器分為和兩種。5、抱負(fù)流量特性有四類，分別是、、、。6、慣用比值運(yùn)算部件有：、、、。7、前饋控制規(guī)律取決于和傳遞函數(shù)。8、重要擾動(dòng)無法落在串級(jí)控制副環(huán)時(shí)，用可得到更好控制效果。9、混合型選取性控制系統(tǒng)指：既包具有，又有。10、產(chǎn)生積分飽和3個(gè)條件：（1）（2）（3）。得分二、名詞解釋（每個(gè)3分，共18分）得分1、閥位控制系統(tǒng)2、積分飽和3、比例控制系統(tǒng)4、.超馳控制系統(tǒng)5、現(xiàn)場(chǎng)總線6、均勻控制系統(tǒng)得分三、簡(jiǎn)答題（每個(gè)6分，共30分）得分1、被控對(duì)象、調(diào)節(jié)閥、調(diào)節(jié)器正、反作用方向各是如何規(guī)定？2、什么是簡(jiǎn)樸控制系統(tǒng)？試畫出簡(jiǎn)樸控制系統(tǒng)典型方塊圖。3、調(diào)節(jié)器參數(shù)整定任務(wù)是什么？工程上慣用調(diào)節(jié)器參數(shù)整定有哪幾種辦法？4、如何選取串級(jí)控制系統(tǒng)中主、副控制器控制規(guī)律?5、積分飽和危害是什么?有哪幾種重要抗積分飽和辦法?得分得分四、分析題。（共27分）1、（15分）請(qǐng)鑒定如圖所示溫度控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥和調(diào)節(jié)器作用型式。（1）當(dāng)物料為溫度過低時(shí)易析出結(jié)晶顆粒介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為過熱蒸汽時(shí)；（2）當(dāng)物料為溫度過高時(shí)易結(jié)焦或分解介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為過熱蒸汽時(shí)；（3）當(dāng)物料為溫度過低時(shí)易析出結(jié)晶顆粒介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為待加熱軟化水時(shí)；（4）當(dāng)物料為溫度過高時(shí)易結(jié)焦或分解介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為待加熱軟化水時(shí)。2、（12分）圖示為一列管式換熱器。工藝規(guī)定出口物料溫度保持恒定。經(jīng)分析如果保持物料入口流量和蒸汽流量基本恒定，則溫度波動(dòng)將會(huì)減小到工藝容許誤差范疇之內(nèi)?，F(xiàn)分別設(shè)計(jì)了物料入口流量和蒸汽流量?jī)蓚€(gè)控制系統(tǒng)，以保持出口物料溫度恒定。（1）試畫出對(duì)出口物料溫度控制系統(tǒng)方塊圖；（2）指出該系統(tǒng)是開環(huán)控制系統(tǒng)還是閉環(huán)控制系統(tǒng)，并闡明理由?！哆^程控制》試題（卷）3答案一、填空題（每空1分，共25分）1、過程控制系統(tǒng)由工程儀表和被控過程兩某些構(gòu)成。2、過程檢測(cè)儀表接線方式有兩種：電流二線制四線制、電阻三線制。3、壓力檢測(cè)類型有三種，分別為：彈性式壓力檢測(cè)、應(yīng)變式壓力檢測(cè)、壓阻式壓力檢測(cè)。4、PID調(diào)節(jié)器分為模仿式和數(shù)字式兩種。5、抱負(fù)流量特性有四類，分別是直線、對(duì)數(shù)、拋物線、快開。6、慣用比值運(yùn)算部件有：乘法器、比值器、分流器、比率器。7、前饋控制規(guī)律取決于對(duì)象干擾通道和控制通道傳遞函數(shù)。8、重要擾動(dòng)無法落在串級(jí)控制副環(huán)時(shí)，用前饋-反饋控制可得到更好控制效果。9、混合型選取性控制系統(tǒng)指：既包具有開關(guān)型選取，又有持續(xù)型選取。10、產(chǎn)生積分飽和3個(gè)條件：（1）積分作用（2）開環(huán)（3）偏差長(zhǎng)期存在。二、名詞解釋（每個(gè)3分，共18分）1、閥位控制系統(tǒng)：是綜合考慮迅速性、有效性、經(jīng)濟(jì)性和合理性一種控制系統(tǒng)。2、積分飽和:

