過(guò)程控制期末考試

1、 期末復(fù)習(xí)題1對(duì)象（過(guò)程）的數(shù)學(xué)模型建立方法主要有機(jī)理演繹法和試驗(yàn)辨識(shí)法兩種。2 控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)有單項(xiàng)指標(biāo)和綜合指標(biāo)兩種。3熱電偶主要用于測(cè)較高溫度，而熱電阻用于測(cè)中低溫度，熱電阻與測(cè)量橋路連接時(shí)，往往采用三線制線圈的連接方式。4用于測(cè)流量的節(jié)流裝置之一是孔板，利用流體流經(jīng)此節(jié)流設(shè)置時(shí)產(chǎn)生的壓力差而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量，它與流速成定量的關(guān)系。5被測(cè)介質(zhì)為導(dǎo)電液體時(shí)，電容式物控計(jì)的內(nèi)電阻（金屬棒）要用絕緣物覆蓋。6調(diào)節(jié)閥的理想測(cè)量特性有直線、對(duì)數(shù)和快開(kāi)三種。7在工程上，簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的參數(shù)整定方法有臨界比例度法、衰減曲線法和經(jīng)驗(yàn)試湊法三種。8DDZ-III型儀表的供電電源為24V DC，DDZ-II型

2、儀表的供電電源為220 V AC，DDZ-III型儀表的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一電信號(hào)為420 mA DC或15 V DC，而DDZ-II型的則是010 mA DC9應(yīng)變器或壓力傳感器是基于應(yīng)變效應(yīng)進(jìn)行測(cè)量的，即將物理變量轉(zhuǎn)換成電阻值。10控制系統(tǒng)的單項(xiàng)性能指標(biāo)有衰減比、超調(diào)量、殘余偏差和調(diào)節(jié)時(shí)間。11電動(dòng)調(diào)節(jié)閥由調(diào)節(jié)器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分組成，它有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩種工作方式。12用于測(cè)流量的節(jié)流裝置有孔板、噴嘴和文丘里管三種標(biāo)準(zhǔn)形式。13溫度變送器有三個(gè)品種，它們分別是：接觸式變送器、非接觸式溫度變送器和智能式溫度變送器。14基型控制器由量程單元和放大單元兩大部分組成。15控制系統(tǒng)對(duì)偏差的定義是e =r（t）-y（

3、t），而儀表對(duì)偏差的定義則是e = y（t）-r（t）。16.簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)主要由控制器、執(zhí)行器、被控對(duì)象和測(cè)量變送四個(gè)基本環(huán)節(jié)組成。17.電氣閥門(mén)定位器具有電氣轉(zhuǎn)換、改善閥門(mén)性能雙重作用。18.在確定系統(tǒng)的控制方案時(shí)，應(yīng)使對(duì)象控制通道的放大系數(shù) 增大 ，時(shí)間常數(shù) 減小 ，純滯后 減小 ；對(duì)象干擾通道的放大系數(shù) 減小 ，時(shí)間常數(shù) 增大。19.電動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正作用是指輸入信號(hào)壓力增加時(shí)，推桿上移，控制閥的正裝是指閥桿下移時(shí)，閥門(mén)開(kāi)度減小，所構(gòu)成的執(zhí)行器為型式氣關(guān)。20為了擴(kuò)大控制閥的可調(diào)范圍可采用分程控制系統(tǒng)。21控制器的積分時(shí)間減小，則積分作用增大，使控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低。1. 子流量計(jì)的流

4、體流動(dòng)方向自下而上 2. DDZ-III型電動(dòng)溫度變送器與熱偶配合使用，其輸入回路連接時(shí)，要注意使冷端溫度補(bǔ)償電阻置于溫度恒定性。3. 某加熱爐的爐溫約為1100C，要求測(cè)量信號(hào)遠(yuǎn)傳輸至控制室的DDZ-III型控制器，應(yīng)選用熱電偶的溫度檢測(cè)元件和熱電偶變送器4. 隨動(dòng)控制系統(tǒng)的給定值隨機(jī)變化。5. 設(shè)計(jì)一個(gè)分程控制系統(tǒng)，使其控制器的輸出信號(hào)分成兩段分別控制兩個(gè)調(diào)節(jié)閥，為了提高系統(tǒng)的可調(diào)比，這兩個(gè)調(diào)節(jié)器應(yīng)采用同向分程6. 某控制系統(tǒng)有兩個(gè)控制閥，控制器的輸出送到這兩個(gè)控制閥，這兩個(gè)控制閥將工作在不同的信號(hào)段，這個(gè)控制系統(tǒng)是一個(gè)分程控制系統(tǒng)7. 在串級(jí)控制系統(tǒng)中，主回路屬于定值控制系統(tǒng)，副回路屬于

