過(guò)程控制工程俞金壽模擬試卷

1、華東理工大學(xué)過(guò)程控制工程考試試題 考試科目：過(guò)程控制工程                          第1頁(yè)共 2 頁(yè)一、填空（20分） 、定值控制系統(tǒng)是按（）進(jìn)行控制的，而前饋控制是按（）進(jìn)行控制的；前者是（）環(huán)控制，后者是（）環(huán)控制。前饋控制一般應(yīng)用于擾動(dòng)（）和擾動(dòng)（）與擾動(dòng)（）的場(chǎng)合。 2、串級(jí)控制系統(tǒng)能迅速克服進(jìn)入（）回路的

2、擾動(dòng)，改善（）控制器的廣義對(duì)象特性，容許（）回路內(nèi)各環(huán)節(jié)的特性在一定的范圍內(nèi)變動(dòng)而不影響整個(gè)系統(tǒng)的控制品質(zhì)。二、試寫(xiě)出正微分與反微分控制作用的傳遞函數(shù)，畫(huà)出它的階躍響應(yīng)，并簡(jiǎn)述各自的應(yīng)用場(chǎng)合。（15） 三、前饋控制適用于什么場(chǎng)合？為什么它常與反饋控制構(gòu)成前饋反饋控制系統(tǒng)？對(duì)于擾動(dòng)至測(cè)量值通道的傳遞函數(shù)為，控制作用對(duì)測(cè)量通道的傳遞函數(shù)為的前饋反饋控制系統(tǒng)，試求前饋控制規(guī)律。（20分） 四、甲的正常流量為240kg/h，儀表量程為0360kg/h；乙的正常流量為120NM3/h，儀表量程為0240NM3/h。設(shè)計(jì)控制乙的單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，畫(huà)出流程圖并計(jì)算引入開(kāi)方運(yùn)算與不引入開(kāi)方運(yùn)算所分別設(shè)置的比

3、值系數(shù)。（15分） 五、如圖示的加熱爐，采用控制燃料氣的流量來(lái)保證加熱爐出口溫度恒定。（20分）  華東理工大學(xué)過(guò)程控制工程考試試題考試科目代碼及名稱:543   過(guò)程控制工程                 第2頁(yè)共2頁(yè)總進(jìn)料量是主要擾動(dòng)且不可控?cái)_動(dòng)時(shí)，設(shè)計(jì)合理的控制方案，并作簡(jiǎn)要說(shuō)明。 當(dāng)燃料氣閥前壓力是主要擾動(dòng)且不可控?cái)_動(dòng)時(shí)，設(shè)計(jì)合理的控制方案，并作簡(jiǎn)要說(shuō)明。  六、AP

4、C的涵義是什么？它主要包括哪些控制系統(tǒng)？（10分） 華東理工大學(xué)過(guò)程控制工程考試答案 考試科目：過(guò)程控制工程第1頁(yè)共4頁(yè)一、答： 1. 定值控制系統(tǒng)是按（偏差）進(jìn)行控制的，而前饋控制是按（擾動(dòng)）進(jìn)行控制的；前者是（閉）環(huán)控制，后者是（開(kāi)）環(huán)控制。前饋控制一般應(yīng)用于擾動(dòng)（可測(cè)）和擾動(dòng)（顯著）與擾動(dòng)（頻繁）的場(chǎng)合。 2. 串級(jí)控制系統(tǒng)能迅速克服進(jìn)入（副）回路的擾動(dòng)，改善（主）控制器的廣義對(duì)象特性，容許（副）回路內(nèi)各環(huán)節(jié)的特性在一定的范圍內(nèi)變動(dòng)而不影響整個(gè)系統(tǒng)的控制品質(zhì)。 二、答： 理想微分作用： ；。 由于理想微分作用對(duì)高頻分量要有巨大的放大能量，無(wú)法達(dá)到。因此，實(shí)際情況：；階躍響應(yīng)曲線

