【MOOC】《過程控制》(南京郵電大學)章節(jié)期末中國大學慕課答案

【MOOC】《過程控制》(南京郵電大學)章節(jié)期末中國大學慕課答案

有些題目順序不一致，下載后按鍵盤ctrl+F進行搜索第1章概論作業(yè)1.某換熱器的溫度控制系統(tǒng)給定值為200℃，在階躍干擾作用下的過渡過程曲線如圖所示。試求最大偏差、余差、衰減比、振蕩周期和過渡時間。

答案：【最大偏差A=230-200=30℃余差C=205-200=5℃衰減比n=y1:y3=25:5=5:1振蕩周期T=20–5=15（min）設(shè)被控變量進入穩(wěn)態(tài)值的土2％，就認為過渡過程結(jié)束，則誤差區(qū)域=205×（±2％）＝±4.1℃在新穩(wěn)態(tài)值（205℃）兩側(cè)以寬度為±4.1℃畫一區(qū)域（陰影線）。曲線進入時間點Ts=22min】2.對于乙烯裂解氣溫度控制系統(tǒng)，采用液態(tài)丙烯，使其汽化吸收熱量以冷卻乙烯裂解氣。調(diào)節(jié)氣態(tài)丙烯流量使溫度控制在（15±1.5）℃。（1）指出系統(tǒng)中被控過程、被控參數(shù)和控制參數(shù)各是什么？（2）試畫出該控制系統(tǒng)的組成方塊圖。（3）試比較示意圖和方塊圖，說明控制參數(shù)的信號流向與物料的實際流動方向不同。

答案：【被控過程為丙烯冷卻器；被控參數(shù)為乙烯裂解氣的出口溫度；控制參數(shù)為氣態(tài)丙烯的流量。在示意圖中，氣態(tài)丙烯的流向是由丙烯冷卻器流出。而在方塊圖中，氣態(tài)丙烯作為控制參數(shù)，其信號的流向是指向丙烯冷卻器的?！康?章過程檢測儀表作業(yè)1.用分度號為K的鎳鉻-鎳硅熱電偶測量溫度，在沒有采取冷端溫度補償?shù)那闆r下，顯示儀表指示值為500℃，而這時冷端溫度為60℃。試問：實際溫度應(yīng)為多少？如果熱端溫度不變，設(shè)法使冷端溫度保持在20℃，此時顯示儀表的指示值應(yīng)為多少？

答案：【顯示儀表指示值為500時，查表可得此時顯示儀表的實際輸入電勢為20.64mV，由于這個電勢是由熱電偶產(chǎn)生的，即E(t,t0)=20.64mV同樣，查表可得：E(t0,0)=E(60,0)=2.436mVE(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0)=20.64+2.436=23.076mV由23.076mV查表可得：t=557℃。即實際溫度為557℃。當熱端為557℃，冷端為20℃時，由于E（20，0）=0.798mV,故有：E(t,t0)=E(t,0)-E(t0,0)=23.076-0.798=22.278mV由此電勢，查表可得顯示儀表指示值應(yīng)為538.4℃?！?.某換熱器的溫度控制系統(tǒng)方塊圖如圖。系統(tǒng)的被控參數(shù)為出口物料溫度，要求保持在（200±20）℃，控制參數(shù)為加熱蒸汽的流量。（1）說明圖中R、E、Q、C、F所代表的專業(yè)術(shù)語內(nèi)容。（2）說明Z、I、P的信號范圍。（3）氣動執(zhí)行器的輸入、輸出各是什么物理量？

答案：【1）R為給定值，E為偏差（E=R-Z），Q為控制參數(shù)，C為被控參數(shù)，F(xiàn)為干擾。（2）Z的信號范圍為4～20mADC，I的信號范圍亦為4～20mADC，P的信號范圍為20～100kPa。（3）氣動執(zhí)行器的輸入信號為20～100kPa的氣壓信號，輸出信號為加熱蒸汽的流量?！?.某壓力表刻度0～100kPa，在50kPa處測量值為49.5kPa，求在50kPa處儀表示值的絕對誤差、相對誤差和引用誤差？

答案：【儀表的絕對誤差：Δ=50-49.5=0.5kpa儀表的相對誤差：δ=0.5/50*100%=1%儀表的引用誤差：δm=0.5/100*100%=0.5%】第3章過程控制器作業(yè)1.簡述溫度三位控制系統(tǒng)的基本原理

