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过程控制系统试题库
自动化学科
第一章 绪论
1．1．过程控制（英文：Process Control）通常是指连续生产过程的自动控制，是自动化技术最重要的组成部分之一
1．1-1．过程控制是生产过程自动化的简称，泛指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中的连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制，是自动化技术的重要组成部分。
1．1-2．连续生产过程的特征是：生产过程中的各种流体，在连续（或间歇）的流动过程中进行着物理化学反应、物质能量的转换或传递。
1．1-3．从控制的角度，通常将工业生产过程分为三类，即：连续型、离散型和混合型。过程控制主要是针对连续生产过程采用的控制方法。
1．1-4．过程控制的主要任务是对生产过程中的有关参数进行控制——“工业四大参数”是：温度、压力、流量、物（液）位的自动控制，使其保持恒定或按一定规律变化，在保证产品质量和生产安全的前提下，使连续生产过程自动地进行下去。
1．1-5．过程控制系统的定义：为实现对某个工艺参数的自动控制，由相互联系、制约的一些仪表、装置及工艺对象、设备构成的 一个整体
1．1-6．在讨论控制系统工作原理时，为清楚地表示自动控制系统各组成部分的作用及相互关系，一般用原理框图来表示控制系统。
1．1-7．过程控制系统的主要任务是：对生产过程中的重要参数（温度、压力、流量、物位、成分、湿度等）进行控制，使其保持恒定或按一定规律变化。
1．1-8．过程控制的特点：
⑴．控制对象——被控过程复杂、控制要求多样
⑵．控制方案丰富多彩
⑶．控制过程大多数属于慢过程与参数控制
⑷．定值控制是过程控制的主要形式
⑸．过程控制系统由规范化的、系列化的检测与控制仪表或自动化装置组成
1．2．过程控制的发展概况
1．2-0．过程控制的发展历程，就是过程控制装置（自动化仪表）与系统的发展历程
1．2-1．过程控制装置与系统的发展过程
1．局部自动化阶段（20世纪 50～60年代）：自动化仪表安装在现场生产设备上，只具备简单的测控功能
2．模拟单元仪表控制阶段（20世纪60～70年代）：控制仪表集中在控制室，生产现场各处的参数通过统一的模拟信号，送往控制室。操作人员可以在控制室监控生产流程各处的状况。
3．集散控制阶段（20世纪70年代中期至今）
1．2-2．过程控制策略与算法发展
1．3．过程控制系统的性能指标
1．3-1．干扰阶跃响应和给定阶跃响应的区别：
1．3-2．系统阶跃响应的单项性能指标
⑴．衰减比、衰减率
衰减比：;取整数，习惯上常表示为,例如、
⑵．最大动态偏差、超调量
最大动态偏差：
⑶．残余偏差：系统设定值与稳态值的差值，即
⑷．调节时间、峰值时间、振荡频率
1．3-3． 系统阶跃响应的综合性能指标
⑴．偏差积分IE（Integral of Error）
⑵．绝对偏差积分IAE(Integral Absolute value of Error)
⑶．平方偏差积分ISE（Integral of Squared
⑷．时间与绝对偏差乘积积分ITAE(Integral of Time multiplied by the
Absolute value of Error)
1．3-4-1．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。
解：最大偏差：
A = 230-200 = 30℃；
余差： C= 205-200 = 5℃；
衰减比： n = y1: y3 = 25:5 = 5:1
1．3-4-2．某被控过程工艺设定温度为900℃，要求控制过程中温度偏离设定值不得超过80℃。现设计的定值温度控制系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图，试求最大动态偏差、衰减比、振荡周期，该系统能否满足工艺要求？
最大动态偏差：
振荡周期：
50＜80！能满足工艺要求。
1．3-4-3．某化学反应器工艺规定的操作温度为（900±10）℃，考虑安全因素，要求控制过程中温度偏离设定值不得超过80℃。现设计的定值温度控制系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图，试求最大动态偏差、衰减比、振荡周期，该系统能否满足工艺要求？
最大动态偏差：
振荡周期：
50＜80！能满足工艺要求。
过渡过程时间：47min
1．3-4-4．某化学反应器工艺规定的操作温度为（800±10）℃，考虑安全因素，要求控制过程中温度最高值不得超过850℃。现设计的定值温度控制系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图，试求最大动态偏差、余差、
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Bad Request - Invalid URL
HTTP Error 400. The request URL is invalid.一、填空题 1、按结构分类，过程控制系统可分为：
。 2、把系统（或环节）的
直接或经过一些环节重新引入输入端的作法叫做反馈。如果反馈信号的作用方向与设定信号相反，即偏差信号为两者之差，这种反馈叫
。 3、从控制仪表的发展及结构原理来看，主要有 三种类型：
。 4、微分控制规律是指控制器的
成正比。 5、建立对象的数学模型两种主要方法：
