过程控制模拟考试题
过程控制模拟试题（一）
1、什么是过程控制系统? 其基本分类方法有哪几种? （5分）
2、什么是机理分析法建模? 该方法有何特点? （5分）
3、何谓调节阀的流通能力？对数流量特性有何特点？（5分）
4、何谓单回路系统？说明组成单回路系统各部分的作用。（10分）
5、选择调节器控制规律的依据是什么? 若已知过程的数学模型，怎样来选择PID控制规
律? （10分）
6、什么叫比值控制系统? 常用比值控制方案有哪些? 并比较其优缺点。（10分）
7、试推导单容过程数学模型（输入量为q1，被控量为h1）。（15分）
8、某生产过程中，冷物料通过加热炉对其进行加热。热物料温度必须满足生产工艺要求，
故设计下图所示温度控制系统流程图。试画出其框图，并确定调节阀的气开、气关形式和调节器的正、反作用。（20分）
加热炉
9、对于下图所示的加热炉串级控制系统，试画出系统的结构框图，并分析其工作过程。
与单回路系统相比，串级控制系统有哪些主要特点?（20分）
过程控制模拟试题（一）答案
1、答案
过程控制是通过各种检测仪表、控制仪表和电子计算机等自动化技术工具，对整个生产过程进行自动检测、自动监督和自动控制。一个过程控制系统是由被控过程和过程检测控制仪表两部分组成的。
按过程控制系统的结构特点可进行如下分类：
1）反馈控制系统：反馈控制系统是根据系统被控量的偏差进行工作的，偏差值是控制的依据，最后达到消除或减小偏差的目的。
2）前馈控制系统：前馈控制系统直接根据扰动量的大小进行工作，扰动是控制的依据。由于它没有被控量的反馈，所以也称为开环控制系统。
3）前馈—反馈控制系统(复合控制系统)：开环前馈控制的最主要的优点是能针对主要扰动及时迅速地克服其对被控参数的影响；对于其余次要扰动，则利用反馈控制予以克服，使控制系统在稳态时能准确地使被控量控制在给定值上。
按给定值信号的特点可进行如下分类：
1）定值控制系统：就是系统被控量的给定值保持在规定值不变，或在小范围附近不变。
2) 程序控制系统：它是被控量的给定值按预定的时间程序变化工作的。控制的目的就是使系统被控量按工艺要求规定的程序自动变化。
3) 随动控制系统：它是一种被控量的给定值随时间任意变化的控制系统。其主要作用是克服一切扰动，使被控量快速跟随给定值而变化。
2、答案
机理建模：
是根据过程的内部机理(运动规律)，运用一些已知的定律、原理，如生物学定律、化学动力学原理、物料平衡方程、能量平衡方程、传热传质原理等，建立过程的数学模型。特点：
机理分析法建模的最大特点是当生产设备还处于设计阶段就能建立其数学模型。由于该模型的参数直接与设备的结构、性能参数有关，因此对新设备的研究和设计具有重要意义。另外，对于不允许进行试验的场合，该方法是唯一可取的。机理分析法建模主要是基于分析过程的结构及其内部的物理化学过程，因此要求建模者应有相应学科的知识。通常此法只能用于简单过程的建模。对于较复杂的实际生产过程来说，机理建模有很大的局限性，这是因为实际过程的机理并非完全了解，同时过程的某些因素如受热面的积垢、催化剂的老化等可能在不断变化，难以精确描述。另外，一般来说机理建模得到的模型还需通过试验验证。
3、答案
流通能力C表示执行器的容量，其定义为：调节阀全开，阀前后压差为0.1MPa，流体密度为1g／cm3时，每小时流过阀门的流体流量(体积(m3)或质量(kg))。
对数(等百分比)流量特性：
是指单位相对行程的变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比关系。调节阀对数流量特性曲线的斜率即放大系数是随行程(开度)的增大而递增的。在行程变化值相同的情况下，当流量小时，则流量变化亦小；当流量大时，则流量变化亦大。从过程控制工程来看，利用对数(等百分比)流量特性是有利的。调节阀在小开度时，调节阀的放大系数小，控制平稳缓和；调节阀在大开度时，其放大系数大，控制作用灵敏有效。
4、答案
单回路过程控制系统亦称单回路调节系统简称单回路系统，一般是指针对一个被控过程(调节对象)，采用一个测量变送器监测被控过程，采用一个控制(调节)器来保持一个被控参数恒定(或在很小范围内变化)，其输出也只控制一个执行机构(调节阀)。从系统的框图看，只有一个闭环回路。
检测变送器作用：
对被控参数(变量)以及其它一些参数、变量进行迅速、准确地测量的检测和将测量信号传送至控制器，是设计过程控制系统中的重要一环。
执行器（调节阀）作用：
在过程控制中，执行器(亦称执行机构)大多采用阀的形式，控制各种气体或液体的流量与流速，是过程控制系统的一个重要组成部分，其特性好坏对控制质量的影响是很大的。控制器（调节器）作用：
将给定信号与过程被控量的检测信号进行综合运算，控制执行器的动作，以保证被控量的稳定或按一定规律变化。在过程控制中，控制器常称为调节器(控制常称为调节)。在采用计算机控制时，控制是由计算机的数字运算来实现的。在过程控制发展史中，控制器(控制规律)的发展起了决定性作用，并由此来划分过程控制的各个阶段。可见控制器的选型与控制规律的确定是系统设计中最重要的环节，必须充分重视。
5、答案
根据τ0/T0比值和过程特性来选择控制器的控制规律：
根据τ0/T0比值来选择控制器的控制规律
1）当τ0/T0<0.2时，选用比例或比例积分控制规律；
2）当0.2<τ0/T0<1.0时，选用比例积分或比例积分微分控制规律；
3）当τ0/T0>1.0时，采用单回路控制系统往往已不能满足工艺要求，应采用复杂控制方案。
根据过程特性来选择控制器的控制规律：
1）比例控制规律(P)：适用控制通道滞后较小、负荷变化不大、控制要求不高、被控参数允许在一定范围内有余差的场合。
2）比例积分控制规律(PI)：适用控制通道滞后较小、负荷变化不大、被控参数不允许有余差的场合。
3）比例微分控制规律(PD)：具有超前作用，对容量滞后过程可改善系统的动态性能指标。4）比例积分微分控制规律(PID)：PID控制规律是一种较理想的控制规律，它在比例的基础上引入积分，可以消除余差，再加入微分作用，又能提高系统的稳定性。它适用于
控制通道时间常数或容量滞后较大、控制要求较高的场合。
6、答案
凡是两个或多个参数自动维持一定比值关系的过程控制系统，统称为比值控制系统。
常用的比值控制方案
1）单闭环比值控制：从动量Q2是一个闭环随动控制系统，主动量Q1却是开环的。Q2跟随Q1的变化而改变。
该控制方案的优点是能确保Q2／Q1＝K不变。同时方案结构较简单，因而在工业生产过程自动化中得到广泛应用。但该方案中Q1不受控制、易受干扰。
2）双闭环比值控制：它是由一个定值控制的主动量回路和一个跟随主动量变化的从动量随动控制回路组成。主动量控制回路能克服主动量扰动，实现其定值控制。从动量控制回路能克服作用于从动量回路中的扰动，实现随动控制。当扰动消除后，主、从动量都回复到原设定值上，其比值不变。
双闭环比值控制能实现主动量的抗扰动、定值控制，使主、从动量均比较稳定，从而使总物料量也比较平稳，这样，系统总负荷也将是稳定的。双闭环比值控制的另一优点是升降负荷比较方便，只需缓慢改变主动量控制器的给定值，这样从动量自动跟踪升降，并保持原来比值不变。不过双闭环比值控制方案所用设备较多、投资较高，而且投运比较麻烦。
2）变比值控制
单闭环比值控制和双闭环比值控制是实现两种物料流量间的定值控制，在系统运行过程中其比值系数希望(并设定)是不变的。在有些生产过程中，要求两种物料流量的比值随第三个参数的需要而变化。为了满足上述生产工艺要求，开发了采用除法器构成的变比值控制。这实际上是一个以某种质量指标y1(常称为第三参数或主参数)为主变量，而以两个流量比为副变量的串级控制系统。当Q1、Q2出现扰动时，通过比值控制回路，保证比值一定，从而不影响或大大减小扰动对产品质量的影响。
7、答案
8、答案1）系统框图
20 0
120
()
()
()11
H s R K W s
Q s R Cs T s
===
++
式中T0——液位过程的时间常数，T0＝R2C；
K0——液位过程的放大系数，K0＝R2；
C ——液位过程的容量系数，或称过程容量
W c(s)：调节器（TC）；W v(s)：调节阀（控制燃料）；W0(s)：加热炉过程；W m(s):温度测
出口温度稳定在给定值上，当扰动破坏了平衡工况时，串级控制系统便开始了其控制过程。
(1)燃料压力、热值变化f2和烟筒抽力变化f3——二次扰动或副回路扰动
扰动f2和f3先影响炉膛温度，于是副调节器立即发出校正信号，控制调节阀的开度，改变燃料量，克服上述扰动对炉膛温度的影响。如果扰动量不大，经过副回路的及时控制一般不影响炉出口温度；如果扰动的幅值较大，虽然经过副回路的及时校正，仍影响炉出口温度，此时再由主回路进一步调节，从而完全克服上述扰动，使炉出口温度调回到给定值上来。
(2)被加热物料的流量和初温变化f1——一次扰动或主回路扰动
扰动f1使炉出口温度变化时，主回路产生校正作用，克服人f1对炉出口温度的影响。由于副回路的存在加快了校正作用，使扰动对炉出口温度的影响比单回路系统时要小。
