《过程控制与自动化仪表》-试卷及答案2套

1、密封线密封线内不要答题名姓号学名姓号学级班题号题号一二三四五总 分得分一、填空题（每空 1 分，共 20 分） 1所谓自动控制，就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置，对生产过程、工艺数、目标要求等进行，使之按照预定的方案达到要求的指标。 2按输入量变化的规律分类，自动控制系统可以分为系统、系统、系统。过程控制系统的要求、经济性。在经典控制理论中，主要有，和根轨迹法等几种分析方法。对数幅频特性L()或它的渐近线大多与lg 成关系因此若以L()为纵轴，lg 为横轴，则其图线将为。热电阻Cu50中的C”是指50”是指。电容式压力变送器由测量部件、和三部分组成。执行器按其能源形式分为液动、三大类

2、。DCS 是指。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、选择题（每题 2 分，共 20 分）1、控制系统时域分析中，最常用的典型输入信号(。A. 阶跃函数B. 脉冲函数C. 斜坡函数D. 正弦函数2、与开环控制相比较闭环控制的特征是（）A.系统有执行元件B.系统有控制器C.系统有放大元件D.系统有反馈环3、积分环节的频率特性相位移 ()=()。A. 90B. 90C. 0D. 1804、根据对象特性来选择控制规律时，对于控制通道滞后小，负荷变化不大，工艺参数不许有余差的系统，应当选()控制。A.比例B.

3、比例积分C.比例微分D.比例积分微5如果系统不稳定，则系()A.不能工作B.可以工作，但稳定误差很C.可以工作，但过渡时间很长 D.可以正常工作6.电气阀门定位器将4-20MA 的标准信号转换为（）的标准气压信号。A0.04MA-0.02MAB 0.02MA-0.1MA C 、0.01-0.05MAD 0.03-0.15MA测420mA电流信号时用以下哪些工具（）A.螺丝刀B.万用表C.校验仪（气压）D.试电笔液位调节系统的调节规律，通常选用（。A.PIB.PDC.PIDD.P在理想流量特性中（）亦称为对数流量特性。A.直线流量特性B.等百分比流量特性 C.快开流量特性D.抛物线流量特性在计算

4、机控制系统中，计算机的输入和输出信号是（。A.模拟信号B.数字信号C.420mA的标准信号D.什么信号都行三、判断题（每题 1 分，共 10 分）有的仪表所用电压是直流电，有的用交流电。（）温度变送器是用来测量介质温度的。（）质量流量与体积流量相同。（）引起自动调节系统被调量波动的因素叫干扰。（）在自动调节中 调节器主要靠比例作用避免过分振荡，靠积分作用消除静态偏差，微分作用减少动态偏差。（）串级调节系统就是将调节系统的各个环节串联起来。（）7 调节器的输出值随测量值增加而增加的称为正作用（）为了消除余差，应引入微分调节作用来克服。（）计算机控制系统就是自动控制系统。（）在自控系统中，安全栅处

5、于现场仪表与控制室仪表之间。（）四简答题（每题 5 分，共 20 分）什么是定值控制系统？求取下图所示电路的传递函数（u u 为输出信号）ioRR0R0w uiuo简述PIDKTc 、 i 和Td 的作用是什么？简述热电偶温度计组成部分。五、综合题某单位负反馈系统（设其为最小相位系统，校正前、后的开环对数幅频特性（渐进线（10 分）写出校正前、后的开环传递函数G1(s、G2；求出串联校正装置的传递函数Gc(s，并设计此调节器的线路（不用设置参数。判断出校正前、后系统的相位裕量 的变化趋势；分析校正对系统动、稳态性能（ 、t 、e）的影响。sssL()/ dB3020校正后20dB/校正前20d

6、B /dec5070(rad /s)11040dB/40dB /dec分）大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间（给定值为20（10 分）试卷A 答案一、填空题（每空 1 分，共 20 分）1所谓自动控制，就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置，对生产过程、工艺数、目标要求等进行 自动控制的调节与控制 ，使之按照预定的方案达到要求的指标。2按输入量变化的规律分类，自动控制系统可以分为 定值控制 系统、 随动控制 系统、程序控制 系统。过程控制系统的要求 安全性 、 稳定性 、经济性。法。对数幅频特性L()或它的渐近线大多与lg 成线性关系因此若以L()为纵轴，lg 为横轴，则其图线将为直

