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过程控制系统试题10套

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:( )

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, ( )反映控制系统稳定程度的指标

B.衰减比

C.最大偏差

D.振荡周期 A.超调量

3、下面对过程的控制质量没有影响的是: ( )

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

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

、下列说法正确的是( 7 )。

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;

D. 积分时间越长，积分时间越强。 C. 积分时间越长，积分时间越弱;

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，T01/T02,( )为好，主、副回路恰能发挥其优越性，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δK 和临界周期TK，然后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,

B两物料保持四、(10分)某化学反应过程要求参与反应的A、

的比例，两物料的最大流量

通过观察发现A、B两物料流量因管线压力波动而经常变化。根据上述情况，要求:

1) 设计一个比较合适的比值控制系统。2)计算该比值系统的比值系数。

五、(20分)如图所示的氨冷器，用液氨冷却铜液，要求出口铜液温度恒定。为保证氨冷器内有一定的汽化空间，避免液氨带入

冰机造成事故，采用温度―液位串级控制。

1)此串级控制系统的主副被控变量各是什

么,

2) 试设计温度—液位串级控制系统完成该

控制方案(即将图示的氨冷器控制系统示意图补充完整);

3)试画出温度――液位串级控制系统的方块图;

4)确定气动调节阀的气开气关形式，并说明原因;

5)确定主副调节器的正反作用。

过程控制系统试题二

一、选择题(10×3分)

1、下列控制系统中，( )是开环控制系统。

B. 随动控制系统

C. 前馈控制系统

D. 程序控制系统 A. 定值控制系统

2、过渡过程品质指标中，余差表示( )。

A.新稳态值与给定值之差

B.测量值与给定值之差

C.调节参数与被调参数之差

D.超调量与给定值之差

3、对于一阶对象特性，通常可以用( )来表示。

A. 放大倍数K、时间常数T

B. 放大倍数K、滞后时间τ

C. 时间常数T、滞后时间τ

D. 放大倍数K、时间常数T、滞后时间τ

4、用来表征生产设备或过程运行是否正常而需要加以控制的物理量是( )

A.被控对象

B.被控变量

C.操纵变量

D.测量值

5、被控对象干扰通道具有纯迟延，对系统控制质量的影响是( );控制通道减小，对控制质量的影响是( )。

B.不利

C.没影响

D.不能确定 A.有利

6、PID调节器变为纯比例作用，则( )。

A. 积分时间置?、微分时间置?

B. 积分时间置0、微分时间置?

C. 积分时间置?，微分时间置0

D. 积分时间置0，微分时间置0

7、( )在阀芯行程比较小时，流量就比较大，随着行程的增加，流量很快地达到最大。

A. 快开流量特性

B. 线性流量特性

C. 抛物线流量特性

D. 等百分比流量特性

8、串级控制系统设计时，副参数的选择应考虑( )。

A. 使副环包括主要干扰

B. 使副环包括尽量多的干扰

C. 当对象具有非线性环节时，在设计时应使非线性环节处于副回路之中

D. 尽量使副环少或不包括纯滞后

9、开关量的输出一般不用于控制( )。

A(报警器 B(调节阀 C(指示灯 D(继电器

二、判断题(10×2分)

1、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。( )

2、对一个系统总是希望能够做到余差小，最大偏差小，调节时间短，回复

快。

( )

3、调节系统投运时，当调节器的测量值与设定值相等(即无偏差)时，就可进

行手、自动切换操作。( )

4、串级调节系统可以用于非线性对象，且负荷变化又较大的场合，用于改善

对象特性。 ( )

5、电动执行机构是由电动机带动减速装置，在电信号的作用下产生直线运动

和角度旋转运动。 ( )

6、自动控制系统中，静态或稳态是指被控过程的各个参数对时间的变化基本

为0。( )

7、均匀控制系统的调节器参数整定可以与定值控制系统的整定要求一样。

( )

8、在燃烧比值控制系统中，燃料是从动量，空气是主动量。( )

9、测量过程可能有误差，也可能没有误差。( )

10、任何形式的计算机控制系统的软件都包含系统软件与应用软件。( )

三、简答题(4×5分)

1、单回路过程控制系统有哪些基本组成部分,各部分的作用是什么,试画出结

构图。

2、什么是衰减曲线法,有何特点,

3、前馈控制适用于什么场合,为什么它常与反馈控制构成前馈,反馈控制系统,

4、何谓分程控制系统,设置分程控制系统的目的是什么,

四、(10分)甲的正常流量为240Kg/h，仪表量程为0-360Kg/h;乙的常用流量为120Nm3/h，仪表量程为0-240Nm3/h，设计控乙的单闭环比值控制系统，画出流程图并计算引入开方运算设置的比值系数。

五、(20分)某内进行放热反应，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，且冷却水压力、温度波动较大，故设置控制系统如图所示。

1) 这是什么类型的控制系统,说明其主变量和副变量是什么,

2) 试画出其方块图;

3)选择调节阀的气开、气关型式;

4)选择调节器的正、反作用;

5)如主要干扰是冷却水的温度波动，试简述其控制过程;

过程控制系统试题三

一、选择题(10×3分)

1、闭环控制系统是根据( )信号进行控制的。

A.被控量

B.偏差

C.扰动

2、衡量控制准确性的质量指标是( )。

A.衰减比

B.过渡过程时间

C.最大偏差

3、对象特性的实验测取常用的方法是( )。

A.阶跃响应曲线法

B.频率特性法

C.比例积分法二乘法

4、被调参数选择应遵循的原则是( )。 D.给定值 D.余差 D(最小

A.能代表工艺操作指标或能反映工艺操作状态

B.可测并有足够大的灵敏度

C.独立可控

D.尽量采用直接指标

5、需要知道对象的动态特性，才能进行参数整定的工程方法是( )。

A.临界比例带法

B.衰减曲线法

C.响应曲线法

D.经验凑试法

6、下列不正确的说法是( )。

A. 调节器是控制系统的核心部件

B.调节器根据设定值和测量值偏差进行

PID运算

C. 调节器设有自动和手动控制功能

D.数字调节器可直接接收4,20mA电流输入信号

7、在过程控制系统中，若使控制变量最终不存在余差，系统本身已经稳定裕量充足应选用( )

