南京工业大学继续教育学院
《过程控制 》习题集
2011学年第一学期 使用班级：H 化本081、HY 自升本101、HY 自升本091
习题集1
一、填空题
1．在自动控制系统中，能够测量某物理量的大小并把它转化为一种特定信号的自动化装置是 （测量元件及变送器）。
2．过渡过程终了时，被调参数所达到的新的稳态值与给定值之差叫做（余差）。
3．在研究对象的动态特性时，将（被调参数）看作对象的输出量，而将（干扰作用和调节作用）看作对象的输入量。
4．自动调节系统方块图中,给定值R,测量值M 和偏差e 三者之间的关系是（E=R-M ）。 5．积分时间愈（短），积分作愈强。
6.可用一阶微分方程式描绘其动态特性的对象称为（一阶对象）。 二、单项选择题
1．在如图所示的水槽液位控制系统中，（ C ）是被控变量。 A. 进水流量
B. 出水流量
C. 水槽液位
D. 水槽
2．下列（A ）不是描述对象特性的数。 A.过渡时间
B.时间常数
C.放大系数
D.滞后时间
3．下列关于积分饱和的说法，错误的是（ D ）。 A.调节器处于开环工作状态是出现积分饱和现象的必要条件 B.调节器具有积分作用才会出现积分饱和现象
C.积分饱和状态时，调节器的输出将达到最大或最小的极限值
D.只有在选择性调节系统中才会出现积分饱和现象
4．串级调节系统中，副回路一般采用（ A ）调节规律。
A.比例
B.比例积分
C.比例微分
D.比例积分微分
5．如图所示为丙烯冷却器的控制方案示意图，图中所采用
的控制系统为（ D ）控制系统。 A. 串级
B. 均匀
C. 分程
D. 选择
6．在合成纤维锦纶生产中，熟化罐的温度是一个重要的参数，其期望值是一已知的时间函数，则熟化罐的温度控制系统属于（ D ）。
A. 定值控制系统
B. 随动控制系统
C. 正反馈控制系统
D. 程序控制系统
三、判断改错题（判断下列各题，在题后的括号内，对的打“√”，错的打“×”。）
1．每个控制系统都有相应的方块图，同一形式的方块图只能代表一个控制系统。（×）2．当对象的动态特性可以用二阶微分方程表示时，该对象就称为二阶对象。（√）
3．在自动控制系统方块图中，作用于对象的输入信号有两个，一个是调节信号，另一个是干扰信号。（×）
4.几乎所有的自动控制系统都是负反馈系统。（√）
5.调节器由比较点和调节规律方块组成。（√）
6．对象在受到阶跃干扰后，被调参数开始变化很慢，后来才逐渐加快，最后又变慢直至接近稳定值，这种现象叫做传递滞后。（×）
7．对于同一被调参数的调节来讲，前馈调节和反馈调节是不能同时存在的。（×）
四、计算分析题
1．简单控制系统的定义是什么?画出简单控制系统的典型方块图。
简单控制系统是由一个调节器、一个变送器（测量仪表）、一个执行器（调节阀）和一个被控物理对象所组成的控制系统。方块图如下图所示。
2．常用的调节器的调节规律有哪些?各有什么特点?适用于什么场合?
常用的调节规律有位式调节、PI调节、PD调节和PID调节等。
位式调节具有结构简单、成本较低、易于实现的有点，主要应用于工业生产的液位控制、压力控制、温度控制等系统。
PI调节可以消除偏差，但调节动作缓慢，常用于干扰量较大的控制过程中。
PD调节可快速进行调解，常用于温度、成份等滞后较大的控制系统中，可改善控制过程的动态特性。（2分）
PID调节既能快速进行调节，又能消除余差，具有较好的调节性能，被广泛应用。
测验作业题1
1．简单控制系统的定义是什么?画出简单控制系统的典型方块图。
2.什么是串级控制系统？它是怎样组成的？试画出串级控制系统的典型方块图。
3．如图所示的反应器温度控制系统。冷却水通过夹套内，以带走反应产生的热量。试问：（1）这是一个什么类型的控制系统？试画出它的方块图。
（2）如果反应器温度不允许过高，否则易发生事故，试确定调节阀的气开、气关型式。
（3）确定主、副调节器的正、反作用。
（4）如果主要干扰是冷却水压力波动，试简述其控制过程。
4.什么是反馈、正反馈、负反馈，什么是传递函数？
5.被控对象、执行器及调节器的正反作用是如何规定的？
6.什么是一个自动控制系统的调节对象、被调参数、给定值、调节作用、调节参数、调节介质？试
举例说明。
习题集2
一、填空题
1．液柱式压力计是将被测压力转换成（液柱高度）进行测量的。
2．串级调节系统中，主回路是一个（定值）调节系统。
3．转子流量计采用的是（恒压降、变节流面积）的流量测量方法。
4．在热电偶测温回路中，只要引入线（两端温度相同），不会影响热电偶所产生的热电势数值。5．热电偶测温不仅与被测端温度有关，且还决定于（冷端）的温度。
二、单项选择题
1．化工生产中，为了使贮罐中的油品不被空气中的氧气氧化，常常采用“氮封”的方法，为了维持氮封压力，一般采用（ C ）控制方案。
A．前馈 B.选择性 C. 分程 D.串级
2．在选择调节参数时，从静态特性考虑，下述对于放大系数的说法正确的是（ C ）。
A. 对调节通道的放大系数和干扰通道的放大系数要求是一样的
B. 对象干扰通道的放大系数越大越好
C. 应选择使调节通道放大系数大的变量作为调节参数
D. 对象调节通道的放大系数越小越好
3．用某台测温仪表测温，其测温范围为200～1200℃，根据工艺要求，温度指示值的误差不得超过±7℃，则此台测温仪表的精度等级至少为（ B ）。
A．1.0级 B．0.5级
C．0.7级 D．1.5级
4．在工艺控制流程图中，符号
表示（ B ）。
A. 温度控制器
B. 温度变送器
C.组分变送器
D. 组分控制器
5．当生产短期内处于不正常情况时，为了做到既不停车又能对生产进行自动保护，人们常常采用（ B ）控制系统。
A．串级 B. 选择性 C.多冲量 D. 均匀
6．下面关于补偿导线说法不正确的有（ B ）。
A．补偿导线与对应的热电偶在0～100℃的温度范围内有相同的热电特性
B．补偿导线无极性
C．不同的热电偶用的补偿导线也不同
D．热电偶测温时若使用了补偿导线只是将冷端延伸到温度比较恒定的地方
7．若用电子电位差计配热电偶测温，如果热端温度上升3℃，而冷端温度也升高3℃，则仪表指示（A）。
