川大《过程控制工程专科》17年考试试题及答案.docx
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川大《过程控制工程专科》17年考试试题及答案
《过程控制工程》复习题
一、选择题(请从下列选项中选出正确的一项)
1、下列不属于单回路反馈控制系统的是()
选项A)被控对象
选项B)被测对象
选项C)测量变送
选项D)控制器和控制阀
答案:
B
2、在工业控制中,使用最多的控制系统是()
选项A)单回路反馈控制系统
选项B)串级控制系统
选项C)比值控制系统
选项D)前馈控制系统
答案:
A
3、下列中对干扰通道特性对控制质量影响描述错误的是()
选项A)Kf增加,余差增加,系统稳定性不变
选项B)Tf增加,过渡过程时间减小
选项C)Tf增加,振荡幅值减小
选项D)τf增加,余差减小
答案:
D
4、下列中对控制对象特性对控制质量影响描述错误的是()
选项A)一般希望放大倍数K0大些好,易于调节
选项A)一般希望控制通道时间常数小些好,但不能过小
选项C)控制通道时间常数越小越好,系统才灵敏
选项D)时间常数大,系统的工作频率低
答案:
D
5、下列对操纵变量选择原则描述错误的是()
选项A)操纵变量必须可控
选项A)选择通道放大倍数相对大的
选项C)选择干扰通道时间常数小一点的
选项D)选择通道的纯滞后尽量小
答案:
C
6、下列中对控制通道特性对控制质量影响描述错误的是()
选项A)K0增加,余差增加,系统稳定性不变
选项B)T0增加,过渡过程时间增加
选项C)T0增加,系统频率变慢
选项D)τ0增加,稳定程度大大降低
答案:
A
6、下图的曲线中,哪一条是对数流量特性的是()
选项A)1
选项B)2
选项C)3
选项D)4
答案:
B
7、在控制系统中,能准确、快速、及时地跟踪设定值的变化的系统属于()
选项A)随动系统
选项B)定值系统
选项C)程序系统
选项D)以上都不是
答案:
A
8、在过程控制系统中,系统的设定值保持不变的系统属于()
选项A)随动系统
选项B)定值系统
选项C)程序系统
选项D)以上都不是
答案:
B
9、在过程控制系统中,系统的设定值有规律变化的系统属于()
选项A)随动系统
选项B)定值系统
选项C)程序系统
选项D)以上都不是
答案:
C
10、用来表征生产设备或过程运行是否正常而需要加以控制的物理量是()
选项A)被控对象
选项B)被控变量
选项C)操纵变量
选项D)测量值
答案:
B
11、受控制器的操纵,使被控变量保持在设定值的物理量是()
选项A)被控对象
选项B)设定值
选项C)操纵变量
选项D)测量值
答案:
C
12、一阶环节的传递函数是()
选项A)K/(Ts+l)
选项B)K/Tis
选项C)K
选项D)Tds
答案:
A
13、比例环节的传递函数是()
选项A)K/(Ts+l)
选项B)K/Tis
选项C)K
选项D)Tds
答案:
C
14、在一阶系统的特征参数中,()是系统的静态参数
选项A)放大倍数K
选项B)时间常数T
选项C)滞后时间τ
选项D)传递函数
答案:
A
15、在一阶过程控制系统中时间常数T定义为系统的输出量y(t)到达稳态值的()
选项A)80%
选项B)63.2%
选项C)20%
选项D)40%
答案:
B
16、在一阶过程控制系统中,()决定了系统在响应结束时的稳态性能
选项A)时间常数T
选项B)输入值
选项C)滞后时间τ
选项D)放大倍数K
答案:
D
17、在过程控制仪表中,控制器的放大倍数Kc是通过改变()来设置的
选项A)量程
选项B)输出信号
选项C)控制器的比例度
选项D)输入信号
答案:
C
18、在过程控制系统过渡过程的质量指标中,()是表示过渡过程曲线超出新稳定值的最大值
选项A)最大偏差
选项B)超调量
选项C)衰减比
选项D)振荡周期
答案:
B
19、在过程控制系统过渡过程的质量指标中,()是描述被控变量偏离设定值最大程度的物理量
选项A)最大偏差
选项B)超调量
选项C)衰减比
选项D)振荡周期
答案:
A
20、在过程控制系统过渡过程的质量指标中,()是衡量系统快速性的质量指标
选项A)最大偏差
选项B)超调量
选项C)衰减比
选项D)振荡周期
答案:
D
21、一阶过程控制系统稳定条件是()
选项A)特征根为正,微分方程系数都大于零
选项B)特征根为负,微分方程系数都大于零
选项C)特征根为正,微分方程系数都小于零
选项D)特征根为负,微分方程系数都小于零
答案:
B
22、二阶过程控制系统稳定条件是()
选项A)特征根实部为负,微衰减系数小于零,分方程系数都大于零
选项B)特征根实部为正,微衰减系数小于零,分方程系数都大于零
选项C)特征根实部为正,微衰减系数大于零,分方程系数都大于零
选项D)特征根实部为负,微衰减系数大于零,分方程系数都大于零
答案:
D
23、二阶系统的衰减系数与系统的稳定性有很大关系,当衰减系数满足()时,系统是稳定的
选项A)衰减系数=0
选项B)-1<衰减系数<0
选项C)衰减系数<-1
选项D)0<衰减系数<1
答案:
D
24、二阶系统的衰减系数与系统的稳定性有很大关系,当衰减系数满足()时,系统是稳定的
选项A)衰减系数=1
选项B)衰减系数<-1
选项C)衰减系数>1
选项D)0<衰减系数<1
答案:
B
25、在比例控制器中,放大倍数Kc和控制器的比例度δ之间的关系是()
选项A)δ越大,Kc也越大
选项B)δ越大,Kc越小
选项C)δ变化与Kc无关
选项D)δ与Kc都是定值
答案:
B
26、在比例控制器中,在相同输入偏差下,放大倍数Kc和输出p(t)之间的关系是( )
选项A)Kc越大,输出p(t)越小
选项B)Kc越大,输出p(t)不变
选项C)Kc越大,输出p(t)也越大
选项D)Kc越小,输出p(t)越大
答案:
C
27、在过程控制系统中,若使控制变量最终不存在余差但系统的稳定性要下降应选用( )
选项A)比例控制器
选项B)比例积分控制器
选项C)比例微分控制器
选项D)比例积分微分控制器
答案:
B
28、在过程控制系统中,既能使控制变量不存在余差又使系统具有超前性控制应选用( )控制规律
选项A)P
选项B)PI
选项C)PID
选项D)PD
答案:
C
29、在过程控制系统中,系统在稳态时,不管放大系数Kc有多大最终仍有余差可以选用( )控制规律
选项A)P
选项B)PI
选项C)PID
选项D)PD
答案:
B
30、在比例控制规律中,衰减系数与系统的稳定性之间的关系应满足( )
A)衰减系数越大系统越稳定
B)衰减系数越大系统越不稳定
C)衰减系数与系统稳定无关
答案:
A
31、下面对过程的控制质量没有影响的是( )
A)控制通道放大倍数Ko
B)扰动通道放大倍数Kf
C)扰动通道时间常数
D)扰动通道纯滞后时间
答案:
D
32、在单回路控制中,控制阀的结构形式的选择很重要,在高压差时选用()
A)角形控制阀
B)隔膜控制阀
C)三通控制阀
D)蝶阀
答案:
A
33、在单回路控制中,控制阀的结构形式的选择很重要,在控制强腐蚀性介质时选用( )
选项A)角形控制阀
选项B)隔膜控制阀
选项C)三通控制阀
选项D)蝶阀
答案:
B
34、在单回路控制中,控制阀的结构形式的选择很重要,在分流或合流控制时选用( )
选项A)角形控制阀
选项B)隔膜控制阀
选项C)三通控制阀
选项D)蝶阀
答案:
C
35、在单回路控制中,控制阀的结构形式的选择很重要,在大口径、大流量、低差压,而泄漏量要求不高时选用( )
选项A)角形控制阀
选项B)隔膜控制阀
选项C)三通控制阀
选项D)蝶阀
答案:
D
36、为了使过程控制系统能够正常工作,则必须使系统的各个环节的静态放大系数相乘必须满足( )
选项A)等于 0
选项B)大于0
选项C)小于 0
选项D)不能确定
答案:
C
37、在控制阀的正作用下,控制阀是气开式,则Kv满足( )
选项A)等于0
选项B)大于0
选项C)小于 0
选项D)不能确定
答案:
B
38、在控制阀的负作用下,控制阀是气关式,则Kv满足( )
选项A)等于0
选项B)大于0
选项C)小于 0
选项D)不能确定
答案:
C
39、控制器正作用时,其放大系数Kc满足( )
选项A)Kc<0
选项B)Kc<-1
选项C)Kc>0
选项D)Kc=0
答案:
C
40、控制器负作用时,其放大系数Kc满足( )
选项A)Kc<0
选项B)Kc<-1
选项C)Kc>0
选项D)Kc=0
答案:
A
