過程控制復習資料

`Word文檔1、試述串級控制系統(tǒng)的的工作原理,它有哪些特點?

2、某加熱爐出口溫度控制系統(tǒng)，經(jīng)運行后發(fā)現(xiàn)擾動主要來自燃料流量波動，試設計控制系統(tǒng)克服之，如果發(fā)現(xiàn)擾動主要來自原料流量波動，應如何設計控制系統(tǒng)以克服之？畫出帶控制點工藝流程圖和控制系統(tǒng)框圖。

3、為什么一些液位控制系統(tǒng)中，減小控制器的增益反而使系統(tǒng)出現(xiàn)持續(xù)震蕩，是從理論角度分析之。

4、液位均勻控制系統(tǒng)與簡單液位控制系統(tǒng)有什么異同？那些場合需要采用液位均勻控制系統(tǒng)？

5、某加熱爐出口溫度控制系統(tǒng)中，副被控變量是爐膛溫度，溫度變送器的量程都選用0--500℃，控制閥選用氣開閥。經(jīng)調(diào)試后系統(tǒng)已經(jīng)正常運行，后因副回路的的溫度變送器損壞，該用量程為200--300℃的溫度變送器，問對控制系統(tǒng)有什么影響？

6、題5中，如果損壞的是主回路溫度變送器，問改用量程為200--300℃的溫度變送器，對控制系統(tǒng)有什么影響？如何解決？

7、某反應器由A和B兩種物料參加反應，已知，A物料時供應有余，B物料可能供用不足，他們都可測可控。采用差壓變送器和開方器測量它們的流量，工藝要求正常工況時，F(xiàn)a=300Kg1．

調(diào)節(jié)器的Kc值愈大，表示調(diào)節(jié)作用（），Ti值愈大，表示積分作用（），Td值愈大表示微分作用（）。

答案：越強;減弱;增強。

2．

選擇控制方案時，總是力圖使調(diào)節(jié)通道的放大倍數(shù)（增益）（），干擾通道的放大倍數(shù)（增益）（）。

答案：增大;減小。

3．

過程控制系統(tǒng)設置的目的，有（）、（）和（）三類。

答案：定值調(diào)節(jié);隨動調(diào)節(jié);程序調(diào)節(jié)。

4．

簡單控制系統(tǒng)由（）、（）、（）和（）四個環(huán)節(jié)組成。

答案：調(diào)節(jié)對象;調(diào)節(jié)器;調(diào)節(jié)閥;檢測變送器

5．

由于微分調(diào)節(jié)規(guī)律有超前作用，因此調(diào)節(jié)器加入微分作用主要是用來（）。

答案：克服調(diào)節(jié)對象的慣性滯后（時間常數(shù)T）。

6．

調(diào)節(jié)系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器正、反的作用的確定是依據(jù)()。

答案：實現(xiàn)閉環(huán)回路的負反饋

二、是非題

1.

對純滯后大的調(diào)節(jié)對象，為克服其影響，可以引入微分調(diào)節(jié)作用來克服。

答案：╳

2．

當調(diào)節(jié)過程不穩(wěn)定時，可增大積分時間或比例度，使其穩(wěn)定。

答案：√

3．

比例調(diào)節(jié)過程的余差與調(diào)節(jié)器的比例度成正比。

答案：√

4．

調(diào)節(jié)系統(tǒng)投運時，只要使調(diào)節(jié)器與給定值相等（即無偏差）時，就可進行手，自動切換操作。

答案：╳

5.均勻調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器參數(shù)整定可以與定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整定要求一樣。

答案：╳

6．指出下面控制方案合理與否，簡要說明理由。

1）離心泵流量調(diào)節(jié)

答案：不合理。離心泵不能在吸入口安裝閥門，否則，當閥門關(guān)小時極易產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。

2）電動往復泵流量調(diào)節(jié)

答案：合理。因為有旁路閥門和泵出口壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)使往復泵可以在其出口直接節(jié)流

