过程控制与自动化仪表期末试卷及答案5套

试卷一一、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、工艺参数、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。3．过程控制系统的要求、、经济性。4.在经典控制理论中，主要有，和根轨迹法等几种分析方法。5.对数幅频特性L(ω)或它的渐近线大多与lgω成关系。因此，若以L(ω)为纵轴，lgω为横轴，则其图线将为。6.热电阻Cu50中的“Cu”是指，“50”是指7.电容式压力变送器由测量部件、和三部分组成。8.执行器按其能源形式分为液动、、三大类。9.DCS是指。10．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是()。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.系统有反馈环节3、积分环节的频率特性相位移θ(ω)=()。A.90°B.90°C.0°D.180°4、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，工艺参数不允许有余差的系统，应当选用()控制。A.比例B.比例积分C.比例微分D.比例积分微分5．如果系统不稳定，则系统()A.不能工作B.可以工作，但稳定误差很大

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。A、0.04MA-0.02MA B0.02MA-0.1MA C、0.01-0.05MA D0.03-0.15MA7．测4~20mA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8．液位调节系统的调节规律，通常选用（）。A.PI B.PD C.PID D.P9.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10.在计算机控制系统中，计算机的输入和输出信号是（）。A.模拟信号 B.数字信号 C.4~20mA的标准信号 D.什么信号都行三、判断题（每题1分，共10分）1.有的仪表所用电压是直流电，有的用交流电。（）2.温度变送器是用来测量介质温度的。（）3.质量流量与体积流量相同。（）4.引起自动调节系统被调量波动的因素叫干扰。（）5.在自动调节中，PID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，靠微分作用减少动态偏差。（）6.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（）8.为了消除余差，应引入微分调节作用来克服。（）9.计算机控制系统就是自动控制系统。（）10.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）1.什么是定值控制系统？2.求取下图所示电路的传递函数。（为输入信号，为输出信号）3.简述PID调节器、和的作用是什么？4.简述热电偶温度计组成部分。五、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）如图所示。（10分）（1）写出校正前、后的开环传递函数、；（2）求出串联校正装置的传递函数，并设计此调节器的线路（不用设置参数）。（3）判断出校正前、后系统的相位裕量的变化趋势；（4）分析校正对系统动、稳态性能（、、）的影响。六、如图所示为一液位控制系统示意图。试画出该液位控制系统的方框图，并指出被控对象、被控变量、操纵变量及可能影响被控变量的扰动各是什么？为了维持水位恒定，控制器正作用情况下，调节阀的气开、气关型式如何选择？（10分）七、某换热器的温度控制系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图所示。试分别求出最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间（给定值为200℃）。

试卷一答案一、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、工艺参数、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。3．过程控制系统的要求安全性、稳定性、经济性。4.在经典控制理论中，主要有时域分析法，频率特性法和根轨迹法等几种分析方法。5.对数幅频特性L(ω)或它的渐近线大多与lgω成线性关系。因此，若以L(ω)为纵轴，lgω为横轴，则其图线将为直线。6.热电阻Cu50中的“Cu”是指铜，“50”是指0℃时电阻值50欧姆7.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。8.执行器按其能源形式分为液动、气动、电动三大类。9.DCS是指集散控制系统。10．串级控制系统能迅速克服进入副回路的扰动，改善主控制器的广义对象特性，容许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是(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.系统有反馈环节3、积分环节的频率特性相位移θ(ω)=(B)。A.90°B.90°C.0°D.180°4、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，工艺参数不允许有余差的系统，应当选用(B)控制。A.比例B.比例积分C.比例微分D.比例积分微分5．如果系统不稳定，则系统(A)A.不能工作B.可以工作，但稳定误差很大