(3)一次扰动和二次扰动同时存在
假设加热炉串级系统中调节阀为气开式，主、副调节器均为反作用。如果一、二次扰动的作用使主、副被控参数同时增大或同时减少，主、副调节器对调节阀的控制方向是一致的，即大幅度关小或开大阀门，加强控制作用，使炉出口温度很快调回到给定值上。如果一、二次扰动的作用使主、副被控参数一个增大(炉出口温度升高)，另一个减小(燃料量减少，即炉膛温度降低)，此时主、副调节器控制调节阀的方向是相反的，调节阀的开度只要作较小变动即满足控制要求。
2)串级控制系统的特点
串级控制系统与单回路控制系统相比有一个显著的区别，即其在结构上多了一个副回路，形成了两个闭环——双闭环或称为双环。串级控制系统在结构上与电力传动自动控制系统中的双环系统相同，其系统特点与分析方法亦基本相同。串级控制系统，就其主回路(外环)来看是一个定值控制系统，而副回路(内环)则为一个随动系统。以加热炉串级控制系统为例，在控制过程中，副回路起着对炉出口温度的“粗调”作用，而主回路则完成对炉出口温度的“细调”任务。
与单回路控制系统相比，串级控制系统多用了一个测量变送器与一个控制器(调节器)，增加的投资并不多(对计算机控制系统来说，仅增加了一个测量变送器)，但控制效果却有显著的提高。其原因是在串级控制系统中增加了一个包含二次扰动的副回路，使系统①改善了被控过程的动态特性，提高了系统的工作频率；②对二次干扰有很强的克服能力；③提高了对一次扰动的克服能力和对回路参数变化的自适应能力。
过程控制模拟试题（二）
1、过程控制系统有哪些特点？（5分）
2、什么是试验法建模? 该方法有何特点? （5分）
3、如何选择调节阀的气开、气关形式？（5分）
4、被控参数的选择有何重要意义？选择原则有哪些？（10分）
5、控制通道时间常数T0对控制系统性能有何影响？（10分）
6、如何进行比值控制系统的设计与整定？（10分）
7、试推导双容过程数学模型（输入量为q1，被控量为h2）。（15分）
8、在某锅炉运行过程中，必须满足汽—水平衡关系，故汽包液位是一个十分重要的指标。当液位过低时，汽包中的水易被烧干引起生产事故(甚至会产生爆炸危险)，
过程控制模拟试题（二）答案
1、答案
1）连续生产过程的自动控制。
2）过程控制系统由过程检测、控制仪表组成。
3）被控过程是多种多样的、非电量的。
4）过程控制的控制过程多属慢过程，而且多半为参量控制。
5) 过程控制方案十分丰富。
6) 定值控制是过程控制的一种常用形式。
2、答案
试验法建模是在实际的生产过程(设备)中，根据过程输入、输出的实验数据，即通过过程辨识与参数估计的方法建立被控过程的数学模型。
与机理分析法相比，试验法建模的主要特点是不需要深入了解过程的机理。但是必须设计一个合理的实验，以获得过程所含的最大信息量，而对此却往往是困难的。所以，在实际使用时，这两种方法经常是相互补充的。如先通过机理分析确定模型的结构形式，再通过实验数据来确定模型中各系数的大小。
3、答案
调节阀开、关形式的选择主要是考虑在不同工艺条件下安全生产的需要。
1)考虑事故状态时人身、工艺设备的安全。当过程控制系统发生故障(如气源中断、控制(调节)器损坏或调节阀坏了)时，调节阀所处的状态不致影响人身和工艺设备的安全。
2)考虑事故状态下减少经济损失，保证产品质量。
3)考虑介质的性质。对装有易结晶、易凝固物料的装置，蒸汽流量调节阀需选用气关式。一旦事故发生，使其处于全开状态，以防止物料结晶、凝固和堵塞给重新开工带来麻烦，甚至损坏设备。
4、答案
选择被控参数是控制方案设计中的重要一环，对于稳定生产、提高产品的产量和质量、节能、改善劳动条件、保护环境卫生等具有决定性意义。若被控参数选择不当，则无论组成什么样的控制系统，选用多么先进的过程检测控制设备，均不能达到预期的控制效果。对于一个生产过程来说，影响操作的因素是很多的。但是，并非对所有影响因素都需加以控制。所以，必须根据工艺要求，深入分析工艺过程，找出对产品的产量和质量、安全生产、经济运行、环境保护等具有决定性作用，能较好反映工艺生产状态变化的参数(这些参数又是人工控制难以满足要求，或操作十分紧张、劳动强度很大，客观上要求进行自动控制的参数)作为被控参数。
1) 选择对产品的产量和质量、安全生产、经济运行和环境保护具有决定性作用的、可直
接测量的工艺参数为被控参数。
2) 当不能用直接参数作为被控参数时，应该选择一个与直接参数有单值函数关系的间接
参数作为被控量。
3) 被控参数必须具有足够高的灵敏度。
4) 被控参数的选取，必须考虑工艺过程的合理性和所用仪表的性能。 5、答案
T 0的大小反映了控制作用的强弱，反映了控制器的校正作用克服扰动对被控参数影响的快慢。若T 0太大，则控制作用太弱，被控参数变化缓慢，控制不能及时，系统过渡过程时间长，控制质量下降；若T 0太小，虽控制作用强，控制及时，克服扰动影响快，过渡过程时间短，但易引起系统振荡，使系统稳定性下降，亦不能保证控制质量。所以在系统设计时，要求控制通道时间常数T 0适当小一点，使其校正及时，又能获得较好的控制质量。 6、答案
1）主、从动量的确定
设计比值控制系统时，需要先确定主、从动量。其原则是：在生产过程中起主导作用或可测但不可控、且较昂贵的物料流量一般为主动量，其余的物料流量以它为准进行配比，为从动量。
2）控制方案的选择
比值控制有多种控制方案，在具体选用时应分析各种方案的特点，根据不同的工艺情况负荷变化、扰动性质、控制要求等进行合理选择。 3）调节器控制规律的确定
比值控制调节器控制规律要根据不同控制方案和控制要求而确定。 4）正确选用流量计与变送器
流量测量与变送是实现比值控制的基础，必须正确选用。 5）比值控制方案的实施
实施比值控制方案基本上有相乘方案和相除方案两大类。在工程上可采用比值器、乘法器和除法器等仪表来完成两个流量的配比问题。在计算机控制系统中，则可以通过简单的乘、除运算来实现。 6）比值系数的计算
设计比值控制系统时，比值系数计算是一个十分重要的问题 7）比值控制系统的参数整定
比值控制系统调节器参数整定是系统设计和应用中的一个十分重要的问题。对于定值控制(如双闭环比值控制中的主回路)可按单回路系统进行整定。对于随动系统(如单闭环比值控制、双闭环的从动回路及变比值的变比值回路)，要求从动量能快速、正确跟随主动量变化，不宜过调，以整定在振荡与不振荡的边界为最佳。 7、答案
020112()()()(1)(1)K H s W s Q s T s T s ==++式中：T 1 ——第一只水箱的时间常数，T 1=R 2C 1
T 2——第二只水箱的时间常数， T 2=R 3C 2 K 0——过程的放大系数，K 0=R 3 C 1、C 2 ——分别为两只水箱的容量系数
8、答案
W c(s)：调节器（LC）；W v(s)：调节阀（控制给水）；W0(s)：汽包过程；W m(s):温度测量变送(LT)；F (s)：扰动量；Y(s)：热物料温度。
2）调节阀选气关形式（安全考虑，防干烧）
3）K v：-；K0：+；K m：+ K c：- ，正作用调节器
9、答案
1）加热炉串级控制系统的工作过程：
当处在稳定工况时，被加热物料的流量和温度不变，燃料的流量与热值不变，烟囱抽力也不变，炉出口温度和炉膛温度均处于相对平衡状态，调节阀保持一定的开度，此时炉出口温度稳定在给定值上，当扰动破坏了平衡工况时，串级控制系统便开始了其控制过程。
(1)燃料压力、热值变化f2和烟筒抽力变化f3——二次扰动或副回路扰动
扰动f2和f3先影响炉膛温度，于是副调节器立即发出校正信号，控制调节阀的开度，改变燃料量，克服上述扰动对炉膛温度的影响。如果扰动量不大，经过副回路的及时控制一般不影响炉出口温度；如果扰动的幅值较大，虽然经过副回路的及时校正，仍影响炉出
口温度，此时再由主回路进一步调节，从而完全克服上述扰动，使炉出口温度调回到给定
值上来。
(2)被加热物料的流量和初温变化f1——一次扰动或主回路扰动
扰动f1使炉出口温度变化时，主回路产生校正作用，克服人f1对炉出口温度的影响。由于副回路的存在加快了校正作用，使扰动对炉出口温度的影响比单回路系统时要小。
(3)一次扰动和二次扰动同时存在
假设加热炉串级系统中调节阀为气开式，主、副调节器均为反作用。如果一、二次扰
动的作用使主、副被控参数同时增大或同时减少，主、副调节器对调节阀的控制方向是一
致的，即大幅度关小或开大阀门，加强控制作用，使炉出口温度很快调回到给定值上。如
果一、二次扰动的作用使主、副被控参数一个增大(炉出口温度升高)，另一个减小(燃料量
减少，即炉膛温度降低)，此时主、副调节器控制调节阀的方向是相反的，调节阀的开度
只要作较小变动即满足控制要求。
2) 主副调节器控制规律选择
在串级控制系统中，主、副调节器所起的作用是不同的。主调节器起定值控制作用，
副调节器起随动控制作用，这是选择控制规律的出发点。
主参数是工艺操作的主要指标，允许波动的范围比较小，一般要求无余差，因此，主