A．升高3℃B．下降3℃
C ．下降6℃
D ．不变
8．电子电位差计的起始点为0℃，当输入端的输入电势为0时，仪表指针应指在（ B ）。 A ．始点 B ．室温 C ．终点 D ．任意位置
三、判断题（判断下列各题，在题后的括号内，对的打“√”，错的打“× ”。） 1. 串级均匀调节系统与串级调节系统在系统结构上是不相同的。（ × ）
2．若组成热电偶回路的两种金属材料相同，则不论热电偶两端温度是否相同，回路中的总电势为零。（ √ ）
3.电子电位差计和自动平衡电桥都可配用热电偶测温。（ × ）
4.采用阀门定位器可以改善阀门的工作特性。（ √ ）
5.两支压力表的绝对误差相等，标尺范围较小的表精度较高。（ × ） 四、计算分析题
1．请画出锅炉汽包液位双冲量控制方案示意图，并说明双冲量液位控制方案怎样克服虚假液位？ 锅炉汽包液位的双冲量控制系统如图所示。
当蒸汽负荷的变化引起液位大幅度波动时，蒸汽流量信号的引入起着超前调节的作用，它可以在液位还未出现波动时提前使调节阀动作从而减少因蒸汽负荷量的变化而引起的
液位波动。
2．如图所示的测温系统中，当热电偶热端温度为600℃时，电子电位差计的指示是多少？
附K 热电偶分度表
设仪表指示值为T ℃
从热电偶热端温度为600℃可知热电偶输出电势为E （600，30）
而补偿导线产生的电势为E 补=E(30,20) 由于K 热电偶的补偿导线应为铜—镍铜，即铜为正极，而镍铜为负极 所以图中补偿导线是接反的 所以输入电子电位差计的总电势为E 入=E (600,30) - E （30，20） 而电子电位差计接收到的电势E =E (T,10)
所以有： E (T,10)= E (600,30) -E(30,20)
即 E (T,0)= E (600,30) - E(30,20)+ E (10,0)
=24.902-1.203-1.203+0.798+0.397
=23.691 (mV)
由所附分度表可知，在570℃～580℃之间，每1℃对应的mV值为0.043
所以有（24.050-23.691）÷0.043=8.4℃
即实际温度T=580-8.4=571.6℃
3．如图所示的反应器温度控制系统。冷却水通过夹套内，以带走反应产生的热量。试问：（1）这是一个什么类型的控制系统？试画出它的方块图。
（2）如果反应器温度不允许过高，否则易发生事故，试确定调节阀的气开、气关型式。
（3）确定主、副调节器的正、反作用。
（4）如果主要干扰是冷却水压力波动，试简述其控制过程。
（1）这是一个温度-流量串级控制系统。方块图如图所示。
（2）在气源中断时为防止反应器温度过高，应保证冷却水不断流进，故应采用气关型的调节阀，为“－”方向。
（3）主调节器的作用方向：当主变量反应器温度增加时，要求冷却水的调节阀开大，副变量冷却水流量增加时，要求冷却水的调节阀关小，因此主调节器采用“正”作用。
副调节器的作用方向：由于冷却水量增加时，副变量冷却水流量是增加的，即副对象为“＋”方向。已知调节阀为“－”方向，故副调节器应该是“正”作用的。
（4）设冷却水压力增加，则冷却水流量增加，由于FC为“正”作用，其输出增加，而调节阀为气关型，故调节阀关小，使冷却水流量减小，及时克服了由于冷却水压力波动对冷却水流量的影响，从而减少甚至消除了冷却水压力波动对反应器温度的影响。
另外，如果冷却水压力波动影响到了反应器温度，假设反应器温度升高，则“正”作用的主调节器TC的输出增加，副调节器FC的给定值增加，由于FC为“正”作用，因此FC输出降低，气关型的调节阀开大，冷却水流量增加，使反应器温度降低，从而得到了精确的控制。
测验作业题2
1.某台测温仪表的测温范围为0-500摄氏度，校验该表时得到的最大绝对误差是正负3摄氏度，试确定该仪表的精度等级。
2.如图所示的测温系统中，当热电偶热端温度为600℃时，电子电位差计的指示是多少？
附K热电偶分度表
3.热电偶温度计是利用什么原理来测温的？为什么要进行冷端温度补偿？冷端温度补偿的方式有那几种？
4.差压式流量计是由哪些部分组成的？利用什么原理来测量流量？，在安装使用时要注意哪些事项？
5.什么是正迁移和负迁移？它们之间有什么不同？零点迁移的实质是什么？
6.热电阻温度计是利用什么原理来测温的？热电阻温度变送器和热电偶温度变送器的输入信号各是什么？输出信号又是什么？
习题集3
一、填空题
1．电-气转换器能够把0~10 mA 或4~20 mA 的电流信号转换成（0.02~0.1MPa ）的气信号。 2．当来自调节器或阀门定位器的信号压力增大时，推杆向下动作的执行机构叫做（正）作用执行机构。
3．在进行调节器的参数整定时，（临界比例度 ）法先通过试验得到临界比例度和临界周期，然后根据经验总结出来的关系求出调节器各参数。
4．当来自调节器或阀门定位器的信号压力增大时，推杆向上动作的执行机构叫做（反）作用执行机构。
5．确定调节阀的（气开气关形式）主要考虑生产安全因素。 二、单项选择题
1．下述关于调节参数的说法，错误的是( D )。 A ． 调节参数是对被调参数有影响的因素中比较灵敏的参数 B ． 调节参数应是可控的 C ． 调节参数是对象的输入量之一
D ． 选择调节参数时应使调节通道时间常数大一些
2．如图所示，曲线A 、B 、C 表示了差压式液位计测容器的液位时零点迁移的情况，那么曲线C
代表是（ B ）。
A.正迁移
B.负迁移
C.无迁移
D.A 、B 、C 答案都不正确
3. 对于如图所示的蒸汽加热器温度控制系统，若
被加热的物料过热时易分解，则( C )。 A.调节阀选气开阀，调节器选正作用 B.调节阀选气关阀，调节器选正作用 C.调节阀选气开阀，调节器选反作用 D.调节阀选气关阀，调节器选反作用
4．图中四条曲线分别表示调节阀的四种理想流量特性，其中曲线（
A ．1
B ．2
C ．3
P （KPa ）
D．4
5．DDZ–Ⅲ型调节器的下列切换中，（D）不是无平衡无扰动切换。
A．自动→软手动B．硬手动→软手动
C．硬手动→自动D．自动→硬手动
6．下列（ D ）不属于速度式流量仪表。
