【MOOC】《过程控制》(南京邮电大学)章节期末中国大学慕课答案

【MOOC】《过程控制》(南京邮电大学)章节期末中国大学慕课答案

有些题目顺序不一致，下载后按键盘ctrl+F进行搜索第1章概论作业1.某换热器的温度控制系统给定值为200℃，在阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图所示。试求最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间。

答案：【最大偏差A=230-200=30℃余差C=205-200=5℃衰减比n=y1:y3=25:5=5:1振荡周期T=20–5=15（min）设被控变量进入稳态值的土2％，就认为过渡过程结束，则误差区域=205×（±2％）＝±4.1℃在新稳态值（205℃）两侧以宽度为±4.1℃画一区域（阴影线）。曲线进入时间点Ts=22min】2.对于乙烯裂解气温度控制系统，采用液态丙烯，使其汽化吸收热量以冷却乙烯裂解气。调节气态丙烯流量使温度控制在（15±1.5）℃。（1）指出系统中被控过程、被控参数和控制参数各是什么？（2）试画出该控制系统的组成方块图。（3）试比较示意图和方块图，说明控制参数的信号流向与物料的实际流动方向不同。

答案：【被控过程为丙烯冷却器；被控参数为乙烯裂解气的出口温度；控制参数为气态丙烯的流量。在示意图中，气态丙烯的流向是由丙烯冷却器流出。而在方块图中，气态丙烯作为控制参数，其信号的流向是指向丙烯冷却器的。】第2章过程检测仪表作业1.用分度号为K的镍铬-镍硅热电偶测量温度，在没有采取冷端温度补偿的情况下，显示仪表指示值为500℃，而这时冷端温度为60℃。试问：实际温度应为多少？如果热端温度不变，设法使冷端温度保持在20℃，此时显示仪表的指示值应为多少？

答案：【显示仪表指示值为500时，查表可得此时显示仪表的实际输入电势为20.64mV，由于这个电势是由热电偶产生的，即E(t,t0)=20.64mV同样，查表可得：E(t0,0)=E(60,0)=2.436mVE(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0)=20.64+2.436=23.076mV由23.076mV查表可得：t=557℃。即实际温度为557℃。当热端为557℃，冷端为20℃时，由于E（20，0）=0.798mV,故有：E(t,t0)=E(t,0)-E(t0,0)=23.076-0.798=22.278mV由此电势，查表可得显示仪表指示值应为538.4℃。】2.某换热器的温度控制系统方块图如图。系统的被控参数为出口物料温度，要求保持在（200±20）℃，控制参数为加热蒸汽的流量。（1）说明图中R、E、Q、C、F所代表的专业术语内容。（2）说明Z、I、P的信号范围。（3）气动执行器的输入、输出各是什么物理量？

答案：【1）R为给定值，E为偏差（E=R-Z），Q为控制参数，C为被控参数，F为干扰。（2）Z的信号范围为4～20mADC，I的信号范围亦为4～20mADC，P的信号范围为20～100kPa。（3）气动执行器的输入信号为20～100kPa的气压信号，输出信号为加热蒸汽的流量。】3.某压力表刻度0～100kPa，在50kPa处测量值为49.5kPa，求在50kPa处仪表示值的绝对误差、相对误差和引用误差？

答案：【仪表的绝对误差：Δ=50-49.5=0.5kpa仪表的相对误差：δ=0.5/50*100%=1%仪表的引用误差：δm=0.5/100*100%=0.5%】第3章过程控制器作业1.简述温度三位控制系统的基本原理

答案：【温度低于T1时，温控器使继电器1、2都吸合，加热器1、2都通电加热；温度高于T1低于T2时，温控器使继电器1吸合、继电器2断开，只有加热器1通电；温度高于T2时，继电器1、2都断开。】2.简述温度双位控制系统的基本原理

答案：【温度低于给定值时，温控器输出高电平，继电器吸合，加热器通电加热；温度高于给定值时，温控器输出低电平，继电器断开，加热器断电。】[vk-content]第4章过程执行器作业1.某供暖系统，流过加热盘管的水流量为Q=31m3/h热水为80℃，Pm-Pr=1.7×100kPa，所装阀门取多大？

答案：【Pm-Pr是管网入口压差，设配管S=0.5～0.7，?P=（0.5～0.7）×1.7×100kPa≈100kPa80℃热水的密度ρ=971Kg/m3代入C=Q得C≈31，取标准C=32在此档中，选取和管道直径相配的口径。】第5章被控过程的数学模型作业1.为测定某物料干燥简的过程特性，在t0时刻突将蒸汽量从25m3/h增加到28m3/h，物料出口温度记录仪得到的阶跃响应曲线如图。（温度测量仪表的测量范围0～200℃；流量测量仪表的测量范围0～40m3/h）。（1）确定有时滞的一阶惯性环节参数（2）确定二阶环节的参数