调节器应选PI或PID控制规律。副参数的设置是为了保证主参数的控制质量，可以在一定范围内变化，允许有余差，因此副调节器只要选P控制规律就可以了，一般不引入积分控制规律(若采用积分规律，会延长控制过程，减弱副回路的快速作用)，也不引入微分控制规律(因为副回路本身起着快速作用，再引入微分规律会使调节阀动作过大，对控制不利)。
过程控制模拟试题（三）
1、为什么说过程控制的控制过程多属慢过程？（5分）
2、简述研究过程建模的主要目的及其建模方法（5分）
3、工业生产过程中常用的测温方法有哪几种?它们有何特点？（5分）
4、如何根据过程控制特性选择控制参数？（10分）
5、过程控制系统的性能指标有哪些？（10分）
6、简述过程控制系统控制器的稳定边界法的工程整定方法。（10分）
7、已知对某焙烧炉的投料量施加了从2.5t/h突变到2.89t/h的阶跃扰动，测得焙烧炉
出口炉气的温度变化如下表所示，试求1）画出阶跃响应曲线，2）求温度对象的数学模型（一阶加延时）。（15分）
8、下图为一出口物料温度控制系统（要求物料温度不能太低，防止结晶），试画出该系统的框图，并确定调节阀的气开、气关形式和调节器的正、反作用方式。（20分）9、某聚合反应釜内进行放热反应，釜温过高会发生事故，为此采用夹套水冷却。由于釜
温控制要求较高，且冷却水温度波动较大，故设置控制系统如下图。
1）试画出其结构框图，说明主变量和副变量是什么。
2）简述其控制过程。
（20分）
过程控制模拟试题（三）答案
1、答案
由于被控过程具有大惯性、大滞后(大时延)等特性，因此决定了过程控制的控制过程
多属慢过程。另外，在石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、制药等工业生产过程中，往往采用一些物理量和化学量(如温度、压力、流量、液位、成分、pH等)来表征其生产过程是否正常，因此需要对上述过程参数进行自动检测和自动控制，故过程控制多半为参量控制。
2、答案
建模目的
1）设计过程控制系统和整定调节器参数：在过程控制系统的分析、设计和整定时，是以被控过程的数学模型为依据的，它是极其重要的基础资料。
2）指导设计生产工艺设备：通过对生产工艺设备数学模型的分析和仿真，可以确定有关因素对整个被控过程动态特性的影响(例如锅炉受热面的布置、管径大小、介质参数的选择等对整个锅炉出口汽温、汽压等动态特性的影响)，从而提出对生产设备的结构设计的合理要求和建议。
3）进行仿真试验研究：在实现生产过程自动化中，往往需要对一些复杂庞大的设备进行某些试验研究，例如某单元机组及其控制系统能承受多大的冲击电负荷，当冲击电负荷过大时会造成什么后果。对于这种破坏性的试验往往不允许在实际设备上进行，而只要根据过程的数学模型，通过计算机进行仿真试验研究，就不需要建立小型的物理模型，从而可以节省时间和经费。
4）培训运行操作人员：在现代生产过程自动化中，对于一些复杂的生产操作过程(例如大型电站机组的运行)都应该事先对操作人员进行实际操作培训。随着计算机仿真技术的发展，先建立这些复杂生产过程的数学模型(不需要建小型物理模型)，而后通过仿真使之成为活的模型，在这样的模型上，教练员可以安全、方便、多快好省地对运行操作人员进行培训。
建立过程数学模型的基本方法有机理分析法和试验法两种。
3、答案
测量温度的方法很多，从测量体与被测介质接触与否来分，有接触式测温和非接触式测温两类。
接触式测温是通过测量体与被测介质的接触来测量物体温度的。在测量温度时，测量体与被测介质接触，被测介质与测量体之间进行热交换，最后达到热平衡，此时测量体的温度就是被测介质的温度。接触式测温的主要特点是：方法简单、可靠，测量精度高。但是由于测温元件要与被测介质接触进行热交换，才能达到热平衡，因而产生了滞后现象。同时测量体可能与被测介质产生化学反应；此外测量体还受到耐高温材料的限制，不能应用于很高温度的测量。
非接触式测温是通过接收被测介质发出的辐射热来判断温度的。非接触式测温的主要特点是：测温上限原则上不受限制；测温速度较快，可以对运动体进行测量。但是它受到物体的辐射率、距离、烟尘和水汽等因素影响，测温误差较大。
4、答案
选择控制参数的一般原则是：
1)控制通道的放大系数K0要适当大一些；时间常数T0要适当小一些；纯滞后τ0愈小愈好，在有纯滞后τ0的情况下，τ0和T0之比应小一些(小于1)，若其比值过大，则不利于控制。
2)扰动通道的放大系数K f应尽可能小；时间常数了T f要大；扰动引入系统的位置要
靠近调节阀。
3)当过程本身存在多个时间常数，在选择控制参数时，应尽量设法把几个时间常数错开，使其中一个时间常数比其它时间常数大得多，同时注意减小第二、第三个时间常数。这一原则同样适用于控制(调节)器、调节阀和测量变送器时间常数的选择，控制器、调节阀和测量变送器(三者均为系统开环传递函数中的环节)的时间常数应远小于被控过程中最大的时间常数。 5、答案
(一)系统阶跃响应性能指标 1）余差(静态偏差)C
余差是指系统过渡过程终了时给定值与被控参数稳态值之差。它是一个重要的静态 指标，一般要求余差不超过预定值或接近零。 2）衰减率
衰减率是衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标。它可定义为随动系统阶跃给定的响应曲线当中第一个超出稳态值的波峰值B 1减去第二个超出稳态值的波峰值B 2之后除以B 1，即Ψ=（B 1-B 2）/B 1。
3）最大偏差A (或超调量σ)
对于定值系统来说，最大偏差是指被控参数第一个波的峰值与给定值的差，最大偏差(或超调量)是表示被控参数偏离给定值的程度，是衡量系统性能的一个重要指标。
即
4）过渡过程时间t s ：
过渡过程时间是指系统从受扰动作用时起，到被控参数进入新的稳定值士5％的范围内所经历的时间，是衡量控制快速性的指标。通常要求t s 愈短愈好。 (二)偏差积分性能指标
偏差积分性能指标是以目标函数形式表示的，属于综合指标。常用的有: 1）偏差绝对值积分(IAE) 2）偏差绝对值与时间乘积的积分(ITAE)
3）偏差平方值积分(ISE)
4）时间乘偏差平方积分(ITSE)
6、答案
稳定边界法是目前应用较广的一种整定参数的方法。其特点是直接在闭合的控制系统中进行整定，而不需要进行过程特性的试验。具体整定步骤如下:
1）把调节器的积分时间T t 置于最大(T =∞)，微分时间T D 置零(T D =0)，比例度δ置较大数值，把系统投人闭环运行，然后将调节器比例度δ占由大逐渐减小，得到下图所示的临界振荡过程。这时候的比例度叫做临界比例度δk ，振荡的两个波峰之间的时间即为临界振荡
|()|min J e t dt ∞
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J t e t dt ∞
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20
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J e e t dt ∞
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20
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J te e t dt ∞
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τ0 T 0 y(∞) 周期T k 2）根据δk 和T k 值，运用相关的临界振荡整定经验计算公式，计算出调节器各个参数δ, T t 和T D 值。
3）根据上述计算结果设置调节器的参数值。观察系统的响应过程，若曲线不符合要求，再适当调整整定参数值。
稳定边界法简单方便，容易掌握和判断。但是，若生产过程不允许反复振荡(例如锅炉给水控制系统和燃烧控制系统)，就不能应用这种方法。
7、答案
根据记录数据,画出焙烧炉的出口温度曲线,通过图解近似法,可求得:
△y(∞)=855-797=58℃ △x=2.89-2.5=0.29t/h
放大系数K 0=58/0.39=148℃/(t/h) τ0=20s ; T 0=306-20=286s 对象的数学模型：
8、答案
1）系统框图
W c (s )：调节器（TC ）；W v (s )：调节阀（控制冷凝剂）；W 0(s )：物料冷却过程； W m (s ):温
W c (s ) W v (s ) W 0(s )
W m (s ) Z (s )
E (s ) U (s ) Q (s ) Y (s ) + -
F (s ) 0
20000148()12861s s K W s e e T s s τ--==++
度测量变送(TT)；
F (s )：扰动量；Y (s )：出口物料温度。
2
3）K v ：+；K 0：-；K m ：9、答案
1）系统框图 主变量是釜内温度y 1,
副变量是夹套内温度y 2. 12至消除冷却水波动对釜内温度y 2的影响，提高了控制质量。