A．差压式流量计 B．转子流量计
C．涡轮流量计 D．椭圆齿轮流量计
三、判断改错题（判断下列各题，在题后的括号内，对的打“√”，错的打“×”。）
1．在防爆措施方面，DDZ-Ⅱ和DDZ-Ⅲ型仪表都是采用安全火花防爆型措施。（×）
2．在选择串级调节系统调节器的正反作用时，可以先确定主调节器后确定副调节器，也可以先确定副调节器后确定主调节器。（√）
3．采用阀门定位器可以改善阀门的工作特性。( √ )
4．零点迁移的实质是测量范围的平移，它并不改变量程大小。（√）
5．电子电位差计测量桥路中的R2的阻值对于不同分度号的热电偶，其大小是相同的。（×）6．电子电位差计的量程电阻越大，仪表的量程就越大。（√）
四、计算分析题
1．计算机控制系统是由那两部分组成的？工业控制计算机有哪几种构成方案？试说明其中DCS的基本构成和特点。
计算机控制系统由工业控制计算机和被控对象两部分组成。
计算机控制系统主要包括以下几种：单回路调节器、单片机、总线模式工控机、可编程控制器、集散控制系统。
DCS通常有三部分组成：过程控制操作级（是集散系统的核心）完成数据采集、操作控制功能；集中控制监控级，完成数据的记录、报表打印、报警处理等功能；综合控制管理级，执行工厂的集中管理和控制。
DCS的主要特点是硬件积木化、软件模块化。
2. 一台正作用的PI调节器，当δ=100% ，T I=2分，在t =t0时刻加入如图所示的阶跃信号，试画出调节器在如图所示的输入下的输出波形图。(调节器的起始工作点为3mA)
解: 当t=t0时，调节器的输出为
I= I0+（1/δ）×Δe
= 3+（1/1）×2=5 mA
当t=t0+ T I = t0+2时，调节器的输出为
I= I0+2×(1/δ)×Δe
= 3 +2×(1/1)×2=7 mA
根据计算值画出波形图如图所示
分
分
测验作业题3
1．计算机控制系统是由那两部分组成的？工业控制计算机有哪几种构成方案？试说明其中DCS 的基本构成和特点。
2. 一台正作用的PI 调节器，当δ=100% ，T I =2分，在t =t 0时刻加入如图所示的阶跃信号，试画出调节器在如图所示的输入下的输出波形图。(调节器的起始工作点为3mA)
3.比例度、积分时间、微分时间这三者大小对系统过渡过程分别有哪些影响？
4.在自动控制系统中，电动执行器能完成什么功能？其输入信号和输出信号分别是什么？
5.电-气转换器和电-气阀门定位器各能完成什么功能？
6.什么叫集散控制系统的硬件组态？什么是集散控制系统的软件组态？软件组态有那几种方式？包括哪些内容？
分
分
《过程控制系统》（B）卷 一、填空题（每空1.5分）（本题33分） 1、过程控制系统中，有时将、和统称为过程仪表，故过程控制系统 就由过程仪表和两部分组成。 2、仪表的精度等级又称，级数越小，仪表的精度就越。 3、过程控制主要是指连续生产过程，被控参数包括、、、 和成分等变量。 p三种。 4、工业生产中压力常见的表示方法有、和负压(真空度) a 5、调节阀的流量特性有、、和快开流量特性四种。 6、时域法建模是试验建模中的一种，可分为法和法。 7、对于滞后小，干扰作用频繁的系统，PID调节器不应采用作用。 8、分程控制根据调节阀的开闭形式分为两类，即和。 9、DCS的设计思想是分散、集中。 二、名词解释题（每小题5分）（本题15分） 1、串级控制系统 2、现场总线 3、调节阀的流量特性 三、简答题（每小题8分）（本题32分） 1、简述执行器在过程控制系统中的作用。 2、简述单回路控制系统临界比例度法参数整定的步骤。 3、什么是积分饱和现象？ 4、如图所示的锅炉汽包液位控制系统，为保证锅炉不被烧干： (1)给水阀应该选择气开式还是气关式？请说明原因。 (2)液位控制器(LC)应为正作用还是反作用？请说明原因
四、分析与计算题（第1小题8分，第2小题12分）（本题20分） 1、（本小题8分）如下图所示的管式加热炉出口温度控制系统，主要扰动来自燃料流量的波动，试分析： （1）该系统是一个什么类型的控制系统？画出其方框图； （2）确定调节阀的气开、气关形式，并说明原因。 2、（本小题12分）如下图所示液位过程，它有两个串联在一起的储罐。来水首先进入储罐1，然后再通过储罐2流出。试建立系统的动态数学模型 ) ()(2s Q s H i 。（1R 、2R 分别是两个阀门的线性液阻）
一、选择题(单项选择 6×3’) 1) 评价控制系统的性能指标可概括为( ) B A 稳定性，经济性，快速性 B. 稳定性，准确性，快速性 C 安全性，经济性，稳定性 D 稳定性，安全性，准确性 2) 在单回路控制系统中，增大比例系数，系列说法不正确的是( ) A A．衰减率增大 B．残差减小 C．超调量增大 D．振荡频率升高 3) 在控制系统中，决定控制品质的最主要因素是( ) D A．调节器的设置情况 B．仪表选择是否得当 C．调节器的控制精度 D．被控对象的动态特性 4) 调节阀单位行程变化时,相对节流面积f满足△f/f为常数的为( ) A．快开 B．直线 C．抛物线 D．等百分比 5) 下列叙述中不是串级控制系统的特点的是( ) C A．结构上由两个闭环组成 B．对二次扰动有很明显的克服作用 C．系统中有两个调节阀 D．提高了整个系统的响应速度 6) 前馈控制系统的特点说法不正确的是( ) B A．按干扰量大小进行控制 B．属于闭环控制 C．在偏差出现前进行控制 D．是与干扰相关的专用控制 二、填空体(9×3’) 1) 某系统阶跃响应衰减比n=4:1, 则其衰减率ψ= 2) PID调节器比例系数Kp=2,则其比例带为δ= 3) 控制系统整定的实质是 4) 某汽动式调节阀，执行机构为正作用方式，调节机构为反体阀，则该阀为 型控制阀. 5) 调节阀流量系数C100=0.5,阀中流体为水，阀前压力为0.5MPa, 阀后压力为0.1MPa, 则常温下阀全开时流量为 6) 某水箱在做特性测试实验时，调节阀开度改变20﹪，系统稳定后水位改变40cm, 则该水箱静态增益K p= 7) 前馈控制的理论基础是 8) 正弦信号为u=5*sin(20πt),对该信号进行采样，则采样周期不能超过 ，理论基础是