答案：【（1）放大系数K=2时间常数T=4min滞后时间τ=2min(2)K求法同前。T1、T2可根据阶跃响应曲线上两个点的位置来确定：作y（t）稳态值的渐近线y（∞）；读取曲线y（t1）=0.4y（∞）所对应的时间t1值；读取曲线y（t2）=0.8y（∞）所对应的时间t2值；】第6章常规过程控制策略作业1.一台温度比例控制器，测温范围为200～1200℃。当温度给定值由800℃变动到850℃，其输出由12mA变化到16mA。试求该控制器的比例带及放大系数。

答案：【】第7章复杂控制系统作业1.在某生产过程中，通过加热炉对冷物料加热。根据工艺要求，需对热物料出口温度进行严格控制。对系统分析发现，主要扰动为燃料压力波动。故设计如图所示的控制系统。要求：（1）这是一个什么类型的控制系统？画出控制系统框图。（2）为保证设备安全，炉温不能过高。确定调节阀的气开、气关形式。（3）确定两个调节器的正反作用。

答案：【（1）串级控制（2）气开式（3）主调节器反作用；副调节器反作用。】考试客观题1.单选题：动态矩阵控制基于的模型形式是

选项：

A、阶跃响应模型

B、脉冲响应模型

C、统计分析模型

D、机理模型

答案：【阶跃响应模型】2.单选题：下列属于前馈控制的应用场合是

选项：

A、采用单纯的反馈控制，控制速度慢、质量差

B、多个干扰复合作用于被控过程

C、干扰对被控变量影响不显著

D、大滞后过程

答案：【采用单纯的反馈控制，控制速度慢、质量差】3.单选题：一般将纯滞后时间与时间常数之比的过程称为大滞后过程

选项：

A、小于0.3

B、小于0.5

C、大于0.3

D、大于0.5

答案：【大于0.3】4.单选题：下列哪一项特性不属于控制系统的性能要求

选项：

A、稳定性

B、可行性

C、准确性

D、快速性

答案：【可行性】5.单选题：串级控制系统的副回路具有的特点是

选项：

A、先调、粗调、快调

B、先调、细调、快调

C、先调、粗调、慢调

D、后调、粗调、快调

答案：【先调、粗调、快调】6.单选题：下列控制系统中，属于开环控制的是

选项：

A、定值控制系统

B、随动控制系统

C、前馈控制系统

D、程序控制系统

答案：【前馈控制系统】7.单选题：可在现有模拟信号传输线上实现数字信号传输的是

选项：

A、基金会现场总线FF

B、过程现场总线Profibus

C、HART现场总线

D、控制器局域网总线CAN

答案：【HART现场总线】8.单选题：集散控制的基本组成不包括

选项：

A、现场控制站

B、操作站

C、通信总线

D、现场总线

答案：【现场总线】9.单选题：关于Smith预估控制的描述，不正确的是

选项：

A、提早估计出对象在扰动作用下的动态响应，提早进行补偿

B、通过补偿实现无滞后控制

C、大滞后过程的有效控制方法

D、对补偿模型的误差不敏感

答案：【对补偿模型的误差不敏感】10.单选题：专家控制系统的典型结构包括

选项：

A、模型库、知识基系统、人机接口、监控系统

B、模型库、知识基系统、人机接口、通信系统

C、算法库、知识基系统、人机接口、监控系统

D、算法库、知识基系统、人机接口、通信系统

答案：【算法库、知识基系统、人机接口、通信系统】11.单选题：所谓控制规律是指控制器的输出信号与控制误差之间的关系。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【错误】12.单选题：热电偶一般用于测量100?C以上的温度。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【错误】13.单选题：预测控制方法对模型的要求相对比较高。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【错误】14.单选题：过程控制系统的控制多属慢过程的参数控制。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【正确】15.单选题：选择被控变量时，必须考虑工艺的合理性。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【正确】16.通过数学推理导出控制系统应具有的结构形式，通过辅助参数实现对不可测主要参数的反馈控制和不可测扰动的补偿的控制方法是。

答案：【推理控制】17.能够运用控制工作者成熟的控制思想、策略和方法以及直觉经验和手动控制技能进行控制的方法被称为。

答案：【专家控制】18.对关联关系复杂的多变量对象，通常采用评价变量之间的耦合程度。

答案：【耦合度】19.通过采取措施，把相互关联的多参数控制过程转化为几个彼此独立的控制系统，这样的系统称为。

答案：【解耦控制系统】20.在反馈控制的基础上，针对进行前馈补偿。既提高了控制速度，又保证了控制精度。

答案：【主要干扰】21.调节器正反作用的确定原则是。

答案：【整个回路构成负反馈系统】22.在没有人工或调节器干预下，能自动达到新的平衡状态，这种特性是。

答案：【自衡特性】23.机理法建模的基础是。

答案：【物质与能量的平衡关系】24.定值控制系统过渡过程有四种基本形式，分别是单调衰减过程、、等