綜合自控原理過程控制大綱(復(fù)試)

1、信息學(xué)院研究生復(fù)試綜合 1 參考書與考試大綱 2006-9 一 復(fù)試科目及參考書： 考試科目：自動(dòng)控制原理（ 80）和過程控制工程（ 20） 參考書：自動(dòng)控制原理，厲玉鳴等主編，化學(xué)工業(yè)出版社， 2005年 9月 過程控制工程孫洪程等編，高等教育出版社， 2006年 2月 二 同等學(xué)歷輔修考試： 1、計(jì)算機(jī)控制 參考書：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，王慧主編，化工出版社， 2000年 2、自動(dòng)化裝置 參考書：過程控制裝置，張永德編著，化工出版社， 2000 年 三 考試大綱 （ 1） 自動(dòng)控制原理 1、控制系統(tǒng)的基本組成和概念 控制系統(tǒng)的組成；控制系統(tǒng)的主要類型； 2、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 被控對(duì)象的微分方程

2、模型； 控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)； 方塊圖及其等效變換； 信號(hào)流圖； 3、控制系統(tǒng)的時(shí)域分析方法 低階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)； 控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的質(zhì)量指標(biāo)； 控制系統(tǒng)的勞斯 穩(wěn)定判據(jù)；常規(guī)控制規(guī)律對(duì)系統(tǒng)控制質(zhì)量的影響； 4、根軌跡方法 根軌跡的基本規(guī)則和繪圖方法；控制系統(tǒng)的根軌跡設(shè)計(jì) 5、頻率特性分析法 系統(tǒng)頻率特性的定義； 系統(tǒng)頻率特性的極坐標(biāo)圖； 對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖； Nyquist 穩(wěn)定性判據(jù)；控制系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度；控制系統(tǒng)頻率特性分析、設(shè)計(jì)方法； 6、采樣控制系統(tǒng) 采樣過程及采樣定理；脈沖傳遞函數(shù)；連續(xù)模型的離散化；采樣系統(tǒng)的數(shù) 學(xué)模型及求解；采樣系統(tǒng)的分析； 7、線性系統(tǒng)狀態(tài)空間設(shè)計(jì)方法 系統(tǒng)能控性和能觀性

3、；線性變換及標(biāo)準(zhǔn)形；線性系統(tǒng)狀態(tài)反饋控制；線性 系統(tǒng)極點(diǎn)配置法； 8、非線性系統(tǒng)和系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 描述函數(shù)分析法；相平面分析法； 2) 過程控制系統(tǒng) 1、基本過程控制系統(tǒng) 單回路反饋系統(tǒng)；串級(jí)控制系統(tǒng)；比值控制系統(tǒng)；均勻控制系統(tǒng)；前饋控 制系統(tǒng)；選擇性及分程控制系統(tǒng) 2、過程控制工程 典型單元控制方案的設(shè)計(jì)與分析 附：北京化工大學(xué)研究生復(fù)試考卷（樣題） 、（10分）某加熱爐控制系統(tǒng)如圖 原料油 1. 說明這是哪種類型的控制系統(tǒng)。被控對(duì)象、被控變量、操縱變量各是什么？可 以使用哪種測(cè)量元件（5分）？ 2. 畫出控制系統(tǒng)的方塊圖（5分）。 二、（15分，每小題3分）已知一個(gè)n階閉環(huán)系統(tǒng)的微分方程為

4、 （n）（n 1）（2） an yan 1ya2ya1y a0y bir b0r 其中r為輸入，y為輸出，所有系數(shù)均大于零。 （1）寫出該系統(tǒng)的特征方程； （2）寫出該系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)； （3）若該系統(tǒng)為單位負(fù)反饋系統(tǒng)，寫出其開環(huán)傳遞函數(shù)； （4） 若系統(tǒng)是穩(wěn)定的，求當(dāng)r（t） 1（t）時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差ess ； （5） 為使系統(tǒng)在r（t） t時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差ess 0，除系統(tǒng)必須穩(wěn)定外，還應(yīng)滿足什 么條件？ 三、（20分）PLC電路如圖所示，其中 R 2.5 ,L 0.25H ,C 1/6F （1） 列寫該電路的微分方程（以e（t）為輸入，uc（t）為輸出）（10分）; （2）列寫系統(tǒng)的狀態(tài)方程（

5、5分）； （3）定性的畫出該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，說明原因（5分）; 四、（25分）設(shè)受控對(duì)象的傳遞函數(shù)為 G（s），試設(shè)計(jì)狀態(tài)反饋 s（s 6）（ s 12） 使閉環(huán)系統(tǒng)滿足： （1）靜態(tài)位置誤差為零； （2）動(dòng)態(tài)性能滿足 % 5%,tp 0.5s，其中 %為超調(diào)量，tp為峰值時(shí)間。 五、（10分）從對(duì)系統(tǒng)性能的影響、改變系統(tǒng)的能力以及工程實(shí)現(xiàn)等方面對(duì)狀態(tài) 反饋與輸出反饋進(jìn)行分析，比較其優(yōu)缺點(diǎn)。 六、（20分）在乙烯工程中有一綠油吸收塔，其釜液作為脫乙烷塔的回流。正常 情況下為保證脫乙烷塔的正常操作， 采用流量定值控制。一旦綠油吸收塔液位低 于5%的極限，為保證綠油塔的正常操作，需即時(shí)改為按綠油吸收塔液位來進(jìn)行 控制。 （1）在這種情況下，如果采用選擇性控制方案，畫出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖與方塊圖。 選擇控制閥的開閉形式及控制器的正反作用。