7、线。热电阻Cu50中的C”是指铜“5”是指 时电阻值50欧姆。电容式压力变送器由测量部件、转换电路 和 放大电路三部分组成。执行器按其能源形式分为液动、 气动 、 电动 三大类。DCS 是指 集散控制系统 。副 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、选择题（每题 2 分，共 20 分）1、控制系统时域分析中，最常用的典型输入信号(A。A. 阶跃函数B. 脉冲函数C. 斜坡函数D. 正弦函数2、与开环控制相比较闭环控制的特征是（ D）A.系统有执行元件B.系统有控制器C.系统有放大元件D.系统有反馈环3、积分环节的频率特性相位移 ()=(B)。A. 90B. 90C

8、. 0D. 1804、根据对象特性来选择控制规律时，对于控制通道滞后小，负荷变化不大，工艺参数不许有余差的系统，应当选(B)控制。A.比例B.比例积分C.比例微分D.比例积分微5如果系统不稳定，则系(A)A.不能工作B.可以工作，但稳定误差很C.可以工作，但过渡时间很长 D.可以正常工作6.电气阀门定位器将4-20MA 的标准信号转换为（ B）的标准气压信号。A0.04MA-0.02MAB 0.02MA-0.1MA C 、0.01-0.05MAD 0.03-0.15MA7测420mA电流信号时用以下哪些工具（ B ）A.螺丝刀B.万用表C.校验仪（气压）D.试电8液位调节系统的调节规律，通常选

9、用 。A. PIB. PDC. PIDD. P在理想流量特性中（B ）亦称为对数流量特性。A.直线流量特性B.等百分比流量特性 C.快开流量特性D.抛物线流量特性在计算机控制系统中，计算机的输入和输出信号是（B 。A.模拟信号B.数字信号C.420mA 的标准信号D.什么信号都三、判断题（每题1 分，共10分）有的仪表所用电压是直流电，有的用交流电。温度变送器是用来测量介质温度的。（）解释：温度变送器的作用是将热电偶或热电阻的电势或电阻信号转换成DC1-5V 电压或DC4-20VmA 电流标准信号。质量流量与体积流量相同。（）解释：质量流量是体积流量与密度的乘积引起自动调节系统被调量波动的因素

10、叫干扰。 微分作用减少动态偏差。串级调节系统就是将调节系统的各个环节串联起来。（）解释：串级调节系统由两个单回路构成，主调节器的输出作为副调节器的给定。7 调节器的输出值随测量值增加而增加的称为正作用（ ）为了消除余差，应引入微分调节作用来克服。解释：为了消除余差，应引入积分调节作用来克服计算机控制系统就是自动控制系统。在自控系统中，安全栅处于现场仪表与控制室仪表之间四简答题（每题 5 分，共 20 分）什么是定值控制系统？控变量的影响，使被控变量最终回到设定值或其附近.以后无特殊说明控制系统均指定值控 制系统而言。求取下图所示电路的传递函数（uiR1为输入信号， uo为输出信号）R0w ui

11、uoU (s)Z(s)R答案：G(s) o f1U (s)Zi(s)R2简述PID KTc 、 i 和KTd 的作用是什么？TT答案：在PID c 越大，表示调节作用越强，i 值越大，表示积分作用减弱， d值越大表示微分作用增强。简述热电偶温度计组成部分。答案：热电偶温度计的基本组成部分有：热电偶、测量仪表、连接热电偶和测量仪表的导线。五、综合题下图所示为某单位负反馈系统校正前、后的开环对数幅频特性（渐进线（系统（10分）写出校正前、后的开环传递函数G1(s、G2；求出串联校正装置的传递函数Gc(s，并设计此调节器的线路（不用设置参数。判断出校正前、后系统的相位裕量 的变化趋势；分析校正对系统

12、动、稳态性能（ 、t 、e）的影响。sssL()/ dB3020校正后20dB /校正前20dB /dec5070(rad /s)11040dB /40dB /dec答案： （1）（ 2）在式中此为PI调节器其电路图如所示。若选取则取)由有， ( 取)(3)(4) 稳态性能：校正后，系统由O 型变为I 性能明显改善。稳定性：由于PI 调节器的增益(由)，稳定性改善，增益减小，使相位裕量有所增加与 均有减小。由此例可见，适当降低增益，可弥补PI 校正对稳定性的消极影响。快速性：由，快速性变差。 分）答案：方框图被控对象为液位控制系统中的贮槽，被控变量为液位，操纵变量为液位控制系统流出贮槽的qqo

