化工自動(dòng)化專業(yè)期末復(fù)習(xí)題集同學(xué)們，化工自動(dòng)化是化工類專業(yè)的核心課程之一，它融合了自動(dòng)控制理論、化工工藝知識(shí)、儀器儀表技術(shù)以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等多方面內(nèi)容。掌握好這門課程，對(duì)于未來(lái)從事化工生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化、控制與管理至關(guān)重要。這份復(fù)習(xí)題集旨在幫助大家梳理核心知識(shí)點(diǎn)，鞏固學(xué)習(xí)成果，希望能對(duì)大家的期末復(fù)習(xí)有所助益。請(qǐng)結(jié)合教材、課堂筆記及實(shí)際工程案例進(jìn)行深入理解，切勿死記硬背。模塊一：化工自動(dòng)化基本概念與術(shù)語(yǔ)一、填空題1.化工自動(dòng)化主要研究化工生產(chǎn)過(guò)程中的______、______和______等問(wèn)題，旨在實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的安全、穩(wěn)定、高效與環(huán)保。2.一個(gè)典型的自動(dòng)控制系統(tǒng)由被控對(duì)象、______、______和______四大部分組成。3.在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，被控變量是指______的物理量，而操縱變量則是指______的物理量。4.按給定值的形式不同，自動(dòng)控制系統(tǒng)可分為______控制系統(tǒng)、______控制系統(tǒng)和______控制系統(tǒng)。二、選擇題(單選)1.以下哪項(xiàng)不是化工自動(dòng)化的主要目的？()A.提高勞動(dòng)生產(chǎn)率B.保證產(chǎn)品質(zhì)量C.降低能源消耗D.減少設(shè)備投資2.在控制系統(tǒng)中，控制器的輸入信號(hào)通常是()。A.被控變量B.設(shè)定值C.偏差D.操縱變量3.下列哪種控制系統(tǒng)的給定值是一個(gè)隨時(shí)間變化的函數(shù)？()A.定值控制系統(tǒng)B.隨動(dòng)控制系統(tǒng)C.程序控制系統(tǒng)D.前饋控制系統(tǒng)三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述自動(dòng)控制系統(tǒng)中“反饋”的概念及其重要性。2.什么是控制系統(tǒng)的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)？為什么說(shuō)研究動(dòng)態(tài)特性更重要？模塊二：過(guò)程特性與數(shù)學(xué)模型一、填空題1.描述對(duì)象特性的三個(gè)主要參數(shù)是______、______和______。2.一階對(duì)象的階躍響應(yīng)曲線是一條______曲線，其數(shù)學(xué)模型可用______方程表示。3.對(duì)于具有純滯后特性的對(duì)象，其傳遞函數(shù)表達(dá)式中會(huì)包含______項(xiàng)。4.在階躍輸入作用下，二階欠阻尼對(duì)象的響應(yīng)曲線會(huì)出現(xiàn)______現(xiàn)象。二、選擇題(單選)1.時(shí)間常數(shù)T是反映對(duì)象______的參數(shù)。()A.靜態(tài)放大系數(shù)B.動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度C.容量大小D.抗干擾能力2.對(duì)于一個(gè)自衡的非振蕩過(guò)程，其階躍響應(yīng)的最終穩(wěn)態(tài)值與輸入幅值之比稱為()。A.時(shí)間常數(shù)B.滯后時(shí)間C.放大系數(shù)D.衰減比3.下列哪種對(duì)象特性對(duì)控制質(zhì)量的影響最為不利？()A.放大系數(shù)小B.時(shí)間常數(shù)大C.純滯后大D.容量滯后大三、簡(jiǎn)答題1.為什么要研究被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型？建立對(duì)象數(shù)學(xué)模型的主要方法有哪些？2.簡(jiǎn)述一階慣性環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)特性，并畫出其單位階躍響應(yīng)曲線。四、分析與計(jì)算題1.某液位對(duì)象在輸入流量（操縱變量）作階躍變化ΔQ=2m3/h時(shí)，其輸出液位h的變化曲線如下（假設(shè)初始穩(wěn)態(tài)）：最終穩(wěn)態(tài)液位變化Δh=4m。試求該對(duì)象的放大系數(shù)K。模塊三：檢測(cè)與傳感技術(shù)一、填空題1.測(cè)量誤差按其性質(zhì)可分為______誤差、______誤差和______誤差。2.常用的溫度檢測(cè)元件有______和______，其中______具有正的溫度系數(shù)。3.差壓式流量計(jì)是基于______原理工作的，其流量與差壓的______成正比。4.電容式液位計(jì)是通過(guò)測(cè)量電容的______變化來(lái)反映液位高度的。二、選擇題(單選)1.下列哪種流量計(jì)屬于速度式流量計(jì)？()A.孔板流量計(jì)B.轉(zhuǎn)子流量計(jì)C.電磁流量計(jì)D.橢圓齒輪流量計(jì)2.用熱電阻測(cè)量溫度時(shí)，通常采用______線路來(lái)消除引線電阻的影響。()A.單臂電橋B.雙臂電橋C.三線制D.四線制3.關(guān)于壓力儀表的選擇，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。