如釜内温度y 1由于某些次要干扰（如进料流量、温度的波动）的影响而波动，该系统也能加以克服。设y 2升高，则通过T 1C 的控制作用，控制调节阀开度增大，冷却水流量增加以使釜内温度降低，起到副反馈的控制作用。
过程控制题库
题库 一填空 1、一般过程控制系统是由[<被控对象>] 和[<自动装置>]两部分组成。 2、一般过程控制系统中自动装置是由[<测量变送器>]、控制器、[〈控制阀〉]三个环节组成。 3、过程控制系统按设定植的形式不同分为定植控制系统、[〈随动控制系统〉]和[〈程序控制系统〉]。 4、定植控制系统是指过程控制系统的[〈设定植〉]恒定不变，工艺生产中要求控制系统的[〈被控变量〉]保持在一个标准 值上不变。 5、过程控制系统按控制系统的结构特点分为[〈反馈控制系统〉]，前馈控制系统和[〈前馈-反馈控制系统〉]。 6、过程控制系统按控制系统的任务分为比例控制、[〈均匀控制〉]、[前馈控制〉]。 7、过程控制系统按自动化装置的不同分类分为[〈常规控制系统〉]和[〈计算机控制系统〉]。 8、过程控制系统按是否形成闭合回路分为[〈开环控制系统〉]和[〈闭环控制系统〉]。 9、过程控制系统按控制系统的功能分为比值、[〈均匀〉]、分程和[〈选择性控制系统〉]。 10、表征生产设备是否正常运行而需要加以控制的物理量是[〈被控变量〉]；受控制装置操纵，并使被控变量保持在设定植 的物理量是[〈操纵变量〉]。 11、把系统的输出信号对控制作用有直接影响的控制系统称为[〈闭环控制系统〉]；把把系统的输出信号对控制作用没有影 响的控制系统称为[〈开环控制系统〉]。 12、过程控制系统按调节器的控制规律分为比例、[〈比例积分〉]、比例微分、[〈比例积分微分〉]控制系统。 13、过程控制系统性能的好坏，不仅取决于系统[〈稳态时的控制精度〉]，还取决于[〈瞬态时的工作状况〉]。 14、对过程控制系统的基本性能要求有三点，分别为[〈稳定性〉]，准确性和[〈快速性〉]。 15、过程控制系统是由6种基本典型环节组成，它们分别为一阶环节、[〈二阶环节〉]、比例环节、积分环节、微分环节和 [〈纯滞后环节〉]。 16、被控对象的特性就是[〈被控对象〉]的输出变量与[〈输入变量〉]之间的关系。 17、过程控制系统的传递函数就是在[〈零初始条件下〉]，系统或环节[〈输出变量的拉氏变换〉]与输入变量的拉氏变换之 比。 18、一阶环节微分方程为5dy/dt+y（t）=4x（t），则其传递函数为[<4/(5s+1)>];比例环节的微分方程为y(t)=Kx,(其传递 函数为t)[
统计过程控制(SPC)考试试题(含答案)
统计过程控制（SPC 课程培训测试题 部门：___________ 姓名：______________________ 分数：__________________ 一、名词解释： 1变差：过程的单个输出之间不可避免的差别；变差的原因可分为两类：普通原因和特殊原因。 3.1固有变差：仅由普通原因造成的过程变差，由？ = R/d 2来估计。 3.2总变差：由普通原因和特殊原因共同造成的变差，用?S来估计。 2、特殊特性：可能影响安全性或法规的符合性、配合、功能、性能或产品后续生产过程 的产品特性或制造过程参数。 3、标准差：过程输出的分布宽度或从过程中统计抽样值（例如：子组均值）的分布宽度的 量度，用希腊字母或字母s（用于样本标准差）表示。 4、控制限：控制图上的一条线（或几条线），作为制定一个过程是否稳定的基础。如有超 出了控制极限变差存在，则证明过程受特殊因素的影响。控制限是通过过程数据 计算出来的，不要与工程的技术规范相混淆。 5、过程能力：一个稳定过程的固有变差（6? : R/d2 ）的总范围。 6、C pk （稳定过程的能力指数）：为一稳定过程【某一天、某一班次、某一批、某一机台 其组內的变差（R-bar/d2 or S-bar / C4 ）】下的“能力指数”，计算时须同 时考虑过程数的趋势及该趋势接近于规格界限的程度。即：通常定义为CPU 或CPL中的最小值。 7、P pk（性能指数，即初期过程的性能指数）：为试生产阶段一项类似于Cpk的能力指数， 某一产品长期监控下的“能力指数”；但本项指数的计算，是以新产品的初期过程 性能研究所得的数据为基础。即：通常定义为PPU或PPL中的最小值。 8 PPM（质量水准，即每百万零件不合格数）：指一种根据实际的有缺陷材料来反映过程能力 的一种方法。PPM数据常用来优先制定纠正措施。
过程控制系统习题解答
《过程控制系统》习题解答 1-1 试简述过程控制的发展概况及各个阶段的主要特点。 答：第一个阶段50年代前后：实现了仪表化和局部自动化，其特点： 1、过程检测控制仪表采用基地式仪表和部分单元组合式仪表 2、过程控制系统结构大多数是单输入、单输出系统 3、被控参数主要是温度、压力、流量和液位四种参数 4、控制的目的是保持这些过程参数的稳定，消除或减少主要扰动对生产过程的影响 5、过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论，主要解决单输入、单输出的定值控制系统的分析和综合问题 第二个阶段60年代来：大量采用气动和电动单元组合仪表，其特点： 1、过程控制仪表开始将各个单元划分为更小的功能，适应比较复杂的模拟和逻辑规律相结合的控制系统 2、计算机系统开始运用于过程控制 3、过程控制系统方面为了特殊的工艺要求，相继开发和应用了各种复杂的过程控制系统（串级控制、比值控制、均匀控制、前馈控制、选择性控制） 4、在过程控制理论方面，现代控制理论的得到了应用 第三个阶段70年代以来：现代过程控制的新阶段——计算机时代，其特点： 1、对全工厂或整个工艺流程的集中控制、应用计算系统进行多参数综合控制 2、自动化技术工具方面有了新发展，以微处理器为核心的智能单元组合仪表和开发和广泛应用 3、在线成分检测与数据处理的测量变送器的应用 4、集散控制系统的广泛应用 第四个阶段80年代以后：飞跃的发展，其特点： 1、现代控制理论的应用大大促进了过程控制的发展 2、过程控制的结构已称为具有高度自动化的集中、远动控制中心 3、过程控制的概念更大的发展，包括先进的管理系统、调度和优化等。 1-2 与其它自动控制相比，过程控制有哪些优点？为什么说过程控制的控制过程多属慢过程？ 过程控制的特点是与其它自动控制系统相比较而言的。 一、连续生产过程的自动控制 连续控制指连续生产过程的自动控制，其被控量需定量控制，而且应是连续可调的。若控制动作在时间上是离散的（如采用控制系统等），但是其被控量需定量控制，也归入过程控制。 二、过程控制系统由过程检测、控制仪表组成 过程控制是通过各种检测仪表、控制仪表和电子计算机等自动化技术工具，对整个生产过程进行自动检测、自动监督和自动控制。一个过程控制系统是由被控过程和检测控制仪表两部分组成。 三、被控过程是多种多样的、非电量的 现代工业生产过程中，工业过程日趋复杂，工艺要求各异，产品多种多样；动态特性具有大惯性、大滞后、非线性特性。有些过程的机理（如发酵等）复杂，很难用目前过程辨识方法建立过程的精确数学模型，因此设计能适应各种过程的控制系统并非易事。 四、过程控制的控制过程多属慢过程，而且多半为参量控制 因为大惯性、大滞后等特性，决定了过程控制的控制过程多属慢过程；在一些特殊工业生产过程中，采用一些物理量和化学量来表征其生产过程状况，故需要对过程参数进行自动检测和自动控制，所以过程控制多半为参量控制。
过程控制试题及答案
三：简答题 32分 1.什么是PID，它有哪三个参数，各有什么作用?怎样控制？ 答： PID是比例-积分-微分的简称。其三个参数及作用分别为： （1）比例参数KC，作用是加快调节，减小稳态误差。 （2）积分参数Ki，作用是减小稳态误差，提高无差度 （3）微分参数Kd，作用是能遇见偏差变化趋势，产生超前控制作用，减少超调量，减少调节时间。 2．正反方向判断气开气关,如何选择？ P84 答：所谓起开式，是指当气体的压力信号增大时，阀门开大；气关式则相反，压力增大时，阀门关小。气动调节阀气开气关形式的选择，主要从工艺生产的安全来考虑的。详见例题3-5 气开气关调节阀的选择主要是从生产安全角度和工艺要求考虑的，当信号压力中断时应避免损坏设备和伤害操作人员。如阀门处于开的位置时危害性小，则应选气关式反之选用气开式。 3.控制器正反方向判断 P133 答：所谓作用方向，就是指输入作用后，输出的变化方向。当输入增加时，输出也增加，则成该环节为“正环节”，反之，当输入增加时，输出减少，则称“反作用”。具体步骤 （1），判断被控对象的正/反作用那个方向，主要由工艺机理确定。 （2）确定执行器的正/反作用方向由安全工艺条件决定。 （3）确定广义对象的正/反作用方向 （4）确定执行器的正/反作用方向 4.串级系统方框图 P176及特点是什么？ 答：特点（1）减小了被控对象的等效时间常数；（2）提高了系统工作频率；（3）对负载变化有一定的自适应能力。 5.前馈反馈的区别有哪些？ 答：（1）控制依据：反馈控制的本质是“基于偏差来消除偏差”，前馈控制是“基于扰动消除扰动对被控量的影响”。 （2）控制作用发生时间方面：反馈控制器的动作总是落后于扰动作用的发生，是一种“不及时”的控制；扰动发生后，前馈控制器及时动作。