过程控制系统作业题 一、填空： 1、建立过程数学模型有和两种基本方法。 2、根据在输入作用下，能否依靠过程自身能力恢复平衡，过程又可分为过程和过程。 3、过程控制系统一般由（）、（）两部分组成。 4、过程控制一般指控制。 5、对于控制系统的工程设计来说，控制方案的设计是核心。主要包括的内容有， ，，。 6、工业生产对过程控制的要求是多方面的，最终可归纳为三个方面，即，，。 7、PID参数在工程上，常采用的方法有，，，。 8、串级调节主要是改善系统的特性，其主回路是调节，付回路是系统，付回路调节器的给 定值是。在投运时应先投回路，后投回路。 9、调节器正反作用选择原则是（）。 10、被控参数的选择有（）、（）两种选择方法。 11、控制参数选择原则是（）、（）、（）。 12、某比值控制系统要求主动量与从动量的比值为1:2，主动量仪表量程为0-3600T/h，从动量仪表量程为 0-2400T/h。则比值系数为（）。 13、某人在整定PID参数时，将比例度设置为25%，调节系统刚好临界振荡，且振荡周期为5分钟，若采用 PI调节，则比例度应选（），积分时间常数应选（）。 14、分程调节是指一个调节器的输出，控制两个或多个（），为了实现分程调节，一般需要引入（）。 15、分程调节是指一个调节器的输出，控制两个或多个（）。 二、选择题： 1、某奶粉生产过程中干燥工艺如下，已知，乳液节流易结块，奶粉的质量取决于其含水量的大小，而含水量与 干燥温度有单值对应关系。因此被控参数可选（），控制参数可选（） A：干燥器温度 B：奶粉含水量 C：乳液流量 D：空气旁通量 E：加热蒸汽量
2、在选择调节阀流量特性是，一般线性过程选（），而非线性过程选（） A：快开特性。 B：直线特性。 C：等百特性。 D：抛物线特性。 3、在选择调节阀口径时是根据（） A：介质流量。 B：流通能力。 C：扰动的大小。 D：被控参数的要求 4、一个热交换器如图所示，用蒸汽将进入其中的冷水加热至一定温度，生产要求热水温度要保持定值（t+1℃）。 因此被控参数可选（），控制参数可选（）。 A：热水温度 B：冷水温度 C：蒸汽流量 D：蒸汽温度 5、某压力变送器的量程是0-1MPa，其输出信号的范围是4-20mA，当其输出16 mA时，则压力测量值是（） A：0.85 MPa。 B：0.8 MPa。 C：0.75 MPa。 D：0.7 MPa。 6、在用凑试法，整定PID参数时，正确的方法是（） ①、先使调节器T I=∞、T D=0，调比例度，使系统的过度过程达到满意效果。（一般为4∶1衰减震荡） ②、将比例度放大1.2倍，T D=0，T I由大到小凑试，直至达到满意效果。 ③、将比例度放大1.2倍，T D=0，T I由小到大凑试，直至达到满意效果。 ④、将T D置于0.25T I，增大比例度，直至达到满意效果。 ⑤、将T D置于0.25T I，减小比例度，直至达到满意效果。 A ①、②、④ B ①、②、⑤ C ①、③、④ D ①、③、⑤ 三、简答： 1、试用矩型脉冲响应曲线法求加热炉的数学模型。当脉冲t=2分，幅植为2T/h时，其实验数据如下； 试由矩型脉冲响应曲线转换成阶跃响应曲线 2、某生产过程，其控制流程如下；试确定调节阀是气开，还是气关？调节器是正作用，还是反作用？
过程控制系统试卷c卷 过程控制系统试卷C卷一、填空题(每空1.5分)(本题33分) 1、过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程和测量变送等环组成。 2、过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。 3、压力检测的类型有三种，分别为:弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测。 4、气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。 5、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀三大类。 6、过程数学模型的求取方法一般有机理建模、试验建模和混合建模。 7、积分作用的优点是可消除稳态误差(余差)，但引入积分作用会使系统稳定性下降。 8、在工业生产中常见的比值控制系统可分为单闭环比值控制、双闭 环比值控制和变比值控制三种。 9、造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长 期存在偏差。 二、名词解释题(每小题5分)(本题15分) 1、过程控制:指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。
2、串级控制系统:值采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输入去操纵调节阀，从而对住被控变量具有更好的控制效果。 3、现场总线:是指将现场设备与工业控制单元、现场操作站等互联而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分枝的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。 三、简答题(每小题8分)(本题32分) 1、什么是PID，它有哪三个参数，各有什么作用?怎样控制, 答: PID是比例-积分-微分的简称。其三个参数及作用分别为: (1)比例参数KC，作用是加快调节，减小稳态误差。 (2)积分参数Ki，作用是减小稳态误差，提高无差度 (3)微分参数Kd，作用是能遇见偏差变化趋势，产生超前控制作用，减少超调量，减少调节时间。 2、前馈与反馈的区别有哪些, 答:(1)控制依据:反馈控制的本质是“基于偏差来消除偏差”，前馈控制是“基于扰动消除扰动对被控量的影响”。 (2)控制作用发生时间方面:反馈控制器的动作总是落后于扰动作用的发生，是一种“不及时”的控制;扰动发生后，前馈控制器及时动作。 (3)控制结构方面:反馈为闭环控制，存在稳定性问题，即使闭环环节中每个系统都是稳定的，但闭环后稳定与否，还需要进一步分析;前馈属于开环控制，各环节稳定，系统必然稳定。 (4)校正范围方面:反馈对各种扰动都有校核作用;前馈，只对被校核的前馈扰动有校正作用，其他则没有。 (5)控制规律方面:反馈通常是P PI PD PID等典型规律;前馈控制规律较为复杂，不好掌握。
