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1、过程控制工程测试过程控制工程课程测试试题一 一、 综合题（40分）1、 过程控制系统是由_、_、_、_等环节组成。2、 过程控制系统中按被控参数的名称来分有_、_、_、_、成份等控制系统。3、 目前求取过程数学模型的方法有两种。其中一种是根据过程的内在机理，通过_和_等平衡关系，用_的方法求取过程的数学模型。4、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_。5、 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）。6某调节系统采用比例积分作用调节器，先用

2、纯比例调整到合适的调节输出，再加入积分作用的后，应_,才能使稳定性不变。7某调节系统采用比例积分作用调节器，在加入微分作用以后，最大偏差A_余差C_调节时间ts_稳定性n_。8串级调节系统,一般情况下主回路选择_或_调节规律调节器,副回路选用_调节规律调节器；如果副回路采用差压法测流量，应采用_装置补偿。9简单均匀控制系统与液位定值控制系统的区别是。10防积分饱和的措施有哪三种：。二、(10分)用DDZ-型仪表实现单闭环比值控制,若流量变送器(采用差压法测流量)量程为:G1max=5000kg/h, G2max=24000kg/h,工艺要求G1/G2=1/4,试绘制该控制系统原理图,并求出:(

3、1) 比值系数K=?(2) 比值函数部件采用乘法器,求出相应的偏置电压V2=?(3) 当G1=3000kg/h时,求出系统稳定后,G1、G2的变送器输出值。（注:DDZ-乘法器输入与输出关系为=三、（10分）如图所示压缩机分程控制系统中，正常工况时，通过调节V1的开度控制吸入罐的压力，为防止离心式压缩机的喘振，阀V1有最小开度V1min，当V1达到最小开度时如果吸入罐的压力仍不能恢复，则打开旁路控制阀V2。试确定压力调节器的正反作用方式，画出调节器输出与阀开度的关系曲线。 四、（10分）如图所示压缩机选择性控制系统中，为防止吸入罐压力过低被吸瘪和防止压缩机喘振的双重目的，试确定该控制系统中调节

4、阀V的气开气阀作用方式、控制器PC、FC的正反作用和选择器PY的类型。 五、如图为某反应器带控制点的流程图。试问：(10分)(1) 图中采用了哪些控制方案？(5分)(2) 决定调节阀A、B的正反作用形式和调节器TC的作用方向，画出A和B的分程动作图。(10分)物料甲物料乙冷水 B蒸汽 A（20分）某工厂设计一台高压锅炉,作为全厂透平机和其它工艺设备的能源,该锅炉同时使用瓦斯气和燃料油为燃料,瓦斯气来多少,用多少,流量不稳定,最多只能提供所需能量的1/3左右,对于这样一台锅炉,你认为应设计哪些调节系统(不包括报警,联锁系统);并表明所有调节器,调节阀的作用型式。 (注:要求调节系统的方案设计,应

5、画在下面工艺流程图上。) 过程控制工程课程测试试题二 二、 填空题（40分）1控制系统引入积分作用是为了（ ）,但积分的引入会使系统（ ）,引入微分作用是为了（ ）。某调节系统采用比例积分作用调节器，先用纯比例调整到合适的调节输出，在加入积分作用的过程中，应（ ）。2.被调介质流过阀门的相对流量(Q/Qmax)与阀门相对行程(l/L)之间的关系,称为调节阀的( )特性;若阀前后的压差保持不变时,上述关系称为( )特性;实际使用中,阀前后的压差总是变化的,此时上述关系为( )特性。调节阀的流量特性有（ ）、（ ）和（ ），流量特性的选择主要是与（ ）相匹配。3. 与单回路控制系统相比，串级调节系

6、统具有以下三个特点：( );( );( )。4.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( )。5控制对象的调节通道的动态特性对过渡过程的影响是:调节通道时间常数愈大,则响应（ ）,工作频率（ ）;但调节通道时间常数过小,易产生（ ）问题;调节通道的纯滞后使过渡过程质量（ ）。6某控制系统出现下述情况,为了获得最佳调节质量应采用什么控制算法来解决。(1) 调节通道时间常数过小,应当（ ）;(2) 调节通道时间常数过大,应当（ ）;(3) 调节通道有较大的纯滞后,应当（ ）;

7、(4) 调节通道时间常数大于干扰通道的时间常数,应当（ ）。7.什么叫积分饱和（ ）？积分饱和对调节系统有什么的影响（ ）。8.定值调节系统是按（ ）进行调节的,而前馈调节系统是按（ ）进行调节的;前者是（ ）环调节,后者是（ ）环调节。二、(10分)试述下图所示离心式压缩机两种控制方案的特点,它们在控制目的上有什么不同?如果调节器采用PI作用,应采取什么措施(示意在图上)? （a） (b)三、(10分)如图所示一种乙稀精馏塔,塔底的选择性调节方案。2C丙稀气体用作为塔底在沸器的加热剂,释热后的丙稀呈液态,回收重复使用。改变再沸器传热量是用改变其传热面积来实现的,为此需要在排液管上安装调节阀,