过程控制期末试题及其答案学习资料
过程控制期末试题及 其答案
1.控制系统对检测变送的基本要求是___准确___、__迅速__和可靠 2.从理论上讲，干扰通道存在纯滞后不影响系统的控制质量。 3.离心泵的控制方案有直流节流法、改变泵的转速n 改变旁路回流量。效 率最差的是改变旁路回流量。 4.随着控制通道的增益K o的增加，控制作用___增强_______，克服干扰能 力___最大______,最大偏差_____减小_____系统的余差减小 5.控制器的选择包括结构材质的选择、口径的选择、流量特性的选择和正 反作用的选择。 6.防积分饱和的措施有对控制器的输出限幅、限制控制器积分部分的输出 和积分切除法。 7.如果对象扰动通道增益K f增加，扰动作用__增强__,系统的余差__增大__,最 大偏差_增大___。 8.简单控制系统的组成，各部位的作用是什么？ 解答： 简单控制系统由检测变送装置、控制器、执行器及被控对象组成。 检测变送装置的作用是检测被控变量的数值并将其转换为一种特定输出信号。 控制器的作用是接受检测装置送来的信号，与给定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果送往执行器。 执行器能自动地根据控制器送来的控制信号来改变操纵变量的数值，以达到控制被控变量的目的。 被控对象是指需要控制其工艺参数的生产设备或装置
9.气动执行器由__调节__机构和执行机构两部分组成，常用的辅助装置有 __阀门__定位器和手轮机构。 10.调节系统中调节器正反作用的确定依据是保证控制系统成为负反馈。 11.被控变量是指工艺要求以一定的精度保持__恒定 _或随某一参数的变化而 变化的参数。 12.反应对象特性的参数有放大倍数、时间常数、和纯滞后时间。 13.自动调节系统常用参数整定方法有哪些？常用的参数整定方法有!经验法*衰 减曲线法*临界比例度法*反应曲线法) 动态特性参数法，稳定边界法，衰减曲线法，经验法。 14.检测变送环节对控制系统的影响主要集中在检测元件的滞后和信号传递 的滞后问题上。 15.什么是对象数学模型，获取模型的方法有哪些？ 答：对对象特性的数学描述就叫数学模型。 机理建模和实验建模系统辨识与参数估计。解析法）和（实验辨识法） 机理建模：由一般到特殊的推理演绎方法，对已知结构、参数的物理系统运用相应的物理定律或定理，根据对象或生产过程的内部机理，经过合理的分析简化而建立起描述系统各物理量动静态性能的数学模型。 实验建模步骤：1确定输入变量与输出变量信号；2测试；3对数据进行回归分析。 16.简述被控量与操纵量的选择原则。. 答：一、(1) 被控量的选择原则: ①必须尽可能选择表征生产过程的质量指标作为被控变量;
过程控制系统试题一
一：填空题 28分 1．过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程、测量变送等环节组成。 2．过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。 3．过程控制仪表的测量变送环节由传感器和变送器两部分组成。 4．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 5．工程中，常用引用误差作为判断进度等级的尺度。 6．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 7．调节阀按能源不同分为三类：气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀 8．电动执行机构本质上是一个位置伺服系统。 9．气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。 10. 理想流量特性有四类，分别是直线、对数、抛物线、快开。 11. 过程数学模型的求取方法有三种，分别是机理建模、试验建模、混合建模。 12．PID调节器分为模拟式和数字式两种。 13．造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长期存在偏差。 14．自动控制系统稳定运行的必要条件是：闭环回路形成负反馈。 15． DCS的基本组成结构形式是“三点一线”。 二：名词解释 20分 1.过程控制：指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。 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.串级控制系统：值采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输入去操纵调节阀，从而对住被控变量具有更好的控制效果。 4.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。 5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。 6.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。 7.分程控制系统：一个控制器的输出信号分段分别去控制两个或两个以上调节阀动作的系统称为分程控制系统。 8.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。 9.集散控制系统：是把控制技术、计算机技术、图像显示技术及通信技术结合起来，实现对生产过程的监视控制和管理的系统。 10.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。 三：简答题 32分 1.什么是PID，它有哪三个参数，各有什么作用?怎样控制？ 答： PID是比例-积分-微分的简称。其三个参数及作用分别为： （1）比例参数KC，作用是加快调节，减小稳态误差。 （2）积分参数Ki，作用是减小稳态误差，提高无差度 （3）微分参数Kd，作用是能遇见偏差变化趋势，产生超前控制作用，减少超调量，减少调节时间。2．正反方向判断气开气关,如何选择？ P84 答：所谓起开式，是指当气体的压力信号增大时，阀门开大；气关式则相反，压力增大时，阀门关小。气动调节阀气开气关形式的选择，主要从工艺生产的安全来考虑的。详见例题3-5 气开气关调节阀的选择主要是从生产安全角度和工艺要求考虑的，当信号压力中断时应避免损坏设备和伤害操作人员。如阀门处于开的位置时危害性小，则应选气关式反之选用气开式。 3.控制器正反方向判断 P133
过程控制试题库
过程控制期末试题库 一、填空题（本题共计10分，包括3小题，10个填空，每空1分） 1．一般一个简单控制系统由（检测/变送）装置、（被控对象）、（调节）器和（执行）机构组成。 2．过程控制系统常用的参数整定方法有：（经验法）、（衰减曲线法）、（稳定边界法/临界比例度法）和（响应曲线法）。 3．在PID调节器中，调节器的Kc越大，表示调节作用（越强），Ti值越大，表示积分作用（减弱），Td值越大表示微分作用（增强）。 4．常见的过程计算机控制系统分为下列几种典型形式：（操作指导控制系统）、直接数字控制系统、（监督计算机控制系统）、（集散控制系统）和现场总线控制系统。 5．在闭环控制系统中，根据设定值的不同形式，又可分为定值控制系统，随动控制系统和程序控制系统。 1）定值控制系统 特点：设定值是（固定不变）； 作用：保证在（扰动）作用下使被控变量始终保持在设定值上。 2）随动控制系统 特点：设定值是一个（变化量）； 作用：保证在各种条件下系统的输出（及时跟踪设定值变化）。 3）程序控制系统 特点：设定值是一个（按一定时间程序变化的时间函数）； 作用：保证在各种条件下系统的输出（按规定的程序自动变化）。 6．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。 7．定值控制系统是按（偏差）进行控制的，而前馈控制是按（扰动）进行控制的；前者是（闭）环控制，后者是（开）环控制。 二、选择题（本题共计10分，包括5小题，每题2分） 1.由于微分调节规律有超前作用，因此调节器加入微分作用主要是用来（C）: A.克服调节对象的惯性滞后（时间常数T），容量滞后τc和纯滞后τ0. B.克服调节对象的纯滞后τ0. C.克服调节对象的惯性滞后（时间常数T），容量滞后τc. 2.定值调节是一种能对（A ）进行补偿的调节系统。 A．测量与给定之间的偏差 B．被调量的变化 C．干扰量的变化 D. 设定值的变化 3.定值调节系统是（X）环调节，前馈系统是（X）环调节( B )。
过程控制模拟试题