3)加熱爐溫度與燃料氣壓力串級控制

答案：不合理。壓力檢測點不對，為保證閥前燃油壓力穩(wěn)定會使燃油量變化較大，無法使爐溫穩(wěn)定，應將測壓點移到閥后，測燒嘴的背壓。

4)氨冷器傳熱平均溫差控制

答案：合理。根據(jù)被冷卻介質(zhì)（出口）溫度調(diào)節(jié)氨冷氣氨氣化側(cè)的整發(fā)壓力，所以調(diào)節(jié)NH3氣排出量實際上調(diào)正了氨冷器的氨蒸發(fā)側(cè)的溫度，使傳熱溫差得到調(diào)整，即可達到調(diào)節(jié)出口溫度的目的。

5)塔釜溫度控制

答案：不合理。塔釜為恒定加熱量。當受某種擾動使釜溫上升時，氣開閥將開大，放出一部分重組分物料，塔釜物料的減少，使塔溫度上升更快，從而構(gòu)成一個正反饋系統(tǒng)，不能正常工作，降溫亦如此。

6)精塔釜進料溫度控制

答案：不合理。氣液混合進料不能采用這種溫度控制。因為當改變加熱蒸汽量時進料的溫度并不變化，只是氣液比發(fā)生了變化。應改為熱焓控制。控制進塔物料的熱量。

三、單項選擇題

1．

調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是對調(diào)節(jié)系統(tǒng)最基本的要求，穩(wěn)定調(diào)節(jié)過程的衰減率ζ應是：

A.ζ=0

B.ζ<0

C.0<ζ<1

D.ζ=1

答案：C

2．

一線性調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（穩(wěn)定或不穩(wěn)定）取決于：

A.干擾作用的形式及強弱。

B.系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)及參數(shù)。

C.干擾作用的形式、強弱和系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)、參數(shù)。

答案：B。

因為線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性，是系統(tǒng)固有的特性。完全由系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)，參數(shù)決定。例如，用代數(shù)判據(jù)判斷線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性是時，其穩(wěn)定的充分必要條件就是特征方程的所有根都具有負實部，或說都位于S平面的左半部。顯然，特征方程的根和輸入信號是無關(guān)的。

3．

如果甲乙兩個廣義調(diào)節(jié)對象的動態(tài)特性完全相同（如均為二階對象），甲采用PI作用調(diào)節(jié)器，乙采用P作用調(diào)節(jié)器。當比例帶的數(shù)值完全相同時，甲，乙兩系統(tǒng)的振蕩程度相比

A.甲系統(tǒng)的振蕩程度比乙系統(tǒng)劇烈。

B.乙系統(tǒng)的振蕩程度比甲系統(tǒng)劇烈。

C.甲，乙兩系統(tǒng)的振蕩程度相同。

答案：A。

4．調(diào)節(jié)系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器正、反作用的確定是A．實現(xiàn)閉環(huán)回路的正反饋。

B．實現(xiàn)閉環(huán)回路的負反饋。

C．系統(tǒng)放大倍數(shù)恰到好處。

D．生產(chǎn)的安全性。

答案：B

5．

由于微分調(diào)節(jié)規(guī)律有超前作用，因此調(diào)節(jié)器加入微分作用主要是用來

A.克服調(diào)節(jié)對象的慣性滯后（時間常數(shù)T），容量滯后τc和純滯后τ0

B.克服調(diào)節(jié)對象的滯后τ0

C.克服調(diào)節(jié)對象的慣性滯后（時間常數(shù)T），容量滯后τc

答案：C

6.

用變送器的輸出直接控制調(diào)節(jié)閥，能否起調(diào)節(jié)作用？

A.能

B.不能

C.視控制要求而定

答案：C。所謂控制，指的是把被調(diào)參數(shù)控制在某一個給定值上，因此系統(tǒng)中要有調(diào)節(jié)器，使被調(diào)參數(shù)和給定值在調(diào)節(jié)器進行比較，如果兩者不等，調(diào)節(jié)器的輸出就去調(diào)節(jié)閥門開度。但若變送器直接控制調(diào)節(jié)閥，那就沒法給定，也不能按要求的控制規(guī)律去調(diào)節(jié)閥門開度，因此不能把被調(diào)參數(shù)控制在所需值上，而只能在某個不可調(diào)的值上下波動。如果變送器的量程可調(diào)，則波動可約束在某個圍，這對要求不高的控制系統(tǒng)，有時也能滿足要求。

7.

