過控教材試卷及答案

一、填空題〔120分〕

試卷一1．所謂自動掌握，就是在沒有人直接參與的狀況下，利用掌握裝置，對生產(chǎn)過程、工藝參數(shù)、目標要求等進展 ，使之依據(jù)預定的方案到達要求的指標。2．按輸入量變化的規(guī)律分類，自動掌握系統(tǒng)可以分為 系統(tǒng)、 系統(tǒng)、系統(tǒng)。過程掌握系統(tǒng)的要求 、 、經(jīng)濟性。在經(jīng)典掌握理論中，主要有 ， 和根軌跡法等幾種分析方法。對數(shù)幅頻特性L(ω)或它的漸近線大多與lgω成 關(guān)系因此假設(shè)以L(ω)為縱軸，lgω為橫軸，則其圖線將為 。熱電阻Cu50中的C”是指 50”是指 。電容式壓力變送器由測量部件、 和 三局部組成。執(zhí)行器按其能源形式分為液動、 、 三大類。DCS是指 。串級掌握系統(tǒng)能快速抑制進入 回路的擾動改善 掌握器的廣義對象特性，容許 回路內(nèi)各環(huán)節(jié)的特性在肯定的范圍內(nèi)變動而不影響整個系統(tǒng)的掌握品質(zhì)。二、選擇題〔220分〕1、掌握系統(tǒng)時域分析中，最常用的典型輸入信號是( )。A.階躍函數(shù) B.脈沖函數(shù)C.斜坡函數(shù) D.正弦函數(shù)2、與開環(huán)掌握相比較閉環(huán)掌握的特征是〔 〕A.系統(tǒng)有執(zhí)行元件 B.系統(tǒng)有掌握器C.系統(tǒng)有放大元件 D.系統(tǒng)有反響環(huán)節(jié)3、積分環(huán)節(jié)的頻率特性相位移θ(ω)=( )。A.90° B.90° C.0° D.180°4、依據(jù)對象特性來選擇掌握規(guī)律時，對于掌握通道滯后小，負荷變化不大，工藝參數(shù)不允許有余差的系統(tǒng)，應(yīng)中選用( )掌握。A.比例 B.比例積分 C.比例微分 D.比例積分微分5．假設(shè)系統(tǒng)不穩(wěn)定，則系統(tǒng)( )A.不能工作 B.可以工作，但穩(wěn)定誤差很大C.可以工作，但過渡時間很長D.可以正常工作6．.電—氣閥門定位器將4-20MA的標準信號轉(zhuǎn)換為〔 〕的標準氣壓信號。A、0.04MA-0.02MA B0.02MA-0.1MAC、0.01-0.05MA D0.03-0.15MA7．測4~20mA電流信號時用以下哪些工具〔 〕A.螺絲刀 B.萬用表 C.校驗儀〔氣壓〕 D.試電筆8．液位調(diào)整系統(tǒng)的調(diào)整規(guī)律，通常選用〔 。A.PI B.PD C.PID D.P在抱負流量特性中〔 〕亦稱為對數(shù)流量特性。A.直線流量特性 B.等百分比流量特性C.快開流量特性 D.拋物線流量特性在計算機掌握系統(tǒng)中，計算機的輸入和輸出信號是〔 。A.模擬信號 B.數(shù)字信號 C.4~20mA的標準信號D.什么信號都行三、推斷題〔110分〕有的儀表所用電壓是直流電，有的用溝通電?！?〕溫度變送器是用來測量介質(zhì)溫度的?！?〕質(zhì)量流量與體積流量一樣?！?〕引起自動調(diào)整系統(tǒng)被調(diào)量波動的因素叫干擾?！?〕在自動調(diào)整中，PID調(diào)整器主要靠比例作用避開過分振蕩，靠積分作用消退靜態(tài)偏差，靠微分作用削減動態(tài)偏差?！?〕串級調(diào)整系統(tǒng)就是將調(diào)整系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)串聯(lián)起來?！?〕7調(diào)整器的輸出值隨測量值增加而增加的稱為正作用〔 〕為了消退余差，應(yīng)引入微分調(diào)整作用來抑制。〔 〕計算機掌握系統(tǒng)就是自動掌握系統(tǒng)?！?〕在自控系統(tǒng)中，安全柵處于現(xiàn)場儀表與掌握室儀表之間。〔 〕四．簡答題〔520分〕什么是定值掌握系統(tǒng)？求取以下圖所示電路的傳遞函數(shù)〔uu為輸出信號〕i oR1R0 wu i uo簡述PID調(diào)整器