过程控制模拟试题（一） 1、什么是过程控制系统? 其基本分类方法有哪几种? （5分） 2、什么是机理分析法建模? 该方法有何特点? （5分） 3、何谓调节阀的流通能力？对数流量特性有何特点？（5分） 4、何谓单回路系统？说明组成单回路系统各部分的作用。（10分） 5、选择调节器控制规律的依据是什么? 若已知过程的数学模型，怎样来选择PID控制规 律? （10分） 6、什么叫比值控制系统? 常用比值控制方案有哪些? 并比较其优缺点。（10分） 7、试推导单容过程数学模型（输入量为q1，被控量为h1）。（15分） 8、某生产过程中，冷物料通过加热炉对其进行加热。热物料温度必须满足生产工艺要求， 故设计下图所示温度控制系统流程图。试画出其框图，并确定调节阀的气开、气关形式和调节器的正、反作用。（20分） 加热炉 9、对于下图所示的加热炉串级控制系统，试画出系统的结构框图，并分析其工作过程。 与单回路系统相比，串级控制系统有哪些主要特点?（20分）
过程控制模拟试题（一）答案 1、答案 过程控制是通过各种检测仪表、控制仪表和电子计算机等自动化技术工具，对整个生产过程进行自动检测、自动监督和自动控制。一个过程控制系统是由被控过程和过程检测控制仪表两部分组成的。 按过程控制系统的结构特点可进行如下分类： 1）反馈控制系统：反馈控制系统是根据系统被控量的偏差进行工作的，偏差值是控制的依据，最后达到消除或减小偏差的目的。 2）前馈控制系统：前馈控制系统直接根据扰动量的大小进行工作，扰动是控制的依据。由于它没有被控量的反馈，所以也称为开环控制系统。 3）前馈—反馈控制系统(复合控制系统)：开环前馈控制的最主要的优点是能针对主要扰动及时迅速地克服其对被控参数的影响；对于其余次要扰动，则利用反馈控制予以克服，使控制系统在稳态时能准确地使被控量控制在给定值上。 按给定值信号的特点可进行如下分类： 1）定值控制系统：就是系统被控量的给定值保持在规定值不变，或在小范围附近不变。 2) 程序控制系统：它是被控量的给定值按预定的时间程序变化工作的。控制的目的就是使系统被控量按工艺要求规定的程序自动变化。 3) 随动控制系统：它是一种被控量的给定值随时间任意变化的控制系统。其主要作用是克服一切扰动，使被控量快速跟随给定值而变化。 2、答案 机理建模： 是根据过程的内部机理(运动规律)，运用一些已知的定律、原理，如生物学定律、化学动力学原理、物料平衡方程、能量平衡方程、传热传质原理等，建立过程的数学模型。特点： 机理分析法建模的最大特点是当生产设备还处于设计阶段就能建立其数学模型。由于该模型的参数直接与设备的结构、性能参数有关，因此对新设备的研究和设计具有重要意义。另外，对于不允许进行试验的场合，该方法是唯一可取的。机理分析法建模主要是基于分析过程的结构及其内部的物理化学过程，因此要求建模者应有相应学科的知识。通常此法只能用于简单过程的建模。对于较复杂的实际生产过程来说，机理建模有很大的局限性，这是因为实际过程的机理并非完全了解，同时过程的某些因素如受热面的积垢、催化剂的老化等可能在不断变化，难以精确描述。另外，一般来说机理建模得到的模型还需通过试验验证。 3、答案 流通能力C表示执行器的容量，其定义为：调节阀全开，阀前后压差为0.1MPa，流体密度为1g／cm3时，每小时流过阀门的流体流量(体积(m3)或质量(kg))。 对数(等百分比)流量特性：
过程控制系统试卷及答案
过程控制系统试卷C卷 一、填空题（每空1.5分）（本题33分） 1、过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程和测量变送等环组成。 2、过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。 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、气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。 5、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀三大类。 6、过程数学模型的求取方法一般有机理建模、试验建模和混合建模。 7、积分作用的优点是可消除稳态误差(余差)，但引入积分作用会使系统稳定性下降。 8、在工业生产中常见的比值控制系统可分为单闭环比值控制、双闭 环比值控制和变比值控制三种。 9、造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长 期存在偏差。 二、名词解释题（每小题5分）（本题15分） 1、过程控制：指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。 2、串级控制系统：值采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输入去操纵调节阀，从而对住被控变量具有更好的控制效果。 3、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。 三、简答题（每小题8分）（本题32分） 1、什么是PID，它有哪三个参数，各有什么作用?怎样控制？ 答：PID是比例-积分-微分的简称。其三个参数及作用分别为：（1）比例参数KC，作用是加快调节，减小稳态误差。（2）积分参数Ki，作用是减小稳态误差，提高无差度（3）微分参数Kd，作用是能遇见偏差变化趋势，产生超前控制作用，减少超调量，减少调节时间。 2、前馈与反馈的区别有哪些？ 答：（1）控制依据：反馈控制的本质是“基于偏差来消除偏差”，前馈控制是“基于扰动消除扰动对被控量的影响”。
最新过程控制系统考试试题汇总
精品文档过程控制系统考试试题汇总(预测) 编辑：郭长龙河南工业大学 一：填空题28分 1?过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程、测量变送等环节组成。 2.过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。 3?过程控制仪表的测量变送环节由传感器和变送器两部分组成。 4.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 5?工程中，常用引用误差作为判断进度等级的尺度。 6?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 7?调节阀按能源不同分为三类：气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀&电动执行机构本质上是一个位置伺服系统。 9 ?气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。 10. 理想流量特性有四类，分别是直线、对数、抛物线、快开。 11. 过程数学模型的求取方法有三种，分别是机理建模、试验建模、混合建模。 12?PID调节器分为模拟式和数字式两种。 13?造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长期存在偏差。 14?自动控制系统稳定运行的必要条件是：闭环回路形成负反馈。 15?DCS的基本组成结构形式是三点一线”。 二：名词解释20分 1?过程控制：指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。 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?串级控制系统：值采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输入去操纵调节阀，从而对住被控变量具有更好的控制效果。 4?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。5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。6?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。 7?分程控制系统：一个控制器的输出信号分段分别去控制两个或两个以上调节阀动作的系统称为分程控制系统。 8?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。 9?集散控制系统：是把控制技术、计算机技术、图像显示技术及通信技术结合起来，实现对生产过程的监视控制和管理的系统。 10?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。 三：简答题32分 1?什么是PID，它有哪三个参数，各有什么作用？怎样控制？ 答：PID是比例-积分-微分的简称。其三个参数及作用分别为： (1 )比例参数KC,作用是加快调节，减小稳态误差。 (2)积分参数Ki，作用是减小稳态误差，提高无差度 精品文档