41、在控制器上对所求得的整定参数设置的顺序是( )
选项A)P,I,D
选项B)P,D,I
选项C)I,P,D
选项D)I,D,P
答案:
A
42、在某温度控制系统中,采用4:
1衰减曲线法整定控制器的参数,得δs=20%,当控制器为比例作用时,其整定参数值为( )
选项A)20%
选项B)40%
选项C)60%
选项D)80%
答案:
A
43、过程控制设计中,系统设计的核心是( )
选项A)控制方案设计
选项B)工程设计
选项C)工程安装
选项D)仪表调校
答案:
A
44、在控制器的参数整定中属于理论整定法得是( )
选项A)经验凑试法
选项B)衰减曲线法
选项C)响应曲线法
选项D)对数频率特性法
答案:
D
45、在控制器的参数整定中属于工程整定法得是( )
选项A)对数频率特性法
选项B)根轨迹法
选项C)经验凑试法
答案:
C
46、在某温度控制系统中,采用4:
1衰减曲线法整定控制器的参数,得δs=20%,当控制器为比例积分作用时,其整定参数值为( )
选项A)24%
选项B)12%
选项C)36%
选项D)48%
答案:
A
47、在某温度控制系统中,采用4:
1衰减曲线法整定控制器的参数,得δs=20%,当控制器为比例积分微分作用时,其整定参数值为( )
选项A)20%
选项B)40%
选项C)16%
选项D)32%
答案:
C
48、串级控制系统中控制器的作用正确的是( )
选项A)主粗副粗
选项B)主粗副细
选项C)主细副粗
选项D)主细副细
答案:
C
49、串级控制系统系统中存在的一次扰动来源于它的( )
选项A)主回路
选项B)副回路
选项C)主副回路都有
选项D)不能确定
答案:
A
50、串级控制系统系统中存在的二次扰动来源于它的( )
选项A)主回路
选项B)副回路
选项C)主副回路都有
选项D)不能确定
答案:
C
51、串级控制系统系统中主环是一个( )系统
选项A)定值系统
选项B)随动系统
选项C)程序系统
选项D)分时系统
答案:
A
52、串级控制系统系统中副环是一个( )系统
选项A)定值系统
选项B)随动系统
选项C)程序系统
选项D)分时系统
答案:
B
53、串级控制系统中主回路的控制器包括( )
选项A)主控制器
选项B)副控制器
选项C)主、副控制器
选项D)不确定
答案:
C
54、串级控制系统中主回路的对象是( )
选项A)主、副对象
选项B)主对象
选项C)副对象
选项D)不确定
答案:
A
55、串级控制系统中主、副环要满足( )
选项A)主定副随
选项B)主定副定
选项C)主随副定
选项D)主随副随
答案:
A
56、串级控制系统中主控制器的正、反作用的选择顺序(A)
选项A)先副后主
选项B)先主后副
选项C)主、副同样
选项D)不确定
57、有2个阀门,流通能力分别为C1=100,C2=3,其可调范围均为R=30,用于分程控制时,分程可调范围为(B)
选项A)750
选项B)1000
选项C)900
选项D)1250
58、对于对象的纯滞后时间较大,时间常数特别大的应采用(B)控制
选项A)分程控制
选项B)前馈控制
选项C)均匀控制
选项D)串级控制
二、作图题
1.请画出开环比值控制系统和单闭环控制系统的方框图
答案:
①开环比值控制系统
②单闭环比值控制系统
2.一个双闭环比值控制系统如下图所示。
其比值用DDZ-Ⅲ型乘法器来实现。
请画出系统方框图。
答:
3.一比值控制系统用DDZ-Ⅲ型乘法器来进行比值运算(乘法器输出I’,其中I0与I1分别为乘法器的两个输入信号),流量用孔板配差压变送器来测量,但没有加开方器,原理如下图所示,请画出其方框图。
答:
三、解答题
1.下图为一水槽,其液位为L,进水流量为F,试设计一入口流量与液位双冲量均匀控制系统。
画出该系统的结构图,确定该系统中控制阀的开闭形式,控制器的正、反作用以及引入加法器时各信号所取的符号。
答:
①入口流量与液位双冲量均匀控制系统的结构图如下
②进入加法器的信号所取的符号为:
IS为负值,IL、IF为正值。
③选择控制阀为气开式,当流量或液位、流量和液位增加时,控制阀的开度要减小,此时I0增加,控制器的输入增大,其输出应减小,所以控制器选择反作用。
2.
通过分析判断下图所示的系统属于何种类型?
