過(guò)程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用答案

過(guò)程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用答案過(guò)程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用答案過(guò)程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用答案xxx公司過(guò)程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用答案文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度過(guò)程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用試題選擇題（每題2分，共20分）1、閉環(huán)控制系統(tǒng)是根據(jù)___________信號(hào)進(jìn)行控制的。A、被控量B、偏差C、擾動(dòng)D、給定值2、DDZ-Ⅲ型儀表采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)傳輸信號(hào)是(4～20mADC)，控制聯(lián)絡(luò)信號(hào)為1～5VDC。(A)0～10mADC；(B)4～20mADC；(C)1～5VDC；(D)1～10VDC。3、對(duì)于PID調(diào)節(jié)器(I的作用是消除靜態(tài)偏差、D的作用是減小動(dòng)態(tài)偏差)。(A)I的作用是減小動(dòng)態(tài)偏差、D的作用是消除靜態(tài)偏差；(B)I的作用是消除靜態(tài)偏差、D的作用是消除動(dòng)態(tài)偏差；(C)I的作用是消除動(dòng)態(tài)偏差、D的作用是減小靜態(tài)偏差；(D)I的作用是消除靜態(tài)偏差、D的作用是減小動(dòng)態(tài)偏差。4、因?yàn)?微分動(dòng)作)對(duì)于干擾的反應(yīng)是很靈敏的。因此，它常用于溫度的調(diào)節(jié)，一般不能用于壓力、流量、液位的調(diào)節(jié)。(A)比例動(dòng)作；(B)積分動(dòng)作；(C)微分動(dòng)作；(D)比例積分。5、調(diào)節(jié)系統(tǒng)中用臨界比例帶法整定參數(shù)的具體方法是(先將Ti置最大，TD置最小，δP置較大)。(A)先將Ti置最大，TD置最小，δP置較大；(B)先將Ti置最小，TD置最大，δP置較大；(C)先將Ti置最小，TD置最小，δP置較??；(D)先將Ti置最小，TD置最小，δP置較大。6、調(diào)節(jié)對(duì)象在動(dòng)態(tài)特性測(cè)試中，應(yīng)用最多的一種典型輸入信號(hào)是(階躍函數(shù))。(A)階躍函數(shù)；(B)加速度函數(shù)；(C)正弦函數(shù)；(D)指數(shù)函數(shù)。7、霍爾壓力變送器是利用霍爾效應(yīng)把壓力作用下的彈性元件位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成(電動(dòng)勢(shì))信號(hào)，來(lái)反應(yīng)壓力的變化。(A)電流；(B)相位；(C)電動(dòng)勢(shì)；(D)以上都是8、要使PID調(diào)節(jié)器為比例規(guī)律，其積分時(shí)間Ti和微分時(shí)間TD應(yīng)設(shè)置為(∞、0)。(A)∞、∞；(B)∞、0；(C)0、0；(D)0、∞9、動(dòng)態(tài)偏差是指調(diào)節(jié)過(guò)程中(被調(diào)量與給定值)之間的最大偏差。(A)被調(diào)量與調(diào)節(jié)量；(B)調(diào)節(jié)量與給定值；(C)被調(diào)量與給定值；(D)以上都不是10、需要知道對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性，才能進(jìn)行參數(shù)整定的工程方法是___________。A、臨界比例帶法B、衰減曲線法C、響應(yīng)曲線法D、廣義頻率法二、填空題（每空2分，共30分）1、工業(yè)生產(chǎn)對(duì)過(guò)程裝備的基本要求是、、（安全性；經(jīng)濟(jì)性；穩(wěn)定性）等2、在階躍干擾作用下，自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)度過(guò)程有哪幾種基本形式、、、。①發(fā)散振蕩過(guò)程②等幅振蕩過(guò)程③衰減振蕩過(guò)程④非振蕩的單調(diào)過(guò)程3、表征被控對(duì)象特性的參數(shù)有哪些、、。