2012過(guò)程控制及其自動(dòng)化儀表A卷參考答案

1、安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)20112012學(xué)年第二學(xué)期自動(dòng)化儀表與過(guò)程控制試卷（A卷）考試形式:閉卷筆試，2小時(shí)，滿分100分:號(hào)學(xué)適用專業(yè):09電氣題號(hào)一二三四五總分得分一、單項(xiàng)選擇題（共10小題，每小題2分，共20分）（注意：第一大題答案請(qǐng)寫(xiě)入下面的答題卡中）題號(hào)12345678910答案BACAAACABB1、控制系統(tǒng)的反饋信號(hào)使得原來(lái)信號(hào)增強(qiáng)的叫做 （B ）A、負(fù)反饋B、正反饋C、前饋:名姓2、某測(cè)溫儀表范圍為2001000C,根據(jù)工藝要求，溫度指示值不允許超過(guò) 毛C, 則應(yīng)選儀表的精度等級(jí)為（A ）A、0.5級(jí)B、1.0級(jí)C、1.5級(jí)3、常見(jiàn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)（C ）系統(tǒng)。A、開(kāi)環(huán)控制 B、前饋

2、控制C、反饋控制4、積分作用可用來(lái)（A ）A、消除余差 B、克服純滯后C、克服容量滯后5、下列表達(dá)式中，表示比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律的是 （A ）八_1_ r_ dDV ,A、 MV Kp（DV - DVdt）B、 MV Kp（DV TD） C、 MV K pDVp TIpdt:級(jí)班業(yè)專6、壓力表的測(cè)量使用范圍一般為其量程的（A ）處。A、1/32/3B、2/3C、1/37、常見(jiàn)的調(diào)節(jié)閥按其工作方式分有氣動(dòng)、電動(dòng)和液動(dòng)，其中加工、安裝和維護(hù)工作量大，但動(dòng)力強(qiáng)勁，常用于航空航天、礦山機(jī)械的是 （C ）A、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥B、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥C、液動(dòng)調(diào)節(jié)閥8、如圖所示直通雙座閥，下列表述正確的是 （A ）A、適于大壓

3、差場(chǎng)合B、不適于大管徑場(chǎng)合C、泄漏量較小:院學(xué)9、對(duì)象受到階躍輸入后，輸出達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值的 63.2%所需的時(shí)間，就是（B ）A、放大倍數(shù)B、時(shí)間常數(shù)C、純滯后時(shí)間10、有些工藝對(duì)象不允許長(zhǎng)時(shí)間施加較大幅度的擾動(dòng)，采用（B ）A、階躍響應(yīng)曲線法 B、方波響應(yīng)曲線法在實(shí)驗(yàn)法建立其數(shù)學(xué)模型時(shí)應(yīng)C、最小二乘法得分評(píng)閱人二、判斷題（共5小題，每小題2分，共10分）（x ）1、工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)大部分是隨動(dòng)系統(tǒng)。（X ）2、被調(diào)參數(shù)為溫度的對(duì)象，時(shí)間常數(shù)和滯后都比較小。（X ）3、用電子電位差計(jì)測(cè)熱電偶溫度，若冷端溫度下降3C,熱端溫度升高3C, 則示值約升高6Co（V ）4、測(cè)量液體管道靜壓時(shí)，應(yīng)選擇在

4、管道中間偏下方45度取壓。（V ）5、零點(diǎn)遷移的實(shí)質(zhì)是測(cè)量范圍的平移，它并不改變儀表的量程。得分評(píng)閱人三、填空題（共10小題，每題2分，共20分）1、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)方塊圖中，給定值 SV,測(cè)量值 PV,偏差DV之間的關(guān)系是 DV=SV-PV 。2、彈性式式壓力計(jì)是根據(jù)彈性元件的變形和所受壓力成比例的原理工作I3、DDZ-m型調(diào)節(jié)儀表現(xiàn)場(chǎng)傳輸信號(hào)為420mA電流、15V電壓的ADC。4、DDZ和QDZ分別表示電動(dòng)單元組合儀表和氣動(dòng)單元組合 儀表。5、調(diào)節(jié)閥的流量特性是指被調(diào)介質(zhì)流過(guò)閥門(mén)的相對(duì)流量與閥門(mén)的相對(duì)開(kāi)度 之間I6、選擇審級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的 副參數(shù) 應(yīng)使主要干擾包括在副回路內(nèi)。7、實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以

5、上參數(shù)符合一定比例關(guān)系的控制系統(tǒng)，稱為比值控制系統(tǒng)。8、根據(jù)檢測(cè)誤差出現(xiàn)的規(guī)律性，可以將誤差分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和疏忽誤差。9、 比例度 就是指控制控輸入偏差的相對(duì)變化它與相應(yīng)的輸出相對(duì)變化它之比,10、被控過(guò)程的數(shù)學(xué)模型建模方法有機(jī)理演繹法、試驗(yàn)辨識(shí)法 和混合法。得分評(píng)閱人四、計(jì)算分析題（共5小題，每題8分，共40分）1、DDZ-m型PID基型調(diào)節(jié)器輸入電路如圖所示，試求 V01廣7一6懦vrBV V 0 V VF (5V01 VB)解：反相輸入端 虛斷”：幺以 0生 2 (2分)R RR同相輸入端虛斷"：S乂區(qū)*漢也(2分) R R R由短短”可知：VF 3 (2分)所以 Vo