A.比例控制器

B.比例积分控制器

C.比例微分控制器

D. 比例积分微分控制器

8、用于迅速启闭的切断阀或两位式调节阀应选择( )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

9、调节具有腐蚀性流体，可选用( )阀。

A.单座阀

B.双座阀

C.蝶阀 D(隔膜阀

10、在串级控制系统中，主、副控制器设定值的类型分别为( )。

A. B.外设定， D.外设定，外设定

二、判断题(10×2分)

1、在闭环控制系统中，按照设定值的情况不同，可分为定值控制系统、前馈控制系统、程序控制系统。( )

2、放大倍数K取决于稳态下的数值，是反映静态特性的参数。( )

3、时间常数越小，被控变量的变化越慢，达到新的稳态值所需的时间也越长。

( )

4、由调节器输出至被调参数间的所有环节称为干扰通道。( )

5、干扰通道的纯滞后也会影响控制系统的品质。( )

6、一般储槽的液位控制系统中，对液位控制要求不高，允许余差的存在。

( )

7、某控制系统采用气动调节阀，要求气源中断时却断阀门以保证系统安全，则应该选用气关阀。( )

8、串级控制系统包含主要扰动的通常是主环。( )

9、在生产过程中起主导作用的物料流量一般选为主流量。( )

10、在现场总线控制系统中，控制功能的实习可以集成在调节阀中。( )

三、简答题(4×5分)

1、什么是控制系统的静态与动态,为什么说研究控制系统的动态比其静态更有意义,

2、什么是被控量,简述被控量的选择原则。

3、什么是前馈控制系统?它有什么特点?

4、什么是选择性控制系统,请画出其典型方块图，并说明工作原理。

四、(10分)某过程控制通道作阶跃实验，输入信号Δu,50，其记录数据见表

1)用一阶加纯时延近似该过程的传递函数，求K0

、T0、和τ0值。 2)用动态响应曲线法整定调节器的PI参数(取ρ,1，

φ,0.75)。五、(20分)图为加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统。工艺要求一旦发生重大事故，立即切断原料的供应。

1)画出控制系统的组成框图;

2)确定调节阀的流量特性气开、气关形式;

3)确定主副调节器的控制规律及其正反作用方式。

过程控制系统试题四

一、选择题(10×3分)

1、在过程控制系统中,系统的设定值保持不变的系统属于( )

A.随动系统

B.定值系统

C.程序系统

D.非线性系统

2、( )不是典型过渡过程的基本形式。

A. 发散振荡过程

B.等幅振荡过程

C. 随机振荡过程

D. 非周期衰减过程

3、双容对象特性与单容对象特性相比增加了( )。

A. 纯滞后

B. 传送滞后

C. 测量滞后

D.容量滞后

4、调节阀接受调节器发出的控制信号，把( )控制在所要求的范围 B.被控变量 C. 扰动量 D. 偏差

5、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( )。

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;

C. 克服调节对象的惯性滞后(时间常数T)、容量滞后τC;

D. 克服调节对象的容量滞后τC。

6、调节阀经常在小开度下工作时，宜选用( )特性。

A.快开 B(等百分比 C.线性 D.抛物线

7、某工况需要两种介质进行配比进反应器，调节阀需选用( )。

A.球阀

B.直通单座调节阀

C.三通阀 D(蝶阀

8、蒸发器的浓度控制可以用物料的( )来代替浓度进行调节。

A(温度 B(压力 C(流量 D.液位

9、串级调节系统主调节输出信号送给( )。

A(调节阀 B(副调节器 C. 变送器 D. 主对象

10、关于均匀调节系统和常规调节系统的说法正确的是( )。

A(结构特征不同 B(控制目的不同

C(调节规律相同 D(调节器参数整定相同

二、判断题(10×2分)

1、过程控制系统的偏差是指设定值与测量值之差。( )

2、比例调节过程的余差与调节器的比例度成正比，比例度越大则余差越大。

( )

3、自动调节系统干扰通道放大倍数越大，则超调量越大;调节通道放大倍数越大，则超调量越小。( )

4、积分作用可消除余差，但要求用在对象时间常数较小，系统负荷变化较小的控制过程中。( )

5、化工过程中，通常温度控制对象时间常数和滞后时间都较短。( )

6、对于气动阀门定位器只要改变波纹管的安装位置，就可实现正反作用的转换。

( )

7、串级控制系统在选择副被控变量时，要使得主、副对象的时间常数不能太接近。( )

8、在单闭环比值控制系统中，主物料流量和从物料流量均可调节。( )

9、选择性控制系统是一种软保护控制方法。( )

10、与连续PID控制算法相比，离散PID控制算法不够及时。( )

三、简答题(4×5分)

1、什么操纵量,简述操纵量的选择原则。

2、什么是临界比例度法,有何特点,

3、什么叫前馈控制,为什么纯前馈控制在生产过程中很少采用,将被控变量的

一个或多个

4、什么是分程控制系统?主要应用在什么场合?

四、(10分)某过程在阶跃扰动量Δu,20,，其液位过程阶跃响应数据见下表:

1)画出液位h的阶跃响应曲线

2)求液位过程的数学模型

五、(20分)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。

过程控制系统试题五

一、选择题(10×3分)

，即设定值按预定的时间程序变化，被控 1、( )设定值是已知的时间函数参数自动跟踪设定值。

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

2、在阶跃扰动作用下，过程控制系统的过渡过程出现的形式如下，( )是一种稳定控制系统

A.发散振荡过程

B.等幅振荡过程

C.衰减振荡过程

D.非振荡发散过程

3、受控制器的操纵，使被控变量保持在设定值的物理量是( )

A.被控对象

B.操纵变量

C.测量值

D.设定值

4、在过程控制系统中，既能使控制变量不存在余差，又要使系统具有超前性控制应选用( )控制规律。

A. P

B. PI

C. PID

D. PD

5、控制阀的理想流量特性取决于( )。

A.配管情况

B.阀座形状

C. C值大小

D. 阀芯形状

6、控制阀所能控制的最大流量与最小流量之比，称控制阀的( )。

A.流量特性

B.理想范围

C.可调比;

