2025年高職化工儀表技術(shù)（儀表控制系統(tǒng)）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______一、選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個正確答案，請將正確答案填在括號內(nèi)）1.以下哪種控制系統(tǒng)能根據(jù)被控變量與設(shè)定值的偏差，按照一定的控制規(guī)律自動地改變操縱變量？（）A.自動檢測系統(tǒng)B.自動控制系統(tǒng)C.自動聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)D.自動操縱系統(tǒng)2.在控制系統(tǒng)中，被控對象是指（）。A.自動控制系統(tǒng)中接受控制的工藝設(shè)備或生產(chǎn)過程B.對被控變量進(jìn)行測量并將測量信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號輸出的元件C.按照一定規(guī)律產(chǎn)生控制作用的裝置D.對被控變量進(jìn)行控制的設(shè)備3.當(dāng)被控變量受到干擾作用后，偏離設(shè)定值，通過控制系統(tǒng)的作用，使被控變量回復(fù)到設(shè)定值，這種控制過程稱為（）。A.自動控制B.反饋控制C.開環(huán)控制D.前饋控制4.比例控制規(guī)律的特點(diǎn)是（）。A.控制及時，能迅速克服干擾的影響B(tài).控制結(jié)果存在余差C.控制作用的大小與偏差的大小成比例D.以上都是5.積分時間Ti越小，積分作用（）。A.越強(qiáng)B.越弱C.不變D.先強(qiáng)后弱6.微分控制規(guī)律的特點(diǎn)是（）。A.根據(jù)偏差的變化速度進(jìn)行控制B.能在偏差出現(xiàn)之前就產(chǎn)生控制作用C.控制作用的大小與偏差的變化速度成比例D.以上都是7.以下哪種控制規(guī)律適用于控制通道時間常數(shù)較小、負(fù)荷變化不大、工藝要求無余差的場合？（）A.比例控制B.比例積分控制C.比例微分控制D.比例積分微分控制8.在控制系統(tǒng)中，控制器的輸出信號送往（）。A.被控對象B.測量元件C.執(zhí)行器D.給定值發(fā)生器9.執(zhí)行器的作用是（）。A.接受控制器的控制信號，改變操縱變量B.對被控變量進(jìn)行測量并將測量信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號輸出C.按照一定規(guī)律產(chǎn)生控制作用D.對被控變量進(jìn)行控制10.調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)Cv值越大，表明調(diào)節(jié)閥的（）。A.流量調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)B.流量調(diào)節(jié)能力越弱C.閥芯直徑越大D.閥芯直徑越小二、多項(xiàng)選擇題（總共5題，每題4分，每題有兩個或兩個以上正確答案，請將正確答案填在括號內(nèi)）1.自動控制系統(tǒng)的組成部分包括（）。A.被控對象B.測量元件C.控制器D.執(zhí)行器E.給定值發(fā)生器2.控制規(guī)律包括（）。A.比例控制B.積分控制C.微分控制D.前饋控制E.反饋控制3.以下哪些因素會影響控制系統(tǒng)的品質(zhì)？（）A.控制規(guī)律的選擇B.控制器參數(shù)的整定C.被控對象的特性D.干擾的大小和頻率E.測量元件的精度4.調(diào)節(jié)閥的流量特性有（）。A.直線流量特性B.等百分比流量特性C.拋物線流量特性D.快開流量特性E.對數(shù)流量特性5.自動控制系統(tǒng)按給定值的形式可分為（）。A.定值控制系統(tǒng)B.隨動控制系統(tǒng)C.程序控制系統(tǒng)D.開環(huán)控制系統(tǒng)E.閉環(huán)控制系統(tǒng)三、判斷題（總共10題，每題2分，正確的打“√”，錯誤的打“×”）1.