函授過程控制習題集王麗華

XX工業(yè)大學繼續(xù)教育學院《過程控制》習題集2011學年第一學期使用班級：H化本081、HY自升本101、HY自升本091習題集1一、填空題.在自動控制系統(tǒng)中，能夠測量某物理量的大小并把它轉(zhuǎn)化為一種特定信號的自動化裝置是（測量元件與變送器）。.過渡過程終了時，被調(diào)參數(shù)所達到的新的穩(wěn)態(tài)值與給定值之差叫做（余差）。.在研究對象的動態(tài)特性時，將（被調(diào)參數(shù)）看作對象的輸出量，而將（干擾作用和調(diào)節(jié)作用）看作對象的輸入量。.自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)方塊圖中,給定值R,測量值M和偏差e三者之間的關(guān)系是（E=R-M）。.積分時間愈（短），積分作愈強。.可用一階微分方程式描繪其動態(tài)特性的對象稱為（一階對象）。二、單項選擇題 初一?1.在如圖所示的水槽液位控制系統(tǒng)中， 廠」C（c）是被控變量。 ="―"QTYLCA.進水流量 = AB.出水流量 =一 及二?C.水槽液位D.水槽.下列（A ）不是描述對象特性的數(shù)。A.過渡時間 B.時間常數(shù) C.放大系數(shù) D.滯后時間.下列關(guān)于積分飽和的說法，錯誤的是（D）。A.調(diào)節(jié)器處于開環(huán)工作狀態(tài)是出現(xiàn)積分飽和現(xiàn)象的必要條件B.調(diào)節(jié)器具有積分作用才會出現(xiàn)積分飽和現(xiàn)象C.積分飽和狀態(tài)時，調(diào)節(jié)器的輸出將達到最大或最小的極限值D.只有在選擇性調(diào)節(jié)系統(tǒng)中才會出現(xiàn)積分飽和現(xiàn)象.串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，副回路一般采用（A）調(diào)節(jié)規(guī)律。A.比例B.比例積分C.比例微分D.A.比例B.比例積分C.比例微分D.比例積分微分5.如圖所示為丙烯冷卻器的控制方案示意圖，的控制系統(tǒng)為（D）控制系統(tǒng)。A.串級圖中所采用B.均勻C.分程D.選擇6.在合成纖維錦綸生產(chǎn)中，熟化罐的溫度是一個重要的參數(shù)，其期望值是一已知的時間函數(shù)，則熟化罐的溫度控制系統(tǒng)屬于（D）。A,定值控制系統(tǒng)B,隨動控制系統(tǒng) C.正反饋控制系統(tǒng)D.程序控制系統(tǒng)三、判斷改錯題（判斷下列各題，在題后的括號內(nèi)，對的打“J”，錯的打“X”。）.每個控制系統(tǒng)都有相應(yīng)的方塊圖，同一形式的方塊圖只能代表一個控制系統(tǒng)。（X）.當對象的動態(tài)特性可以用二階微分方程表示時，該對象就稱為二階對象。（V）.在自動控制系統(tǒng)方塊圖中，作用于對象的輸入信號有兩個，一個是調(diào)節(jié)信號，另一個是干擾信號。（X）.幾乎所有的自動控制系統(tǒng)都是負反饋系統(tǒng)。（V）.調(diào)節(jié)器由比較點和調(diào)節(jié)規(guī)律方塊組成。（V）.對象在受到階躍干擾后，被調(diào)參數(shù)開始變化很慢，后來才逐漸加快，最后又變慢直至接近穩(wěn)定值，這種現(xiàn)象叫做傳遞滯后。（X）.對于同一被調(diào)參數(shù)的調(diào)節(jié)來講，前饋調(diào)節(jié)和反饋調(diào)節(jié)是不能同時存在的。（X）四、計算分析題.簡單控制系統(tǒng)的定義是什么?畫出簡單控制系統(tǒng)的典型方塊圖。簡單控制系統(tǒng)是由一個調(diào)節(jié)器、一個變送器（測量儀表、一個執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）和一個被控物理對象所組成的控制系統(tǒng)。方塊圖如下圖所示。.常用的調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律有哪些?各有什么特點?適用于什么場合？常用的調(diào)節(jié)規(guī)律有位式調(diào)節(jié)、PI調(diào)節(jié)、PD調(diào)節(jié)和PID調(diào)節(jié)等。位式調(diào)節(jié)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、易于實現(xiàn)的有點，主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的液位控制、壓力控制、溫度控制等系統(tǒng)。