小学生心理健康教育案例 基本情况：奇奇，调皮淘气中透着可爱，智力、想象力一般，做事无持续性，自我约束力差，课堂上没有老师的叮嘱是从来不听讲的，有时还情不自禁地大声说话，我行我素，爱惹事生非，许多同学是他的“猎物”，经常受到他的攻击。但我观察了解，这孩子的种种行为不是有意而为之。有些时候，这孩子不自觉地就做出了你意想不到的行为，注意力严重不集中，属于多动症。 具体表现： 1、不管是什么时候，即使是很严肃的时候，他总是自言自语地 在说话，好像周围什么也没有，自己陶醉于自己的天地中。 2、对学校的一切制度都熟视无睹，从来不戴红领巾、胸卡，不遵 守整队秩序。 3、上课经常傻笑，严重影响教学秩序。 4、经常打人、骂人，常常把同学的本子和书撕坏。 5、作业几乎不写，即使是写也是一塌糊涂 教学背景: 家庭比较特殊，父母分居多年，与母亲生活在一起，孩子是母亲的全部精神寄托，对孩子太过溺爱，一切满足孩子的要求，不管是合理的还是不合理的，因此孩子比较任性，在家根本不听妈妈的话，母亲感到束手无策。现在孩子更加自由散漫，每天放学后丢下书包就到附近的超市玩，直到超市关门。
原因分析：童年的家庭环境造成了他自由、放纵、天马行空的性格。他的心理问题是从童年的家庭成员关系的觉察开始的，父母分离对他造成很大伤害。从小失去幸福家庭的生活，失去男人的爱护，使幼小的心灵留下阴影，害怕得不到大家的重视，因此想方设法搞一些恶作剧引起大家的重视。但由于经常犯错误，经常受到大家的指责批评，使他变得更加顽固不化，更加放肆。 采取的措施： （1）与老师交朋友。老师经常给与关爱，使他感受到老师没有抛弃他。课后从生活上给于关心，没有本子给他买；雨天给他雨具；天冷提醒加衣服等等。另外，安排和比较活泼的孩子同位，安排他参加班级的各项活动，让他感受到班级中大家都是他的朋友，建立温暖感。（2）持续、不断地对孩子进行表扬、鼓励。培养他完成作业的自觉性。运用表扬、鼓励的语气激励孩子，并采用“奖星制”，持续、不断地表扬、激励，培养孩子自觉完成作业的习惯，逐渐让他改掉作业 拖沓的毛病。 （3）与家长联系，交换教育孩子方法，使家长建立教育孩子的正确理念和方法。同时针对孩子注意力不集中的问题，与家长一齐商量对策，通过正常的途径，采用有效的手法积极予以治疗，以辅助孩子身心健康的成长。并且做到定期与家长联系，及时的反馈孩子的在校情况，指导教育孩子的方法，以配合老师完成对孩子的转化工作。
①试画出该控制系统的方框图； ②方框图中各环节的输入信号和输出信号是什么？整个系统的输入信号和输出信号又是什么？ ③系统在遇到干扰作用（如冷物料流量突然增大 ）时，该系统如何实现自动控制的？ 答：如图所示为该控制系统的方框图。 该控制系统及各环节的输入、输出信号如图所示。整个系统的输入信号为：给定值y s ，干扰作用f ，输出为热物料出口温度T ，
当冷物料流量增大 ，则出口温度y 减小，TT 检测后所得y m 减小，偏差信号e=y m -y s <0，输入调节器后产生控制信号u ，使执行器或调节阀加大阀门开度，使温度T 升高，从而实现控制。 2.图1-12为贮糟液位控制系统，工艺要求液位保持为某一数值， （1）试画出该系统的方框图； （2）指出系统中被控对象，被控变量，操纵变量，干扰作用各是什么？ （1（2）该系统中被控变量对象为贮槽；被控变量为贮槽液位；操纵变量为出水流量；干扰作用为：进水流量，大气温度等。 3.试从图2-58某对象的反应曲线中，表示出该对象的放大系数，时间常数和滞后时间。 解：如图所示： k= ()(0)()(0)H H x x ∞-∞-=1()(0)H H qv ∞-? T T=10t t -，00τ=
c τ 如图所示，不存在容量滞后， ∴0c τ= 4.什么是双位控制，比例控制，积分控制，微分控制，它们各有什么特点？ 答：①位式控制器的输出只有几个特定的数值，或它的执行机构只有几个特定的位置。最常见的是双位控制。，它们输出只有两个数值（最大或最小），其执行机构只有两个特定的位置（开或关）。 位式控制器结构简单，成本较低，易于实现，应用较普遍。但它的控制作用不是连续变化的，由它所构成的位式控制系统其被控变量的变化将是一个等幅振荡过程，不能使被控变量稳定在某一数值上。 ②积分控制（P ）是指调节器的输出信号变化量 与输入信号变化量e(t)成比例关系： ， --比例放大系数，比例控制的伏点是反应快，控制及时，其缺点是当系统的负荷改变时，控制结果有余差存在，即比例控制不能消除余差，因此只在对被控变量要求不高的场合，才单独使用比例控制。 ③积分控制（I ）：调节器输出信号的变化量与输入偏差的积分成正比，即： 式中 --积分速度， --积分时间。积分规律的特点是控制缓慢，但能消除余差。由于输出变化量总要滞后于偏差的变化，因此不能及时有效地克服扰动的影响，加剧了被控变量的波动，使系统难以稳定下来，故不单独使用积分控制规律。 ④微分控制（D ）--指调节器输出信号的变化量与输入偏差的变化速度成正比。即 。 -- 微分时间。 微分控制规律的特点是有一定的超前控制作用，能抑制系统振荡，增加稳定性；由于其输出只与偏差的变化速度有关，而与偏差的存在无关，因此，不能克服确定不变的偏差。故也不单独使用。 5．调节器参数整定的目的是什么？工程上常用的整定方法有哪些？ 答：当一个控制系统设计安装完成后，系统各个环节及其被控对象各通道的特征不能改变了，而唯一能改变的就是调节器的参数，即调节器的比例度 、积分时间T I 、微分时间T D 。通过改变这三个参数的大小，就可以改变整个系统的性能，获得较好的过渡过程和控制质量。调节器参数整定的目的就是按照己定的控制系统求取控制系质量最好的 0t