自動控制系統(tǒng)中，被控變量是指需要控制的工藝參數(shù)。（）2.開環(huán)控制系統(tǒng)沒有反饋，不能自動克服干擾對被控變量的影響。（）3.比例控制規(guī)律中，比例度越大，控制作用越強(qiáng)。（）4.積分控制能消除系統(tǒng)的余差，但控制作用不及時。（）5.微分控制規(guī)律適用于控制通道時間常數(shù)較大、負(fù)荷變化較大的場合。（）6.控制器的正、反作用是根據(jù)工藝要求和被控對象的特性來確定的。（）7.調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式是根據(jù)工藝安全要求來選擇的。（）8.控制系統(tǒng)的過渡過程中，衰減比越大越好。（）9.自動控制系統(tǒng)的靜態(tài)是指被控變量不隨時間變化的狀態(tài)。（）10.前饋控制能完全消除干擾對被控變量的影響。（）四、簡答題（總共3題，每題10分）1.簡述自動控制系統(tǒng)的工作原理。2.比例、積分、微分控制規(guī)律各自的特點(diǎn)是什么？3.如何選擇調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式？五、綜合題（總共2題，每題15分）1.某化工生產(chǎn)過程中，需要對反應(yīng)釜內(nèi)的溫度進(jìn)行控制。已知反應(yīng)釜的溫度對象特性為：時間常數(shù)T=10min，放大倍數(shù)K=5。要求控制系統(tǒng)的衰減比為4:1，采用比例積分控制規(guī)律。試確定控制器的比例度和積分時間。2.某控制系統(tǒng)采用比例積分控制器，比例度為50%，積分時間為2min。當(dāng)系統(tǒng)受到階躍干擾后，被控變量的變化曲線如下：初始值為50，干擾發(fā)生后，被控變量迅速上升到60，然后逐漸下降，經(jīng)過一段時間后穩(wěn)定在55。試分析該控制系統(tǒng)的控制效果，并提出改進(jìn)措施。答案：一、選擇題1.B2.A3.B4.D5.A6.D7.B8.C9.A10.A二、多項(xiàng)選擇題1.ABCDE2.ABC3.ABCDE4.ABCD5.ABC三、判斷題1.√2.√3.×4.√5.×6.√7.√8.×9.√10.×四、簡答題1.自動控制系統(tǒng)的工作原理是：通過測量元件檢測被控變量，將其與設(shè)定值比較得到偏差信號，控制器根據(jù)偏差信號按照一定的控制規(guī)律產(chǎn)生控制信號，驅(qū)動執(zhí)行器改變操縱變量，從而使被控變量保持在設(shè)定值附近。2.比例控制特點(diǎn)：控制及時，能迅速克服干擾影響，但存在余差；積分控制特點(diǎn)：能消除余差，但控制作用不及時；微分控制特點(diǎn)：根據(jù)偏差變化速度控制，能在偏差出現(xiàn)前產(chǎn)生控制作用。3.選擇調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)形式時，主要考慮工藝安全要求。當(dāng)氣源中斷時，應(yīng)使調(diào)節(jié)閥處于安全狀態(tài)，如避免物料繼續(xù)流入造成事故等，根據(jù)此來確定氣開或氣關(guān)形式。五、綜合題1.解：首先根據(jù)衰減比確定過渡過程的振蕩周期$T_p$。已知衰減比為4:1，查過渡過程品質(zhì)指標(biāo)圖可得：$\frac{T_p}{T}=ln4=1.386$所以$T_p=1.386T=1.386×10=13.86min$對于比例積分控制，積分時間$Ti$與振蕩周期$T_p$的關(guān)系為：$Ti=0.85T_p=0.85×13.86=11.78min$比例度$\delta$與放大倍數(shù)$K$的關(guān)系為：$\delta=\frac{1}{K}\times\frac{T_p}{T_i}\times100\%$$=\frac{1}{5}\times\frac{13.86}{11.78}\times100\%$$=23.7\%$2.解：-控制效果分析：-初始被控變量迅速上升到60，說明比例控制作用使系統(tǒng)快速響應(yīng)干擾，但上升幅度較大，比例度50%相對較大，控制作用不夠強(qiáng)。-然后逐漸下