PI調(diào)節(jié)可以消除偏差，但調(diào)節(jié)動作緩慢，常用于干擾量較大的控制過程中。PD調(diào)節(jié)可快速進行調(diào)解，常用于溫度、成份等滯后較大的控制系統(tǒng)中，可改善控制過程的動態(tài)特性。（2分）PID調(diào)節(jié)既能快速進行調(diào)節(jié)，又能消除余差，具有較好的調(diào)節(jié)性能，被廣泛應(yīng)用。測驗作業(yè)題1.簡單控制系統(tǒng)的定義是什么?畫出簡單控制系統(tǒng)的典型方塊圖。.什么是串級控制系統(tǒng)？它是怎樣組成的？試畫出串級控制系統(tǒng)的典型方塊圖。.如圖所示的反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)。冷卻水通過夾套內(nèi)，以帶走反應(yīng)產(chǎn)生的熱量。試問：（1）這是一個什么類型的控制系統(tǒng)？試畫出它的方塊圖。（2）如果反應(yīng)器溫度不允許過高，否則易發(fā)生事故，試確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)型式。（3）確定主、副調(diào)節(jié)器的正、反作用。（4）如果主要干擾是冷卻水壓力波動，試簡述其控制過程。4.什么是反饋、正反饋、負反饋，什么是傳遞函數(shù)?4.什么是反饋、正反饋、負反饋，什么是傳遞函數(shù)?.被控對象、執(zhí)行器與調(diào)節(jié)器的正反作用是如何規(guī)定的?.什么是一個自動控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)對象、被調(diào)參數(shù)、給定值、調(diào)節(jié)作用、調(diào)節(jié)參數(shù)、調(diào)節(jié)介質(zhì)？試舉例說明。習題集2一、填空題.液柱式壓力計是將被測壓力轉(zhuǎn)換成（液柱高度）進行測量的。.串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，主回路是一個（定值）調(diào)節(jié)系統(tǒng)。.轉(zhuǎn)子流量計采用的是（恒壓降、變節(jié)流面積）的流量測量方法。.在熱電偶測溫回路中，只要引入線（兩端溫度相同），不會影響熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢數(shù)值。.熱電偶測溫不僅與被測端溫度有關(guān)，且還決定于（冷端）的溫度。二、單項選擇題.化工生產(chǎn)中，為了使貯罐中的油品不被空氣中的氧氣氧化，常常采用“氮封”的方法，為了維持氮封壓力，一般采用（C）控制方案。A.前饋 B.選擇性C.分程D.串級.在選擇調(diào)節(jié)參數(shù)時，從靜態(tài)特性考慮，下述對于放大系數(shù)的說法正確的是（C）。A.對調(diào)節(jié)通道的放大系數(shù)和干擾通道的放大系數(shù)要求是一樣的B.對象干擾通道的放大系數(shù)越大越好C.應(yīng)選擇使調(diào)節(jié)通道放大系數(shù)大的變量作為調(diào)節(jié)參數(shù)D.對象調(diào)節(jié)通道的放大系數(shù)越小越好.用某臺測溫儀表測溫，其測溫X圍為200?1200℃,根據(jù)工藝要求，溫度指示值的誤差不得超過±7℃,則此臺測溫儀表的精度等級至少為（B）。A.1.0級 B.0.5級C.0.7級 D.1.5級.在工藝控制流程圖中，符號QT表示（B）。A.溫度控制器B.溫度變送器C.組分變送器 D.組分控制器.當生產(chǎn)短期內(nèi)處于不正常情況時，為了做到既不停車又能對生產(chǎn)進行自動保護，人們常常采用（B）控制系統(tǒng)。A.串級 B.選擇性C.多沖量 D.均勻.下面關(guān)于補償導線說法不正確的有（B）。A.補償導線與對應(yīng)的熱電偶在0?100℃的溫度X圍內(nèi)有相同的熱電特性B.補償導線無極性C.不同的熱電偶用的補償導線也不同D.熱電偶測溫時若使用了補償導線只是將冷端延伸到溫度比較恒定的地方.若用電子電位差計配熱電偶測溫，如果熱端溫度上升3℃,而冷端溫度也升高3℃,則儀表指示（A）。A.升高3℃ B.下降3℃