《过程控制系统》思考题 一． 1．什么叫串级控制系统？绘制其结构方框图。 串级控制系统是由两个控制器的串接组成，一个控制器的输出做为另一个控制器的设定值，两个控制器有各自独立的测量输入，有一个控制器的给定由外部设定。 2．与单回路控制系统相比,串级控制系统有哪些主要特点? 多了一个副回路,形成双闭环。特点:主控制器输出改变副控制器的设定值,故副回路构成的是随动系统，设定值是变化的。在串级控制系统中,由于引入了一个副回路,不仅能及早克服进入副回路的扰动,而且又能改善过程特性。副调节器具有“粗调”的作用，主调节器具有“细调”的作用，从而使其控制品质得到进一步提高。 3.为什么说串级控制系统由于存在一个副回路而具有较强的抑制扰动的能力？
①副回路的快速作用，对于进入副回路的干扰快速地克服，减小了干扰对主变量的影响； ②引入副回路,改善了副对象的特性(减小副对象的相位滞后)，提高了主回路的响应速度,提高了干扰的抑制能力; ③副回路可以按照主回路的要求对副变量进行精确控制; ④串级系统提高了控制系统的鲁棒性。 ４.串级控制系统在副参数的选择和副回路的设计中应遵循哪些主要原则? ①将主要干扰包括在副回路; ②副回路尽量包含多的干扰; ③为保证副回路的快速响应，副对象的滞后不能太长; ④为提高系统的鲁棒性，将具有非线性时变部分包含于副对象中; ⑤需要对流量实现精确的跟踪时，将流量选为副对象。 5.串级控制系统通常可用在哪些场合？ * 应用于容量滞后较大的过程 * 应用于纯时延较大的过程 * 应用于扰动变化激烈而且幅度大的过程 * 应用于参数互相关联的过程 ＊应用于非线性过程 6．前馈控制与反馈控制各有什么特点?绘制前馈控制系统结构方框图。
过程控制系统试卷C卷 一、填空题（每空1.5分）（本题33分） 1、过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程和测量变送等环组成。 2、过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。 3、压力检测的类型有三种，分别为：弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测。 4、气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。 5、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀三大类。 6、过程数学模型的求取方法一般有机理建模、试验建模和混合建模。 7、积分作用的优点是可消除稳态误差(余差)，但引入积分作用会使系统稳定性下降。 8、在工业生产中常见的比值控制系统可分为单闭环比值控制、双闭 环比值控制和变比值控制三种。 9、造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长 期存在偏差。 二、名词解释题（每小题5分）（本题15分） 1、过程控制：指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。 2、串级控制系统：值采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输入去操纵调节阀，从而对住被控变量具有更好的控制效果。 3、现场总线：是指将现场设备与工业控制单元、现场操作站等互联而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分枝的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。 三、简答题（每小题8分）（本题32分） 1、什么是PID，它有哪三个参数，各有什么作用?怎样控制？ 答：PID是比例-积分-微分的简称。其三个参数及作用分别为：（1）比例参数KC，作用是加快调节，减小稳态误差。（2）积分参数Ki，作用是减小稳态误差，提高无差度（3）微分参数Kd，作用是能遇见偏差变化趋势，产生超前控制作用，减少超调量，减少调节时间。 2、前馈与反馈的区别有哪些？ 答：（1）控制依据：反馈控制的本质是“基于偏差来消除偏差”，前馈控制是“基于扰动消除扰动对被控量的影响”。
论加强电力工程建设剩余物资的管理王丽华 发表时间：2018-04-19T10:38:38.783Z 来源：《电力设备》2017年第31期作者：王丽华 [导读] 摘要：随着现代化步伐的加快，对电力的依赖程度也越来越显著，一定程度上加大了电力工程的建设力度。 （国网四川省电力公司自贡供电公司四川自贡 643000） 摘要：随着现代化步伐的加快，对电力的依赖程度也越来越显著，一定程度上加大了电力工程的建设力度。在先进技术的投入，设备不断更新换代，产生了大量剩余物质。在大量物资的积压下对流动资金造成了一定的影响，伴随着仓库得不到松弛，资源得不到有效实用，管理费用的提升等一系列问题的产生。以此，加强对电力工程建设剩余物质的管理已迫在眉睫。 关键词：剩余物资；电力工程建设；管理 1.电力工程建设剩余物资产生的原因 在工程建设中，剩余物质是必不可少的一种常规现象。根据工程建设剩余物资的调查显示，在设计、基建、大修、技改、施工等环节中剩余物资都是不可缺少的一部分，在此当中设计是产生剩余物资最多的对象，因为一个完美的工程都少不了一个优秀的设计师，通过设计再到实际施工是一个工作量特别大的过程，如果设计不合理就回导致施工无法顺利进展，从而导致物资积压。 施工设计临时更改、没有规划数额的采购材料、机动量过大等等都是产生物资积压的常见现状，还有对比之下，选取效果较好的原材料，这样以来就会产生大量物资的浪费；同时在物资采购前没有进行一个准确的统计，导致采购过程中没有针对性的进行，导致不必要物资积压过多；规划政策突变；新设备的出现导致旧设备无处可销等等都会加剧剩余物资的扩大化。 与其他物资管理不一样的是，电力资源不仅数量多，种类、型号复杂多变，在利用方面针对性强，对质量的要求也格外的严格，管理不到位就可能导致严重的安全事故。