K Tc、i和

Td的作用是什么？簡述熱電偶溫度計組成局部。五、某單位負反響系統(tǒng)〔設(shè)其為最小相位系統(tǒng)，校正前、后的開環(huán)對數(shù)幅頻特性〔漸進線〕〔10分〕寫出校正前、后的開環(huán)傳遞函數(shù)G1

(s)、G2

(s)；求出串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)Gc(s)，并設(shè)計此調(diào)整器的線路〔不用設(shè)置參數(shù)。推斷出校正前、后系統(tǒng)的相位裕量的變化趨勢；分析校正對系統(tǒng)動、穩(wěn)態(tài)性能〔、t、e 〕的影響。s ssL()/dB3020

校正后20dB/dec

校正前20dB/dec50 70 (rad/s)1 10

40dB/dec用狀況下，調(diào)整閥的氣開、氣關(guān)型式如何選擇？〔10分〕最大偏差、余差、衰減比、振蕩周期和過渡時間〔給定值為20℃10分〕一、填空題〔120分〕

試卷一答案1．所謂自動掌握，就是在沒有人直接參與的狀況下，利用掌握裝置，對生產(chǎn)過程、工藝參數(shù)、目標要求等進展自動掌握的調(diào)整與掌握，使之依據(jù)預定的方案到達要求的指標。2．按輸入量變化的規(guī)律分類，自動掌握系統(tǒng)可以分為定值掌握系統(tǒng)、隨動掌握系統(tǒng)、 程序掌握系統(tǒng)。過程掌握系統(tǒng)的要求安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性。在經(jīng)典掌握理論中，主要有時域分析法，頻率特性法和根軌跡法等幾種分析方法。對數(shù)幅頻特性L(ω)或它的漸近線大多與lgω成 線性 關(guān)系因此假設(shè)以L(ω)為縱軸，lgω為橫軸，則其圖線將為 直線 。熱電阻Cu50中的C”是指 銅 “5”是指℃時電阻值50歐姆。電容式壓力變送器由測量部件、 轉(zhuǎn)換電路和放大電路 三局部組成。執(zhí)行器按其能源形式分為液動、氣動、電動三大類。DCS是指集散掌握系統(tǒng)。副回路內(nèi)各環(huán)節(jié)的特性在肯定的范圍內(nèi)變動而不影響整個系統(tǒng)的掌握品質(zhì)。二、選擇題〔220分〕1、掌握系統(tǒng)時域分析中，最常用的典型輸入信號是( A )。A.階躍函數(shù) B.脈沖函數(shù)C.斜坡函數(shù) D.正弦函數(shù)2、與開環(huán)掌握相比較閉環(huán)掌握的特征是〔D 〕A.系統(tǒng)有執(zhí)行元件 B.系統(tǒng)有掌握器C.系統(tǒng)有放大元件 D.系統(tǒng)有反響環(huán)節(jié)3、積分環(huán)節(jié)的頻率特性相位移θ(ω)=( B )。A.90° B.90° C.0° D.180°4、依據(jù)對象特性來選擇掌握規(guī)律時，對于掌握通道滯后小，負荷變化不大，工藝參數(shù)不允許有余差的系統(tǒng)，應(yīng)中選用( B )掌握。A.比例 B.比例積分 C.比例微分 D.比例積分微分5．假設(shè)系統(tǒng)不穩(wěn)定，則系統(tǒng)( A )A.不能工作 B.可以工作，但穩(wěn)定誤差很大C.可以工作，但過渡時間很長D.可以正常工作6．.電—氣閥門定位器將4-20MA的標準信號轉(zhuǎn)換為〔B 〕的標準氣壓信號。