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。A、0.04MA-0.02MA B0.02MA-0.1MA C、0.01-0.05MA D0.03-0.15MA7．测4~20mA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.试电笔8．液位调节系统的调节规律，通常选用（D）。A.PI B.PD C.PID D.P9.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10.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.4~20mA的标准信号 D.什么信号都行三、判断题（每题1分，共10分）1.有的仪表所用电压是直流电，有的用交流电。（√）2.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。3.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4.引起自动调节系统被调量波动的因素叫干扰。（√）5.在自动调节中，PID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，靠微分作用减少动态偏差。（√）6.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（√）8.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9.计算机控制系统就是自动控制系统。（√）10.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）1.什么是定值控制系统？答案：定值控制系统是指设定值恒定不变的控制系统。定值控制系统的作用是克服扰动对被控变量的影响，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。2.求取下图所示电路的传递函数。（为输入信号，为输出信号）答案：3.简述PID调节器、和的作用是什么？答案：在PID调节器中，越大，表示调节作用越强，值越大，表示积分作用减弱，值越大表示微分作用增强。4.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、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）（此为最小相位系统）。（10分）（1）写出校正前、后的开环传递函数、；（2）求出串联校正装置的传递函数，并设计此调节器的线路（不用设置参数）。（3）判断出校正前、后系统的相位裕量的变化趋势；（4）分析校正对系统动、稳态性能（、、）的影响。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)①稳态性能：校正后，系统由O型变为I型，对阶跃信号由有静差为无静差，稳态性能明显改善。②稳定性：由于PI调节器的增益，增益减小，使相位裕量

有所增加(

由

)，稳定性改善，

与Ｎ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。③快速性：由

，快速性变差。六、下图为一液位控制系统示意图。试画出该液位控制系统的方框图，并指出被控对象、被控变量、操纵变量及可能影响被控变量的扰动各是什么？为了维持水位恒定，控制器正作用情况下，调节阀的气开、气关型式如何选择？（10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流量qo，可能影响被控变量的扰动液位控制系统中流入到贮槽的流量qi。为了维持水位恒定，控制器正作用情况下分析：操作变量为流出贮槽的流量qo，调节阀设定选择气开阀，则出料阀开度增加，液位下降，因此对象的放大倍数为负；液位升高，检测变送环节的输出增加，则检测变送环节放大倍数为正；控制阀选择为气开阀，则放大倍数也为正；为保证控制系统负反馈，则应选择控制器放大倍数为正，即正作用控制器。符合条件，则调节阀选择气开阀。七、某换热器的温度控制系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图所示。试分别求出最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间（给定值为200℃）。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试卷二一、填空题（每空1分，共20分）1．设有反馈环节的控制系统，称为系统；不设反馈环节的，则称为系统。2.过程控制系统性能好坏的评价指标可概括为、、。3.在延迟时间很小的情况下，延迟环节可用环节来代替。4.系统在前向通路中含有环节将使系统的稳定性严重变差；而环节则可改善系统的稳定性。5.系统的开环对数幅频特性的段，表征着系统的动态性能；而段，则表征着系统的稳态性能。6.变送器信号传送和供电的方式有三种，即、、。7.如果热电偶两接触点温度相同，则回路总的热电动势为。8.用来测量瞬时流量的仪表称为，测量累积流量的仪表称为。9.串级控制系统的参数整定方法有两种：和。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θ(ω)=()。A.90°B.90°C.0°D.180°2、系统的稳态误差，除了比例增益外，主要取决于系统中的()。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0<ζ<1时的振荡环节对单位阶跃的响应为()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4、PD控制规律指的是()。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表()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有()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的()。A.被控变量 B.被控对象 C.控制系统 D.操纵介质8．压力的单位是（）。A．N牛顿 B．Kg公斤 C．Pa帕斯卡 D．Kg/m2公斤/米29.流量、压力调节系统的调节规律，通常选用（）。A.PI B.PD C.PID D.P10..DCS的中文含意是：（）A.比例、积分、微分控制 B.集散控制系统。C.可编程序控制器 D.以上三个都不正确。三、选择题（每题1分，共10分）1．热电阻应采用两线制。（）2．电磁流量计可以测量气体介质流量。（）3．铜电阻的测温范围比铂电阻测温范围宽。（）4．在闭环自动调节系统中，反馈是不可缺少的。（）5．调节器的比例度越大，则放大倍数越大，比例调节作用越强。（）6．在串级调节系统中，主回路是个定值调节系统，而副回路是个随动系统。（）7．调节器的输出值随测量值增加而减少的称为反作用。（）8．当调节过程不稳定时，可增大积分时间或加大比例度，使其稳定。（）9．计算机控制只需要程序。（）10．自动调节系统的给定值是根据生产要求人为设定的。（）四、简答题（每题5分，共20分）1.什么是随动控制系统？2.求取下图所示电路的传递函数。（为输入信号，为输出信号）3.通常在什么场合下选用比例（P），比例积（PI），比例积分微分（PID）调节规律？4.热电偶有哪几种冷端补偿方法？五、如图所示的系统为最小相位系统，求（1）穿越频率；（2）系统的相位稳定裕量，并判断系统是否稳定。（；）（10分）六、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，并指出被控对象、被控变量、操纵变量各是什么？为了维持出口温度恒定，且不允许温度超高，说明调节阀的气开、气关型式，调节器的正反作用方式，并简述控制系统的动作过程。（10分）七、如图所示为脱乙烷塔控制流程图，试说明图中各种测量仪表功能。（10分）试卷二答案一、填空题（每空1分，共20分）1．设有反馈环节的控制系统，称为闭环系统；不设反馈环节的，则称为开环系统。2.过程控制系统性能好坏的评价指标可概括为稳、准、快。3.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。4.系统在前向通路中含有积分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。5.系统的开环对数幅频特性的低频段，表征着系统的动态性能；而中频段，则表征着系统的稳态性能。6.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。7.如果热电偶两接触点温度相同，则回路总的热电动势为0（零）。8.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量表。9.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。10.比值控制系统主要有单闭环比值控制系统、双闭环比值控制系统和变比值控制系统。二、选择题（每空2分，共30分）1、微分环节的频率特性相位移θ(ω)=(A)。A.90°B.90°C.0°D.180°2、系统的稳态误差，除了比例增益外，主要取决于系统中的(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0<ζ<1时的振荡环节对单位阶跃的响应为(