D.实际特性

7、利用换热器对冷物料进行加热。进人换热器的载热体压力不稳可以采用( )调节系统。

A.压力 B(温度一压力串级 C(温度 D.压力一温度串级

8、串级控制系统参数整定步骤应为( )。

A. 先主环，后副环

B.先副环后主环

C.只整定副环

D.没有先后顺序

9、单纯的前馈系统是一种能对( )进行补偿的控制系统。

A.给定值与测量值之差

B.被控变量的变化

C.干扰量的变化

D.操纵量的变化

10、对于选择性控制系统，下列说法哪一个不正确( )

A.选择性控制系统是对生产过程进行安全软限控制。

B.在生产过程程要发生危险时选择性控制系统可以采取联锁动作，使生产硬性停车。

C.选择性控制系统可以有两个控制回路，其中一个控制回路工作，另一个控制回路处于开环状态。

D.选择性控制系统用选择器进行控制。

二、判断题(10×2分)

1、在一个定值控制系统中，被控变量不随时间变化的平衡状态，也即被控变量变化率等于零的状态，称为系统的动态。( )

2、对象特性时间常数越长，则过程反应越快，易引起较长的过渡时间。( )

3、控制通道纯滞后时间长，将使系统超调量增加，干扰通道中纯滞后对调节品质没有影响。 ( )

4、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。( )

5、执行器除了能够控制压力、温度、流量外，还能够在装置的安全方面起着重要作用。( )

6、串级调节系统可以用于改善纯滞后时间较长的对象，有超前作用。( )

7、串级控制系统中主调节器以”先调”、“快调”、“粗调”克服干扰。( )

8、在双闭环比值控制系统中，主物料流量和从物料流量均可调节。( )

9、分程控制系统的设计目的是减小可调比( )

10、模糊控制属于智能控制。( )

三、简答题(4×5分)

1、什么是阀门定位器,电气阀门定位器有哪些作用。

2、临界比例度的意义是什么,为什么工程上控制器所采用的比例度要大于临界比例度,

3、串级控制系统中主、副变量应如何选择,

4、什么是均匀控制系统,它有何特点,

四、(10分)在某生产过程中，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，故设计图所示温度控制系统流程图，画出控制框图，指出被控过程、被控参数和控制参数。确定调节阀的流量特性、气开、气关形式和调节器控制规律及其正、反作用方式。

五、(20分)某化学反应过程要求参与反应的A、B两物料保持 F

的比例，两物料的最大流量 ,。通过观察发现A、

B两物料流量因管线压力波动而经常变化。根据上述情况，要求:

1)设计一个比较合适的比值控制系统。2)计算该比值系统的比值系数。

3)在该比值系统中，比值系数应设置于何处,设置值应该是多少(假定采用DDZ-III型仪表)。

4)选择该比值控制系统控制阀的开闭形式及控制器的正、反作用。

过程控制系统试题六

一、选择题(10×3分)

1、( )设定值是未知的时间函数，即设定值随时间任意变化。

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

2、在一阶过程控制系统中, ( )决定了系统在响应结束时的稳定性能

A.时间常数T

B.输入值

C.延迟时间

D.放大系数K

3、被控变量的测量值就是( )环节输出的信号。

A.控制阀

B.控制器

C.被控对象

D.变送器

4、某控制系统采用比例积分作用调节器。某人用先比例后加积分的凑试法来整定调节器的参数。若比例带的数值已基本合适，再加入积分作用的过程中，则( )

A.应适当减少比例带

B.适当增加比例带

C.无需改变比例带

D.与比例带无关

5、阀门定位器可以改变调节阀的( )。

A.可调比

B.流量特性

C.最大流量

D.开关形式

6、利用换热器对冷物料进行加热。进人换热器的蒸汽压力有波动，将会影响调节质量，可以采用( )调节系统。

A(温度 B.温度,压力串级 C(压力 D.前馈,反馈

7、一个设计好的控制系统一般投运步骤是( )。

A. 人工操作、手动遥控、自动控制

B. 手动遥控、自动控制

C.自动控制

D. 无固定要求

8、在单回路控制中，控制阀的结构形式的选择很重要，在高压差时选用( )

A.角形控制阀

B.隔膜控制阀

C.三通控制阀

D.蝶阀

9、关于串级控制系统，正确的说法是( )。

A. 是两个单回路控制系统的串联

B. 串级系统的副回路是一个随动系统

C. 主回路是一个定值系统

D. 有两个闭合回路

10、对于串级均匀控制系统的控制目的，下列说法哪一个正确( )。

A.串级均匀控制系统只稳定主变量，对副变量没要求。

B.串级均匀控制系统的主、副变量都比较平稳，在允许范围 )

2、进行单容对象特性测试时，改变出水口阀开度的大小，不影响对象的时间

常数和放大倍数。( )

3、对象的时间常数与阻力成正比，与容量也成正比。( )

4、对纯滞后大的调节对象，为克服其影响，可引入微分调节作用来克服。( )

5、微分作用通常不能单独使用是因为微分作用太超前。( )

6、目前调节阀主要有线性、等百分比、快开、抛物线4种流量特性。( )

7、串级控制系统的副环可以等效为一个反作用环节。( )

8、为了实现系统的硬保护，可设计选择性控制系统。( )

9、若设计双闭环比值系统，则要求两种物料中至少有一种流量是可控的。( )

10、数字式显示仪表具有精度高、功能全、速度快、可与计算机配合等优点。

( )

三、简答题(4×5分)

1、什么是调节器的控制规律,基本控制规律有哪几种,各有什么特点,

、串级控制系统有哪些特点,主要使用在哪些场合, 2

3、简述经验凑试法及其特点,经验凑试法整定控制器参数的关键是什么,

4、什么叫分程控制,根据两个阀的不同动作可以分为哪四种情况，以图说明。

四、(10分)下图为液位控制系统原理图。生产工艺要求汽包水位一定必须稳

定。画出控制系统框图，指出被控过程、被控参数和控制参数。确定调节阀的流量

特性、气开、气关形式和调节器的控制规律及其正反作用方式。

五、(20分)

