《过程控制系统》期末试卷+参考答案

《过程控制系统》期末试卷+参考答案《过程控制系统》期末试卷+参考答案PAGE/注：考试期间试卷不允许拆开。第9页共9页《过程控制系统》期末试卷+参考答案xxxx-xxxx学年第x学期《过程控制系统》试题（卷）A课程代码BB058007考试方式闭卷考试时长100分钟姓名学号教学班号专业级班题号一二三四五六七八合计满分25183027100得分阅卷人得分注：不可使用计算器得分一、填空题（每空1分，共25分）1、过程控制系统由和两部分组成。。2、过程检测仪表的接线方式有两种：、。3、压力检测的类型有三种，分别为：、、。4、PID调节器分为和两种。5、理想流量特性有四类，分别是、、、。6、常用比值运算部件有：、、、。7、前馈控制规律取决于和的传递函数。8、主要扰动无法落在串级控制的副环时，用可得到更好的控制效果。9、混合型选择性控制系统指：既包含有，又有。10、产生积分饱和的3个条件：（1）（2）（3）。得分二、名词解释（每个3分，共18分）得分1、阀位控制系统2、积分饱和3、比例控制系统4、.超驰控制系统5、现场总线6、均匀控制系统得分三、简答题（每个6分，共30分）得分1、被控对象、调节阀、调节器的正、反作用方向各是怎样规定的？2、什么是简单控制系统？试画出简单控制系统的典型方块图。3、调节器参数整定的任务是什么？工程上常用的调节器参数整定有哪几种方法？4、怎样选择串级控制系统中主、副控制器的控制规律?5、积分饱和的危害是什么?有哪几种主要的抗积分饱和措施?得分得分四、分析题。（共27分）1、（15分）请判定如图所示温度控制系统中，调节阀和调节器的作用型式。（1）当物料为温度过低时易析出结晶颗粒的介质，调节介质为过热蒸汽时；（2）当物料为温度过高时易结焦或分解的介质，调节介质为过热蒸汽时；（3）当物料为温度过低时易析出结晶颗粒的介质，调节介质为待加热的软化水时；（4）当物料为温度过高时易结焦或分解的介质，调节介质为待加热的软化水时。2、（12分）图示为一列管式换热器。工艺要求出口物料温度保持恒定。经分析如果保持物料入口流量和蒸汽流量基本恒定，则温度的波动将会减小到工艺允许的误差范围之内。现分别设计了物料入口流量和蒸汽流量两个控制系统，以保持出口物料温度恒定。（1）试画出对出口物料温度的控制系统方块图；（2）指出该系统是开环控制系统还是闭环控制系统，并说明理由。《过程控制》试题（卷）3答案一、填空题（每空1分，共25分）1、过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。2、过程检测仪表的接线方式有两种：电流二线制四线制、电阻三线制。3、压力检测的类型有三种，分别为：弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测。4、PID调节器分为模拟式和数字式两种。5、理想流量特性有四类，分别是直线、对数、抛物线、快开。6、常用比值运算部件有：乘法器、比值器、分流器、比率器。7、前馈控制规律取决于对象干扰通道和控制通道的传递函数。8、主要扰动无法落在串级控制的副环时，用前馈-反馈控制可得到更好的控制效果。9、混合型选择性控制系统指：既包含有开关型选择，又有连续型选择。10、产生积分饱和的3个条件：（1）积分作用（2）开环（3）偏差长期存在。二、名词解释（每个3分，共18分）1、阀位控制系统：是综合考虑快速性、有效性、经济性和合理性的一种控制系统。2、积分饱和:

在积分控制范围内，积分控制输出与偏差的时间积分成正比，当控制输出达到一定限制后就不在继续上升或下降，这就是积分饱和现象。3、比例控制系统：凡是两个或多个参数自动维持一定比例关系的过程控制系统，称为比例控制系统。4、超驰控制系统：指在一个控制系统中，设有两个控制器，通过高低值选择器选出能适应安全生产状态的控制信号，实现对生产过程的自动化控制。5、现场总线：是指将现场设备与工业控制单元、现场操作站等互联而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分枝的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。6、均匀控制系统：控制量和被控量在一定范围内都缓慢而均匀的变化的系统，称为均匀控制系统。得分三、简答题（每个6分，共30分）得分1、被控对象、调节阀、调节器的正、反作用方向各是怎样规定的？答：被控对象的正、反作用方向规定为：当操纵变量增加时，被控变量也增加的对象属于“正作用”；反之，被控变量随操纵变量的增加而降低的对象属于“反作用”。调节阀的作用方向由它的气开、气关型式来确定。气开阀为“正”方向，气关阀为“反”方向。如果将调节阀的输入偏差信号定义为测量值减去给定值，那么当偏差增加时，其输出也增加的调节器称为“正作用”调节器；反之，调节器的输出信号随偏差的增加而减小的称为“反作用”调节器。2、什么是简单控制系统？试画出简单控制系统的典型方块图。答：所谓简单控制系统，通常是指由一个被控对象、一个检测元件及传感器（或变送器）、一个调节器和一个执行器所构成的单闭环控制系统，有时也称为单回路控制系统。简单控制系统的典型方块图如图所示。3、调节器参数整定的任务是什么？工程上常用的调节器参数整定有哪几种方法？答：调节器参数整定的任务是：根据已定的控制方案，来确定调节器的最佳参数值（包括比例度δ、积分时间Ti、微分时间Td），以便使系统能获得好的调节质量。调节器参数整定的方法有理论计算和工程整定两大类，其中常用的是工程整定法。属于调节器参数的工程整定法主要有临界比例度法、衰减曲线法和经验凑试法等。4、怎样选择串级控制系统中主、副控制器的控制规律?

答、串级控制系统的目的是为了高精度地稳定主变量，对主变量要求较高，一般不允许有余差，所以主控制器一般选择比例积分控制规律，当对象滞后较大时，也可引入适当的微分作用。串级控制系统中对副变量的要求不严。在控制过程中，副变量是不断跟随主控制器的输出变化而变化的，所以副控制器一般采用比例控制规律就行了，必要时引入适当的积分作用，而微分作用一般是不需要的。5、积分饱和的危害是什么?有哪几种主要的抗积分饱和措施?得分答：当控制器处于积分饱和状态时，它的输出将达到最大或最小的极限值，该极限值已超出执行器的有效输入信号范围(对于气动薄膜控制阀来说，其有效输入信号范围一般为20～100kPa)。出现这种现象，对控制系统的工作是很不利的。因为当需要该控制器恢复工作状态(在取代控制系统中，控制器重新被选择器选中)时，它不能马上动作，必须待它的输出退出饱和区，返回到执行器的有效输入信号范围内后，才能使执行器开始动作。所以取代是不及时的，这样会对系统的工作带来严重的后果，甚至会造成事故。抗积分饱和的主要方法有限幅法和积分切除法等。得分四、分析题。（共27分，其中第一题15分，第二题12分）1、答：（1）气关调节阀，正作用调节器；