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4、PD控制规律指的是(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表(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有(

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的(B)。A.被控变量 B.被控对象 C.控制系统 D.操纵介质8．压力的单位是（C）。A．N牛顿 B．Kg公斤 C．Pa帕斯卡 D．Kg/m2公斤/米29.流量、压力调节系统的调节规律，通常选用（A）。A.PI B.PD C.PID D.P10..DCS的中文含意是：（B）A.比例、积分、微分控制 B.集散控制系统。C.可编程序控制器 D.以上三个都不正确。三、选择题（每题1分，共10分）1．热电阻应采用两线制。（╳）解释：热电阻应采用三线制。2．电磁流量计可以测量气体介质流量。（╳）解释：电磁流量计所测介质必须是导电性液体，所以不能测量气体介质流量。3．铜电阻的测温范围比铂电阻测温范围宽。（╳）解释：铂电阻的测温范围比铜电阻测温范围宽。4．在闭环自动调节系统中，反馈是不可缺少的。（√）5．调节器的比例度越大，则放大倍数越大，比例调节作用越强。（╳）解释：调节器的比例度越大，则放大倍数越小，比例调节作用越弱。6．在串级调节系统中，主回路是个定值调节系统，而副回路是个随动系统。（√）7．调节器的输出值随测量值增加而减少的称为反作用。（√）8．当调节过程不稳定时，可增大积分时间或加大比例度，使其稳定。（√）9．计算机控制只需要程序。（╳）解释：计算机控制需要硬件和软件。10．自动调节系统的给定值是根据生产要求人为设定的。（√）四、简答题（每题5分，共20分）1.什么是随动控制系统？答案：随动控制系统的设定值是不断变化的，随动控制系统的作用是使被控变量能够尽快地，准确无误地跟踪设定值的变化而变化。2.求取下图所示电路的传递函数。（为输入信号，为输出信号）答案：（由分压公式求取）上式中

，此为一惯性微分环节。3.通常在什么场合下选用比例（P），比例积（PI），比例积分微分（PID）调节规律？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。4.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；（2）系统的相位稳定裕量，并判断系统是否稳定。（；）（10分）答案：由图有，∴K=100；