在積分控制范疇內(nèi)，積分控制輸出與偏差時(shí)間積提成正比，當(dāng)控制輸出達(dá)到一定限制后就不在繼續(xù)上升或下降，這就是積分飽和現(xiàn)象。3、比例控制系統(tǒng)：凡是兩個(gè)或各種參數(shù)自動(dòng)維持一定比例關(guān)系過程控制系統(tǒng)，稱為比例控制系統(tǒng)。4、超馳控制系統(tǒng)：指在一種控制系統(tǒng)中，設(shè)有兩個(gè)控制器，通過高低值選取器選出能適應(yīng)安全生產(chǎn)狀態(tài)控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程自動(dòng)化控制。5、現(xiàn)場(chǎng)總線：是指將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與工業(yè)控制單元、現(xiàn)場(chǎng)操作站等互聯(lián)而成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，具備全數(shù)字化、分散、雙向傳播和多分枝特點(diǎn)，是工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)向現(xiàn)場(chǎng)級(jí)發(fā)展產(chǎn)物。6、均勻控制系統(tǒng)：控制量和被控量在一定范疇內(nèi)都緩慢而均勻變化系統(tǒng)，稱為均勻控制系統(tǒng)。得分三、簡(jiǎn)答題（每個(gè)6分，共30分）得分1、被控對(duì)象、調(diào)節(jié)閥、調(diào)節(jié)器正、反作用方向各是如何規(guī)定？答：被控對(duì)象正、反作用方向規(guī)定為：當(dāng)操縱變量增長(zhǎng)時(shí)，被控變量也增長(zhǎng)對(duì)象屬于“正作用”；反之，被控變量隨操縱變量增長(zhǎng)而減少對(duì)象屬于“反作用”。調(diào)節(jié)閥作用方向由它氣開、氣關(guān)型式來擬定。氣開閥為“正”方向，氣關(guān)閥為“反”方向。如果將調(diào)節(jié)閥輸入偏差信號(hào)定義為測(cè)量值減去給定值，那么當(dāng)偏差增長(zhǎng)時(shí)，其輸出也增長(zhǎng)調(diào)節(jié)器稱為“正作用”調(diào)節(jié)器；反之，調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)隨偏差增長(zhǎng)而減小稱為“反作用”調(diào)節(jié)器。2、什么是簡(jiǎn)樸控制系統(tǒng)？試畫出簡(jiǎn)樸控制系統(tǒng)典型方塊圖。答：所謂簡(jiǎn)樸控制系統(tǒng)，普通是指由一種被控對(duì)象、一種檢測(cè)元件及傳感器（或變送器）、一種調(diào)節(jié)器和一種執(zhí)行器所構(gòu)成單閉環(huán)控制系統(tǒng)，有時(shí)也稱為單回路控制系統(tǒng)。簡(jiǎn)樸控制系統(tǒng)典型方塊圖如圖所示。3、調(diào)節(jié)器參數(shù)整定任務(wù)是什么？工程上慣用調(diào)節(jié)器參數(shù)整定有哪幾種辦法？答：調(diào)節(jié)器參數(shù)整定任務(wù)是：依照已定控制方案，來擬定調(diào)節(jié)器最佳參數(shù)值（涉及比例度δ、積分時(shí)間Ti、微分時(shí)間Td），以便使系統(tǒng)能獲得好調(diào)節(jié)質(zhì)量。調(diào)節(jié)器參數(shù)整定辦法有理論計(jì)算和工程整定兩大類，其中慣用是工程整定法。屬于調(diào)節(jié)器參數(shù)工程整定法重要有臨界比例度法、衰減曲線法和經(jīng)驗(yàn)湊試法等。4、如何選取串級(jí)控制系統(tǒng)中主、副控制器控制規(guī)律?

答、串級(jí)控制系統(tǒng)目是為了高精度地穩(wěn)定主變量，對(duì)主變量規(guī)定較高，普通不容許有余差，因此主控制器普通選取比例積分控制規(guī)律，當(dāng)對(duì)象滯后較大時(shí)，也可引入恰當(dāng)微分作用。串級(jí)控制系統(tǒng)中對(duì)副變量規(guī)定不嚴(yán)。在控制過程中，副變量是不斷跟隨主控制器輸出變化而變化，因此副控制器普通采用比例控制規(guī)律就行了，必要時(shí)引入恰當(dāng)積分作用，而微分作用普通是不需要。5、積分飽和危害是什么?有哪幾種重要抗積分飽和辦法?得分答：當(dāng)控制器處在積分飽和狀態(tài)時(shí)，它輸出將達(dá)到最大或最小極限值，該極限值已超過執(zhí)行器有效輸入信號(hào)范疇(對(duì)于氣動(dòng)薄膜控制閥來說，其有效輸入信號(hào)范疇普通為20～100kPa)。浮現(xiàn)這種現(xiàn)象，對(duì)控制系統(tǒng)工作是很不利。由于當(dāng)需要該控制器恢復(fù)工作狀態(tài)(在取代控制系統(tǒng)中，控制器重新被選取器選中)時(shí)，它不能立即動(dòng)作，必要待它輸出退出飽和區(qū)，返回到執(zhí)行器有效輸入信號(hào)范疇內(nèi)后，才干使執(zhí)行器開始動(dòng)作。因此取代是不及時(shí)，這樣會(huì)對(duì)系統(tǒng)工作帶來嚴(yán)重后果，甚至?xí)?dǎo)致事故?？狗e分飽和重要辦法有限幅法和積分切除法等。得分四、分析題。（共27分，其中第一題15分，第二題12分）1、答：（1）氣關(guān)調(diào)