因此在加强电力工程的建设过程中对物资进行优化管理，在设备管理过程中，加大对电力工程建设中剩余物资使用力度，做好对剩余物资的管理工作，有效控制物资的剩余量。 2.加强电力工程建设剩余物资管理措施 要加强对剩余物资的管理就必须要控制好剩余物资的产生点，从剩余物资的产生点出发，控制好发生该现象的概率；同时还要加大对剩余物资的使用力度，一旦出现挤压情况，就必须做出有效的处理措施。 时效性和可用性是剩余物资的主要表现特点，加强对剩余物资的管理同时合理的使用，既能减少对资源的浪费，还能对建设投资上做出有利的帮助，因此必须做好以下工作。 第一，在电力工程建设过程中，加大对设计、预算、采购等过程的管理力度，同时加大与各大应用网、省公司物资管理的联系力度，了解市场需求，结合现状做出及时有效的管理计划。在电力规划过程中，对工程的预算做出合理的规划，在采购过程中减少对不必要物资的采购。针对现有的积压设备，各大电力企业加大联系，减少积压设备的挤压量，同时做好设备的维护工作。 第二，在施工过程中，要对施工现场的物资做好盘点管理。在电力剩余物资中，早具有一定的可用性的同时还具有一定的可变现，有效使用时效上以及资源保管上也有各自的区别，在工程建设的作用也有不同，因此在进行物资的选材上也有很多异同。各大企业单位在各个时期各个项目中对剩余物资的使用情况也会有所不同，以此必须对施工现场的物资做好盘点管理工作。 当工程进入尾声之后，施工单位要做好该工程之间有关剩余材料、设备的管理情况，以及部分财务管理工作，同时对施工剩余物资以及拆旧物资的盘点工作。 只有对有关剩余物资做好的盘点工作之后才能及时的对其进行合理的处理和使用。对有利用价值的剩余物资，工程相关管理部门要根据项目的需求进行及时有效的发配，各单位人们及时对所需物资种类和数量进行核对，之后在办理剩余物资调配的相关手续，同时将物资调配凭证上报工程部门进行及时备案处理。对于部分不能满足使用的要求的剩余物资做及时相关的报废处理，当项目各大部门做好鉴定认证之后按流程上报。 同时也存在部分企业不愿以电力企业进行物资调配，从而导致剩余物资不断加剧。对于这种情况，各企业也必须做好对剩余物资的盘点工作，同时采取有效的处理措施，提高使用力度，减少库存量，同时减少资金的压力。 同时可以将各部门的剩余物资做汇总同时上报，上级部门对剩余物资进行统计管理，加强各大部门之间的资源数据共享。同时加强沟通力度，在对工程进行设计时，对剩余资源大大最大化使用力度，这样就可以减少对新物资的购买量，减少了不必要的开支也减少了资源的浪费，在资金上得到了很好的控制。 对于无使用价值的剩余物资，相关部门必须严格按照相规章制度进行处理。工程管理部门按照最后工程决算队物资使用做好归算，同时跟采购部门、施工部门进行结算处理，同时对中间所产生的剩余物资进行归属处理，对于所产生的剩余物资，各大部门之间经常出现一些纠纷问题，所以，明确的规章制度能有效的对剩余物资做出合理的处理和分配利用。 3.做好对剩余物资的处理工作 工程剩余物资是每个工程建设中不可避免的常见现状，那么如何做好对剩余物的处理成了一个重要难题。在整个工程建设中，项目管理部门、监理部门、施工管理等各部门都必须按照相关计划严格进行，在此基础上，紧跟时代发展，不断引入先进技术，勇于探索、创新，达到节能增效的效果。同时在保证安装，检测质量的基础上，将剩余物资纳入管理人员绩效管理考核，为整个电力工程建设的发展做好实质保证工作。 为了做好对工程建设中剩余物资的管理工作，在保障物资供应的基础上，同时做好对剩余物资的使用力度。采取相关的管理措施，调动相关部门工作人员的积极性，做好剩余物资的清单整理，相关管理人员对提供清单进行查验签字，将处理情况提交给相关负责人，最后将剩余物资送往物流中心，物流中心管理人员对其进行归类整理，并做好准备的登记，对物资使用情况进行填充，在结算过程中做好具体用量办理手续。 此外，由于剩余物资在管理过程中牵连着各大部门，在实际实行过程中存在很大的问题，所以各部门之间需要加大管理力度，加强联系，在彼此协调下进行及时有效的管理，同时加大监控力度，这样才把剩余物资管理好，让整个工程得到实质性的成本监控。 4.加大对剩余物资的使用力度，实现成本最优化 在电力工程建设过程中，加大对现有物资的使用力度，减少对新材料的购置量。同时在使用过程中加大对剩余物资的保护力度，防止
一：填空题 28分 1．过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程、测量变送等环节组成。 2．过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。 3．过程控制仪表的测量变送环节由传感器和变送器两部分组成。 4．过程检测仪表的接线方式有两种：电流二线制四线制、电阻三线制 5．工程中，常用引用误差作为判断进度等级的尺度。 6．压力检测的类型有三种，分别为：弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测 7．调节阀按能源不同分为三类：气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀 8．电动执行机构本质上是一个位置伺服系统。 9．气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。 10. 理想流量特性有四类，分别是直线、对数、抛物线、快开。 11. 过程数学模型的求取方法有三种，分别是机理建模、试验建模、混合建模。 12．PID调节器分为模拟式和数字式两种。 13．造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长期存在偏差。 14．自动控制系统稳定运行的必要条件是：闭环回路形成负反馈。 15． DCS的基本组成结构形式是“三点一线”。 二：名词解释 20分 1.过程控制：指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。 2．