其比值用DDZ-III型乘法器来实现。

已知F，F。

要求:

1) 画出该系统方块图。

2)若已知求该比值系统的比值K=, 18mA

比值系数

10mA3)待该比值系统稳定时，测，试计算此时

过程控制系统试题七

一、选择题(10×3分)

1、引起被调参数偏离给定值的各种因素称( )。

A.调节

B.扰动

C.反馈

D.给定

2、控制器加入微分作用是为了克服被控对象的( )。

A.惯性滞后、容量滞后

B.纯滞后

C.惯性滞后、纯滞后

D.容量滞后、纯滞后

3、只允许流体向一个方向流动的阀门是( )。

A(调节阀 B(闸阀 C(蝶阀 D.止回阀

4、典型衰减振荡过程曲线最佳衰减比为( )。

A. 4:1

B. 10:1

C. 4:1,10:1

D. 2:1,10:1

5、单回路定值调节系统的静态是指( )。

A.调节阀开度为零，调节器偏差为零

B.调节器偏差为恒定值，调节阀开度非

恒定值

C. 调节器偏差为零，调节阀开度为50,

D.调节器偏差为零，调节阀开度稳定

6、描述对象特性的参数有( )。

A. R

B. T

C. K

D. C

7、串级控制系统主回路是( )控制系统，副回路是( )控制系统。

A. 比值

B. 定值

C. 分程

D. 随动

8、均匀调节系统中，对前后两个产生矛盾参数的调节要达到一定目的，下面

哪种说法不正确( )。

A.两个参数都要变化

B.变化要求缓慢

C.要保证主要参数不变化

D.要在一定范围之 )属于开关量。

A(温度 B(流量 C(压力 D(电机起、停

二、判断题(10×2分)

1、按控制系统的输出信号是否反馈到系统的输入端可分为开环系统和闭环系

统。

( )

2、时间常数越小，对象受干扰后达到稳定值所需时间越短。( )

3、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。( )

4、控制阀的理想流量特性是指阀的前后差压保持不变时的流量特性，而阀门

制造商提供的是实际流量特性。( )

5、控制系统中控制阀的作用方向选择主要是使得控制系统实现闭环负反馈。

( )

6、串级控制系统中主调节器以“先调”、“快调”、“粗调”克服干扰。 ( )

7、若设计双闭环比值系统，则要求两种物料的流量都是可控的。( )

8、流通能力十分接近的线性阀不能用于分程控制系统。( )

9、Smith预估控制是克服对象纯滞后影响的一种有效方法。( )

10、集散控制系统的基本特点是彻底分散控制，集中管理。( )

三、简答题(4×5分)

1、过程控制系统中常用的控制规律及其特点。

2、什么是调节阀的可调比,串联或并联管道时会使实际可调比如何变化,

3、什么叫串级控制系统,请画出串级控制系统的典型方块图。

4、什么是生产过程的软保护措施?如何实现,与硬保护措施相比，软保护措施有什么优点?

四、(10分)在硝酸生产过程中有一氧化工序，其任务是将氨氧化成一氧化氮。为了提高氧化率，要求维持氨与氧的比例为2:1。该比值控制系统采用如图所示的结构形式。已知氧max氨max，。画出由氨流量做主流量的单闭环比值控制系统，试求比值系数K=,

五、(20分)如图所示为聚合釜温度控制系统。冷却水通入夹套’

过程控制系统试题八

一、选择题(10×3分)

1、依据所测物理量的不同, 控制系统可分为( )。

A.压力控制系统、物位控制系统、流量控制系统、温度控制系统等

B.指示型、记录型、讯号型、远传指示型、累积型等

C.离散型和连续型

D.以上都不对

2、化学反应器最重要的被控制变量是( )。

B.反应温度

C.进料流量

D.出料流量 A.反应压力

3、在简单的控制系统中，扰动主要针对( )环节。

A.测量变送

B.控制器

C.控制阀

D.被控对象

4、控制器环节在PID特性的选择上，必须有( )特性。

A. P

B.I

C. D

D. P和I

5、调节系统中调节器正、反作用的确定是根据:( )

A(实现闭环回路的正反馈。 B(实现闭环回路的负反馈。

C(系统放大倍数恰到好处 D(生产的安全性。

6、控制阀为气关形式就是( )

A.无信号，阀关

B.无信号，阀开

C.信号增大，开度增大

D.信号增大，开度减小

7、调节阀前后压差较小，要泄漏量较小，一般可选( )阀。

A.套筒阀

B.单座阀

C.隔膜阀

D.蝶阀

8、经验凑试法的关键是“看曲线，调参数”。在整定中，观察到曲线最大偏差大且趋于非周期过程时，需把比例度( )。

A. 增大

B.减少

C.减到最小

D.置0

9、串级控制系统副回路工作频率要求比主回路工作频率( )。

A(高 B.低 C.稳定 D.不变

10、对于对象的纯滞后时间较大，时间常数特别大的应采用( )控制。

A.分程控制

B.前馈控制

C.均匀控制

D.比值控制

二、判断题(10×2分)

1、对于控制通道来说希望τ越大越好，而对扰动通道来说希望τ适度小点好。

( )

2、对象的时间常数都由阻力与容量所决定，一个对象当系统阻力不变时，时

间常数T和容量系数C成正比。容量系数越大，时间常数也越大。( )

3、采用PID调节器不能克服对象纯滞后。 ( )

4、当阀体直立，阀杆下移时，阀芯与阀座间的流通面积减小的称为正装。( )

5、串级控制系统起主导作用的参数是主参数，稳定主导参数的辅助参数叫副

参数。( )

6、控制系统中控制阀的作用方向选择主要是使得控制系统实现闭环负反馈。

( )

7、若设计单闭环比值系统，则要求两种物料中至少有一种流量是可控的。( )

8、分程控制系统可以增大系统的可调比。( )

9、流通能力十分接近的线性阀可以用于分程控制系统。( )

10、集散控制系统由分散过程监控装置、集中操作管理装置和通信系统3大部分组成。( )

三、简答题(4×5分)

1、什么是控制器的“积分饱和”现象?产生积分饱和的条件是什么,

2、某流量调节系统，调节阀是对数特性，在满负荷生产时，测量曲线平直，

改为半负荷生产时，曲线漂浮，不容易回到给定值，是何原因,怎样才能使曲线在给定值上稳定下来,

3、什么是比值控制系统,用除法器组成比值系统与用乘法器组成比值系统有何不同之处,

4、均匀控制的目的是什么,均匀控制系统调节器参数的整定方法。

四、(10分) 有一个比值控制系统如右图所示。图中k为一系数。若已知

k=2，

,， K=?

