2012过程控制（复习题）

过程控制期末试题库

一、 填空题（本题共计10分，包括3小题，10个填空，每空1分）

1． 一般一个简单控制系统由（检测/变送）装置、（被控对象）、（调节）器和（执

行）机构组成。 2． 过程控制系统常用的参数整定方法有：（经验法）、（衰减曲线法）、（稳定边界

法/临界比例度法）和（响应曲线法）。 3． 在PID调节器中，调节器的Kc越大，表示调节作用（越强），Ti值越大，表示积分作用（减弱），Td值越大表示微分作用（增强）。 4． 常见的过程计算机控制系统分为下列几种典型形式：（操作指导控制系统）、直

接数字控制系统、（监督计算机控制系统）、（集散控制系统）和现场总线控制系统。

5． 在闭环控制系统中，根据设定值的不同形式，又可分为定值控制系统，随动控

制系统和程序控制系统。 1） 定值控制系统

特点：设定值是（固定不变）；

作用：保证在（扰动）作用下使被控变量始终保持在设定值上。 2） 随动控制系统

特点：设定值是一个（变化量）；

作用：保证在各种条件下系统的输出（及时跟踪设定值变化）。 3） 程序控制系统

特点：设定值是一个（按一定时间程序变化的时间函数）； 作用：保证在各种条件下系统的输出（按规定的程序自动变化）。 6． 热电偶温度计的基本组成部分部分是（热电偶）、（测量仪表）、（连接热电偶）

和（测量仪表的导线）。

7． 串级控制系统能迅速克服进入（副）回路的扰动，改善（主）控制器的广义对

象特性，容许（副）回路内各环节的特性在一定的范围内变动而不影响整个系统的控制品质。

8． 定值控制系统是按（偏差）进行控制的，而前馈控制是按（扰动）进行控制

的；前者是（闭）环控制，后者是（开）环控制。

二、 选择题（本题共计10分，包括5小题，每题2分）

1. 由于微分调节规律有超前作用，因此调节器加入微分作用主要是用来（C）: A.克服调节对象的惯性滞后（时间常数T），容量滞后τc和纯滞后τ0. B.克服调节对象的纯滞后τ0.

C.克服调节对象的惯性滞后（时间常数T），容量滞后τc. 2. 定值调节是一种能对（A ）进行补偿的调节系统。

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A． 测量与给定之间的偏差 B． 被调量的变化 C． 干扰量的变化 D. 设定值的变化

3. 定值调节系统是（X）环调节，前馈系统是（X）环调节( B )。

A．开，闭 B．闭，开 C．开，开 D．闭，闭

4. 调节系统在纯比作用下已整定好，加入积分作用后，为保证原稳定度，此时应

将比例度（A）。 A.增大 B.减小 C.不变

D.先增大后减小

5. 成分、温度调节系统的调节规律，通常选用（C）。 A. PI B. PD C. PID

6. .流量、压力调节系统的调节规律，通常选用（A ）。 A. PI B. PD C. PID

7. 液位调节系统的调节规律，通常选用（D ）。 A. PI B. PD C. PID D. P

8. 调节系统中调节器正、反作用的确定是根据(B)： A．实现闭环回路的正反馈。 B． 实现闭环回路的负反馈。 C．系统放大倍数恰到好处 D．生产的安全性。

9. 单纯的前馈调节是一种能对（C）进行补偿的调节系统。 A． 测量与给定之间的偏差 B． 被调量的变化 C． 干扰量的变化

10. 定值调节是一种能对（A）进行补偿的调节系统。 A． 测量与给定之间的偏差 B． 被调量的变化 C． 干扰量的变化 11. 热电偶温度计 （C）

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A) 是利用两个相互接触金属导体的温差电动势特性进行测温的。 B) 是利用两个相互接触金属导体的接触电动势特性进行测温的。

C) 是利用两个相互接触金属导体的温差电动势和接触电动势特性进行测温的。 D) 是利用两个非接触金属导体的温差电动势和接触电动势特性进行测温的。 12. 下面的叙述中哪一个是最为合理的（D）