A、0.04MA-0.02MA B0.02MA-0.1MAC、0.01-0.05MA D0.03-0.15MA7．測4~20mA電流信號時用以下哪些工具〔B〕A.螺絲刀 B.萬用表 C.校驗儀〔氣壓〕 D.試電筆8．液位調(diào)整系統(tǒng)的調(diào)整規(guī)律，通常選用〔D。A.PI B.PD C.PID D.P在抱負流量特性中〔B〕亦稱為對數(shù)流量特性。A.直線流量特性 B.等百分比流量特性C.快開流量特性 D.拋物線流量特性在計算機掌握系統(tǒng)中，計算機的輸入和輸出信號是〔B。A.模擬信號 B.數(shù)字信號 C.4~20mA的標準信號D.什么信號都行三、推斷題〔每題1分，共10分〕有的儀表所用電壓是直流電，有的用溝通電?！病獭硿囟茸兯推魇怯脕頊y量介質(zhì)溫度的?！波w〕解釋：溫度變送器的作用是將熱電偶或熱電阻的電勢或電阻信號轉(zhuǎn)換成 DC1-5V電壓或DC4-20VmA電流標準信號。質(zhì)量流量與體積流量一樣?！波w〕解釋：質(zhì)量流量是體積流量與密度的乘積引起自動調(diào)整系統(tǒng)被調(diào)量波動的因素叫干擾?！病獭吃谧詣诱{(diào)整中，PID調(diào)整器主要靠比例作用避開過分振蕩，靠積分作用消退靜態(tài)偏差，靠微分作用削減動態(tài)偏差?！病獭炒壵{(diào)整系統(tǒng)就是將調(diào)整系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)串聯(lián)起來?！波w〕解釋：串級調(diào)整系統(tǒng)由兩個單回路構(gòu)成，主調(diào)整器的輸出作為副調(diào)整器的給定。7調(diào)整器的輸出值隨測量值增加而增加的稱為正作用〔√〕為了消退余差，應(yīng)引入微分調(diào)整作用來抑制?！波w〕解釋：為了消退余差，應(yīng)引入積分調(diào)整作用來抑制計算機掌握系統(tǒng)就是自動掌握系統(tǒng)。〔√〕在自控系統(tǒng)中，安全柵處于現(xiàn)場儀表與掌握室儀表之間〔√〕四．簡答題〔520分〕什么是定值掌握系統(tǒng)？控變量的影響，使被控變量最終回到設(shè)定值或其四周.以后無特別說明掌握系統(tǒng)均指定值控制系統(tǒng)而言。求取以下圖所示電路的傳遞函數(shù)〔uiR1

uo

為輸出信號〕R0 wui uoU(s)

Z (s) R答案：G(s) o f 1U(s) Zi

(s) R2簡述PID調(diào)整器

K Tc、i和K

Td的作用是什么？T T答案：在PID調(diào)整器中，

c越大，表示調(diào)整作用越強，

i值越大，表示積分作用減弱，d值越大表示微分作用增加。簡述熱電偶溫度計組成局部。五、以下圖所示為某單位負反響系統(tǒng)校正前、后的開環(huán)對數(shù)幅頻特性〔漸進線〔此為最小相位系統(tǒng)〔10分〕寫出校正前、后的開環(huán)傳遞函數(shù)G1

(s)、G2

(s)；求出串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)Gc(s)，并設(shè)計此調(diào)整器的線路〔不用設(shè)置參數(shù)。推斷出校正前、后系統(tǒng)的相位裕量的變化趨勢；分析校正對系統(tǒng)動、穩(wěn)態(tài)性能〔、t、e 〕的影響。s ssL()/dB3020