（放大系數(shù)K，時(shí)間常數(shù)T和滯后時(shí)間τ）4、儀表的精度等級(jí)級(jí)表明：允許引用誤差為%。5、浮力式液位計(jì)是根據(jù)浮力原理對(duì)液位進(jìn)行測(cè)量，可分為、兩種。（恒浮力式、變浮力式）6、液柱式壓力計(jì)的種類很多，常用的有U形管壓力計(jì)、、。（單管壓力計(jì)微壓計(jì)）三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分）1、什么是閉環(huán)控制什么是開(kāi)環(huán)控制答：閉環(huán)控制是指控制器與被控對(duì)象之間既有順向控制又有反向聯(lián)系的自動(dòng)控制，即操縱變量通過(guò)被控對(duì)象去影響被控變量，而被控變量又通過(guò)自動(dòng)控制裝置去影響操縱變量，從信號(hào)傳遞關(guān)系上看，構(gòu)成了一個(gè)閉合回路。開(kāi)環(huán)控制是指控制器與被控對(duì)象之間只有順向控制而沒(méi)有反向聯(lián)系的自動(dòng)控制系統(tǒng)。即操縱變量通過(guò)被控對(duì)象去影響被控變量，但被控變量并不通過(guò)自動(dòng)控制裝置去影響操縱變量，從信號(hào)傳遞關(guān)系上看，未構(gòu)成閉合回路。2、表示衰減振蕩過(guò)程的控制指標(biāo)有哪些？答：表示衰減振蕩過(guò)程的控制指標(biāo)有：①最大偏差A(yù)——指過(guò)渡過(guò)程中被控變量偏離設(shè)定值的最大值，即被控變量第一個(gè)波的峰值與給定值的差。②衰減比n——過(guò)渡過(guò)程曲線上同方向的相鄰兩個(gè)波峰之比。③回復(fù)時(shí)間（過(guò)渡時(shí)間）ts——指被控變量從過(guò)渡狀態(tài)回復(fù)到新的平衡狀態(tài)的時(shí)間間隔，即整個(gè)過(guò)渡過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間。④差e(∞)——指過(guò)渡過(guò)程終了時(shí)被控變量新的穩(wěn)態(tài)值與設(shè)定值之差。⑤振蕩周期T——過(guò)渡過(guò)程的第一個(gè)波峰與相鄰的第二個(gè)同向波峰之間的時(shí)間間隔，其倒數(shù)稱為振蕩頻率。3、什么是被控對(duì)象的特性表征被控對(duì)象特性的參數(shù)有哪些它們的物理意義是什么答：所謂被控對(duì)象的特性，是指當(dāng)被控對(duì)象的輸入變量發(fā)生變化時(shí)，其輸出變量隨時(shí)間的變化規(guī)律（包括變化的大小，速度），描述被控對(duì)象特性的參數(shù)有放大系數(shù)K，時(shí)間常數(shù)T和滯后時(shí)間τ。K——被控對(duì)象重新達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的輸出變化量與輸入變化量之比。由于放大系數(shù)K反映的是對(duì)象處于穩(wěn)定狀態(tài)下的輸出和輸入之間的關(guān)系，所以放大系數(shù)是描述對(duì)象靜態(tài)特性的參數(shù)。T——時(shí)間常數(shù)是指當(dāng)對(duì)象受到階躍輸入作用后，被控變量如果保持初始速度變化，達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間?；虍?dāng)對(duì)象受到階躍輸入作用后，被控變量達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值的%所需時(shí)間。時(shí)間常數(shù)T是反映被控變量變化快慢的參數(shù)，因此是對(duì)象的動(dòng)態(tài)參數(shù)。τ——滯后時(shí)間是純滯后τ0時(shí)間和容量滯后τc的總和。輸入變量的變化落后于輸入變量變化的時(shí)間稱為純滯后時(shí)間，純滯后的產(chǎn)生一般是由于介質(zhì)的輸送或熱的傳遞需要一段時(shí)間引起的。容量滯后一般是因?yàn)槲锪匣蚰芰康膫鬟f需要通過(guò)一定的阻力而引起的。滯后時(shí)間τ也是反映對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的重要參數(shù)。4、什么是雙位控制，比例控制，積分控制，微分控制，它們各有什么特點(diǎn)？