；

，

，所以六、下图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，并指出被控对象、被控变量、操纵变量各是什么？为了维持出口温度恒定，且不允许温度超高，说明调节阀的气开、气关型式，调节器的正反作用方式，并简述控制系统的动作过程。（10分）答案：方框图被控对象为换热器、被控变量为温度、操纵变量流入换热器载热体流量qi。从实际工艺要求可知：为了在控制阀关断时，炉温不继续升高，应采用气开阀（断气时关闭），是“正”作用。炉温是随载热体的增多而升高的，所以炉子也是“正”作用的。所以根据反馈控制原理，控制器必须为“反”作用，才能当炉温升高时，使阀门关小，炉温下降。其工作过程如下：温度↑→温度变送器输出↑→控制器输出↓→调节阀开度↓→燃料输出↓→温度↓。七、下图为脱乙烷塔控制流程图，试说明图中各种测量仪表功能。（10分）答案：塔顶压力控制系统中的PIC-207，其中第一位字母P表示被测变量为压力，第二位字母Ｉ表示具有指示功能，第三位字母C表示具有控制功能，因此，PIC的组合就表示一台具有指示功能的压力控制器，该控制系统是通过改变气相采出量来维持塔压稳定的。回流罐液位控制系统中的LIC-201是一台具有指示功能的液位控制器，它是通过改变进入冷凝器的冷剂量来维持回流罐中液位稳定的。塔下部温度控制系统中的TRC-210表示一台具有记录功能的温度控制器，它是通过改变进入再沸器的加热蒸汽量来维持塔底温度恒定的。塔底液位控制系统中的LICA-202表示一台具有指示、报警功能的液位控制器，它是通过改变塔底采出量来维持塔釜液位稳定的。进料管道处的FR-212代表一台具有记录功能的流量计，用于监视进料量的多少，其检测元件为孔板。加热蒸汽管道处的PI-206代表一台具有指示功能的压力表，用于监视蒸汽的压力。试卷三一、填空题（每空1分，共20分）1．系统的输出量通过返回到系统的输入端，并和系统的输入量作比较的过程称为反馈。2．过程控制系统一般由和两部分构成。3．过程控制系统的要求、、经济性。4.在经典控制理论中，常用的数学模型有，和三种。5.单容对象主要有两种模型：和。6.热电阻PT100中的“PT”是指，“100”是指。7.标准节流装置有、和三种。8.按执行器动作方向可分为、两种。9.PID是指。10．串级控制系统的副环相当于控制系统，主环相当于控制系统。二、选择题（每题3分，共30分）1、以下过渡过程，哪一种阶跃响应是稳定的()。A.单调上升B.衰减振荡C.等幅振荡D.发散振荡2、衡量控制系统准确性的指标是（）A.余差 B.超调量C.振荡周期 D.调整时间3、微分环节的频率特性相位移θ(ω)=()。A.90°B.90°C.0°D.180°4、根据对象特性来选择控制规律时，对于控制通道滞后小，控制要求不高，工艺参数允许有余差的系统，应当选用()控制。A.比例B.积分C.比例积分D.比例积分微分5、仪表若采用串联型信号传输，则应选()A.1-5V电压信号 B.0-10V电压信号C.4-20mA电流信号 D.0-100Ω电阻信号6、如果被测物质为酸、碱等腐蚀性液体，测流量时应选择()。A.差压式流量计 B.转子式流量计 C.超声波流量计 D.涡轮流量计7、在工艺流程图中，容器的设备代号是（）A.E B.V C.T D.R8、压力控制系统的调节规律，通常选用（）。A.PI B.PD C.PID D.P9、调节阀的流量特性选择中，使用得比较多的是（）。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10、常用于汽车制造行业的现场总线是（）。A.Lonwork B.Profibus C.FF D.Can三、简答题（每题5分，共20分）1.画出过程控制系统框图。2.求取下图所示电路的传递函数。（为输入信号，为输出信号）3.简述比例度是什么？调节比例度会产生什么影响？4.为什么热电阻采用三线制连接？四、已知单位负反馈系统的开环传递函数为试绘制系统的对数频率特性曲线，并求出幅值穿越频率和相位裕量。（10分）五、如图所示为精馏塔塔釜液位控制系统示意图。若工艺上不允许塔釜液位被抽空，试确定控制阀的气开、气关形式和控制器的正反作用方式。（10分）六、某压力计的测压范围为0～4MPa，精确度等级为1级，如果用标准压力计来校验该压力计，当被校表读数为2MPa时，标准表读数为2.03MPa，试问被校压力计在这一点是否符合1级精度?（10分）