过程控制系统实验报告材料(最新版)

实验一、单容水箱特性的测试一、实验目的 1. 掌握单容水箱的阶跃响应的测试方法，并记录相应液位的响应曲线。 2. 根据实验得到的液位阶跃响应曲线，用相关的方法确定被测对象的特征参数T和传递函数。二、实验设备 1. THJ-2型高级过程控制系统实验装置 2. 计算机及相关软件 3. 万用电表一只三、实验原理图2-1单容水箱特性测试结构图由图2-1可知，对象的被控制量为水箱的液位H，控制量（输入量）是流入水箱中的流量Q1，手动阀V1和V2的开度都为定值，Q2为水箱中流出的流量。根据物料平衡关系，在平衡状态时 Q1-Q2=0 (1)

动态时，则有 Q1-Q2=dv/dt (2) 式中 V 为水箱的贮水容积，dV/dt为水贮存量的变化率，它与 H 的关系为 dV=Adh ,即dV/dt=Adh/dt (3) A 为水箱的底面积。把式(3)代入式(2)得 Q1-Q2=Adh/dt (4) 基于Q2=h/RS，RS为阀V2的液阻,则上式可改写为 Q1-h/RS=Adh/dt 即 ARsdh/dt+h=KQ1 或写作 H(s)K/Q1(s)=K/(TS+1) (5) 式中T=ARs,它与水箱的底积A和V2的Rs有关:K=Rs。式(5)就是单容水箱的传递函数。对上式取拉氏反变换得 (6) 当t—>∞时,h(∞)=KR0 ,因而有K=h(∞)/R0=输出稳态值/阶跃输入当 t=T 时，则有 h(T)=KR0(1-e-1)=0.632KR0=0.632h(∞)

式(6)表示一阶惯性环节的响应曲线是一单调上升的指数函数，如图 2-2 所示。当由实验求得图2-2所示的阶跃响应曲线后,该曲线上升到稳态值的63%所对应的时间,就是水箱的时间常数T。该时间常数 T也可以通过坐标原点对响应曲线作切线，切线与稳态值交点所对应的时间就是时间常数T,由响应曲线求得K和T后,就能求得单容水箱的传递函数。如果对象的阶跃响应曲线为图2-3,则在此曲线的拐点D处作一切线，它与时间轴交于B点,与响应稳态值的渐近线交于A点。图中OB即为对象的滞后时间τ,BC为对象的时间常数T,所得的传递函数为：四、实验内容与步骤 1．按图2-1接好实验线路,并把阀V1和V2开至某一开度,且使V1的开度大于V2的开度。 2．接通总电源和相关的仪表电源,并启动磁力驱动泵。

过程控制系统习题答案

什么是过程控制系统？其基本分类方法有哪几种？过程控制系统通常是指连续生产过程的自动控制，是自动化技术中最重要的组成部分之一。基本分类方法有：按照设定值的形式不同【定值，随动，程序】；按照系统的结构特点【反馈，前馈，前馈-反馈复合】。热电偶测量的基本定律是什么？常用的冷端补偿方式有哪些均质材料定律：由一种均匀介质或半导体介质组成的闭合回路中，不论截面和长度如何以及沿长度方向上的温度分布如何，都不能产生热电动势，因此热电偶必须采用两种不同的导体或半导体组成，其截面和长度大小不影响电动势大小，但须材质均匀；中间导体定律：在热电偶回路接入中间导体后，只要中间导体两端温度相同，则对热电偶的热电动势没有影响；中间温度定律：一支热电偶在两接点温度为t 、t0 时的热电势，等于两支同温度特性热电偶在接点温度为t 、ta和ta、t0时的热电势之代数和。只要给出冷端为0℃时的热电势关系，便可求出冷端任意温度时的热电势,即由于冷端温度受周围环境温度的影响，难以自行保持为某一定值，因此，为减小测量误差，需对热电偶冷端采取补偿措施，使其温度恒定。冷端温度补偿方法有冷端恒温法、冷端补偿器法、冷端温度校正法和补偿导线法。为什么热电阻常用三线制接法？试画出其接线原理图并加以说明。电阻测温信号通过电桥转换成电压时，热电阻的接线如用两线接法，接线电阻随温度变化会给电桥输出带来较大误差，必须用三线接法，以抵消接线电阻随温度变化对电桥的影响。对于DDZ－Ⅲ型热电偶温度变送器，试回答：变送器具有哪些主要功能？变送器的任务就是将各种不同的检测信号转换成标准信号输出。什么是变送器零点、零点迁移调整和量程调整？热电偶温度变送器的输入电路主要是在热电偶回路中串接一个电桥电路。电桥的功能是实现热电偶的冷端补偿和测量零点的调整。

过程控制系统复习题

过程控制系统复习题 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

过程控制系统复习题一.选择题（每题2分，共10题，共20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. 在简单控制系统中，接受偏差信号的环节是( B )。 A .变送器 B. 控制器, C. 控制阀 D. 被控对象 3. 串级控制系统主、副对象的时间常数之比，T01/T02＝( )为好，主、副回路恰能发挥其优越性，确保系统高质量的运行。 A. 3～10 B. 2～8 C. 1～4 D. 1～2 4. 过渡过程品质指标中，余差表示( )。 A.新稳态值与给定值之差 B.测量值与给定值之差 C.调节参数与被调参数之差 D.超调量与给定值之差调节器变为纯比例作用，则( )。 A. 积分时间置∞、微分时间置∞ B. 积分时间置0、微分时间置∞ C. 积分时间置∞，微分时间置0 D. 积分时间置0，微分时间置0 6.( )在阀芯行程比较小时，流量就比较大，随着行程的增加，流量很快地达到最大。 A. 快开流量特性 B. 线性流量特性 C. 抛物线流量特性 D. 等百分比流量特性 7.闭环控制系统是根据( )信号进行控制的。 A.被控量 B.偏差 C.扰动 D.给定值 8.衡量控制准确性的质量指标是( )。 A.衰减比 B.过渡过程时间 C.最大偏差 D.余差