以下流量系統(tǒng)采用的儀表及投運方法，哪一條理解不夠全面？

A.開停灌隔離液的差壓流量計的方法同一般差壓流量計的啟停方法。

B.差壓法測流量采用開方器，一是為了讀數(shù)線性化，二是防止負荷變化影響系統(tǒng)的動態(tài)特性。

C.流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般不采用閥門定位器。

D.流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)僅采用PI調(diào)節(jié)器，不采用PID調(diào)節(jié)器。

答案：A

8

單純的前饋調(diào)節(jié)是一種能對（）進行補償?shù)恼{(diào)節(jié)系統(tǒng)。

A．測量與給定之間的偏差

B．被調(diào)量的變化

C．干擾量的變化

答案：C

9、

定值調(diào)節(jié)是一種能對（）進行補償?shù)恼{(diào)節(jié)系統(tǒng)。

A．測量與給定之間的偏差

B．被調(diào)量的變化

C．干擾量的變化

答案：A.1.

定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)是（）環(huán)調(diào)節(jié)，前饋系統(tǒng)是（）環(huán)調(diào)節(jié)。

A．開，閉

B．閉，開

C．開，開

D．閉，閉

答案：B。

2．

分程調(diào)節(jié)系統(tǒng)常要加裝（）來達到分程的目的。

A．調(diào)節(jié)器B.變送器C.閥門定位器

答案：C。

3．設制分程調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的是（）

A．為了滿足工藝的特殊要求

B．擴大可調(diào)比

C．為了滿足工藝的特殊要求，擴大可調(diào)比

答案：C4．

在選擇性調(diào)節(jié)系統(tǒng)中防積分飽合一般采用（）方法。

A．限幅法

B．外反饋法

C．積分切除法

答案：c

5．

均勻調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器參數(shù)應為（）。

A．比例度小于100%

B．比例度大于100%

C．比例度等于100%

答案：A。

6．

調(diào)節(jié)系統(tǒng)在純比作用下已整定好，加入積分作用后，為保證原穩(wěn)定度，此時應將比例度（）。

A.增大B.減小C.不變

答案：A。

7．

成分、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律，通常選用（）。

A.PIB.PDC.PID

答案：C。

8．

流量、壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律，通常選用（）。

A.PIB.PDC.PID

答案：A。

9．

液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律，通常選用（）。

A.PIB.PDC.PIDD.P

答案：D。

10．

要消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律，通常選用（）。

A.PIB.PDC.P

答案：A。

11．

自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中實現(xiàn)無擾動切換應滿足（）的條件。

A.調(diào)節(jié)器的輸出電流等于遙控給定電流。

B.調(diào)節(jié)器的輸出電流不等于遙控給定電流

C.調(diào)節(jié)器的輸出電流等于調(diào)節(jié)器給定電流

答案：A。

12．

通?？梢杂脮r間常數(shù)T和放大系數(shù)K來表示一階對象的特性。現(xiàn)有甲乙兩個液體貯罐對象，其甲的截面積大于乙的截面積，假定流入和流出側(cè)的閥門、管道尺寸及配管均相同，那么時間常數(shù)T（）。

甲大于乙

乙大于甲

甲乙相等

答案：A

13．

通?？梢杂脮r間常數(shù)T和放大系數(shù)K來表示一階對象的特性。現(xiàn)有甲乙兩個液體貯罐對象，其甲的截面積大于乙的截面積，假定流入和流出側(cè)的閥門、管道尺寸及配管均相同,放大系數(shù)K（）。

A.甲大于乙

B.乙大于甲

C.甲乙相等

答案：B。

14.

下面三組記錄曲線分別是由于比例度太小，積分時間太短，微分時間太長引起，你能加以鑒別嗎？

答案：

a.積分時間太短，

b.比例度太小,

c.微分時間太長。

15.

請判定圖所示溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥和調(diào)節(jié)器的作用型式。

當物料為溫度過低時易析出結(jié)晶顆粒的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為過熱蒸汽時；

A.氣關(guān)調(diào)節(jié)閥，正作用調(diào)節(jié)器；

B.氣開調(diào)節(jié)閥，反作用調(diào)節(jié)器；

C.氣開調(diào)節(jié)閥，正作用調(diào)節(jié)器；

D.氣關(guān)調(diào)節(jié)閥，反作用調(diào)節(jié)器.