校正后20dB/dec

校正前20dB/dec50 70 (rad/s)1 10

40dB/dec

40dB/dec答案：〔1〕〔2〕在式中其電路圖如所示。假設(shè)選取則)

此為PI調(diào)整器。(取由 有 ，(取 )(3)(4)①穩(wěn)態(tài)性能：校正后，系統(tǒng)由O型變?yōu)镮型，對階躍信號由有靜差為無靜差，穩(wěn)態(tài)性能明顯改善。②穩(wěn)定性：由于PI調(diào)整器的增益( 由 )，穩(wěn)定性改善，

，增益減小，使相位裕量 有所增加與Ｎ均有減小。由此例可見，適當降低增益，可彌補PI校正對穩(wěn)定性的消極影響。③快速性： 由 ，快速性變差。狀況下，調(diào)整閥的氣開、氣關(guān)型式如何選擇？〔10分〕答案：方框圖流量q，可能影響被控變量的擾動液位掌握系統(tǒng)中流入到貯槽的流量q。o iq，調(diào)整閥設(shè)定o選擇氣開閥，則出料閥開度增加，液位下降，因此對象的放大倍數(shù)為負；液位上升，檢測變正；為保證掌握系統(tǒng)負反響，則應(yīng)選擇掌握器放大倍數(shù)為正，即正作用掌握器。符合條件，則調(diào)整閥選擇氣開閥。出最大偏差、余差、衰減比、振蕩周期和過渡時間〔給定值為20℃〔10分〕答案：最大偏差A=30℃余差C=5℃衰減比n=〔230-205〕/〔210-205〕=5振蕩周期T=15s過渡時間ts=22s一、填空題〔120分〕