9.对象特性的实验测取常用的方法是( )。 A.阶跃响应曲线法 B.频率特性法 C.比例积分法 D．最小二乘法 10.用于迅速启闭的切断阀或两位式调节阀应选择( )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 11.调节具有腐蚀性流体，可选用( )阀。 A.单座阀 B.双座阀 C.蝶阀 D．隔膜阀 12.调节阀接受调节器发出的控制信号，把( )控制在所要求的范围内，从而达到生产过程的自动控制。 A. 操纵变量 B.被控变量 C. 扰动量 D. 偏差 13.串级调节系统主调节输出信号送给( )。 A．调节阀 B．副调节器 C. 变送器 D. 主对象 14.在阶跃扰动作用下，过程控制系统的过渡过程出现的形式如下，( )是一种稳定控制系统 A.发散振荡过程 B.等幅振荡过程 C.衰减振荡过程 D.非振荡发散过程 15. 串级控制系统参数整定步骤应为( )。 A. 先主环，后副环 B.先副环后主环 C.只整定副环 D.没有先后顺序 16. 引起被调参数偏离给定值的各种因素称( )。 A.调节 B.扰动 C.反馈 D.给定 17.依据所测物理量的不同, 控制系统可分为( )。 A.压力控制系统、物位控制系统、流量控制系统、温度控制系统等 B.指示型、记录型、讯号型、远传指示型、累积型等 C.离散型和连续型

过程控制实验报告

过程控制实验实验报告班级:自动化1202 姓名:杨益伟学号:120900３21 2015年１0月信息科学与技术学院实验一过程控制系统建模作业题目一: 常见得工业过程动态特性得类型有哪几种?通常得模型都有哪些？在Ｓimｕlｉnｋ中建立相应模型,并求单位阶跃响应曲线、答:常见得工业过程动态特性得类型有:无自平衡能力得单容对象特性、有自平衡能力得单容对象特性、有相互影响得多容对象得动态特性、无相互影响得多容对象得动态特性等。通常得模型有一阶惯性模型,二阶模型等、单容过程模型 1、无自衡单容过程得阶跃响应实例已知两个无自衡单容过程得模型分别为与,试在Siｍulinｋ中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。 Simuｌinｋ中建立模型如图所示: 得到得单位阶跃响应曲线如图所示:

2、自衡单容过程得阶跃响应实例已知两个自衡单容过程得模型分别为与,试在Sｉmulinｋ中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。Ｓimulink中建立模型如图所示: 得到得单位阶跃响应曲线如图所示:

多容过程模型 3、有相互影响得多容过程得阶跃响应实例已知有相互影响得多容过程得模型为,当参数, 时,试在Ｓiｍｕlink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线在Ｓimｕlink中建立模型如图所示:得到得单位阶跃响应曲线如图所示:

4、无相互影响得多容过程得阶跃响应实例已知两个无相互影响得多容过程得模型为(多容有自衡能力得对象)与(多容无自衡能力得对象),试在Simuｌink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。在Simuｌink中建立模型如图所示: 得到得单位阶跃响应曲线如图所示:

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

杭电《过程控制系统》实验报告

实验时间：5月25号序号：杭州电子科技大学自动化学院实验报告课程名称：自动化仪表与过程控制实验名称：一阶单容上水箱对象特性测试实验实验名称：上水箱液位PID整定实验实验名称：上水箱下水箱液位串级控制实验指导教师：尚群立学生姓名：俞超栋学生学号：09061821

实验一、一阶单容上水箱对象特性测试实验一．实验目的（1）熟悉单容水箱的数学模型及其阶跃响应曲线。（2）根据由实际测得的单容水箱液位的阶跃响应曲线，用相关的方法分别确定它们的参数。二．实验设备 AE2000型过程控制实验装置，PC机，DCS控制系统与监控软件。三、系统结构框图单容水箱如图1-1所示： Q2 图1-1、单容水箱系统结构图四、实验原理阶跃响应测试法是系统在开环运行条件下，待系统稳定后，通过调节器或其他操作器，手动改变对象的输入信号（阶跃信号），同时记录对象的输出数据或阶跃响应曲线。然后根据已给定对象模型的结构形式，对实验数据进行处理，确定模型中各参数。图解法是确定模型参数的一种实用方法。不同的模型结构，有不同的图解方法。单容水箱对象模型用一阶加时滞环节来近似描述时，常可用两点法直接求取对象参数。如图1-1所示，设水箱的进水量为Q1，出水量为Q2，水箱的液面高度为h，出水阀

h1( t ) h1(∞ ) 0.63h1(∞) 0 T V 2固定于某一开度值。根据物料动态平衡的关系，求得：在零初始条件下，对上式求拉氏变换，得：式中，T 为水箱的时间常数（注意：阀V 2的开度大小会影响到水箱的时间常数），T=R 2*C ，K=R 2为单容对象的放大倍数，R 1、R 2分别为V 1、V 2阀的液阻，C 为水箱的容量系数。令输入流量Q 1 的阶跃变化量为R 0，其拉氏变换式为Q 1（S ）=R O /S ，R O 为常量，则输出液位高度的拉氏变换式为：当t=T 时，则有： h(T)=KR 0(1-e -1)=0.632KR 0=0.632h(∞) 即 h(t)=KR 0(1-e -t/T ) 当t —>∞时，h （∞）=KR 0，因而有 K=h （∞）/R0=输出稳态值/阶跃输入式（1-2）表示一阶惯性环节的响应曲线是一单调上升的指数函数，如图1-2所示。当由实验求得图1-2所示的阶跃响应曲线后，该曲线上升到稳态值的63%所对应时间，就是水箱的时间常数T ，该时间常数T 也可以通过坐标原点对响应曲线图 1-2、阶跃响应曲线

