过程控制基础试卷A

过程控制基础期末试卷A 一、填空题（每空1分，共36分） 1、一般过程控制系统是由被控对象和测量变送器、 控制器 、 控制阀 四个基本环节组成。 2、在过程控制系统中，按设定值的形式不同将控制系统分为定值控制系统 、 随动控制系统、程序控制系统三种类型,锅炉汽包水位控制系统是定『控制系统。 3、对过程控制系统的基本要求是稳定性 、准确性 和快速性。 4、过渡过程的质量指标主要有 最大偏差A 、衰减比n上升时间峰值之间和过渡时间、 振荡周期T、余差C 。 5、常规控制器的控制规律有、比例积分 比例微分、 比例积分微分。 6、过程控制系统中，被控变量的选择方法有和间接参数法。 7、控制阀的理想流量特性有 直线流量特性、等百分比流量特性 、快开流量特性 、抛物线流量特性 。 8、测量误差主要由仪表本身误差、 环境条件引起误差 、测量中的动态误差三个部分组成。 9、克服测量滞后的主要方法有、 正确选择安装位置和正确使用微分单元。 10、控制器参数的工程整定方法有、 衰减曲线法 、 看曲线调参数 o 11、复杂过程控制系统主要有 串级 、均匀 、三种。 二、过程控制系统的各组成环节在系统中的作用分别是什么 （6分）什么是控制系统的过渡过程 答过程控制系统中的控制器所起的作用是判断和运算，控制阀的作用是执行，测量变送器的作用 是检测。一个过程控制系统在外部因素的作用下，从原有稳定状态过渡到另一个稳定状态的过程 是过渡过程。 三、图1表示的是一个水位控制系统。①画出相应的控制方块图；（5分）②指出系统的被控变量、操纵变 量、被控对象、扰动量、控制器是什么（5分） 出水 图1 水位控制系统原理 被控变量液位 操纵变量耕量 被控对象水箱扰动量进水量和出水量 控制器连杆 希望液位气3 *连杆 ＞锥阀 ＞水箱 浮球 四、化简图2方块图，并求传递函数Y（s）/X（s）o （10分） 2方块图 五、图3所示为一锅炉汽包液位控制系统的示意图，要求锅炉不能烧干。①试画出该系统的方块图。（3 分）②判断控制阀的气开、气关形式，确定控制器的正、反作用。（4分）③简述当加热室温度升高导致 蒸汽蒸发量增加时，该控制系统是如何克服扰动的 （3分） 蒸汽 图3锅炉汽包液位控制系统 2）气关式,Kv0 3）因为KmKoKvKc0,又因为控制阀，选择气关式，Kv0,当冷水流量增加时，蒸汽流量也增加，即当输入 增加时，输出也增加，所以Ko〉0,综上所述，可知Kc0,所以控制器正作用。 4）当加热室温度升高导致蒸汽蒸发量增加时，液位降低，液位测量变送器将检测到的液位值转换成电信 号送到控制器，控制器经过比较，运算后得出偏差小于零，控制器输出控制信号，是阀门开度增大，增 加进水量，使液位最终达到设定值。 六、对于图4所示的加热器串级控制系统。要求①画出该控制系统的方块图，并说明主变量、副变量分 别是什么主控制器、副控制器分别是哪个控制器（6分）②若工艺要求加热器温度不能过高，否则易发生 事故，试确定控制阀的气开、气关形式。（2分）③确定主、副控制器的正、反作用。（4分） 蒸汽 冷凝水 图4加热器串级控制系统 1）主变量热物料管道出口温度。副变量蒸汽流量。主控制器TC。副控制器FC 2）气关形式 3）副控制器因为KmKoKvKc0,又因为控制阀，选择气开式，Kv0,当阀门开度增大时，蒸汽流量增加， 所以Ko0,因为Km 一定大于零，综上所述，可知Kc0,所以副控制器反作用。 主控制器因为当蒸汽流量增大时，热蒸汽提供热量增加，所以热物料管道出口温度增加，所以Ko0, 由此可知，Kc0,即控制器反作用。 七、什么是前馈控制系统 （5分）前馈控制系统与反馈控制系统各有什么特点 （6分） 反馈控制是根据被控变量出现的偏差大小来进行控制的，通常所见的单回路控制系统属于反馈控制，反 馈控制的特点在于控制器是在被控变量出现偏差后，控制器才开始作用，以补偿扰动对被控变量的影响。 如扰动虽巳发生，但被控变量还未变化时，控制器则不会有任何控制作用，因为，反馈控制作用总是落 后于扰动作用，控制很难达到及时。 在这样的一种控制系统中，一旦出现扰动，控制器将直接根据所测得的扰动大小和方向，按一定规律实 施控制作用，补偿扰动对被控变量的影响，由于扰动发生后，在被控变量还未出现变化时，控制器就巳 经进行控制，所以这种控制为“前馈控制”。