5、隨動(dòng)控制系統(tǒng)，副調(diào)節(jié)器工作在外給定狀態(tài)。8. 熱磁式氧氣分析儀是利用氧的磁化率 其他氣體的磁化率特性來(lái)測(cè)定混合氣體中的含氧量。 A 遠(yuǎn)大于 B 等于 C 遠(yuǎn)小于9. 電磁流量計(jì)是測(cè)量 介質(zhì)體積流量的儀表A非導(dǎo)電液體 B導(dǎo)電液體 C非導(dǎo)磁氣體 D導(dǎo)磁氣體10. 采用DDZ-III型差壓變送器來(lái)貯槽測(cè)量液位時(shí)，若差壓變送器的安裝位置低于貯槽底部，則在最低液位時(shí)，差壓變送器輸出X值 X值>4mA DC 11. 此時(shí)差壓變送器應(yīng)作正遷移12在單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)中，從動(dòng)量閉環(huán)控制系統(tǒng)屬于隨動(dòng)和定值控制系統(tǒng)13.轉(zhuǎn)子流量器是采用節(jié)流_A_原理來(lái)測(cè)量流量，液體流動(dòng)方向_ E _A.恒壓降變面積 B.

6、_ C.恒面積變壓降 D.必須至上而下 E。必須至下而上14.選擇(超馳)控制是為了實(shí)現(xiàn)_B_而設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)，它屬于極限控制的一種A.分程控制 B.軟保護(hù) C.硬保護(hù)15.模擬控制器若采用PI算法，請(qǐng)問(wèn)其輸出u=Kc(e(t)+),是在_A_工作狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)A.自動(dòng) B.軟手動(dòng) C.硬手動(dòng) D.保持16.若控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差時(shí)，可_B_PID控制器的比例度數(shù)值?；騙A_積分時(shí)間常數(shù)T,使系統(tǒng)穩(wěn)定性提高。A增加 B減小 C.不變1.前饋控制系統(tǒng)是根據(jù)被控變量與設(shè)定值的偏差大小來(lái)進(jìn)行控制的，此說(shuō)法是否正確？為什么？錯(cuò)誤。前饋控制系統(tǒng)是根據(jù)干擾量的大小來(lái)進(jìn)行控制的2.比值控制系統(tǒng)中的流量比值Fu/

7、F =K與所需設(shè)置的儀表比值系數(shù)K是不相同的。此說(shuō)法是否正確？為什么？答：正確，當(dāng)流量與檢測(cè)信號(hào)呈非線性關(guān)系，當(dāng)物料流量的比值K一定，流量與其檢測(cè)信號(hào)呈平方關(guān)系時(shí)，比值器的參數(shù)與物料流量的實(shí)際比值和最大值之比的乘積也呈平方關(guān)系。 流量與檢測(cè)信號(hào)呈線性關(guān)系，當(dāng)物料流量的比值K一定、流量與其檢測(cè)信號(hào)呈線性關(guān)系時(shí)，比值器的參數(shù)與物料流量的實(shí)際比值和最大值之比的乘積也呈線性關(guān)系3.判斷下列系統(tǒng)圖的控制方案是否合理？若不合理，請(qǐng)說(shuō)明指正。改正目的控制系統(tǒng)為何種控制系統(tǒng)？a 原料作為被控參數(shù) 反饋控制系統(tǒng)b 同一管道上安裝兩個(gè)控制閥，同時(shí)調(diào)節(jié)前后兩個(gè)相互矛盾的工藝參數(shù) 分程控制系統(tǒng)C 調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝于從動(dòng)量

8、通道上即FsC下 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)D 副控制器的測(cè)量變送應(yīng)是測(cè)量鍋爐溫度而不是燃料流量，故FT應(yīng)安裝在鍋爐上 串級(jí)控制系統(tǒng)4.試判斷圖屬于何種控制系統(tǒng)？說(shuō)明其理由，并畫(huà)出相應(yīng)的系統(tǒng)方框圖。前饋反饋控制系統(tǒng)：分程控制系統(tǒng)：系統(tǒng)有兩個(gè)控制閥，控制器的輸出送到這兩個(gè)控制閥，這兩個(gè)控制閥將工作在不同的信號(hào)段對(duì)象VBVAPTTPC5.當(dāng)調(diào)節(jié)器的設(shè)定值不變時(shí)，請(qǐng)判斷以下兩種說(shuō)法哪個(gè)正確？為什么？（1）若流量值增加，調(diào)節(jié)器的輸出也增加，則該調(diào)節(jié)器為正作用；（2）若流量值增加，調(diào)節(jié)器的輸出減少，則該調(diào)節(jié)器為正作用。（1）正確。輸入量增加（或減?。?，輸出量隨之增加（或減?。r(shí)，調(diào)節(jié)器為正作用。6.系統(tǒng)在受到擾