过程控制试题库及答案
过程控制期末试题库 （适用于沈阳建筑大学自动化专业期末考试） 一、填空题（本题共计10分，包括3小题，10个填空，每空1分） 1．一般一个简单控制系统由（检测/变送）装置、（被控对象）、（调节）器和（执行）机构组成。 2．过程控制系统常用的参数整定方法有：（经验法）、（衰减曲线法）、（稳定边界法/临界比例度法）和（响应曲线法）。 3．在PID调节器中，调节器的Kc越大，表示调节作用（越强），Ti值越大，表示积分作用（减弱），Td值越大表示微分作用（增强）。 4．常见的过程计算机控制系统分为下列几种典型形式：（操作指导控制系统）、直接数字控制系统、（监督计算机控制系统）、（集散控制系统）和现场总线控制系统。 5．在闭环控制系统中，根据设定值的不同形式，又可分为定值控制系统，随动控制系统和程序控制系统。 1）定值控制系统 特点：设定值是（固定不变）； 作用：保证在（扰动）作用下使被控变量始终保持在设定值上。 2）随动控制系统 特点：设定值是一个（变化量）； 作用：保证在各种条件下系统的输出（及时跟踪设定值变化）。 3）程序控制系统 特点：设定值是一个（按一定时间程序变化的时间函数）； 作用：保证在各种条件下系统的输出（按规定的程序自动变化）。 6．热电偶温度计的基本组成部分部分是（热电偶）、（测量仪表）、（连接热电偶）和（测量仪表的导线）。 7．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。 8．定值控制系统是按（偏差）进行控制的，而前馈控制是按（扰动）进行控制的；前者是（闭）环控制，后者是（开）环控制。 二、选择题（本题共计10分，包括5小题，每题2分） 1.由于微分调节规律有超前作用，因此调节器加入微分作用主要是用来（C）:
过程控制系统模拟试题
过程控制系统试题 一、填空题（20'） 1、典型的过程控制系统由控制器、执行机构、被控对象和测量变送装置等环节构成。 2、对过程控制系统的基本性能要求有三点，分别为稳定性、快速性、和准确性。 3、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀、液动调节阀和电动调节阀三大类。 4、扰动通道静态放大系数越大，则系统的稳态误差越大。控制通道的静态放大系数越大，表示控制作用越灵敏，克服扰动能力越强。 5、串级控制系统主回路一般是一个定值控制系统，副回路一般是一个随动控制系统。 6、常用的解耦控制设计方法有前馈补偿解耦、反馈解耦法、对角解耦法、单位阵解耦法。 二、单项选择题（10'） 1、在过程控制系统过渡过程的质量指标中,( C )是衡量系统快速性的质量指标。 A）最大偏差B）衰减比C）振荡周期D）余差 2、下列叙述中不是串级控制系统的特点的是( C ) A．结构上由两个闭环组成B．对二次扰动有很明显的克服作用C．系统中有两个调节阀D．提高了整个系统的响应速度 3、串级控制系统系统中存在的二次扰动来源于它的（B）
A）主回路B）副回路C）主副回路都有D）不能确定 4、下面前馈控制系统中对过程的控制质量没有影响的是（D） A）控制通道放大倍数Ko B）扰动通道放大倍数Kf C）扰动通道时间常数D）扰动通道纯滞后时间 5、用于迅速启闭的切断阀或两位式调节阀应选择( A )特性的调节阀。 A、快开特性 B、等百分比特性 C、线性 D、抛物线特性 三、判断题（10'） 1、串级控制系统中应使主要和更多的干扰落入副回路。（√） 2、过程控制系统的偏差是指设定值与测量值之差。（√） 3、扰动量是作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素（×）答案：扰动量是除操纵变量外作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素。 4、对干扰通道时间常数越小越好，这样干扰的影响和缓，控制就容易。（×） 答案：时间常数越大越好，这样干扰的影响和缓，控制就容易 5、串级控制系统中主调节器以“先调”、“快调”、“粗调”克服干扰。（×）答案：串级控制系统中主调节器以“慢调”、“细调”作用，使主参数稳定在设定值上，副调节器则以“先调”、“快调”、“粗调”克服干扰。 6、测量滞后一般由测量元件特性引起，克服测量滞后的办法是在调节规律中增加积分环节。（×） 答案：微分作用能起到超前调节的作用，因此能克服纯滞后；积分作用能克服余差。
过程控制试题及标准答案
三:简答题３2分 1.什么是ＰID,它有哪三个参数，各有什么作用?怎样控制？ 答： PＩD是比例-积分-微分的简称。其三个参数及作用分别为: （1)比例参数KC,作用是加快调节，减小稳态误差。 （２)积分参数Ki，作用是减小稳态误差，提高无差度 （3）微分参数Kｄ，作用是能遇见偏差变化趋势，产生超前控制作用,减少超调量,减少调节时间。 2．正反方向判断气开气关,如何选择？Ｐ８４ 答：所谓起开式,是指当气体的压力信号增大时,阀门开大；气关式则相反,压力增大时，阀门关小。气动调节阀气开气关形式的选择,主要从工艺生产的安全来考虑的。详见例题3-5 气开气关调节阀的选择主要是从生产安全角度和工艺要求考虑的,当信号压力中断时应避免损坏设备和伤害操作人员。如阀门处于开的位置时危害性小，则应选气关式反之选用气开式。 3．控制器正反方向判断 P133 答:所谓作用方向,就是指输入作用后，输出的变化方向。当输入增加时，输出也增加，则成该环节为“正环节”,反之，当输入增加时,输出减少，则称“反作用”。具体步骤 （1）,判断被控对象的正／反作用那个方向，主要由工艺机理确定。 (2）确定执行器的正/反作用方向由安全工艺条件决定。 （3)确定广义对象的正/反作用方向 （4)确定执行器的正／反作用方向 4.串级系统方框图Ｐ17６及特点是什么? 答:特点（1）减小了被控对象的等效时间常数;(2）提高了系统工作频率;(３）对负载变化有一定的自适应能力。 ５.前馈反馈的区别有哪些? 答:（1）控制依据：反馈控制的本质是“基于偏差来消除偏差”，前馈控制是“基于扰动消除扰动对被控量的影响”。 （2）控制作用发生时间方面:反馈控制器的动作总是落后于扰动作用的发生,是一种“不及时”的控制；扰动发生后,前馈控制器及时动作。
最新过程控制期末试题及其答案
1.控制系统对检测变送的基本要求是___准确___、__迅速__和可靠 2.从理论上讲，干扰通道存在纯滞后不影响系统的控制质量。 3.离心泵的控制方案有直流节流法、改变泵的转速n 改变旁路回流量。效 率最差的是改变旁路回流量。 4.随着控制通道的增益K o的增加，控制作用___增强_______，克服干扰能力- ___最大______,最大偏差_____减小_____系统的余差减小 5.控制器的选择包括结构材质的选择、口径的选择、流量特性的选择和 正反作用的选择。 6.防积分饱和的措施有对控制器的输出限幅、限制控制器积分部分的输出 和积分切除法。 7.如果对象扰动通道增益K f增加，扰动作用__增强__,系统的余差__增大__,最 大偏差_增大___。 8.简单控制系统的组成，各部位的作用是什么？ 解答： 简单控制系统由检测变送装置、控制器、执行器及被控对象组成。 检测变送装置的作用是检测被控变量的数值并将其转换为一种特定输出信号。 控制器的作用是接受检测装置送来的信号，与给定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果送往执行器。 执行器能自动地根据控制器送来的控制信号来改变操纵变量的数值，以达到控制被控变量的目的。 被控对象是指需要控制其工艺参数的生产设备或装置 9.气动执行器由__调节__机构和执行机构两部分组成，常用的辅助装置有 __阀门__定位器和手轮机构。 10.调节系统中调节器正反作用的确定依据是保证控制系统成为负反馈。 11.被控变量是指工艺要求以一定的精度保持__恒定 _或随某一参数的变化而 变化的参数。 12.反应对象特性的参数有放大倍数、时间常数、和纯滞后时间。 13.自动调节系统常用参数整定方法有哪些？常用的参数整定方法有!经验法*衰 减曲线法*临界比例度法*反应曲线法) 动态特性参数法，稳定边界法，衰减曲线法，经验法。 14.检测变送环节对控制系统的影响主要集中在检测元件的滞后和信号传递 的滞后问题上。 15.什么是对象数学模型，获取模型的方法有哪些？ 答：对对象特性的数学描述就叫数学模型。 机理建模和实验建模系统辨识与参数估计。解析法）和（实验辨识法） 机理建模：由一般到特殊的推理演绎方法，对已知结构、参数的物理系统运用相应的物理定律或定理，根据对象或生产过程的内部机理，经过合理的分析简化而建立起描述系统各物理量动静态性能的数学模型。 实验建模步骤：1确定输入变量与输出变量信号；2测试；3对数据进行回归分析。 16.简述被控量与操纵量的选择原则。.