答案：【溫度低于T1時，溫控器使繼電器1、2都吸合，加熱器1、2都通電加熱；溫度高于T1低于T2時，溫控器使繼電器1吸合、繼電器2斷開，只有加熱器1通電；溫度高于T2時，繼電器1、2都斷開?！?.簡述溫度雙位控制系統(tǒng)的基本原理

答案：【溫度低于給定值時，溫控器輸出高電平，繼電器吸合，加熱器通電加熱；溫度高于給定值時，溫控器輸出低電平，繼電器斷開，加熱器斷電?！縖vk-content]第4章過程執(zhí)行器作業(yè)1.某供暖系統(tǒng)，流過加熱盤管的水流量為Q=31m3/h熱水為80℃，Pm-Pr=1.7×100kPa，所裝閥門取多大？

答案：【Pm-Pr是管網(wǎng)入口壓差，設(shè)配管S=0.5～0.7，?P=（0.5～0.7）×1.7×100kPa≈100kPa80℃熱水的密度ρ=971Kg/m3代入C=Q得C≈31，取標準C=32在此檔中，選取和管道直徑相配的口徑?！康?章被控過程的數(shù)學模型作業(yè)1.為測定某物料干燥簡的過程特性，在t0時刻突將蒸汽量從25m3/h增加到28m3/h，物料出口溫度記錄儀得到的階躍響應(yīng)曲線如圖。（溫度測量儀表的測量范圍0～200℃；流量測量儀表的測量范圍0～40m3/h）。（1）確定有時滯的一階慣性環(huán)節(jié)參數(shù)（2）確定二階環(huán)節(jié)的參數(shù)

答案：【（1）放大系數(shù)K=2時間常數(shù)T=4min滯后時間τ=2min(2)K求法同前。T1、T2可根據(jù)階躍響應(yīng)曲線上兩個點的位置來確定：作y（t）穩(wěn)態(tài)值的漸近線y（∞）；讀取曲線y（t1）=0.4y（∞）所對應(yīng)的時間t1值；讀取曲線y（t2）=0.8y（∞）所對應(yīng)的時間t2值；】第6章常規(guī)過程控制策略作業(yè)1.一臺溫度比例控制器，測溫范圍為200～1200℃。當溫度給定值由800℃變動到850℃，其輸出由12mA變化到16mA。試求該控制器的比例帶及放大系數(shù)。

答案：【】第7章復雜控制系統(tǒng)作業(yè)1.在某生產(chǎn)過程中，通過加熱爐對冷物料加熱。根據(jù)工藝要求，需對熱物料出口溫度進行嚴格控制。對系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)，主要擾動為燃料壓力波動。故設(shè)計如圖所示的控制系統(tǒng)。要求：（1）這是一個什么類型的控制系統(tǒng)？畫出控制系統(tǒng)框圖。（2）為保證設(shè)備安全，爐溫不能過高。確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式。（3）確定兩個調(diào)節(jié)器的正反作用。

答案：【（1）串級控制（2）氣開式（3）主調(diào)節(jié)器反作用；副調(diào)節(jié)器反作用。】考試客觀題1.單選題：動態(tài)矩陣控制基于的模型形式是

選項：

A、階躍響應(yīng)模型

B、脈沖響應(yīng)模型

C、統(tǒng)計分析模型

D、機理模型

答案：【階躍響應(yīng)模型】2.單選題：下列屬于前饋控制的應(yīng)用場合是

選項：

A、采用單純的反饋控制，控制速度慢、質(zhì)量差

B、多個干擾復合作用于被控過程

C、干擾對被控變量影響不顯著

D、大滯后過程

答案：【采用單純的反饋控制，控制速度慢、質(zhì)量差】3.單選題：一般將純滯后時間與時間常數(shù)之比的過程稱為大滯后過程

選項：

A、小于0.3

B、小于0.5

C、大于0.3

D、大于0.5

答案：【大于0.3】4.單選題：下列哪一項特性不屬于控制系統(tǒng)的性能要求

選項：

A、穩(wěn)定性

B、可行性

C、準確性

D、快速性

答案：【可行性】5.單選題：串級控制系統(tǒng)的副回路具有的特點是

選項：

A、先調(diào)、粗調(diào)、快調(diào)