試卷二設(shè)有反響環(huán)節(jié)的掌握系統(tǒng)，稱為 系統(tǒng)；不設(shè)反響環(huán)節(jié)的，則稱為 系統(tǒng)。過程掌握系統(tǒng)性能好壞的評價指標可概括為 、 、 。在延遲時間很小的狀況下，延遲環(huán)節(jié)可用 環(huán)節(jié)來代替。系統(tǒng)在前向通路中含有 環(huán)節(jié)將使系統(tǒng)的穩(wěn)定性嚴峻變差；而 環(huán)節(jié)則可改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性的 段，表征著系統(tǒng)的動態(tài)性能；而 段，則表征著系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。變送器信號傳送和供電的方式有三種，即 、 、 。假設(shè)熱電偶兩接觸點溫度一樣，則回路總的熱電動勢為 。用來測量瞬時流量的儀表稱為 ，測量累積流量的儀表稱為 。串級掌握系統(tǒng)的參數(shù)整定方法有兩種： 和 。比值掌握系統(tǒng)主要有單閉環(huán)比值掌握系統(tǒng)、 和 。二、選擇題〔每空2分，共30分〕1、微分環(huán)節(jié)的頻率特性相位移θ(ω)=( )。A.90° B.90° C.0° D.180°2、系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，除了比例增益外，主要取決于系統(tǒng)中的( )。A.積分環(huán)節(jié)多少 B.慣性環(huán)節(jié)C.比例微分環(huán)節(jié) D.振蕩環(huán)節(jié)3、阻尼比0<ζ<1時的振蕩環(huán)節(jié)對單位階躍的響應(yīng)為( )A.按指數(shù)規(guī)律上升 B.等幅振蕩C.減幅振蕩 D.單調(diào)上升曲線4、PD掌握規(guī)律指的是( )。A.比例、微分 B.比例、積分C.積分、微分 D.比例、積分、微分5、對數(shù)頻率特性曲線橫坐標軸單位長度代表( )A.兩倍頻程 B.一倍頻程 C.十倍頻程 D.半倍頻程6、對數(shù)幅頻特性中，低頻漸近線不為零分貝的環(huán)節(jié)有()A.慣性 B.比例微分 C.振蕩 D.積分7．反響器、壓縮機、鍋爐都可以作為自動掌握系統(tǒng)中的()。A.被控變量 B.被控對象 C.掌握系統(tǒng)D.操縱介質(zhì)8．壓力的單位是〔 。A．N牛頓 B．Kg公斤 C．Pa帕斯卡D．Kg/m2公斤/2流量、壓力調(diào)整系統(tǒng)的調(diào)整規(guī)律，通常選用〔 。A.PI B.PD C.PIDD.P10..DCS〔〕A.比例、積分、微分掌握B.集散掌握系統(tǒng)。C.可編程序掌握器D.以上三個都不正確。三、選擇題〔110分〕熱電阻應(yīng)承受兩線制?！?〕電磁流量計可以測量氣體介質(zhì)流量。〔 〕銅電阻的測溫范圍比鉑電阻測溫范圍寬?！?〕在閉環(huán)自動調(diào)整系統(tǒng)中，反響是不行缺少的?！?〕調(diào)整器的比例度越大，則放大倍數(shù)越大，比例調(diào)整作用越強?！?〕在串級調(diào)整系統(tǒng)中，主回路是個定值調(diào)整系統(tǒng)，而副回路是個隨動系統(tǒng)?！?〕調(diào)整器的輸出值隨測量值增加而削減的稱為反作用?！?〕當調(diào)整過程不穩(wěn)定時，可增大積分時間或加大比例度，使其穩(wěn)定?！?〕計算機掌握只需要程序。〔 〕自動調(diào)整系統(tǒng)的給定值是依據(jù)生產(chǎn)要求人為設(shè)定的?！?〕四、簡答題〔520分〕什么是隨動掌握系統(tǒng)？u u求取以下圖所示電路的傳遞函數(shù)?！瞚為輸入信號，o為輸出信號〕CCuiRuo通常在什么場合下選用比例〔P〕，比例積〔PI〕，比例積分微分〔PID〕調(diào)整規(guī)律？熱電偶有哪幾種冷端補償方法？五、如下圖的系統(tǒng)為最小相位系統(tǒng)，求〕穿越頻率c〔2〕系統(tǒng)的相位穩(wěn)定裕量并推斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定〔arctan476；arctan0.212〔10分〕L()/dB40 40dB/dec20dB/dec1 5 c

100

/(rad/s)40dB/dec氣開、氣關(guān)型式，調(diào)整器的正反作用方式，并簡述掌握系統(tǒng)的動作過程〔10分〕七、如下圖為脫乙烷塔掌握流程圖，試說明圖中各種測量儀表功能〔10分〕一、填空題〔120分〕