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”。

过程控制系统习题答案

什么是过程控制系统？其基本分类方法有哪几种？过程控制系统一般是指连续生产过程的自动控制，是自动化技术中最重要的组成部分之一。基本分类方法有：按照设定值的形式不同【定值，随动，程序】；按照系统的结构特点【反馈，前馈，前馈-反馈复合】。热电偶测量的基本定律是什么？常见的冷端补偿方式有哪些均质材料定律：由一种均匀介质或半导体介质组成的闭合回路中，不论截面和长度如何以及沿长度方向上的温度分布如何，都不能产生热电动势，因此热电偶必须采用两种不同的导体或半导体组成，其截面和长度大小不影响电动势大小，但须材质均匀；中间导体定律：在热电偶回路接入中间导体后，只要中间导体两端温度相同，则对热电偶的热电动势没有影响；中间温度定律：一支热电偶在两接点温度为t 、t0 时的热电势，等于两支同温度特性热电偶在接点温度为t 、ta和ta、t0时的热电势之代数和。只要给出冷端为0℃时的热电势关系，便可求出冷端任意温度时的热电势,即由于冷端温度受周围环境温度的影响，难以自行保持为某一定值，因此，为减小测量误差，需对热电偶冷端采取补偿措施，使其温度恒定。冷端温度补偿方法有冷端恒温法、冷端补偿器法、冷端温度校正法和补偿导线法。为什么热电阻常见三线制接法？试画出其接线原理图并加以说明。

电阻测温信号经过电桥转换成电压时，热电阻的接线如用两线接法，接线电阻随温度变化会给电桥输出带来较大误差，必须用三线接法，以抵消接线电阻随温度变化对电桥的影响。对于DDZ－Ⅲ型热电偶温度变送器，试回答：变送器具有哪些主要功能？变送器的任务就是将各种不同的检测信号转换成标准信号输出。什么是变送器零点、零点迁移调整和量程调整？热电偶温度变送器的输入电路主要是在热电偶回路中串接一个电桥电路。电桥的功能是实现热电偶的冷端补偿和测量零点的调整。大幅度的零点调整叫零点迁移。实用价值是：有些工艺的参数变化范围很小，例如，某设备的温度总在500～1000度之间变化。如果仪表测量范围在0 ～1000度之间，则500℃以下测量区域属于浪费。因为变送器的输出范围是一定的。可经过零点迁移，配合量程调整，使仪表的测量范围在500～1000℃之间，可提高测量精度。

过程控制系统仿真实验指导

过程控制系统Matlab/Simulink 仿真实验实验一过程控制系统建模 ............................................................................................................. 1 实验二 PID 控制 ............................................................................................................................. 2 实验三串级控制 ............................................................................................................................. 6 实验四比值控制 ........................................................................................................................... 13 实验五解耦控制系统 . (19) 实验一过程控制系统建模指导内容：（略）作业题目一：常见的工业过程动态特性的类型有哪几种？通常的模型都有哪些？在Simulink 中建立相应模型，并求单位阶跃响应曲线。作业题目二：某二阶系统的模型为2 () 22 2n G s s s n n ?ζ??= ++，二阶系统的性能主要取决于ζ，n ?两个参数。试利用Simulink 仿真两个参数的变化对二阶系统输出响应的影响，加深对二阶系统的理解，分别进行下列仿真：（1）2n ?=不变时，ζ分别为0.1, 0.8, 1.0, 2.0时的单位阶跃响应曲线；（2）0.8ζ=不变时，n ?分别为2, 5, 8, 10时的单位阶跃响应曲线。

过程控制系统与仪表习题答案汇总 (1)

第1章过程控制 1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？解：1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富3．控制多属慢过程参数控制4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式5．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？解：过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。组成：由被控过程和过程检测控制仪表（包括测量元件，变送器，调节器和执行器）两部分组成。 1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？解：分类方法说明：按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（P）控制、比例积分（PI）控制，比例、积分、微分（PID）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。

通常分类：1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统（2）随动控制系统（3）程序控制系统 2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统（2）前馈控制系统（3）前馈—反馈复合控制系统 1-5 什么是定值控制系统解：在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。 1-6 什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？解：被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。 1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控制系统得性能时更关注其动态特性？解：稳态：对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能达到一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都处于相对静止状态，这种状态称为稳态（或静态）。动态：从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作，到整个系统又建立新的稳态（达到新的平衡）、调节过程结束的这一段时间，整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中，这种状态称为动态。