8、以控制再沸器丙稀测的凝液液面。为保证安全生产防止气态丙稀由液管中排出,设制了软保护系统,试确定调节器FC、TC及选择器,调节阀的作用型式;并说明实施时应注意的问题。 四、(20分)如图所示比值控制系统，乘法器采用DDZ-气动仪表来实现，其乘法器运算已知：G1max=3600kg/h, G2max=2000kg/h；当系统稳定时测得 ：P1=16mA, P2=12mA， 试计算该比值控制系统的（1）工艺操作比值k；（2）仪表比值系数K；（3）乘法器设定信号Ik。 五、（20分）今有一个加热炉(如图所示)，原料油的出口温度单回路调节，无法满足工艺生产的要求，为此必须采用复杂控制系统。（a)当燃料油

9、阀前压力为主要干扰时，应采用何种复杂控制系统？（b)当燃料油的热值为主要干扰时，应采用何种复杂控制系统？（c）当原料油流量为主要干扰时，应采用何种复杂控制系统？（d）工艺要求严格控制加热炉出口温度T,且又要避免加热炉的回火事故, 应采用何种复杂控制系统？（要求：以上控制方案都示意在图上）过程控制工程课程测试试题三三、 填空题（20分）、定值控制系统是按（ ）进行控制的，而前馈控制是按（ ）进行控制的；前者是（ ）环控制，后者是（ ）环控制。前馈控制一般应用于扰动（ ）和扰动（ ）与扰动（ ）的场合。 2、串级控制系统能迅速克服进入（ ）回路的扰动，改善（ ）控制器的广义对象特性，容许（ ）回路

10、内各环节的特性在一定的范围内变动而不影响整个系统的控制品质。二、（15分）已知一个22相关系统的传递函数矩阵为，试计算该系统的相对增益矩阵，说明配对是否合理？然后按静态解耦方法进行解耦，求取静态解耦装置的数学模型。要求的目标矩阵为三、（20分）前馈控制适用于什么场合？为什么它常与反馈控制构成前馈反馈控制系统？对于扰动至测量值通道的传递函数为，控制作用对测量通道的传递函数为的前馈反馈控制系统，试求前馈控制数学模型。 4、（15分）甲的正常流量为240kg/h，仪表量程为0-360kg/h；乙的正常流量为120NM3/h，仪表量程为0-240NM3/h。设计控制乙的单闭环比值控制系统，画出流程图并

11、计算引入开方运算与不引入开方运算所分别设置的比值系数。五、（20分）如图示的加热炉，采用控制燃料气的流量来保证加热炉出口温度恒定。总进料量是主要扰动且不可控扰动时，设计合理的控制方案，画出其原理图和方框图，并作简要说明。 当燃料气阀前压力是主要扰动且不可控扰动时，设计合理的控制方案，并作简要说明。 过程控制工程课程测试试题一答案一、（40分）1题、（4分）回答要点： 控制器 执行器 测量变送 被控过程2题、（4分）回答要点： 压力 流量 液位 温度2题、（4分）回答要点： 物料 能量 机理建模4题、（4分）回答要点：愈弱 愈好 无影响5题、（4分）回答要点：大于6题、（4分）回答要点： 减小调

12、节器的放大倍数。7题、（4分）回答要点：减小 不变 缩短 提高8题、（4分）回答要点：PID PI P 开方器9题、（4分）回答要点：区别主要三条：调节目的不同； 调节器参数整定不同； 工艺过程不同。10题、（4分）回答要点：三条措施是：采用外反馈法； 采用限幅器的方法； 仪表内部线路切除。二、（20分）回答要点： =0.64； ； ，。三、（10分）回答要点： PC1采用反作用； V1采用气关阀；V2采用气开阀； 控制器输出与阀开度的关系曲线 四、（10分）回答要点： PC1采用正作用； FC1采用正，调节阀采用气关阀； 选择器采用低选器。五、（20分） 锅炉汽包水位控制采用“双冲量控制系统

13、”； 锅炉蒸汽出口温度控制采用“减温器出口温度与过热蒸汽出口温度串级控制系统”； 锅炉炉膛负压控制采用“瓦斯气前馈加反馈控制系统”； 锅炉燃烧系统控制采用“燃料与空气比值控制系统”。 锅炉燃烧系统控制采用“燃料油与瓦斯气分程控制系统”由于本题涉及知识面广，只要能按照以上方案设计大体要求即可得分。过程控制工程课程测试试题二答案（答案要注明各个要点的评分标准）一、（40分）1题、（5分）回答要点：消除余差 不稳定 克服容量滞后 减小放大倍数2题、（5分）回答要点：流量特性 理想特性 工作特性 线性、等百分比、快开； 广义对象3题、（5分）回答要点：对于进入副回路的干扰有很强的克服能力；提高了工作频

14、率；具有鲁棒性。4题、（5分）回答要点：影响小 变好 无影响5题、（5分）回答要点：慢 低 振荡 变差6题、（5分）回答要点：采用PI 采用PD 采用Simth预估补偿器 采用串级控制系统等7题、（5分）回答要点：调节器输出超出范围达到饱和； 是调节阀不能及时改变输出，造成事故。8题、（5分）回答要点：偏差； 干扰； 闭环；开环。二、（10分）回答要点：（a）图表示压缩机的出口流量控制系统（b）图标是压缩机的防喘振控制系统； 采用外反馈法防止压缩机的喘振。 三、（10分）回答要点： LC采用正作用，FC采用反作用，TC采用反作用； 调节阀采用气开阀，选择器采用低选器。 采用外反馈法防积分饱和。 四、（10分）回答要