D.不變C.下降D.不變.電子電位差計的起始點為0℃,當輸入端的輸入電勢為0時，儀表指針應(yīng)指在(B)。A.始點 B.室溫C.終點 D.任意位置三、判斷題(判斷下列各題，在題后的括號內(nèi)，對的打“J”，錯的打“X”。).串級均勻調(diào)節(jié)系統(tǒng)與串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上是不相同的。(X).若組成熱電偶回路的兩種金屬材料相同，則不論熱電偶兩端溫度是否相同，回路中的總電勢為零。.電子電位差計和自動平衡電橋都可配用熱電偶測溫。(X).采用閥門定位器可以改善閥門的工作特性。(V).兩支壓力表的絕對誤差相等，標尺X圍較小的表精度較高。(X)四、計算分析題.請畫出鍋爐汽包液位雙沖量控制方案示意圖，并說明雙沖量液位控制方案怎樣克服虛假液位?鍋爐汽包液位的雙沖量控制系統(tǒng)如圖所示。當蒸汽負荷的變化引起液位大幅度波動時，蒸汽流 量信波動起的號的引入起著超前調(diào)節(jié)的作用，它可以在液位還未出現(xiàn)時提前使調(diào)節(jié)閥動作從而減少因蒸汽負荷量的變化而引液位波動。波動起的.如圖所示的測溫系統(tǒng)中，當熱電偶熱端溫度為600℃時，電子電位差計的指示是多少?K30℃銅銀K30℃銅銀In銅+口XWC—心K銅銅20℃10℃附K熱電偶分度表溫度(℃)102030570580600熱電勢(mV)0.3970.7981.20323.62424.05024.902設(shè)儀表指示值為Tr從熱電偶熱端溫度為600℃可知熱電偶輸出電勢為E(600,30)而補償導線產(chǎn)生的電勢為E補=￡(30,20)由于K熱電偶的補償導線應(yīng)為銅一銀銅，即銅為正極，而銀銅為負極所以圖中補償導線是接反的所以輸入電子電位差計的總電勢為Ea=E(600,30)-E(30,20)而電子電位差計接收到的電勢E=E(T,10)

所以有：E(T,10)=E(600,30)-E(30,20)即 E(T,0)=E(600,30)-E(30,20)+E(10,0)=24.902-1.203-1.203+0.798+0.397=23.691(mV)由所附分度表可知，在570℃?580℃之間，每1℃對應(yīng)的mV值為0.043所以有(24.050-23.691)：0.043=8.4℃即 實際溫度T=580-8.4=571.6℃.如圖所示的反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)。冷卻水通過夾套內(nèi)，以帶走反應(yīng)產(chǎn)生的熱量。試問：(1)這是一個什么類型的控制系統(tǒng)？試畫出它的方塊圖。(2)如果反應(yīng)器溫度不允許過高，否則易發(fā)生事故，試確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)型式。(3)確定主、副調(diào)節(jié)器的正、反作用。(4)如果主要干擾是冷卻水壓力波動，試簡述其控制過程。(1)這是一個溫度-流量串級控制系統(tǒng)。方塊圖如圖所示。(2)在氣源中斷時為防止反應(yīng)器溫度過高，應(yīng)保證冷卻水不斷流進，故應(yīng)采用氣關(guān)型的調(diào)節(jié)閥，為“一”方向。(3)主調(diào)節(jié)器的作用方向：當主變量反應(yīng)器溫度增加時，要求冷卻水的調(diào)節(jié)閥開大，副變量冷卻水流量增加時，要求冷卻水的調(diào)節(jié)閥關(guān)小，因此主調(diào)節(jié)器采用“正”作用。副調(diào)節(jié)器的作用方向：由于冷卻水量增加時，副變量冷卻水流量是增加的，即副對象為“十”方向。已知調(diào)節(jié)閥為“一”方向，故副調(diào)節(jié)器應(yīng)該是“正”作用的。(4)設(shè)冷卻水壓力增加，則冷卻水流量增加，由于FC為“正”作用，其輸出增加，而調(diào)節(jié)閥為氣關(guān)型，故調(diào)節(jié)閥關(guān)小，使冷卻水流量減小，與時克服了由于冷卻水壓力波動對冷卻水流量的影響，從而減少甚至消除了冷卻水壓力波動對反應(yīng)器溫度的影響。另外，如果冷卻水壓力波動影響到了反應(yīng)器溫度，假設(shè)反應(yīng)器溫度升高，則“正”作用的主調(diào)節(jié)器TC的輸出增加，副調(diào)節(jié)器FC的給定值增加，由于FC為“正”作用，因此FC輸出降低，氣關(guān)型的調(diào)節(jié)閥開大，冷卻水流量增加，使反應(yīng)器溫度降低，從而得到了精確的控制。FC調(diào)節(jié)閥反應(yīng)器溫度FC調(diào)節(jié)閥反應(yīng)器溫度外流量測量變法

溫度測量變送