5、如圖： 當(dāng)時(shí)，為正微分作用；如果則為反微分作用；當(dāng)時(shí)，為的單純比例作用。 1.微分作用可以使系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性幅值比增大，相位提前。微分作用量適當(dāng)，可以使系統(tǒng)的穩(wěn)定域度提高，最大偏差減小，回復(fù)時(shí)間縮短；對(duì)溫度和成分控制系統(tǒng)，往往引入微 分控制。對(duì)真正的時(shí)滯，微分作用不能改善控制品質(zhì)。對(duì)噪聲大的對(duì)象，微分作用會(huì)把這些高頻干擾放大的很厲害，將使系統(tǒng)的控制質(zhì)量降低。因此，對(duì)流量和液位控制系統(tǒng)，一般不引入微分作用。如實(shí)必要，須先將測(cè)量信號(hào)濾波。 2.反微分作用常常用在噪聲很大的流量系統(tǒng)控制。華東理工大學(xué)過(guò)程控制工程考試答案 考試科目：過(guò)程控制工程 第2頁(yè)共4頁(yè)三、答： 1. 前饋控制是按擾動(dòng)而進(jìn)行控制的

6、，因此，前饋控制常用于的場(chǎng)合：一是擾動(dòng)必須可測(cè)，否則無(wú)法實(shí)施控制；二是必須經(jīng)常有比較顯著和比較頻繁的擾動(dòng)，否則無(wú)此必要。三是存在對(duì)被控參數(shù)影響較大且不易直接控制的擾動(dòng)。 2. 前饋控制是一種補(bǔ)償控制。一般來(lái)講，前饋控制無(wú)法全部補(bǔ)償擾動(dòng)對(duì)被控變量所產(chǎn)生的影響。因此，單純的前饋控制系統(tǒng)在應(yīng)用中就會(huì)帶來(lái)一定的局限性。為克服這一弊端，前饋控制常與反饋控制聯(lián)用，構(gòu)成前饋反饋控制系統(tǒng)。對(duì)最主要的、顯著的、頻繁的無(wú)法直接控制的擾動(dòng)，由前饋來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償控制；對(duì)無(wú)法完全補(bǔ)償?shù)臄_動(dòng)影響，由反饋控制根據(jù)其對(duì)被控變量所產(chǎn)生的偏差大小來(lái)進(jìn)行控制。 3. 系統(tǒng)方塊圖如圖所示。    根據(jù)補(bǔ)償性

7、原理：   ，所以我們有    前饋控制規(guī)律。    四、答：采用乘法器的單閉環(huán)比值控制流程框圖如圖所示。    其中F1為甲流量，F(xiàn)2為乙流量    1.引入開(kāi)方器時(shí)：         2.不引入開(kāi)方器時(shí)：華東理工大學(xué)過(guò)程控制工程考試答案 考試科目：過(guò)程控制工程第3頁(yè)共4頁(yè)五、答： 1. 當(dāng)總進(jìn)料量是主要擾動(dòng)時(shí)，控制方案如圖所

8、示。該方案為前饋反饋控制系統(tǒng)方案。如果負(fù)荷是主要擾動(dòng)， 我們將總進(jìn)料量測(cè)出，將流量信號(hào)送到前饋補(bǔ)償裝置，其輸出與溫度控制器的輸出相迭加，作為總的控制作用。這時(shí)，當(dāng)進(jìn)料量發(fā)生變化后，不需要等到出現(xiàn)偏差，燃料量就會(huì)及時(shí)作相應(yīng)的調(diào)整，結(jié)果使控制過(guò)程中的溫度偏差大為減小。        當(dāng)燃料壓力是主要擾動(dòng)時(shí)，控制方案如圖所示。                                該方案為被加熱物料出口溫度對(duì)燃料氣流量的串級(jí)控制系統(tǒng) 方案。當(dāng)燃料氣壓力發(fā)生變化時(shí)，利用流量副環(huán)的作用，可以迅速地對(duì)擾動(dòng)作出反應(yīng)，調(diào)整燃料氣閥門的開(kāi)度，調(diào)整較為及時(shí)。但是這只是一個(gè)粗略的調(diào)整，擾動(dòng)對(duì)溫度的影響還需通過(guò)主環(huán)來(lái)進(jìn)一步細(xì)調(diào)，使被控的主變量被加熱物料出口溫度保持在希望值。 六、答：APC為英文Advanced Process Control的第一字母縮寫(xiě)，意為先進(jìn)控制。通常下列控制系統(tǒng)都?xì)w結(jié)