13、iqo，调节阀设定 则调节阀选择气开阀。最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间（给定值为2010 分）答案：最大偏差A=30 余差C=5衰减比n=（230-205）/（210-205）=5 振荡周期T=15s过渡时间ts=22s密封线内不密封线内不要答名姓号学名姓号学级班题号题号一二三四五总 分得分一、填空题（每空 1 分，共 20 分）设有反馈环节的控制系统，称为系统；不设反馈环节的，则称系统。过程控制系统性能好坏的评价指标可概括为、。在延迟时间很小的情况下，延迟环节可用环节来代替。系统在前向通路中含有环节将使系统的稳定性严重变差；而节则可改善系统的稳定性。系统的开环对数幅频特性的段表征

14、着系统的动态性能而段则表征着系统的稳态性能。变送器信号传送和供电的方式有三种，即、。如果热电偶两接触点温度相同，则回路总的热电动势为。用来测量瞬时流量的仪表称为，测量累积流量的仪表称为。串级控制系统的参数整定方法有两种：和。题10.比值控制 系统主要有单闭环比值控 制系统、和。二、选择题（每空 2 分，共 30 分）1、微分环节的频率特性相位移()=()。A. 90B. 90C. 0D. 1802、系统的稳态误差，除了比例增益外，主要取决于系统中()。A. 积分环节多少B. 惯性环节C. 比例微分环节D. 振荡环节3、阻尼比01 时的振荡环节对单位阶跃的响应()A. 按指数规律上升B. 等幅振

15、荡C. 减幅振荡D. 单调上升曲线4PD 控制规律指的()。CCuiRuo通常在什么场合下选用比例比例积 （PI），比例积分微分律？热电偶有哪几种冷端补偿方法？五、综合题如图所示的系统为最小相位系统，求）c（）系统的相位稳定裕量，并判断系统是否稳定（arctan4 76 ；arctan0.2 12 （10分）如图所示为一温度控制系统示意图。试画出该温度控制系统的方框图，并指出被 （10 分）试卷B 答案一、填空题（每空 1 分，共 20 分）系统。过程控制系统性能好坏的评价指标可概括为 稳 、 准 、 快 。在延迟时间很小的情况下，延迟环节可用 小惯性 环节来代替。系统在前向通路中含有 积分

16、环节将使系统的稳定性严重变差；而 比例微分环节则可改善系统的稳定性。则表征着系统的稳态性能。变送器信号传送和供电的方式有三种，即 四线制 、 三线制 、 两线制 。0（零） 。用来测量瞬时流量的仪表称为流量计，测量累积流量的仪表称为计表。串级控制系统的参数整定方法有两种： 两步整定法 和 一步整定法 。控制系统 。二、选择题（每空 2 分，共 30 分）1、微分环节的频率特性相位移()=(A)。A. 90B. 90C. 0D. 1802、系统的稳态误差，除了比例增益外，主要取决于系统中(A)。A. 积分环节多少B. 惯性环节C. 比例微分环节D. 振荡环节3、阻尼比01 时的振荡环节对单位阶跃

17、的响应(C)A. 按指数规律上升B. 等幅振荡C. 减幅振荡D. 单调上升曲线4PD 控制规律指的(A)。A. 比例、微分B. 比例、积分C. 积分、微分D. 比例、积分、微分5、对数频率特性曲线横坐标轴单位长度代(C)A. 两倍频程B. 一倍频程C. 十倍频程D. 半倍频程6、对数幅频特性中，低频渐近线不为零分贝的环节(D)A. 惯性B. 比例微分C. 振荡D. 积分7反应器、压缩机、锅炉都可以作为自动控制系统中(B。A.被控变量B.被控对象C.控制系统D.操纵介8压力的单位是（ C。答案：（由分压公式求取）上式中 ，此为一惯性微分环节。通常在什么场合下选用比例比例积 （PI），比例积分微分

18、律？答案：比例调节规律适用于负载变化较小，纯滞后不太大而工艺要求不高又允许有余差的调节系统。比例积分调节规律适用于对象调节通道时间常数较小，系统负载变化不大（需要消除干扰引起的余差），纯滞后不大（时间常数不是太大）而被调参数不允许与给定值有偏差的调节系统。比例积分调节规律适用于容量滞后较大，纯滞后不太大，不允许有余差的对象。热电偶有哪几种冷端补偿方法？答案：冷端温度冰浴法、查表修正法、校正仪表零点法、补偿电桥法。五、如下图所示的系统为最小相位系统，求（1）穿越频率c（2）定裕量，并判断系统是否稳定（arctan4 76 ；arctan0.2 12 10分）L()/dB40 40dB /dec20dB