測驗作業(yè)題2.某臺測溫儀表的測溫X圍為0-500攝氏度，校驗該表時得到的最大絕對誤差是正負3攝氏度，試確定該儀表的精度等級。XWCK10℃.XWCK10℃溫度(℃)102030570580600熱電勢(mV)0.3970.7981.20323.62424.05024.902附K熱電偶分度表銅鎳值銅《/+K -、--30℃.熱電偶溫度計是利用什么原理來測溫的？為什么要進行冷端溫度補償？冷端溫度補償?shù)姆绞接心菐追N？.差壓式流量計是由哪些部分組成的？利用什么原理來測量流量？，在安裝使用時要注意哪些事項？.什么是正遷移和負遷移？它們之間有什么不同？零點遷移的實質(zhì)是什么？.熱電阻溫度計是利用什么原理來測溫的？熱電阻溫度變送器和熱電偶溫度變送器的輸入信號各是什么？輸出信號又是什么？習題集3一、填空題1.電-氣轉(zhuǎn)換器能夠把0~10mA或4-20mA的電流信號轉(zhuǎn)換成（0.02?0.1MPa）的氣信號。.當來自調(diào)節(jié)器或閥門定位器的信號壓力增大時，推桿向下動作的執(zhí)行機構(gòu)叫做（正）作用執(zhí)行機構(gòu)。.在進行調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定時，（臨界比例度）法先通過試驗得到臨界比例度和臨界周期，然后根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)出來的關(guān)系求出調(diào)節(jié)器各參數(shù)。.當來自調(diào)節(jié)器或閥門定位器的信號壓力增大時，推桿向上動作的執(zhí)行機構(gòu)叫做（反）作用執(zhí)行機構(gòu)。.確定調(diào)節(jié)閥的（氣開氣關(guān)形式）主要考慮生產(chǎn)安全因素。二、單項選擇題1.下述關(guān)于調(diào)節(jié)參數(shù)的說法，錯誤的是（D）。A.調(diào)節(jié)參數(shù)是對被調(diào)參數(shù)有影響的因素中比較靈敏的參數(shù)B.調(diào)節(jié)參數(shù)應(yīng)是可控的C.調(diào)節(jié)參數(shù)是對象的輸入量之一D.選擇調(diào)節(jié)參數(shù)時應(yīng)使調(diào)節(jié)通道時間常數(shù)大一些.如圖所示，曲線A、B、C表示了差壓式液位計測容器的液位時零點遷移的情況，那么曲線C代表是（B）。A.正遷移B.負遷移C.無遷移D.A、B、C答案都不正確統(tǒng)，若.對于如圖所示的蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)，若被加熱的物料過熱時易分解，則（C ）。A.調(diào)節(jié)閥選氣開閥，調(diào)節(jié)器選正作用B.調(diào)節(jié)閥選氣關(guān)閥，調(diào)節(jié)器選正作用C.調(diào)節(jié)閥選氣開閥，調(diào)節(jié)器選反作用D.調(diào)節(jié)閥選氣關(guān)閥，調(diào)節(jié)器選反作用4.圖中四條曲線分別表示調(diào)節(jié)閥的四種理想流量特性，其中曲線（A）表示快開流量特性。123

4.002-111型調(diào)節(jié)器的下列切換中，（D）不是無平衡無擾動切換。A.自動一軟手動 B.硬手動一軟手動C.硬手動一自動 D.自動一硬手動.下列（D）不屬于速度式流量儀表。A.差壓式流量計 B.轉(zhuǎn)子流量計C.渦輪流量計 D.橢圓齒輪流量計三、判斷改錯題（判斷下列各題，在題后的括號內(nèi)，對的打“J”，錯的打“X”。）.在防爆措施方面，DDZ-II和口口2-111型儀表都是采用安全火花防爆型措施。（X）.在選擇串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的正反作用時，可以先確定主調(diào)節(jié)器后確定副調(diào)節(jié)器，也可以先確定副調(diào)節(jié)器后確定主調(diào)節(jié)器。（J）.采用閥門定位器可以改善閥門的工作特性。（V）.零點遷移的實質(zhì)是測量X圍的平移，它并不改變量程大小。（V）.電子電位差計測量橋路中的R2的阻值對于不同分度號的熱電偶，其大小是相同的。（X）.電子電位差計的量程電阻越大，儀表的量程就越大。（V）四、計算分析題.計算機控制系統(tǒng)是由那兩部分組成的？工業(yè)控制計算機有哪幾種構(gòu)成方案？試說明其中DCS的基本構(gòu)成和特點。計算機控制系統(tǒng)由工業(yè)控制計算機和被控對象兩部分組成。計算機控制系統(tǒng)主要包括以下幾種：單回路調(diào)節(jié)器、單片機、總線模式工控機、可編程控制器、集散控制系統(tǒng)。DCS通常有三部分組成：過程控制操作級（是集散系統(tǒng)的核心）完成數(shù)據(jù)采集、操作控制