。 6、典型控制系统组成元件有：
，执行元件等。 7、被控对象特性是指被控对象
之间的关系。对象的输入量有控制作用和
，因此，讨论对象特性就要分别讨论控制作用通过控制通道对被控变量的影响，和扰动作用通过扰动通道对被控变量的影响。 8. 过程控制发展经历的三个阶段是：
。 9、典型控制系统组成元件有：
。 10、把系统从一个平衡状态进入另一个平衡状态之间的过程称为
。过渡过程中被控变量的变化情况与干扰的形式有关。在阶跃扰动作用下，其过渡过程曲线有以下几种形式：
。 11、比例控制规律(P)是指控制器的
之间的比例关系，即
。 12、常用复杂控制系统有：
， 前馈控制等。 13、按结构分类，过程控制系统可分为：
。 14、把系统（或环节）的
直接或经过一些环节重新引入输入端的作法叫做反馈。如果反馈信号的作用方向与设定信号相反，即偏差信号为两者之差，这种反馈叫
。 15、微分控制规律是指控制器的
成正比。 16、建立对象的数学模型两种主要方法：
。 17、无平衡特性其传递函数的典型形式 有：
二、判断题
1、串级控制系统中的主调节器的输出为副调节器的输入。（
） 2、与单闭环比值控制相比，双闭环比值控制可以克服主流量不受控制的不足。（
） 3、在同一工业控制系统中，不同的控制回路之间经常存在耦合。（
） 4、基地式控制仪表系统可以对生产过程进行集中监视。（
） 5、现场总线控制系统可以实现控制功能分散化和智能化。（
） 6、PID控制器中比例系数越大，系统响应越快。（
） 7、串级控制系统对二次干扰有较强的抑制能力。（
） 8、在工业生产中，被控对象往往具有不同程度的纯延迟。（
） 9、前馈控制是属于闭环控制。（
） 10、比值控制可以使两种物料流量保持一定的比例。（
） 三、选择题
1．工业上使用的调节器，一般都用(
)来表示比例控制作用的强弱。 （A）放大倍数 （B）比例度 （C）积分系数 （D）时间常数 2．感受工艺变量的变化并将它转换成特定信号的元件称为(
)。 （A）控制器 （B）控制对象 （C）调节器 （D）检测元件 3．反馈信号相对于设定值信号取负值，这种反馈称之为(
)。 （A）负反馈 （B）正反馈 （C）开环 （D）给定值 4．从保证生产安全的角度考虑，控制进入加热炉燃气流量的调节阀，应选用(
)（A）气动式 （B）电动式 （C）气开式 （D）气关式 5．测量管道内液体压力时，取压点应在管道的(
)。 （A）下半部 （B）中间 （C）上半部 （D）无限制 。 6．对于气动执行机构，当信号压力增加，推杆下移的，称该气动执行机构为(
)。 （A）移动式
（B）可调式
（C）正作用式
（D）反作用式 7．控制系统中，下面哪种控制规律具有消除余差的作用(
)。 （A）位式控制
（B）比例控制
（C）微分控制
（D）积分控制 8．在控制系统中，工艺变量需要控制的生产过程、设备或机械等，称为(
)。 （A）被控过程 （B）控制器 （C）反馈 （D）设定值 9．仪表的指示值与被测变量真实值之间的差值称为(
)。 （A）相对误差（B）绝对误差 （C）仪表误差 （D）变差 10．测量的起始点由零变为某一数值时，称为(
)。 （A）误差 （B）负偏移 （C）正迁移 （D）绝对误差
四、简答题 1、试述自动控制系统中常用的比例(P)、比例积分(PI)、比例积分微分(PID)控制规律特点。 2、控制系统的综合控制指标有哪些。 3、简述机理建模和经验建模各自优缺点? 4、简述串级控制系统的特点。 5、简述离散PID控制算法的改进方法。 6、简述简单控制系统被控变量的选择原则。 7、简述PID控制器参数的工程整定法。 8、简述均匀控制系统的主要结构形式。 9、简述前馈控制基本原理。 10、简述比值控制基本原理。 11、求出下面框图中的输入传递函数Y(S)Y(S)、扰动传递函数1误差传递函数R(S)F2(S)E1(S)。 R(S) 12、控制系统的单项控制指标有哪些? 13、简述动态数学模型的作用和要求? 14、简述双位控制的原理和指标? 15、简述前馈控制系统的主要结构形式。 16、简述增量式PID控制算法原理。 17、简述位置式PID控制算法原理。 18、说明离散PID算法的特点。 19、写出均匀控制系统的主要结构形式。 20、简述串级控制系统的特点。 21、简述比值控制系统的主要结构形式。 22、被控变量的选择原则是什么? 23、说明串级控制系统的整定方法? 24、什么是控制通道?对象的特性参数(K、T、?)对其有什么影响? 25、双闭环流量比值控制系统框图如下，说明其工作原理。
26、说明电动调节阀的静态特性和动态特性。 27、描述简单对象特性的参数有哪些?各有何物理意义? 28、什么是比值控制，并说明比值系数的计算方法。 29、闭环控制系统分为几种类型？每种代表什么含义？ 30. 一个单回路控制系统主要由哪几个环节组成？其中检测元件及变送器、调节器、执行器各起什么作用? 31. 一个水池水位自动控制系统如图所示。试简述系统工作原理，指出主要变量和各环节的构成，画出系统的方框图。。 进水阀门进水Q1?减速器?AB浮子实际水位出水水池Q2放大器?电动机? 32.简述单水箱实验建模过程。 33.简述锅炉内胆实验建模过程。 34.简述积分分离原理 35.简述微分先行原理 36，简述比值控制系统参数整定方法> 问题详情
从控制仪表的发展及结构原理来看，主要有哪几种类型？各有什么特点？
悬赏：0&答案豆
提问人：匿名网友
发布时间：
从控制仪表的发展及结构原理来看，主要有哪几种类型？各有什么特点？
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