9、動(dòng)而進(jìn)行控制時(shí)，若其過(guò)濾過(guò)程不穩(wěn)定，可通過(guò)增大積分時(shí)間Ti或加大比例度使其盡快穩(wěn)定，這種說(shuō)法是否正確？為什么？錯(cuò)誤。增大積分時(shí)間 ，Ti積分越弱，不利于消去余差。加大比例度會(huì)使比例作用消弱，不利于系統(tǒng)快速達(dá)到穩(wěn)定。1. 控制系統(tǒng)由哪幾個(gè)部分組成？它們的輸入輸出分別是什么？（用常規(guī)符號(hào)表示）控制器：輸入e（t），輸出u（t）；執(zhí)行器：輸入u（t），輸出q（t）；被控過(guò)程：輸入q（t），輸出y（t）；測(cè)量變送：輸入y（t0，輸出z（t）。2. 什么是控制通道和干擾通道？對(duì)不同通道的特性參數(shù)（K,T, ）要求有什么不同？答：控制通道：q(t) 對(duì)c(t) 的作用途徑，要求KP適當(dāng)大些，TP適當(dāng)，P盡

10、量小擾動(dòng)通道：f(t)對(duì)c（t）的作用途徑，要求KF小，TF大，對(duì)F無(wú)要求。3. 若被響應(yīng)曲線來(lái)分，對(duì)象（過(guò)程）特性可分為哪幾種？（響應(yīng)曲線有四種）4. 在電偶的參比端溫度補(bǔ)償方法有幾種？答：補(bǔ)償導(dǎo)線法，冰浴法，查表法，補(bǔ)償電橋法，機(jī)械調(diào)零法5. 工程上常用的控制規(guī)律有哪幾種？它們主要用于何種工況？（請(qǐng)寫(xiě)出控制P、PI、PD和PID控制算法的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并說(shuō)明它們的使用場(chǎng)合。）答：1.比例控制器P 控制質(zhì)量要求不高，允許有余差的場(chǎng)合2.比例積分控制PI 不允許有余差的場(chǎng)合3比例微分控制PD 用于過(guò)程容量滯后較大的場(chǎng)合4比列積分微分控制PID 控制質(zhì)量要求較高6簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的投運(yùn)主要步驟及控制器

11、參數(shù)工程整定方法？投運(yùn)主要步驟：1、熟悉系統(tǒng)的技術(shù)要求或性能指標(biāo)2、建立控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型3、確定控制方案4、根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性進(jìn)行分析與綜合5、系統(tǒng)仿真與實(shí)驗(yàn)研究6、工程設(shè)計(jì)7、工程安裝8、控制器的參數(shù)整定控制器參數(shù)工程整定方法：理論計(jì)算整定法、工程整定法、自整定法。7 采用選擇性控制系統(tǒng)的目的是什么？常用的選擇性控制系統(tǒng)類(lèi)型有哪些？目的：當(dāng)操作條件到達(dá)安全極限時(shí)，實(shí)行保護(hù)兩種：選擇調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào) 選擇變送器的輸出信號(hào)8 在工程應(yīng)用中，設(shè)計(jì)分程控制系統(tǒng)主要解決那兩個(gè)方面的問(wèn)題？根據(jù)調(diào)解閥的氣開(kāi)，氣關(guān)形式分程控制系統(tǒng)可分為哪兩種類(lèi)型？答：解決擴(kuò)大執(zhí)行器得可調(diào)范圍和改善控制系統(tǒng)品質(zhì)的問(wèn)題

12、分為同向分程和異向分程在某工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)特點(diǎn)和工藝要求，為了提高控制質(zhì)量，設(shè)計(jì)一個(gè)前饋-反饋控制系統(tǒng)，已知過(guò)程？控制通道和擾動(dòng)通道的傳遞函數(shù)分別為請(qǐng)簡(jiǎn)述前饋控制的特點(diǎn)，試寫(xiě)出前饋調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)UFF9試分別說(shuō)明什么是調(diào)節(jié)閥的流量特性、理想流量特性和工作流量特性？答：調(diào)節(jié)閥流量特性：流過(guò)閥門(mén)的調(diào)解介質(zhì)相對(duì)流量q/qmax與閥桿相對(duì)行程l/lmax之間的關(guān)系；理想流量特性：控制閥的前后壓差保持不變時(shí)得到的流量特性，既F=常數(shù)， q/qmaxl/lmax工作流量特性：控制閥的前后壓差不能恒定時(shí)得到的流量特性，既p常數(shù)， q/qmaxl/lmax10被控變量選擇的原則答：1。盡量選擇

