过程装备控制技术及应用复习题1-10页

《过程装备控制技术及应用》(本)课后复习题

《过程装备控制技术及应用》（本）课后复习题

第一章控制系统的基本概念

一、填空题

1、评定过渡过程的性能指标主要有 。 2、自动控制系统按设定值的不同形式可分为 、 、 等控制系统。

3、过程控制系统基本组成是 、 、 和 等环节。

二、判断题

1、系统的过渡时间短，则调节系统能及时克服干扰作用，调节质量就越高。（ ） 2、余差是指调节过程结束后，被调参数稳定值与测量值之差。（ ） 三、选择题

1、系统的衰减一般为 时最好。 A．20︰1 B. 8︰1 C. 4︰1

2、系统过渡过程中的最大偏差是指调节过程中出现的 最大差值。 A．被调参数指示值与给定值的 B. 被调参数指示值与测量值的

C. 新的稳定值与给定值的 四、简答题

1、在阶跃扰动作用下，自控系统的过渡过程有哪些基本形式？其主要品质指标有哪些？ 2、化工自动化主要包括哪些内容？

3、自动控制系统主要由哪些环节组成？

4、图1-1为某列管式蒸汽加热器控制流程图。试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC-305

所代表的意义。

图1-1

某列管式蒸汽加热器控制流程图[P16，图1-17]

5、在自动控制系统中，测量变送装置、控制器、执行器各起什么作用？ 6、图1-2为一组在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线。

⑴ 指出每种过程曲线的名称。

⑵ 试指出哪些过程曲线能基本满足控制要求？哪些不能？为什么？

图1-2

过渡过程曲线

7、试画出衰减比分别为n<1,n=1,n>1,n→∞ 时的过度过程曲线？

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五、计算题

某化学反应器工艺规定操作温度为(800±10)℃。为确保生产安全，控制中温度最高不得超过850℃。现运行的温度控制系统，在最大阶跃扰动下的过渡过程曲线如图1-3所示。

⑴ 分别求出最大偏差、余差、衰减比、过渡时间(温度进入按±2%新稳态值即视为系统已稳定来确定)和振荡周期。

⑵ 说明此温度控制系统是否满足工艺要求。

图1-3

温度控制系统过渡过程曲线

第二章过程装备控制基础

一、填空题

1、按对象静态特性选择调节参数时，调节通道放大倍数越大，则克服干扰能力就越 。 2、按对象特性选取调节参数时，应使干扰通道的时间常数越 越好，而调节通道的应适当 一些。

3、时间常数是当输入阶跃变化时，仪表的输出值达其稳定值的 所需的时间。 4、选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数(增益) 干扰通道的放大倍数(增益)。

5、描述对象特性的三个参数是 、 和 。 6、如果时间常数越大，系统的响应速度 ，系统的稳定性 。 7、控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是：干扰通道的时间常数愈大，对被控变量的影响 ；干扰通道容量滞后愈多，则调节质量 ；干扰通道的纯滞后对调节质量 。

8、在自动控制系统中，由于种种干扰作用，使被控变量偏离了设定值，即产生 。 9、单回路控制时，其积分作用越强，积分时间 ，微分时间越长，微分作用 。 10、调节器的比例放大系数越小，比例作用 ，余差 。 11、安全栅起到隔离作用，主要是通过 和 来实现的。 12、比例调节器的放大倍数KC越大，则比例度越 ；调节作用越 。 13、调节规律是调节器的 与 之间的函数关系，输入偏差e是指 与 之间的差。

14、在控制系统中，增加比例度，控制作用 ；增加积分时间，控制作用 ；增加微分时间，控制作用 。 二、判断题

1、对象特性包括自衡性、动特性、时间特性和负荷特性。（ ）

2、传递滞后是指在调节对象中物料平衡被破坏时，被调参数也随之发生的时间。（ ） 3、阶跃干扰是一种突变作用，一经产生后就持续下去，不再消失。（ ）

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4、克服余差的办法是在比例控制的基础上加上微分控制作用。（ ） 5、在自动调节系统中给定值是指生产中要求保持的工艺指标。（ ） 6、当比例带(即比例度)越小时(在临界比例度之前)，调节系统越容易稳定。（ ） 7、在危险场所和控制室之间设置安全栅，这样构成的系统叫做安全火花型防爆系统。（ ） 8、单元组合式仪表变送器其滞后时间常数都很小，可视为一个放大环节。（ ） 9、调节系统的超调量小，过渡过程短，没有余差，应选用PI调节规律。（ ） 10、微分调节能消除系统余差。（ ） 三、选择题

1、聚合釜的温度控制具有较大的滞后性，为了保证控制效果良好，一般为选用 制规律。 A. 比例 B. 比例+积分 C. 比例+积分+微分 D. 比例+微分 2、由于微分调节规律有超前作用，因此调节器加入微分作用主要是用来 。 A. 克服调节对象的惯性滞后(时间常数T)、容量滞后τC和纯滞后τ0 B. 克服调节对象的纯滞后τ0

C. 克服调节对象的惯性滞后(时间常数T)、容量滞后τC 3、比例环节的特点是当输入信号变化时，输出信号会 复现输入信号的变化。 A. 同时以一定的比例 B. 按积分规律 C. 按微分规律 四、简答题

1. 在控制系统应用中，有哪些基本控制规律和组成控制规律？写出各自的表达式。 2．调节器参数整定的目的是什么？工程上常用的整定方法有哪些？ 3.什么是自衡特性？具有自衡特性被控过程的系统框图有什么特点？ 4、请判定图所示温度控制系统中，调节阀和调节器的作用型式。

TIC 物料 4.1当物料为温度过低时易析出结晶颗粒的介质，调节介质为过热蒸汽时； （ ） 4.2当物料为温度过高时易结焦或分解的介质，调节介质为过热蒸汽时； （ ） 4.3当物料为温度过低时易析出结晶颗粒的介质，调节介质为待加热的软化水时；（ ） 4.4当物料为温度过高时易结焦或分解的介质，调节介质为待加热的软化水时； （ ）

A.气关调节阀，正作用调节器； B.气开调节阀，反作用调节器； C.气开调节阀，正作用调节器；

D.气关调节阀，反作用调节器.

5、试分辨（a）、（b）两过渡曲线哪一个的比例度大、那一个的比例度小？

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y y

（a）

t t （b）

五、案例分析题

（一）图2为聚合釜温度控制系统。试问：

1.这是一个什么类型的控制系统？试画出它的方块图；

2.如果聚合釜的温度不允许过高，否则易发生事故，试确定控制阀的气开、气关形式； 3.分析确定主、副控制器的正、反作用？ 4.简述当冷却水压升高时的控制过程。

5.如果冷却水的温度是经常波动的，上述系统应如何改进？

（二）对于图3加热器的温度-流量串级控制系统。要求：

1.画出该控制系统的方框图，并说明主变量、副变量分别是什么？主控制器、副控制器分别是哪个？

2.若工艺要求加热器温度不能过高，否则易发生事故，试确定控制阀的气开气关型式； 3.确定主、副控制器的正反作用；

4.当蒸汽压力突然增加时，简述该控制系统的控制过程；（注：要求用各变量间的关系来阐述）

图3加热器的温度-流量串级控制系统

第三章过程检测技术

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