画出它的方块图,并说明其工作原理。
答:
①系统属于前馈-反馈控制系统
②方框图
③通过对进入储液罐的总流量F1+F2,使出液量保持稳定。
反馈控制系统根据总流量的大小调节F2,保持F3的稳定。
前馈控制将F1的流量检测,与F2的检测值相加,作为控制器的输入。
当F1增加,测量值增加,控制器的输入增加,此时要求F2下降,所以控制器输出减小,为反作用,控制阀为气开式,开度减小,F2的流量下降。
四、综合题
1.如图所示为锅炉燃烧系统选择性控制方案。
它可以根据用户对蒸汽量的要求,自动调整燃料量和助燃空气量。
不仅能维持两者的比值不变,而且能使燃料量与空气量的调整满足下述逻辑关系:
当蒸汽用量增加时,先增加空气量后增加燃料量;当蒸汽用量减少时,先减燃料量后减空气量。
根据上述要求,试确定图中控制阀的开闭形式、控制器正反作用及选择器的类型。
答:
从安全出发两个控制阀均选择气开式。
对于PC-FC1串级系统,当燃料量由于扰动增大时,应该使阀门关小,此时FC1的测量值增大,输入增加,而输出应减小,所以FC1为负作用。
当蒸汽压力增加时,应减小燃料量,所以PC也为负作用;同样可知FC2为负作用。
当蒸汽压力降低(负荷增大时),PC输出增加,此时应该先增加空气量,所以上面的选择器应该为高选器。
当蒸汽压力升高时(负荷增减小时),PC输出减小,此时应该先减燃料量,所以下面面的选择器应该为低选器。
2.如何选择控制变量?
答:
①所选控制变量必须是可控的。
②所选控制变量应是通道放大倍数比较大者,最好大于扰动通道的放大倍数。
(2.5分)
③所选控制变量应使扰动通道时间常数越大越好,而控制通道时间常数应适当小一些为好,但不易过小。
④所选控制变量其通道纯滞后时间应越小越好。
⑤所选控制变量应尽量使干扰点远离被控变量而靠近控制阀。
⑥在选择控制变量时还需考虑到工艺的合理性。
一般来说,生产负荷直接关系到产品的产量,不宜经常变动,在不是十分必要的情况下,不宜选择生产负荷作为控制变量
3.下图为热交换器出口温度控制系统,要求确定在下面不同情况下控制阀开、闭形式及控制器的正、反作用。
①被加热物料在温度过高时会发生分解、自聚。
②被加热物料在温度过低时会发生凝结。
③如果控制变量为冷却水流量,该地区最低温度在0℃以下,如何防止热交换器被冻坏。
答:
①控制阀气闭式,控制器的反作用。
②控制阀气开式,控制器的正作用。
③控制阀气闭式,控制器的反作用。
4.单回路系统方块图如图所示。
试问当系统中某组成环节的参数发生变化时,系统质量会有何变化?
为什么?
答:
①当KC、KV、K0增加时,系统的余差减小,但系统稳定性下降。
②T0增加时,系统的工作频率降低,控制速度变慢。
这样就不能及时地
克服干扰的影响,因而,系统的控制质量会越差。
③τ0增加时,使系统控制不及时,使动态偏差增大,而且还会使系统的稳定性降低。
④Kf增加时,系统的余差也变大,即控制静态质量变差。
Tf增加时,控制过程的品质会提高。
τf增加时,质量没有影响。
5.下图为一管式炉原油出口温度与炉膛温度串级控制系统。
要求:
①选择控制阀的开、闭形式。
②确定主、副控制器的正、反作用。
③在系统稳定的情况下,如果燃料气压力突然升高,结合控制阀开、闭形式及控制器的正、反作用,分析该串级控制系统的工作过程。
答:
①根据安全要求,控制阀应选择气开式。
②副控制器:
当炉膛温度超过给定值时,其输入为正值,此时要求阀的开度减小,即控制器输出减小,所以选负作用。
主环控制器:
当燃料气流量增加时,釜内温度升高,因此K01为正,应选择负作用。
③在系统稳定的情况下,如果燃料气压力突然升高,此时控制阀的开度还没有变化,所以燃料气流量增加,炉膛温度升高,测量变送的输出增加,副控制器的输入为正,副控制器为负作用,输出减小,控制阀为气开式,所以开度减小,使燃料气流量下降。
燃料气流量增加,炉膛温度升高最终会使原油出口温度增加,测量变送的输出增加,主控制器的输入为正,主控制器为负作用,输出减小,副控制器的给定值减小,促使副环控制器对燃料气流量进一步调整。
一直到原油出口温度回到给定值为止,控制阀处在一个新开度上。
6.均匀控制系统有些什么特点?
答:
③结构上无特殊性
均匀控制是指控制目的而言,而不是由控制系统的结构来决定的。
均匀控制系统在结构上元任何特殊性,它可以是一个单回路控制系统,也可以是一个串级控制系统的结构形式,或者是一个双冲量控制系统的结构形式。
③参数应变化,而且应是缓慢地变化
因为均匀控制是前后设备物料供求之间的均匀,所以表征这两个物料的参数都不应为某一固定的数值,两个参数都变化,且变化比较缓慢。
那种试图把两个参数都稳定不变的想法是不能实现的。
③参数应限定在允许范围内变化
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