B、先調(diào)、細調(diào)、快調(diào)

C、先調(diào)、粗調(diào)、慢調(diào)

D、后調(diào)、粗調(diào)、快調(diào)

答案：【先調(diào)、粗調(diào)、快調(diào)】6.單選題：下列控制系統(tǒng)中，屬于開環(huán)控制的是

選項：

A、定值控制系統(tǒng)

B、隨動控制系統(tǒng)

C、前饋控制系統(tǒng)

D、程序控制系統(tǒng)

答案：【前饋控制系統(tǒng)】7.單選題：可在現(xiàn)有模擬信號傳輸線上實現(xiàn)數(shù)字信號傳輸?shù)氖?/p>

選項：

A、基金會現(xiàn)場總線FF

B、過程現(xiàn)場總線Profibus

C、HART現(xiàn)場總線

D、控制器局域網(wǎng)總線CAN

答案：【HART現(xiàn)場總線】8.單選題：集散控制的基本組成不包括

選項：

A、現(xiàn)場控制站

B、操作站

C、通信總線

D、現(xiàn)場總線

答案：【現(xiàn)場總線】9.單選題：關(guān)于Smith預估控制的描述，不正確的是

選項：

A、提早估計出對象在擾動作用下的動態(tài)響應(yīng)，提早進行補償

B、通過補償實現(xiàn)無滯后控制

C、大滯后過程的有效控制方法

D、對補償模型的誤差不敏感

答案：【對補償模型的誤差不敏感】10.單選題：專家控制系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)包括

選項：

A、模型庫、知識基系統(tǒng)、人機接口、監(jiān)控系統(tǒng)

B、模型庫、知識基系統(tǒng)、人機接口、通信系統(tǒng)

C、算法庫、知識基系統(tǒng)、人機接口、監(jiān)控系統(tǒng)

D、算法庫、知識基系統(tǒng)、人機接口、通信系統(tǒng)

答案：【算法庫、知識基系統(tǒng)、人機接口、通信系統(tǒng)】11.單選題：所謂控制規(guī)律是指控制器的輸出信號與控制誤差之間的關(guān)系。

選項：

A、正確

B、錯誤

答案：【錯誤】12.單選題：熱電偶一般用于測量100?C以上的溫度。

選項：

A、正確

B、錯誤

答案：【錯誤】13.單選題：預測控制方法對模型的要求相對比較高。

選項：

A、正確

B、錯誤

答案：【錯誤】14.單選題：過程控制系統(tǒng)的控制多屬慢過程的參數(shù)控制。

選項：

A、正確

B、錯誤

答案：【正確】15.單選題：選擇被控變量時，必須考慮工藝的合理性。

選項：

A、正確

B、錯誤

答案：【正確】16.通過數(shù)學推理導出控制系統(tǒng)應(yīng)具有的結(jié)構(gòu)形式，通過輔助參數(shù)實現(xiàn)對不可測主要參數(shù)的反饋控制和不可測擾動的補償?shù)目刂品椒ㄊ恰?/p>

答案：【推理控制】17.能夠運用控制工作者成熟的控制思想、策略和方法以及直覺經(jīng)驗和手動控制技能進行控制的方法被稱為。

答案：【專家控制】18.對關(guān)聯(lián)關(guān)系復雜的多變量對象，通常采用評價變量之間的耦合程度。

答案：【耦合度】19.通過采取措施，把相互關(guān)聯(lián)的多參數(shù)控制過程轉(zhuǎn)化為幾個彼此獨立的控制系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)稱為。

答案：【解耦控制系統(tǒng)】20.在反饋控制的基礎(chǔ)上，針對進行前饋補償。既提高了控制速度，又保證了控制精度。

答案：【主要干擾】21.調(diào)節(jié)器正反作用的確定原則是。

答案：【整個回路構(gòu)成負反饋系統(tǒng)】22.在沒有人工或調(diào)節(jié)器干預下，能自動達到新的平衡狀態(tài)，這種特性是。

答案：【自衡特性】23.機理法建模的基礎(chǔ)是。

答案：【物質(zhì)與能量的平衡關(guān)系】24.定值控制系統(tǒng)過渡過程有四種基本形式，分別是單調(diào)衰減過程、、等