答案：A

16.

當物料為溫度過高時易結(jié)焦或分解的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為過熱蒸汽時；

A.氣關(guān)調(diào)節(jié)閥，正作用調(diào)節(jié)器；

B.氣開調(diào)節(jié)閥，反作用調(diào)節(jié)器；

C.氣開調(diào)節(jié)閥，正作用調(diào)節(jié)器；

D.氣關(guān)調(diào)節(jié)閥，反作用調(diào)節(jié)器.

答案：B

17.

當物料為溫度過低時易析出結(jié)晶顆粒的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為待加熱的軟化水時；

A.氣關(guān)調(diào)節(jié)閥，正作用調(diào)節(jié)器；

B.氣開調(diào)節(jié)閥，反作用調(diào)節(jié)器；

C.氣開調(diào)節(jié)閥，正作用調(diào)節(jié)器

D.氣關(guān)調(diào)節(jié)閥，反作用調(diào)節(jié)器.

答案：C

18.

當物料為溫度過高時易結(jié)焦或分解的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為待加熱的軟化水時；

A.氣關(guān)調(diào)節(jié)閥，正作用調(diào)節(jié)器；

B.氣開調(diào)節(jié)閥，反作用調(diào)節(jié)器；

C.氣開調(diào)節(jié)閥，正作用調(diào)節(jié)器；

D.氣關(guān)調(diào)節(jié)閥，反作用調(diào)節(jié)器.

答案：D5．

在下述情況下,應選用何種作用方式的調(diào)節(jié)閥(氣開,氣關(guān))？

加熱爐的燃料油(氣)系統(tǒng),應選用()式；

加熱爐的進料系統(tǒng),應選用()式;

油水分離器的排水線上,應選用()式;

容器的壓力調(diào)節(jié),若用排出料來調(diào)節(jié),應選用()式,

若用排出料來調(diào)節(jié),應選用()式;

精餾塔的流出線,應選用()式,精餾塔的回流線,應選用()式。

答案：氣開;氣關(guān);氣開;氣關(guān),氣開;氣開,氣關(guān)。

6．

什么是調(diào)節(jié)對象，給定值和偏差？

答案：自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的生產(chǎn)設備叫做調(diào)節(jié)對象或簡稱對象，而生產(chǎn)中要求保持的工藝指標，稱為給定值。對于自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，習慣采用給定值X減去測量值Z作為偏差e，即e=X-Z，給定值X大于測量值Z時為正偏差，而給定值X小于測量值Z時為負偏差。

7．

偏差信號的含義在單獨討論調(diào)節(jié)器時和討論自動化系統(tǒng)時是否相同？

答案：不一樣。

在單獨討論調(diào)節(jié)器時，偏差信號e是用測量值Z減去給定值X計算的，即e=Z-X;而在自動化系統(tǒng)中卻習慣采用給定值X減去測量值Z來作為偏差信號e的，即e=X-Z。雖然都叫偏差信號，但是，在這兩種不同場合，計算方好相反，應當注意區(qū)別。

8．

有一流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，信號傳輸管線很長，因此，系統(tǒng)產(chǎn)生較大的傳送滯后。有人設想給調(diào)節(jié)器后加微分器來改善系統(tǒng)特性，試問這種設想合理否？為什么？若不合理，應采取什么措施合理？

答案：這種設想不合理，因為信號傳送滯后是純滯后，而微分作用不能克服純滯后。

合理的措施是采用1：1繼動器加在信號傳輸線之間，以增大信號流速，從而減小傳輸滯后，改善系統(tǒng)特性。

9．

構(gòu)成一個自動調(diào)節(jié)對象應具備哪三個條件？

答案：1.調(diào)節(jié)對象中的被調(diào)節(jié)參數(shù)是可以連續(xù)測量的。

2.在調(diào)節(jié)對象中存在著影響被調(diào)節(jié)參數(shù)使之偏離給定值的干擾因素。

3.在調(diào)節(jié)對象中至少可以找到一個量是可以進行調(diào)節(jié)的（即所謂可控的），通過對這個量的調(diào)節(jié)，將補償外界干擾對被調(diào)參數(shù)的影響，使被調(diào)節(jié)參數(shù)維持不變這個量即是所謂的調(diào)節(jié)參數(shù)。