试卷三答案一、填空题（每空1分，共20分）1．系统的输出量通过测量变送装置返回到系统的输入端，并和系统的输入量作比较的过程称为反馈。2．过程控制系统一般由自动化装置和生产装置两部分构成。3．过程控制系统的要求安全性、稳定性、经济性。4.在经典控制理论中，常用的数学模型有微分方程，传递函数和系统框图三种。5.单容对象主要有两种模型：有自衡和无自衡。6.热电阻PT100中的“PT”是指铂，“100”是指0度时的标准电阻为100欧。7.标准节流装置有孔板、喷嘴和文丘里管三种。8.按执行器动作方向可分为正作用、反作用两种。9.PID是指比例积分微分控制。10．串级控制系统的副环相当于随动控制系统，主环相当于定值控制系统。二、选择题（每题3分，共30分）1、以下过渡过程，哪一种阶跃响应是稳定的(B)。A.单调上升B.衰减振荡C.等幅振荡D.发散振荡2、衡量控制系统准确性的指标是（A）A.余差 B.超调量C.振荡周期 D.调整时间3、微分环节的频率特性相位移θ(ω)=(A)。A.90°B.90°C.0°D.180°4、根据对象特性来选择控制规律时，对于控制通道滞后小，控制要求不高，工艺参数允许有余差的系统，应当选用(A)控制。A.比例B.积分C.比例积分D.比例积分微分5、仪表若采用串联型信号传输，则应选(C)A.1-5V电压信号 B.0-10V电压信号C.4-20mA电流信号 D.0-100Ω电阻信号6、如果被测物质为酸、碱等腐蚀性液体，测流量时应选择(C)。A.差压式流量计 B.转子式流量计 C.超声波流量计 D.涡轮流量计7、在工艺流程图中，容器的设备代号是（B）A.E B.V C.T D.R8、压力控制系统的调节规律，通常选用（A）。A.PI B.PD C.PID D.P9、调节阀的流量特性选择中，使用得比较多的是（B）。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10、常用于汽车制造行业的现场总线是（D）。A.Lonwork B.Profibus C.FF D.Can三、简答题（每题5分，共20分）1.画出过程控制系统框图。2.求取下图所示电路的传递函数。（为输入信号，为输出信号）3.简述比例度是什么？调节比例度会产生什么影响？比例度就是指控制器输入的相对变化量与相应的输出相对变化量之比的百分数。越小，则越大，比例控制作用就越强；反之，越大，则越小，比例控制作用就越弱。4.为什么热电阻采用三线制连接？由于测量点与控制室之间有很长的距离，连接热电阻和两根导线电阻，会对测量产生不可避免的影响，因此，为了减小线路电阻对测量精度的影响而引入了三线制连接。四、已知单位负反馈系统的开环传递函数为试绘制系统的对数频率特性曲线，并求出幅值穿越频率和相位裕量。（10分）K=10，，有一个积分环节，斜率为-20dB/dec。T1=0.5s，则交接频率ω1=2rad/s；T2=0.1s，则交接频率ω2=10rad/s。由图可知穿越频率ωc≈4rad/s。则相位裕量五、如图所示为精馏塔塔釜液位控制系统示意图。若工艺上不允许塔釜液位被抽空，试确定控制阀的气开、气关形式和控制器的正反作用方式。工艺上不允许塔釜液位被抽空，则控制阀为气开阀。对象为反作用，阀为正作用、测量装置为正作用，则控制器采用正作用方式。六、某压力计的测压范围为0～4MPa，精确度等级为1级，如果用标准压力计来校验该压力计，当被校表读数为2MPa时，标准表读数为2.03MPa，试问被校压力计在这一点是否符合1级精度?由于，去掉“—”号与“％”号，其值为0.75，小于1，因此，被校压力表在这一点符合1级精度。试卷四一、填空题（每空1分，共20分）1．过程控制系统一般运行在两种状态：和。2.过程控制系统框图中的自动化装置部分由、和三部分组成。3.在MATLAB中一般有两种传递函数的表示方式，分别是和。4.测定对象动态特性的实验方法主要有三种：、和。5.系统稳定性的充要条件是。6.检测仪表的信号传输方式一般有两种，即、。7.热电阻是根据原理工作的。8.表压等于和之差。9.仪表位号中字母代号PI，“P”表示，“I”表示。10.控制系统安全保护性措施一般有两类：和。二、选择题（每空3分，共30分）1、过程控制系统的主要形式是()。A.定值控制系统B.随动控制系统C.程序控制系统D.时间控制系统2、单位阶跃信号的拉氏变换式为()。A.1B.1/sC.D.s3、阻尼比ζ>1时的振荡环节对单位阶跃的响应为()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4、PID控制规律指的是()。A.比例、微分B.比例、积分C.积分、微分D.比例、积分、微分5、标准电动信号是一种()A.直流电压信号B.直流电流信号C.交流电压信号D.交流电流信号6、对数幅频特性中，高频渐近线为−40dB/dec分贝的环节有()A.惯性

