1、過(guò)程控制系統(tǒng) 課程試卷 一、填空題：1、簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)由（控制器）、（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）、（被控對(duì)象）和（檢測(cè)變送儀表）四個(gè)環(huán)節(jié)組成。2、對(duì)象數(shù)學(xué)模型是指對(duì)象的（輸入輸出）特性，是對(duì)象在各輸入量（控制量和檢測(cè)變送量） 作用下，其相應(yīng)輸出量（被控量）變化函數(shù)關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。3、獲取對(duì)象數(shù)學(xué)模型的方法參方法有（機(jī)理法）和（測(cè)試法）。4、氣動(dòng)執(zhí)行器由（調(diào)節(jié)）機(jī)構(gòu)和（執(zhí)行）機(jī)構(gòu)兩部分組成，常用的輔助裝置有（閥門(mén)）定位 器和手輪機(jī)構(gòu)。5、流通能力C的定義是：調(diào)節(jié)閥全開(kāi)，閥前后壓差為（0.1Mp）,流體重度為（1g/m3）,每（小 時(shí)）所通過(guò)的流體（系）數(shù)。6、被調(diào)介質(zhì)流過(guò)閥門(mén)的（相對(duì)）流量與閥門(mén)（相對(duì)）行程之間

2、的關(guān)系稱(chēng)為調(diào)節(jié)閥的流量特性; 若閥前后壓差保持不變時(shí)，上述關(guān)系稱(chēng)為（理想流量）特性，實(shí)際使用中，閥門(mén)前后的壓差 總是變化的，此時(shí)上述關(guān)系為（工作流量）特性。7、動(dòng)態(tài)前饋控制的設(shè)計(jì)思想是通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)模ㄇ梆仯┛刂破?，使干擾信號(hào)經(jīng)過(guò)（前饋）控 制器致被控量通道的動(dòng)態(tài)特性完全復(fù)制對(duì)象（干擾）通道的動(dòng)態(tài)特性，并使它們符號(hào)（相反）（正、反），從而實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行完全補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)。8、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)常用參數(shù)整定方法（動(dòng)態(tài)特性參數(shù)法）（穩(wěn)定邊界法）（衰減曲線法） （經(jīng)驗(yàn)法）。9、調(diào)節(jié)系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器正、反作用的確定依據(jù)是（保證控制系統(tǒng)成為負(fù)反饋）10、模糊控制器的設(shè)計(jì)（不依賴(lài)）被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型。11、隨著控

3、制通道的增益K0的增加，控制作用增強(qiáng)，克服干擾的能力最大，系統(tǒng)的余差墮小，最大偏差減小從理論上講，干擾通道存在純滯后，不影響系統(tǒng)的控制質(zhì)量。建立過(guò)程對(duì)象模型的方法有機(jī)理建模 和系統(tǒng)辨識(shí)與參數(shù)估計(jì) 控制系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)變送環(huán)節(jié)的基本要求是 準(zhǔn)確、迅速 和 可靠控制閥的選擇包括結(jié)構(gòu)材質(zhì)的選擇、口徑的選擇、流量特性的選擇和正反作用的 選擇。防積分飽和的措施有對(duì)控制器的輸出限幅、限制控制器積分部分的輸出和積分切除法如果對(duì)象擾動(dòng)通道增益Kf增加，擾動(dòng)作用增強(qiáng)，系統(tǒng)的余差增大最大偏差增大在離心泵的控制方案中，機(jī)械效率最差的是通過(guò)旁路控制。被調(diào)介質(zhì)流過(guò)閥門(mén)的相對(duì)流量（Q/Q100）與閥門(mén)相對(duì)行程（開(kāi)度）（L/L1

4、00）之間的關(guān)系稱(chēng)為 調(diào)節(jié)閥的流量特性。閥前后壓差保持不變時(shí)，上述關(guān)系成為理想流量特性。實(shí)際使用中，閥前后壓差總是變化的，此時(shí)上述關(guān)系成為工作流量特性理想流量特性取決于閥的結(jié)構(gòu)特性一閥芯曲面的形狀工作流量特性取決于閥芯的形狀與配管狀況二、單項(xiàng)選擇題：1、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)最基本的要求，穩(wěn)定調(diào)節(jié)過(guò)程的衰減率Z應(yīng)是（C.0z 0 T Kc -b.正作用。10. （15分）下列圖中，a.正作用。調(diào)節(jié)器應(yīng)該選用正作用方式，還是反作用方式？為什么？Kv+Kp - Kc - 0 T Kc -b.正作用。反作用Kv+Kp+Kc 0 T Kc+Kv - Kp+Kc - 0, Tc.d.正作用Kv+K