A) 控制系统的时间滞后现象主要是由于被控对象的惯性特性引起的。 B) 控制系统的时间滞后现象主要是由于检测装置的安装位置引起的。 C) 控制系统的时间滞后现象对控制系统的稳定性无影响。 D) 以上三种叙述都不完整。 13. DCS的中文含意是：（B）

A) 比例、积分、微分控制。 B) 分布式控制系统。 C) 可编程序控制器。 D) 以上三个都不正确。

三、简答题

1．什么叫积分饱和？引起积分饱的原因是什么？如何消除？

答案：一个具有积分作用的调节器，当其处于开环工作状态时，如果偏差输入信号长期存

在，那么由于积分作用的结果，将使调节器的输出不断增加或不断减小，一直达到输出的极限值为止，这种现象称为积分饱和。 防止积分饱和的方法有：（1）限幅法（2）积分切除法（每种1分，共2分）

2．什么是调节(被控)对象，给定值和偏差？

答案：自动调节系统的生产设备叫做调节对象或简称对象，而生产中要求保持的工艺指标，称为给定值。对于自动调节系统中，习惯采用给定值R减去测量值Y作为偏差e，即e=R-Y，给定值R大于测量值Y时为正偏差，而给定值R小于测量值Y时为负偏差。

3．简述PID调节器Kc、Ti和Td的作用是什么？

答案：在PID调节器中，Kc越大，表示调节作用越强，Ti值越大，表示积分作用减弱，Td值越大表示微分作用增强。

4．通常在什么场合下选用比例（P），比例积 （PI）,比例积分微分（PID）调节规律？

答案：比例调节规律适用于负载变化较小，纯滞后不太大而工艺要求不高又允许有余差的调节系统。

比例积分调节规律适用于对象调节通道时间常数较小，系统负载变化不大（需要消除干扰引起的余差），纯滞后不大（时间常数不是太大）而被调参数不允许与给定

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值有偏差的调节系统。

比例积分调节规律适用于容量滞后较大，纯滞后不太大，不允许有余差的对象。 5．试简述临界比例度法及其特点。

答案：临界比例度法是在纯比例运行下通过试验，得到临界比例度靠和临界周期Tk，然后根据经验总结出来的关系求出控制器各参数值。

这种方法比较简单、易于掌握和判断，适用于一般的控制系统。但是不适用于临界比例度小的系统和不允许产生等幅振荡的系统，否则易影响生产的正常进行或造成事故。

6．试简述衰减曲线法及其特点。

答案：衰减曲线法是在纯比例运行下通过使系统产生衰减震荡，得到衰减比例度

，然后根据经验总结出来的关系求出控制器各?s和衰减周期Ts（或上升时间T升）参数值。

这种方法比较简便，整定质量高，整定过程安全可靠，应用广泛，但对于干扰频

繁，记录曲线不规则的系统难于应用。

7．串级控制系统有哪些特点?主要使用在哪些场合?

答案：串级控制系统的主要特点为：（每写出1个应用场合的得2分）

a) 在系统结构上，它是由两个串接工作的控制器构成的双闭环控制系统； b) 系统的目的在于通过设置副变量来提高对主变量的控制质量；

c) 由于副回路的存在，对进入副回路的干扰有超前控制的作用，因而减少了

干扰对主变量的影响； d) 系统对负荷改变时有一定的自适应能力。

串级控制系统主要应用于：对象的滞后和时间常数很大、干扰作用强而频繁、负荷变化大、对控制质量要求较高的场合。

8．简述建立对象的数学模型两种主要方法:（每写出1 种方法的得2分） 答案：

一是机理分析法：机理分析法是通过对对象内部运动机理的分析，根据对象中物理或化学变化的规律(比如三大守恒定律等)，在忽略一些次要因素或做出一些近似处理后推导出的对象特性方程。通过这种方法得到的数学模型称之为机理模型，它们的表现形式往往是微分方程或代数方程。

二是实验测取法：实验测取法是在所要研究的对象上，人为施加一定的输入作用，然后，用仪器测取并记录表征对象特性的物理量随时间变化的规律，即得到一系列实验数据或实验曲线。然后对这些数据或曲线进行必要的数据处理，求取对象的特性参数，进而得到对象的数学模型。

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