B.比例微分

C.振荡

D.积分7．家庭常用的温标是()。A.摄氏温标 B.华氏温标 C.热力学温标 D.国标实用温标8．不能将压力转换成电量，并进行远距离传输的是（）。A．电容式压力变送器 B．扩散硅式压力变送器 C．霍尔式压力变送器 D．弹簧管压力计9.液位系统的调节规律，通常选用（）。A.PI B.PD C.PID D.P10..FCS的中文含意是：（）A.比例、积分、微分控制 B.集散控制系统。C.可编程序控制器 D.以上三个都不正确。三、简答题（每题5分，共20分）1.什么是前馈控制系统？2.求取下图所示电路的传递函数。（为输入信号，为输出信号）3.说明流量计和计量表的区别是什么？4.调节阀的正反作用方式选择依据是什么？四、某最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近特性如图所示，试写出系统开环传递函数，并求此系统的相位稳定裕量。（10分）五、如图所示，为冷却器出口物料温度控制系统示意图。试画出该温度控制系统的方框图，并指出被控对象、被控变量、操纵变量各是什么？若工艺上不允许物料温度太低，试确定控制阀的气开、气关的形式及控制器的正、反作用方式。并简述控制系统的动作过程。（10分）六、画出串级控制系统框图，试说明串级控制中主环和副环的作用。（10分）试卷四答案一、填空题（每空1分，共20分）1．过程控制系统一般运行在两种状态：动态和稳态。2.过程控制系统框图中的自动化装置部分由控制器、执行器和测量变送器三部分组成。3.在MATLAB中一般有两种传递函数的表示方式，分别是多项式式和零极点式。4.测定对象动态特性的实验方法主要有三种：时域测定法、频域测定法和统计研究法。5.系统稳定性的充要条件是特征方程的所有根的实部都是负数。6.检测仪表的信号传输方式一般有两种，即串联型、并联型。8.表压等于绝对压力和大气压力之差。9.仪表位号中字母代号PI，“P”表示压力，“I”表示指示。10.控制系统安全保护性措施一般有两类：硬保护和软保护。二、选择题（每空3分，共30分）1、过程控制系统的主要形式是(A)。A.定值控制系统B.随动控制系统C.程序控制系统D.时间控制系统2、单位阶跃信号的拉氏变换式为(B)。A.1B.1/sC.D.s3、阻尼比ζ>1时的振荡环节对单位阶跃的响应为(D)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4、PID控制规律指的是(D)。A.比例、微分B.比例、积分C.积分、微分D.比例、积分、微分5、标准电动信号是一种(B)A.直流电压信号B.直流电流信号C.交流电压信号D.交流电流信号6、对数幅频特性中，高频渐近线为−40dB/dec分贝的环节有(C)A.惯性