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。

过程控制系统实验报告

实验一过程控制系统的组成认识实验过程控制及检测装置硬件结构组成认识，控制方案的组成及控制系统连接一、过程控制实验装置简介过程控制是指自动控制系统中被控量为温度、压力、流量、液位等变量在工业生产过程中的自动化控制。本系统设计本着培养工程化、参数化、现代化、开放性、综合性人才为出发点。实验对象采用当今工业现场常用的对象，如水箱、锅炉等。仪表采用具有人工智能算法及通讯接口的智能调节仪，上位机监控软件采用MCGS工控组态软件。对象系统还留有扩展连接口，扩展信号接口便于控制系统二次开发，如PLC控制、DCS控制开发等。学生通过对该系统的了解和使用，进入企业后能很快地适应环境并进入角色。同时该系统也为教师和研究生提供一个高水平的学习和研究开发的平台。二、过程控制实验装置组成本实验装置由过程控制实验对象、智能仪表控制台及上位机PC三部分组成。 1、被控对象由上、下二个有机玻璃水箱和不锈钢储水箱串接，4.5千瓦电加热锅炉（由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭外循环不锈钢锅炉夹套构成），压力容器组成。水箱：包括上、下水箱和储水箱。上、下水箱采用透明长方体有机玻璃，坚实耐用，透明度高，有利于学生直接观察液位的变化和记录结果。水箱结构新颖，内有三个槽，分别是缓冲槽、工作槽、出水槽，还设有溢流口。二个水箱可以组成一阶、二阶单回路液位控制实验和双闭环液位定值控制等实验。模拟锅炉：锅炉采用不锈钢精致而成，由两层组成：加热层（内胆）和冷却层（夹套）。做温度定值实验时，可用冷却循环水帮助散热。加热层和冷却层都有温度传感器检测其温度，可做温度串级控制、前馈－反馈控制、比值控制、解耦控制等实验。压力容器：采用不锈钢做成，一大一小两个连通的容器，可以组成一阶、二阶单回路压力控制实验和双闭环串级定值控制等实验。管道：整个系统管道采用不锈钢管连接而成，彻底避免了管道生锈的可能性。为了提高实验装置的使用年限，储水箱换水可用箱底的出水阀进行。 2、检测装置（液位）差压变送器：检测上、下二个水箱的液位。其型号：FB0803BAEIR，测量范围：0～1.6KPa，精度：0.5。输出信号：4～20mA DC。涡轮流量传感器：测量电动调节阀支路的水流量。其型号：LWGY－6A，公称压力：6.3MPa，精度：1.0％，输出信号：4～20mA DC 温度传感器：本装置采用了两个铜电阻温度传感器，分别测量锅炉内胆、锅炉夹套的温度。经过温度传感器，可将温度信号转换为4～20mA DC电流信号。（气体）扩散硅压力变送器：用来检测压力容器内气体的压力大小。其型号：DBYG-4000A/ST2X1，测量范围：0.6～3.5Mpa连续可调，精度：0.2，输出信号为4～20mA DC。 3、执行机构电气转换器：型号为QZD-1000，输入信号为4～20mA DC，输出信号：20～100Ka气压信号，输出用来驱动气动调节阀。气动薄膜小流量调节阀：用来控制压力回路流量的调节。型号为ZMAP－100，输入信号为4～20mA DC或0～5V DC，反馈信号为4～20mA DC。气源信号压力：20~100Kpa，流通能力：0.0032。阀门控制精度：0.1％～0.3％，环境温度：－4～＋200℃。 SCR移相调压模块：采用可控硅移相触发装置，输入控制信号0～5V DC或4～20mA DC 或10K电位器，输出电压变化范围：0～220V AC，用来控制电加热管加热。水泵：型号为UPA90，流量为30升／分，扬程为8米，功率为180W。

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：( ) 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, ( )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: ( ) A .控制通道放大倍数K O B.扰动通道放大倍数K f 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，T01/T02＝( )为好，主、副回路恰能发挥其优越性，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δK和临界周期T K，然后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 5.2:4 := B A F F 的比例，两物料的最大流量 h m F A / 6253 max = , h m F B / 2903 max = 。通过观察发现A、B两物料流量因管线压力波动而经常变化。根据上述情况，要求： 1）设计一个比较合适的比值控制系统。2）计算该比值系统的比值系数。五、（20分）如图所示的氨冷器，用液氨冷却铜液，要求出口铜液温度恒定。为保证氨冷器内有一定的汽化空间，避免液氨带入冰机造成事故，采用温度―液位串级控制。 1）此串级控制系统的主副被控变量各是什么 2) 试设计温度—液位串级控制系统完成该控制方案

《过程控制系统》实验报告

《过程控制系统》实验报告学院：电气学院专业：自动化班级：1505 姓名及学号：任杰311508070822 日期：2018.6.3

实验一、单容水箱特性测试一、实验目的 1. 掌握单容水箱阶跃响应测试方法，并记录相应液位的响应曲线。 2. 根据实验得到的液位阶跃响应曲线，用相关的方法确定被测对象的特征参数T 和传递函数。二、实验设备 1. THJ-FCS 型高级过程控制系统实验装置。 2. 计算机及相关软件。 3. 万用电表一只。三、实验原理图1 单容水箱特性测试结构图由图 2-1 可知，对象的被控制量为水箱的液位 h ，控制量（输入量）是流入水箱中的流量 Q 1，手动阀 V 1 和 V 2 的开度都为定值，Q 2 为水箱中流出的流量。根据物料平衡关系，在平衡状态时02010=-Q Q （式2-1），动态时，则有dt dV Q Q = -21，（式2-2）式中 V 为水箱的贮水容积，dt dV 为水贮存量的变化率，它与 h 的关

系为Adh dV =，即dt dh A dt dV =（式2-3），A 为水箱的底面积。把式（2-3）代入式（2-2）得dt dh A Q Q =-21（式2-4）基于S R h Q =2,S R 为阀2V 的液阻，（式2-4）可改写为dt dh A R h Q S =-1，1KQ h dt dh AR S =+或()()1s 1+=Ts K s Q H （式2-5）式中s AR T =它与水箱的底面积A 和2V 的S R 有关，（式2-5）为单容水箱的传递函数。若令()S R S Q 01=,常数=0R ，则式2-5可表示为()T S KR S R K S R T S T K S H 11/000+-=?+= 对上式取拉氏反变换得()()T t e KR t h /01--=（式2-6）,当∞→t 时()0KR h =∞,因而有()0/R h K ∞==输出稳态值/阶跃输入，当T t =时，()() ()∞==-=-h KR e KR T h 632.0632.01010，式2-6表示一阶惯性响应曲线是一单调上升的指数函数如下图2-2所示当由实验求得图 2-2 所示的阶跃响应曲线后，该曲线上升到稳态值的 63%所对应的时间，就是水箱的时间常数 T 。该时间常数 T 也可以通过坐标原点对响应曲线作切线，切线与稳态值交点所对应的时间就是时间常数 T ，由响应曲线求得 K 和 T 后，就能求得单容水箱的传递函数如式（2-5）所示。如果对象的阶跃响应曲线为图 2-3，则在此曲线的拐点 D 处作一切线，它与时间轴交于 B 点，与响应稳态值的渐近线交于 A 点。图中OB 即为对象的滞后时间

过程控制系统试题10套

过程控制系统试题10套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,( ) 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, ( )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: ( ) 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0102 回路恰能发挥其优越性,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K界周期T,然后根据经验总结出来的关系,求出调节器各参数值。( ) K 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,

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