試卷二答案設(shè)有反響環(huán)節(jié)的掌握系統(tǒng)，稱為閉環(huán)系統(tǒng)；不設(shè)反響環(huán)節(jié)的，則稱為開環(huán)系統(tǒng)。過程掌握系統(tǒng)性能好壞的評價指標可概括為穩(wěn)、準、快。在延遲時間很小的狀況下，延遲環(huán)節(jié)可用小慣性環(huán)節(jié)來代替。系統(tǒng)在前向通路中含有積分環(huán)節(jié)將使系統(tǒng)的穩(wěn)定性嚴峻變差；而比例微分環(huán)節(jié)則可改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性的低頻段，表征著系統(tǒng)的動態(tài)性能；而中頻段，則表征著系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。變送器信號傳送和供電的方式有三種，即四線制、三線制、兩線制。假設(shè)熱電偶兩接觸點溫度一樣，則回路總的熱電動勢為0〔零〕。用來測量瞬時流量的儀表稱為流量計，測量累積流量的儀表稱為計量表 。串級掌握系統(tǒng)的參數(shù)整定方法有兩種：兩步整定法和一步整定法。比值掌握系統(tǒng)主要有單閉環(huán)比值掌握系統(tǒng)、雙閉環(huán)比值掌握系統(tǒng)和變比值掌握系統(tǒng)。二、選擇題〔230分〕1、微分環(huán)節(jié)的頻率特性相位移θ(ω)=( A )。A.90° B.90° C.0° D.180°2、系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，除了比例增益外，主要取決于系統(tǒng)中的( A )。A.積分環(huán)節(jié)多少 B.慣性環(huán)節(jié)C.比例微分環(huán)節(jié) D.振蕩環(huán)節(jié)3、阻尼比0<ζ<1時的振蕩環(huán)節(jié)對單位階躍的響應(yīng)為( C )A.按指數(shù)規(guī)律上升 B.等幅振蕩C.減幅振蕩 D.單調(diào)上升曲線4、PD掌握規(guī)律指的是( A )。A.比例、微分 B.比例、積分C.積分、微分 D.比例、積分、微分5、對數(shù)頻率特性曲線橫坐標軸單位長度代表( C )A.兩倍頻程 B.一倍頻程 C.十倍頻程 D.半倍頻程6、對數(shù)幅頻特性中，低頻漸近線不為零分貝的環(huán)節(jié)有( D )A.慣性 B.比例微分 C.振蕩 D.積分7．反響器、壓縮機、鍋爐都可以作為自動掌握系統(tǒng)中的( B )。A.被控變量 B.被控對象 C.掌握系統(tǒng) D.操縱介質(zhì)8．壓力的單位是〔C 。A．N牛頓 B．Kg公斤 C．Pa帕斯卡 D．Kg/m2公斤/米2流量、壓力調(diào)整系統(tǒng)的調(diào)整規(guī)律，通常選用〔A。A.PI B.PD C.PID D.P.DCSB〕A.比例、積分、微分掌握 B.集散掌握系統(tǒng)。C.可編程序掌握器 D.以上三個都不正確。三、選擇題〔110分〕熱電阻應(yīng)承受兩線制。〔╳〕解釋：熱電阻應(yīng)承受三線制。電磁流量計可以測量氣體介質(zhì)流量?！波w〕解釋：電磁流量計所測介質(zhì)必需是導電性液體，所以不能測量氣體介質(zhì)流量。銅電阻的測溫范圍比鉑電阻測溫范圍寬?！波w〕解釋：鉑電阻的測溫范圍比銅電阻測溫范圍寬。4．在閉環(huán)自動調(diào)整系統(tǒng)中，反響是不行缺少的。〔√〕調(diào)整器的比例度越大，則放大倍數(shù)越大，比例調(diào)整作用越強?！波w〕解釋：調(diào)整器的比例度越大，則放大倍數(shù)越小，比例調(diào)整作用越弱。在串級調(diào)整系統(tǒng)中，主回路是個定值調(diào)整系統(tǒng)，而副回路是個隨動系統(tǒng)?！病獭痴{(diào)整器的輸出值隨測量值增加而削減的稱為反作用?！病獭钞斦{(diào)整過程不穩(wěn)定時，可增大積分時間或加大比例度，使其穩(wěn)定。〔√〕計算機掌握只需要程序?！波w〕解釋：計算機掌握需要硬件和軟件。自動調(diào)整系統(tǒng)的給定值是依據(jù)生產(chǎn)要求人為設(shè)定的。〔√〕四、簡答題〔520分〕什么是隨動掌握系統(tǒng)？準確無誤地跟蹤設(shè)定值的變化而變化。u u求取以下圖所示電路的傳遞函數(shù)?！瞚為輸入信號，o為輸出信號〕CCuiRuo答案： 〔由分壓公式求取〕上式中，此為一慣性微分環(huán)節(jié)。通常在什么場合下選用比例〔P〕，比例積〔PI〕，比例積分微分〔PID〕調(diào)整規(guī)律？系統(tǒng)。〔需要消退干擾引起的余差〕，純滯后不大〔時間常數(shù)不是太大而被調(diào)參數(shù)不允許與給定值有偏差的調(diào)整系統(tǒng)。比例積分調(diào)