B.比例微分

C.振荡

D.积分7．家庭常用的温标是(A)。A.摄氏温标 B.华氏温标 C.热力学温标 D.国标实用温标8．不能将压力转换成电量，并进行远距离传输的是（D）。A．电容式压力变送器 B．扩散硅式压力变送器 C．霍尔式压力变送器 D．弹簧管压力计9.液位系统的调节规律，通常选用（D）。A.PI B.PD C.PID D.P10..FCS的中文含意是：（D）A.比例、积分、微分控制 B.集散控制系统。C.可编程序控制器 D.以上三个都不正确。三、简答题（每题5分，共20分）1.什么是前馈控制系统？控制器直接根据扰动的大小和方向按照一定的规律进行控制，而不是等到扰动引起被控变量发生变化再控制的控制方式称为前馈控制。2.求取下图所示电路的传递函数。（为输入信号，为输出信号）3.说明流量计和计量表的区别是什么？流量计是用来测瞬时流量的，计量表是用来测累计流量的。4.调节阀的气开和气关方式选择依据是什么？依据工艺安全要求。四、某最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近特性如图所示，试写出系统开环传递函数，并求此系统的相位稳定裕量。（10分）由交接频率ω1=0.1rad/s，得T1=10s；由交接频率ω2=20rad/s，得T2=0.05s；穿越频率ωc=1rad/s。五、如图所示，为冷却器出口物料温度控制系统示意图。试画出该温度控制系统的方框图，并指出被控对象、被控变量、操纵变量各是什么？若工艺上不允许物料温度太低，试确定控制阀的气开、气关的形式及控制器的正、反作用方式。并简述控制系统的动作过程。（10分）被控对象：冷却器被控变量：温度操纵变量：冷剂的流量控制阀为气开阀，控制器采用正作用方式。六、画出串级控制系统框图，试说明串级控制中主环和副环的作用。（10分）主环进行慢调细调，副环进行快调粗调。试卷五一、填空题（每空1分，共20分）1．过程控制系统按是否有反馈环节，可分为和两种。2.过程控制系统在阶跃响应曲线中主要技术指标有、、和。3.比例环节传递函数G（s）=，惯性环节传递函数G（s）=。4.过程控制系统的对象可由、和三种简单环节组成。5.对数频率特性曲线又称为。6.气动仪表统一使用的模拟气压信号作为仪表间传输的标准信号。7.热电偶是根据原理工作的。8.流量的单位一般有两种，分别是和。9.仪表位号中字母代号TT，第一个字母“T”表示，第二个字母“T”表示。10.串级控制中主控制器常选用控制规律，副控制器常选用控制规律。二、选择题（每空3分，共30分）1、过程控制系统中用于表征工艺要求需要达到的目标值的作用量是()。A.被控变量B.操纵变量C.设定值D.测量值2、单容无自衡对象具有()特性。A.微分B.积分C.比例D.惯性3、欠阻尼是指()A.ζ>1 B.ζ<0C.1<ζ<0 D.ζ=04、PID控制规律中的（）可以消除余差。A.比例B.积分C.微分D.比例微分5、热电阻一般采用（）连接。A.一线制B.两线制C.三线制D.四线制6、对数幅频特性中，是与横轴平行的直线的环节是()A.比例

B.微分

C.振荡

D.积分7．可用于测量小流量、低流速流体的流量计是()。A.差压式流量计 B.涡轮流量计 C.转子流量计 D.椭圆齿轮流量计8．控制器采用工程整定时，理想的曲线衰减比为（）。A．2：1 B．4：1 C．8：1 D．16：19.为了解决前后工序的供求矛盾，使两个变量之间能互相兼顾，可采用（）。A.串级控制 B.分程控制 C.前馈控制 D.均匀控制10..DCS的中文含意是：（）A.比例、积分、微分控制 B.集散控制系统。C.可编程序控制器 D.以上三个都不正确。三、简答题（每题5分，共20分）1.绘制单回路过程控制系统框图。2.求取下图所示电路的传递函数。（为输入信号，为输出信号）3.比例度的定义是什么？它与比例作用强弱的关系是什么？4.调节阀的理想流量特性哪四种？四、某最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近特性如图所示，试写出系统开环传递函数。（10分）五、如图所示，为贮罐出口压力控制系统示意图。试画出该压力控制系统的方框图，并指出被控对象、被控变量、操纵变量各是什么？若工艺上不允许物料压力太高，试确定控制阀的气开、气关的形式及控制器的正、反作用方式。并简述控制系统的动作过程。（10分）六、画出前馈控制系统框图，试说