过程控制系统试题一
过程控制系统试题一 一、选择题(10×3分) 1、过程控制系统由几大部分组成，它们是:( c ) A.传感器、变送器、执行器 B.控制器、检测装置、执行机构、调节阀门 C. 控制器、检测装置、执行器、被控对象 D. 控制器、检测装置、执行器 2、在过程控制系统过渡过程的质量指标中, ( A )反映控制系统稳定程度的指标 A.超调量 B.衰减比 C.最大偏差 D.振荡周期 3、下面对过程的控制质量没有影响的是: ( D ) A .控制通道放大倍数K B.扰动通道放大倍数K Of C.扰动通道时间常数 D.扰动通道纯滞后时间 4、在对象特性中，( )是静特性。 A. 放大系数Κ B. 时间常数T C.滞后时间τ D.传递函数 5、选择调节参数应尽量使调节通道的( ) A.功率比较大 B.放大系数适当大 C.时间常数适当小 D.滞后时间尽量小 6、在简单控制系统中，接受偏差信号的环节是( )。 A .变送器 B. 控制器, C. 控制阀 D. 被控对象 7、下列说法正确的是( )。 A. 微分时间越长，微分作用越弱; B. 微分时间越长，微分作用越强; C. 积分时间越长，积分时间越弱; D. 积分时间越长，积分时间越强。 8、调节阀按其使用能源不同可分为( )三种。 A(电动 B(液动 C(气动 D(压动 9、打开与控制阀并联的旁路阀，会使可调比(A)。 A.变小 B.变大 C.不变 D. 为零 10、串级控制系统主、副对象的时间常数之比，T/T,( )为好，主、副回路恰能发挥其优0102
越性，确保系统高质量的运行。 A. 3,10 B. 2,8 C. 1,4 D. 1,2 二、判断题(10×2分) 1、过程控制系统中，需要控制的工艺设备(塔、容器、贮糟等)、机器称为被控对象。( ) 2、调节阀的结构形式的选择首先要考虑价格因素。( ) 3、当生产不允许被调参数波动时，选用衰减振荡形式过渡过程为宜。( ) 4、临界比例度法是在纯比例运行下进行的。通过试验，得到临界比例度δ和临界周期T，然后KK根据经验总结出来的关系，求出调节器各参数值。( ) 5、一般来说，测量变送环节的作用方向总是正的。( ) 6、均匀控制系统单从结构上看与简单控制是不同的。( ) 7、采取分程控制通常可以提高控制阀的可调比。( ) 8、积分饱和通常不影响控制系统品质。( ) 9、干扰进入调节系统的位置离调节阀越近，离测量元件越远，调节质量越好。( ) 10、串级调节系统要求对主参数和副参数均应保证实现无差控制。( ) 三、简答题(4×5分) 1、按照设定值的不同形式, 过程控制系统可分为哪几类, 2、何为控制阀的理想流量特性和工作流量特性,常用的调节阀理想流量特性有哪些, 3、前馈控制与反馈控制的区别有哪些, 4、什么叫积分饱和,在选择性控制系统中防止积分饱和的方法一般有几种, 四、(10分)某化学反应过程要求参与反应的A、B两物料保持 F:F,4:2.5AB 的比例，两物料的最大流量 3F,625m/hAmax , 3F,290m/hBmax
过程控制系统习题解答教程文件
过程控制系统习题解 答
《过程控制系统》习题解答 1-1 试简述过程控制的发展概况及各个阶段的主要特点。 答：第一个阶段 50年代前后：实现了仪表化和局部自动化，其特点： 1、过程检测控制仪表采用基地式仪表和部分单元组合式仪表 2、过程控制系统结构大多数是单输入、单输出系统 3、被控参数主要是温度、压力、流量和液位四种参数 4、控制的目的是保持这些过程参数的稳定，消除或减少主要扰动对生产过程的影响 5、过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论，主要解决单输入、单输出的定值控制系统的分析和综合问题 第二个阶段 60年代来：大量采用气动和电动单元组合仪表，其特点： 1、过程控制仪表开始将各个单元划分为更小的功能，适应比较复杂的模拟和逻辑规律相结合的控制系统 2、计算机系统开始运用于过程控制 3、过程控制系统方面为了特殊的工艺要求，相继开发和应用了各种复杂的过程控制系统（串级控制、比值控制、均匀控制、前馈控制、选择性控制） 4、在过程控制理论方面，现代控制理论的得到了应用 第三个阶段70年代以来：现代过程控制的新阶段——计算机时代，其特点： 1、对全工厂或整个工艺流程的集中控制、应用计算系统进行多参数综合控制 2、自动化技术工具方面有了新发展，以微处理器为核心的智能单元组合仪表和开发和广泛应用 3、在线成分检测与数据处理的测量变送器的应用 4、集散控制系统的广泛应用 第四个阶段 80年代以后：飞跃的发展，其特点： 1、现代控制理论的应用大大促进了过程控制的发展 2、过程控制的结构已称为具有高度自动化的集中、远动控制中心 3、过程控制的概念更大的发展，包括先进的管理系统、调度和优化等。 1-2 与其它自动控制相比，过程控制有哪些优点？为什么说过程控制的控制过程多属慢过程？
人力资源管理期末考试模拟试题参考答案
人力资源管理期末考试模拟试题参考答案 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
《人力资源管理》模拟考试题 一、名词解释（每题3分，共15分） 1、人力资源： 特定组织所拥有的能够推动其持续发展，达成组织目标的成员能力的总和。 2、人力资源规划： 是根据企业总体战略规划，通过对企业未来的人力资源需求和现在人力资源供给状况进行分析与预测，对可能的人力资源进出途径进行系统安排的过程。 3、福利： 指企业为员工提供的除金钱之外的一切物质待遇。 4、工作要素： 工作中不能再继续分解的最小动作单位。 5、绩效管理： 绩效管理即企业对绩效系统的管理过程和方法的总和。 二、选择题（请将正确答案的题号填入后面的括号内。每题1分，共20分） 1、从现实的应用形态来看，下面哪个方面不是人力资源所应包含的内容（ C ） A. 体质 B．智力 C．思想 D．技能 2、“只有真正解放了被管理者，才能最终解放管理者自己”。这句话表明现代人力资源管理把人看成什么（ A ） A．资源 B．成本 C．工具 D．物体 3、任何人都不可能是一个“万能使者”，这是针对谁来说的（ A ） A．对企业决策层 B．对人力资源管理部门 C．对一般管理者 D．对一个普通员工 4、“好吃懒做、唯利是图”，符合下面哪种关于人的假设（ A ） A．“经济人”假设 B．“社会人”假设 C．“自我实现的人”假设 D．“复杂人”假设 5、企业对新录用的员工进行的集中培训，这种方式叫做（ A ） A、岗前培训 B、在岗培训 C、离岗培训 D、业余自学 6、与“员工同甘共苦、同舟共济”，反映了人本管理哪方面的基本内容（ D ） A．人的管理第一 B．以激励为主要方式 C．积极开发人力资源 D．培育和发挥团队精神 7、当一个人的行为表现不符合社会需要时，通过制裁的方式来抑制这种行为，使其改变行为方向，这种激励是(D ) A.内激励 B.外激励 C.正激励 D.负激励 8.工作性质相同，且工作繁简难易程度、责任轻重程度以及所需人员的资格条件高低都十分相近的职位群，构成一个( A ) A.职级 B. 职等 C. 职系 D. 职类 9.员工的职务晋升、降级、转岗和工作轮换流动属于( C )