6、i = -2(Vi- Vs)(2 分) 注：若包括 Vb, Voi= -2(Vi- Vs)+ Vb不扣分2、室溫20C,采用K型熱電偶測(cè)量某物體溫度。與其相配的顯示儀表無(wú)冷端補(bǔ)償 功能。測(cè)量電路如圖所示，當(dāng)儀表指示為100c時(shí)，求被測(cè)物體的溫度T (已知：E(20,0)=0.798mV,E(80,0)=3.266mV,E(100,0)=4.095mME(110,0)=4.508mVE(120,0)=4.919mV)。4.095+0.798=4.893mV （2 分）4.919-4.508=0.411mV4.893-4.508=0.385mV 0.385/0.411=0.9367 （4 分） 1

7、10+0.9367 X 10= 119分）3、如圖所示容積式流量計(jì)，試簡(jiǎn)述其工作原理流體通過(guò) 計(jì)量空間”時(shí)，在它的進(jìn)出口之間產(chǎn)生一定的壓力差，其轉(zhuǎn)動(dòng)部分在此壓力差作用下將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，并將流體由入口排向出口。（ 2分）在這個(gè)過(guò)程中，流體一次次地充滿 計(jì)量空間”，又一次次地被送往出口。 （2分）對(duì)已定的流量計(jì)而言，該計(jì)量空間”的體積是確定的，只要測(cè)得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)，就可以得到被測(cè)流體體積的累積值。（4分）4、如圖所示，用差壓變送器測(cè)閉口容器液位， 已知hi=50cm, h2=200cm, h3=140cm, 被測(cè)介質(zhì)密度 f0.85g/cm3,負(fù)壓管內(nèi)隔離液為水，求：（1）變送器量程；（2）是否需要

8、遷移？遷移量為多少？答：1、儀表量程 P h2 g 16.7kPa（3分）P h3 g 11.7kPa2、P （h1 h2 h3）水g 38.2kPaP P 26.6kPa需要負(fù)遷移，遷移量為 26.6kPa（5分）5、某換熱器出口溫度控制系統(tǒng)控制閥開(kāi)度脈沖響應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下，矩形脈沖的幅度為2t/h,脈沖寬度為10min,試轉(zhuǎn)換為階躍響應(yīng)，如果用具有時(shí)滯的一階慣性環(huán) 節(jié)近似，確定其參數(shù)，寫(xiě)出其傳函。1348笛1516.52(125304050的7080L73.7819比3,533fTJ J , r»2110J5,12.8l.l0.5解：矩形脈沖可看成兩個(gè)相反方向的階躍作用的代數(shù)和，因

9、此y(t) hi(t) h2(t)%hi(t),10hl(t)y(t) hi(t 10)，(t)y(t) hi(t 10)h(1) y(1) 0.46A(3) y(3) 1.7h(4) y(4) 3.7A(5) y(5) 8h(8) y(8) 19h(10) y(10) h(0) 26.4h(15) y(15) h(5) 36 8 44h(20) y(20) %(10) 33.5 26.4 59.9%(25)y(25)h1(15)%(30)y(30)h1(20)幾(40)y(40)%(30)，(50)y(50)h1(40)幾(60)y(60)h1(50)幾(70)y(70)h1(60)幾(80

10、)y(80)h1(70)27.2 44 71.221 59.9 80.910.4 80.9 91.35.191.396.4(4 分)2.896.499.21.199.2100.30.5 100.3 100.8y( ) y(0) 100.8 0K 50.4可用一階慣性純滯后環(huán)節(jié)，利用兩點(diǎn)法，取A(15,44)和B(30,80.9)兩點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算:M1 ln(1 叢)Kry2M2 ln(1)Krln(1ln(180.950.4*2 )0.57361.6224t2GM1 M230 150.5736 1.622414.3021t2M1 皿2M1 M230*( 0.5736) 15*( 1.6224)0.5736 1.62246.7963可知其傳函為：G(s)50.414.3s 1e68s (4 分)得分評(píng)閱人 五、綜合題（10分） 如圖所示換熱器，用蒸汽將進(jìn)入其中的冷水加熱到一定溫度。 生產(chǎn)工藝要求熱水溫度 維持在一定范圍（-1C5W1C）,試設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的溫度控制系統(tǒng)，并指出調(diào)節(jié)器類 型。1、被控參數(shù)：熱水的溫度（2分）2、控制參數(shù)：熱蒸汽的流量（蒸汽管道上的閥門(mén)開(kāi)度）（2分）3、測(cè)溫元件及其變送器的選擇：選取熱電阻，并配上相應(yīng)溫度變送器（2分）4、調(diào)節(jié)閥的選擇：根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要與安全角度考慮，選擇氣