A.儀表的量程應(yīng)略大于被測(cè)壓力的最大值B.測(cè)量腐蝕性介質(zhì)時(shí)應(yīng)選用隔離式儀表C.精度等級(jí)越高越好D.應(yīng)考慮儀表的安裝環(huán)境三、簡(jiǎn)答題1.什么是測(cè)量?jī)x表的精度等級(jí)？它是如何定義的？選擇儀表時(shí)如何考慮精度等級(jí)？2.簡(jiǎn)述差壓式液位計(jì)測(cè)量液位的原理，并說(shuō)明當(dāng)被測(cè)液體具有腐蝕性或粘稠度較高時(shí)應(yīng)如何處理。模塊四：控制儀表與裝置一、填空題1.氣動(dòng)執(zhí)行器主要由______和______兩部分組成。2.控制閥的流量特性主要有______、______和______等幾種。3.PID控制器的三個(gè)基本參數(shù)是比例度δ、______和______。4.控制器的正、反作用選擇是為了保證整個(gè)控制系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)______反饋系統(tǒng)。二、選擇題(單選)1.氣動(dòng)薄膜控制閥的氣開、氣關(guān)形式是指()。A.信號(hào)壓力增加時(shí)，閥門開度增加為氣開B.信號(hào)壓力減小時(shí)，閥門開度增加為氣開C.無(wú)信號(hào)壓力時(shí)，閥門全開為氣開D.無(wú)信號(hào)壓力時(shí)，閥門全關(guān)為氣關(guān)2.在PID控制器中，積分作用的主要目的是()。A.加快響應(yīng)速度B.消除靜態(tài)偏差C.克服純滯后D.提高穩(wěn)定性3.對(duì)于控制通道滯后較大、負(fù)荷變化較快的對(duì)象，應(yīng)選用()控制規(guī)律。A.PB.PIC.PDD.PID三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述比例、積分、微分控制規(guī)律各自的特點(diǎn)及其對(duì)系統(tǒng)控制質(zhì)量的影響。2.如何根據(jù)工藝要求和安全原則選擇控制閥的氣開、氣關(guān)形式？3.什么是控制器的無(wú)擾動(dòng)切換？為什么要進(jìn)行無(wú)擾動(dòng)切換？模塊五：基本控制規(guī)律與控制系統(tǒng)一、填空題1.單回路控制系統(tǒng)由______、______、______和______四個(gè)基本環(huán)節(jié)組成。2.串級(jí)控制系統(tǒng)有______個(gè)閉合回路，______個(gè)控制器。3.比值控制系統(tǒng)中，起主導(dǎo)作用的變量稱為______變量，另一個(gè)被跟隨的變量稱為______變量。4.前饋控制系統(tǒng)是一種______控制方式，它根據(jù)______的變化來(lái)進(jìn)行控制。二、選擇題(單選)1.單回路控制系統(tǒng)中，控制器的正反作用選擇取決于()。A.被控對(duì)象的特性B.執(zhí)行器的氣開氣關(guān)形式C.被控變量的測(cè)量范圍D.對(duì)象特性和執(zhí)行器形式的組合2.與單回路控制系統(tǒng)相比，串級(jí)控制系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是()。A.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單B.能迅速克服進(jìn)入副回路的擾動(dòng)C.整定方便D.投資少3.能夠有效克服對(duì)象純滯后影響的控制方案是()。A.串級(jí)控制B.前饋-反饋控制C.均勻控制D.Smith預(yù)估控制三、簡(jiǎn)答題1.畫出單回路液位控制系統(tǒng)的原理框圖，并說(shuō)明各組成部分的作用。2.什么是串級(jí)控制系統(tǒng)的副回路？副回路的主要作用是什么？3.比較前饋控制與反饋控制的優(yōu)缺點(diǎn)，并說(shuō)明為什么前饋控制常與反饋控制結(jié)合使用？四、分析題1.某化學(xué)反應(yīng)器的溫度控制要求較高，但其溫度對(duì)象滯后較大，且釜內(nèi)壓力波動(dòng)對(duì)溫度影響顯著。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一種合適的控制系統(tǒng)方案，并說(shuō)明選擇該方案的理由，畫出其簡(jiǎn)化的控制原理圖。模塊六：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介一、填空題1.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件主要由______、______、______和______四部分組成。2.DCS的中文全稱是______，其核心思想是______、______、______。3.PLC的中文全稱是______，它主要用于______控制。4.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的典型控制過(guò)程包括______、______、______和______。二、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述DCS系統(tǒng)的基本組成和主要特點(diǎn)。2.與模擬控制系統(tǒng)相比，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有哪些主要優(yōu)勢(shì)？---復(fù)習(xí)建議：1.回歸教材與筆記：題集旨在幫助大家梳理知識(shí)點(diǎn)和檢驗(yàn)復(fù)習(xí)效果，最根本的還是要吃透教材和課堂筆記中的內(nèi)容。2.理解重于記憶：自動(dòng)化課程強(qiáng)調(diào)概念的理解和原理的應(yīng)用，對(duì)于各種控制規(guī)律、系統(tǒng)組成和特性，務(wù)必