答：①位式控制器的輸出只有幾個(gè)特定的數(shù)值，或它的執(zhí)行機(jī)構(gòu)只有幾個(gè)特定的位置。最常見(jiàn)的是雙位控制。，它們輸出只有兩個(gè)數(shù)值（最大或最小），其執(zhí)行機(jī)構(gòu)只有兩個(gè)特定的位置（開(kāi)或關(guān)）。位式控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，易于實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用較普遍。但它的控制作用不是連續(xù)變化的，由它所構(gòu)成的位式控制系統(tǒng)其被控變量的變化將是一個(gè)等幅振蕩過(guò)程，不能使被控變量穩(wěn)定在某一數(shù)值上。②積分控制（P）是指調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)變化量與輸入信號(hào)變化量e(t)成比例關(guān)系：，--比例放大系數(shù)，比例控制的伏點(diǎn)是反應(yīng)快，控制及時(shí)，其缺點(diǎn)是當(dāng)系統(tǒng)的負(fù)荷改變時(shí)，控制結(jié)果有余差存在，即比例控制不能消除余差，因此只在對(duì)被控變量要求不高的場(chǎng)合，才單獨(dú)使用比例控制。③積分控制（I）：調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)的變化量與輸入偏差的積分成正比，即：式中--積分速度，--積分時(shí)間。積分規(guī)律的特點(diǎn)是控制緩慢，但能消除余差。由于輸出變化量總要滯后于偏差的變化，因此不能及時(shí)有效地克服擾動(dòng)的影響，加劇了被控變量的波動(dòng)，使系統(tǒng)難以穩(wěn)定下來(lái)，故不單獨(dú)使用積分控制規(guī)律。④微分控制（D）--指調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)的變化量與輸入偏差的變化速度成正比。即--微分時(shí)間。微分控制規(guī)律的特點(diǎn)是有一定的超前控制作用，能抑制系統(tǒng)振蕩，增加穩(wěn)定性；由于其輸出只與偏差的變化速度有關(guān)，而與偏差的存在無(wú)關(guān)，因此，不能克服確定不變的偏差。故也不單獨(dú)使用。5、簡(jiǎn)述直接測(cè)量法與間接測(cè)量法的定義，指出它們的異同及使用場(chǎng)合？

答：直接測(cè)量法—指被測(cè)量與單位能直接比較得出比值，或者儀表能直接顯示出被測(cè)參數(shù)值的測(cè)量方法；間接測(cè)量法—通過(guò)測(cè)量與被測(cè)量有一定函數(shù)關(guān)系的其他物理量，然后根據(jù)函數(shù)關(guān)系計(jì)算出被測(cè)量的數(shù)值，稱為間接測(cè)量法。相同之處在于都是對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中一些物理量的測(cè)量，都包含測(cè)量三要素。不同之處在于直接測(cè)量測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單方便，應(yīng)用廣泛；間接測(cè)量過(guò)程較復(fù)雜，只有在誤差較大或缺乏直接測(cè)量?jī)x表時(shí)才采用。6、本質(zhì)安全防爆型系統(tǒng)是由哪些要素構(gòu)成的需要采取哪些措施才能保證整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到防爆要求答：本質(zhì)安全防爆型系統(tǒng)是由安裝載危險(xiǎn)場(chǎng)所中的本質(zhì)安全電路及安裝載非危險(xiǎn)場(chǎng)所中的非本質(zhì)安全電路和防爆安全柵組成。采取措施以達(dá)到防爆要求的方法有：本質(zhì)安全防爆儀表采用低的工作電壓和小的工作電流。用防爆安全柵將危險(xiǎn)場(chǎng)所和非危險(xiǎn)場(chǎng)所的電路隔開(kāi)。在現(xiàn)場(chǎng)儀表導(dǎo)控制室儀表之間的連接導(dǎo)線不得形成過(guò)大的分布電感和電容。四、分析計(jì)算題（每題10分）1、在圖1的換熱器出口溫度控制系統(tǒng)中，工藝要求熱物料出口溫度保持為某一設(shè)定值。①試畫出該控制系統(tǒng)的方框圖；②方框圖中各環(huán)節(jié)的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)是什么整個(gè)系統(tǒng)的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)又是什么③系統(tǒng)在遇到干擾作用（如冷物料流量突然增大）時(shí)，該系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的？

答：如圖所示為該控制系統(tǒng)的方框圖。該控制系統(tǒng)及各環(huán)節(jié)的輸入、輸出信號(hào)如圖所示。整個(gè)系統(tǒng)的輸入信號(hào)為：給定值Ts，干擾作用f，輸出為