10．

采用PID調(diào)節(jié)器，在什么情況下需要對純滯后對象進行補償？

答案：采用PID調(diào)節(jié)器的條件是對象純滯后不能太大。如果對象純滯后較大，仍采用PID調(diào)節(jié)器，就必須考慮純滯后補償。純滯后對象傳遞函數(shù)為

G(s)=KE-τs

根據(jù)對象時間常數(shù)T、對象增益K、對象純遲后τ之間的函數(shù)關(guān)系來決定是否進行補償。

1.對象純遲后τ小于對象時間常數(shù)T的1/10時，則不用進行純遲后補償；

2.當τ大于T/2時，需要考慮補償；

當τ大于1.5T時，則一定要補償。

11．

自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作品質(zhì)用什么指標來衡量？

答案：

1）.最大偏差：指被調(diào)參數(shù)在過渡過程中偏離給定值的最大幅度。

2）余差：指過渡過程結(jié)束后，被調(diào)參數(shù)的新穩(wěn)定值與給定值之差。

3）衰減比：是衰減震蕩過程前后兩個波的峰值之比。

4）震蕩周期：是衰減過程震蕩一次所需的時間。

5）過渡時間：指從被調(diào)參數(shù)變化之時起，直到被調(diào)參數(shù)進入新的穩(wěn)態(tài)值的±5%需要的時間。

6）過渡時間：指從被調(diào)參數(shù)變化之時起，直到被調(diào)參數(shù)進入新的穩(wěn)態(tài)值的±5%所需要的時間。1.

定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)的傳遞系統(tǒng)反映了以干擾量為輸入，以被調(diào)節(jié)量為輸出的動態(tài)關(guān)系，它

A．與系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)、擾動量的形式及大小均有關(guān)。

B．僅與擾動量的形式和大小有關(guān)

C．僅與系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)

答案：C,因為凡是能用線性常系數(shù)微分方程式描述其輸出與輸入之間動態(tài)關(guān)系的系統(tǒng)、環(huán)節(jié)或元件，均可在零初始條件下，通過拉氏變換得到相應的傳遞函數(shù)。所以它們不過是同一系統(tǒng)、環(huán)節(jié)或元件動態(tài)特性的不同的數(shù)學表達式而已。既然微分方程僅取決于系統(tǒng)、環(huán)節(jié)或元件本身的特性，那么傳遞函數(shù)也就僅與其本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)而與外輸入無關(guān)了。

2．

已知下列調(diào)節(jié)對象：

A.截面積大的貯槽液位

B.截面積小的貯槽液位

C.蒸汽夾套加熱器溫度

D.蒸汽直接加熱器溫度

E.管道流量

試判斷其中哪個對象滯后最大，哪個最小，請用①─⑤數(shù)字按滯后大小順序標出來.

答案ABCDE

③④①②⑤

3．

試分析如圖所示酒精蒸餾塔塔頂溫度控制方案，以塔頂溫度作為被控變量的合理性。

答：由相律定理

自由度數(shù)（F）=組分數(shù)（C）+相數(shù)（P）-2

∵酒精蒸餾塔進行酒精與水的分離

組分數(shù)=2（即酒精和水兩種組分）

且相數(shù)=2（呈氣、液兩相）

∴自由度數(shù)=2+2-2=2

由所求得F=2來看似乎應該控制兩個參數(shù)才合理。但是由圖可知，冷凝罐上部通大氣，因此實際上已恒定了冷凝罐和蒸餾塔的壓力，客觀上塔壓已被控制，因此用塔頂溫度作為被控變量是合理的。

4．

調(diào)校調(diào)節(jié)器時，為什么比例度P，積分時間Ti打在接近最小位置（以不振蕩為前提），所校調(diào)節(jié)器精度會提高？

答案：被校儀表找控制點時微分是關(guān)死的，所以實際上只有比例積分作用，故

Δy=1/p(Δx)+Kp/(pTi)∫(Δx)dt

式中：Δy—輸出信號