5、P-Kc 0 T Kc-e.反作用Kv - Kp - Kc 0 T Kc+由于微分調(diào)節(jié)規(guī)律有超前作用，因此調(diào)節(jié)器加入微分作用主要是用來(lái)克服調(diào)節(jié)對(duì)象的慣性滯后（時(shí)間常數(shù)T）、容量滯后和純滯后;克服調(diào)節(jié)對(duì)象的純滯后T 0克服調(diào)節(jié)對(duì)象的慣性滯后（時(shí)間常數(shù)）、容 量滯后答：C正確。因?yàn)槲⒎肿饔貌荒芸朔{(diào)節(jié)對(duì)象的純滯后T c，在T 0內(nèi)，被調(diào)參數(shù)的變化速度為零。（10分）填空：試驗(yàn)測(cè)得氣動(dòng)調(diào)節(jié)器的階躍響應(yīng)曲線如圖示。（1）試指出該調(diào)節(jié)器具有（PI）調(diào)節(jié)作用，并指出該調(diào)節(jié)器為（反）作用調(diào)節(jié)器;（2）試求調(diào)節(jié)參數(shù)比例度為（200%）、積分時(shí)間為（2分鐘）、微分時(shí)間（0分鐘）。（ 5分）下面三組紀(jì)錄曲線分別是

6、由于比例度太小、積分時(shí)間太短、微分時(shí)間太長(zhǎng)引起， 你能鑒別嗎？ 答：積分時(shí)間太長(zhǎng)比例度太小c.微分時(shí)間太長(zhǎng)c.四、綜合分析題1、（本小題10分）某水槽液位控制系統(tǒng)如題示。已知：F=1000cm2，R=0.03s/cm2，調(diào)所閥為氣關(guān)式，其靜態(tài)增益|KV圖N-11水槽漁位控制系統(tǒng)|=28cm3/S Ma，液位變送器靜態(tài)增益K =1mA/cm所閥為氣關(guān)式，其靜態(tài)增益|KV圖N-11水槽漁位控制系統(tǒng)（1）畫(huà)出該系統(tǒng)的傳遞方框圖;（2）調(diào)節(jié)器為比例調(diào)節(jié)器，其比例帶0 =40%，試分別求出擾動(dòng) Q=56cm3/s以及定值擾動(dòng) dr=0.5mA時(shí)，被調(diào)量h的殘差。（3）若。改為120%，其他條件不變，h的

7、殘差又是多少？比較（1）、（2）的計(jì)算結(jié)果，總結(jié)0值對(duì)系統(tǒng)殘差的影響。（4）液位調(diào)節(jié)器改為PI調(diào)節(jié)器后，h的殘差又是多少?答：作業(yè)題原題 2、（本小題10分）如圖所示的反應(yīng)釜進(jìn)行的是放熱反應(yīng)，而釜內(nèi)溫度過(guò)高會(huì)發(fā)生事故，因此 采用夾套通冷卻水來(lái)進(jìn)行冷卻，以帶走反應(yīng)過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量。由于工藝對(duì)該反應(yīng)過(guò)程溫 度控制精度要求很高，單回路控制滿足不了要求，需用串級(jí)控制。（1）當(dāng)冷卻水壓力波動(dòng)是主要干擾時(shí)，應(yīng)怎樣組成串級(jí)？畫(huà)出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。（2）當(dāng)冷卻水入口溫度波動(dòng)是主要干擾時(shí)，應(yīng)怎樣組成串級(jí)？畫(huà)出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。（3）對(duì)上述兩種不同控制方案選擇控制閥的氣開(kāi)、閉形式及主、副控制器的正、反作用。設(shè)定值匕匕冷原料

8、油T1釜溫 賓夾套水溫，出料圖5.15設(shè)定值匕匕冷原料油T1釜溫 賓夾套水溫，出料圖5.15曾式加協(xié)爐串級(jí)投制方案反應(yīng)簽答：（1）(2)設(shè)定值冷原料油圖5.設(shè)定值冷原料油圖5.15曾式加協(xié)爐串級(jí)投制方案（3）選擇氣閉，上述兩種情況均為主控制器反作用，副控制器正作用。3、(本小題11分)某前饋-串級(jí)控制系統(tǒng)如圖所示。已知: TOC o 1-5 h z 一 一 一 3G (S) = G (S)= 9; G (S) = 2; G (s) = G (s)=1; G (s);C1C2Vmlm2012s +1G02(S)=;G (s) = J 2 s + 1/G02(S)=要求：（1）繪出該系統(tǒng)方框圖。（

9、2）計(jì)算前饋控制器的數(shù)學(xué)模型。3）假定控制閥為氣開(kāi)式， 試確定各控制器的正/反作用。護(hù)（s）H 護(hù)（s）H (s) *Gf(s)G 2(S)GFGf(s) 坦=理+ f MGS)G2(S) P1 =oD(s)1 +氣2(SKp2(s)H(s)G(s)G(s)1 +Gc2(S)Gp2(s)H(s)G(s)G(s)1 + G2(s)G 2(s)cipi1 + G2(s)G 2(s)cipi求的，Gff (s)二？ ？主為正作用，副為反作用。3、（本題9分）有時(shí)前饋-反饋控制系統(tǒng)從其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上看與串級(jí)控制系統(tǒng)十分相似.請(qǐng)問(wèn)如 何區(qū)分它們？試分析圖3所示的兩個(gè)系統(tǒng)各屬于什么系統(tǒng)？說(shuō)明其理由.答：串級(jí)控制系統(tǒng)的副控制回路在主控制回