13、能反映產(chǎn)品質(zhì)量的變量作為被控變量；2所選的被控變量能滿足生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，安全，高效所選的被控變量能滿足生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，安全，高效的要求3必須考慮自動(dòng)化儀表及裝置的現(xiàn)狀操縱變量的選擇應(yīng)遵循的原則1 工藝上允許調(diào)節(jié)的變量。2 被控對(duì)象所有的輸入變量中對(duì)被控變量影響最大的一個(gè)，即Kr盡量大些,Tr適當(dāng)小些, r盡量小些；3 不宜選擇生產(chǎn)主要物料量作為操作量五、計(jì)算題1. 有一臺(tái)DDZ三型比例調(diào)器，其輸入電流是420mA，其輸入電壓范圍是15V，計(jì)算當(dāng)比例度為40%時(shí)輸入電流變化為4mA所引起的輸出電壓變化變化量并計(jì)算比例調(diào)節(jié)器的增益Kc。 2、如何根據(jù)*工藝變量的要求來(lái)選擇儀表的量程和精度？現(xiàn)檢測(cè)出出口

14、壓力約（1.5Mpa工藝要求0.05Mpa，就地指示，可供選擇的彈簧管壓力的精度為：1.0，1.5，2.5，4.0級(jí)，量程為01.5，02.5，04.0Mpa，試選擇壓力表的量程和精度。解：1.6X3/2=2.4MPa 量程：02.5MPa 0.05/2.5*100%=2% 1.5級(jí)1.6X2=3.2MPa 量程：04MPa 0.05/4*100%=1.25% 1.0級(jí)3用分度值Pt50的熱電阻測(cè)量，卻錯(cuò)查了Cu50分度表，得到的溫度是143°C問(wèn)實(shí)際溫度是多少？要求一位小數(shù) Cu50熱電阻143度下為80.63歐Pt=80.634、在生產(chǎn)過(guò)程中，要求參與反應(yīng)的A、B兩種物料保持一定

15、比值，若已知正常操作時(shí)，A物料流量q1=8.5 m3/h，采用孔板測(cè)量并配用差壓變送器，其測(cè)量范圍為010m3/h，B物料流量q2=0.25m3/h，相應(yīng)的測(cè)量范圍為0-300m3/h，根據(jù)要求設(shè)計(jì)*k=q1/q2比值的控制系統(tǒng)，要求在流量和測(cè)量信號(hào)分別成線性和非線性關(guān)系時(shí)，采用DDZ-III型儀表組成系統(tǒng)時(shí)的比值系數(shù)k。解：6、某臺(tái)DDZ-III型比例積分控制器，比例度100%，積分時(shí)間為2分，穩(wěn)態(tài)時(shí)輸出為5mA，輸入突然增加了0.2Ma,試問(wèn)經(jīng)過(guò)5min后，輸出變化為多少？解：比值控制基本概念目的：在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，常需要將兩種或兩種以上的物料按一定的比例關(guān)系進(jìn)行混合。比值控制的目的是為

16、了實(shí)現(xiàn)幾種物料按一定比例混合，使生產(chǎn)安全、正常地進(jìn)行。（如在鍋爐燃燒過(guò)程中，需要燃料量與空氣按一定的比例進(jìn)入爐膛。）定義：實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上參數(shù)符合一定比例關(guān)系的控制系統(tǒng)，稱(chēng)為比值控制系統(tǒng)。均勻控制的目的 從控制方案出發(fā)，解決前后工序供求矛盾，達(dá)到前后兼顧協(xié)調(diào)工作（如使液位和流量均勻變化）。分程控制系統(tǒng)定義： 一個(gè)控制器的輸出去操作兩個(gè)或兩個(gè)以上的執(zhí)行器，分別按控制器的輸出的不同范圍工作的控制系統(tǒng)稱(chēng)為分程控制系統(tǒng)。目的： 擴(kuò)大執(zhí)行器可調(diào)范圍，改善控制系統(tǒng)品質(zhì)； 滿足工藝上操作的特殊要求。特點(diǎn)： 多個(gè)執(zhí)行器；分程工作。六、綜合題下圖是鍋爐汽包液位控制系統(tǒng)，工藝要求該控制系統(tǒng)的被控變量恒定，而且無(wú)余差。1、 根據(jù)給定值的情況，說(shuō)明該系統(tǒng)為何種類(lèi)型的控制系統(tǒng)2、 畫(huà)出該控制系統(tǒng)的方框圖3、 指出被控變量、操縱變量和系統(tǒng)的輸入信號(hào)4、 從安全考慮，確定控制閥的氣開(kāi)，氣關(guān)型式5、 確定控制