积分饱和: 在积分控制范围内，积分控制输出与偏差的时间积分成正比，当控制输出达到一定限制后就不在继续上升或下降，这就是积分饱和现象。 3.串级控制系统：值采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输入去操纵调节阀，从而对住被控变量具有更好的控制效果。 4.比例控制系统：凡是两个或多个参数自动维持一定比例关系的过程控制系统，称为比例控制系统。 5均匀控制系统：控制量和被控量在一定范围内都缓慢而均匀的变化的系统，称为均匀控制系统。 6.超驰控制系统：指在一个控制系统中，设有两个控制器，通过高低值选择器选出能适应安全生产状态的控制信号，实现对生产过程的自动化控制。 7.分程控制系统：一个控制器的输出信号分段分别去控制两个或两个以上调节阀动作的系统称为分程控制系统。 8.阀位控制系统：是综合考虑快速性、有效性、经济性和合理性的一种控制系统。 9.集散控制系统：是把控制技术、计算机技术、图像显示技术及通信技术结合起来，实现对生产过程的监视控制和管理的系统。 10.现场总线：是指将现场设备与工业控制单元、现场操作站等互联而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分枝的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。 三：简答题 32分 1.什么是PID，它有哪三个参数，各有什么作用?怎样控制？ 答： PID是比例-积分-微分的简称。其三个参数及作用分别为： （1）比例参数KC，作用是加快调节，减小稳态误差。 （2）积分参数Ki，作用是减小稳态误差，提高无差度 （3）微分参数Kd，作用是能遇见偏差变化趋势，产生超前控制作用，减少超调量，减少调节时间。2．正反方向判断气开气关,如何选择？ P84 答：所谓起开式，是指当气体的压力信号增大时，阀门开大；气关式则相反，压力增大时，阀门关小。气动调节阀气开气关形式的选择，主要从工艺生产的安全来考虑的。详见例题3-5 气开气关调节阀的选择主要是从生产安全角度和工艺要求考虑的，当信号压力中断时应避免损坏设备和伤害操作人员。如阀门处于开的位置时危害性小，则应选气关式反之选用气开式。 3.控制器正反方向判断 P133
第一章 概述 1.1 过程控制系统由哪些基本单元构成？画出其基本框图。 控制器、执行机构、被控过程、检测与传动装置、报警，保护，连锁等部件 1.2 按设定值的不同情况，自动控制系统有哪三类？ 定值控制系统、随机控制系统、程序控制系统 1.3 简述控制系统的过渡过程单项品质指标，它们分别表征过程控制系统的什么性能？ a.衰减比和衰减率：稳定性指标； b.最大动态偏差和超调量：动态准确性指标； c.余差：稳态准确性指标； d.调节时间和振荡频率：反应控制快速性指标。 第二章 过程控制系统建模方法 习题2.10 某水槽如图所示。其中F 为槽的截面积，R1，R2和R3均为线性水阻，Q1为流入量，Q2和Q3为流出量。要求： （1） 写出以水位H 为输出量，Q1为输入量的对象动态方程； （2） 写出对象的传递函数G(s)，并指出其增益K 和时间常数T 的数值。 （1）物料平衡方程为123d ()d H Q Q Q F t -+= 增量关系式为 123d d H Q Q Q F t ??-?-?= 而22h Q R ??= ， 33 h Q R ??=， 代入增量关系式，则有23123 ()d d R R h h F Q t R R +??+=? （2）两边拉氏变换有： 23 123 ()()()R R FsH s H s Q s R R ++ =
故传函为： 23232 3123 ()()()11R R R R H s K G s R R Q s Ts F s R R +=== +++ K=2323 R R R R +, T=23 23R R F R R + 第三章 过程控制系统设计 1. 有一蒸汽加热设备利用蒸汽将物料加热，并用搅拌器不停地搅拌物料，到物料达到所需温度后排出。试问： （1） 影响物料出口温度的主要因素有哪些？ （2） 如果要设计一温度控制系统，你认为被控变量与操纵变量应选谁？为什么？ （3） 如果物料在温度过低时会凝结，据此情况应如何选择控制阀的开、闭形式及控制器 的正反作用？ 解：（1）物料进料量，搅拌器的搅拌速度，蒸汽流量 （2）被控变量：物料出口温度。因为其直观易控制，是加热系统的控制目标。 操作变量：蒸汽流量。因为其容易通过控制阀开闭进行调整，变化范围较大且对被 控变量有主要影响。 （3）由于温度低物料凝结所以要保持控制阀的常开状态，所以控制阀选择气关式。控制 器选择正作用。 2. 如下图所示为一锅炉锅筒液位控制系统，要求锅炉不能烧干。试画出该系统的框图，判断控制阀的气开、气关型式，确定控制器的正、反作用，并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干扰的？ 解：系统框图如下：
1、（本题15分）试画出IMC 的基本结构框图，详细解释在对象模型精确条件下如何保证该控制系统的 稳定性？试给出一种增强系统鲁棒性的改进IMC 方案并举例说明。 答： 如果对象模型精确的话，那么00 ?()()G z G z =，并且除去外界干扰的话，()0m D z =，所以()R z 是不变的。如果有干扰的话，()()m D z D z =即()()R z D z -来减少输入，以使()Y z 趋于稳定。 令() ()?1()() c i p c G z G z G z G z = +，用()i G z 来完全补偿扰动对输出的影响，()i G z 相当于一个扰动补偿器或 称前馈控制器。且当0 ?()G z 不能精确描述对象，即模型存在误差时，扰动估计量()m D z 将包含模型失配的某些信息，从而有利于系统的鲁棒性设计。
2、（本题15分）画出动态矩阵控制的算法结构框图，试述其工作过程以及DMC 算法离线准备的参数和 这些参数的选取原则。 答： 工作过程：输入()u k 通过预测模型预测未来几个输出值，我们一般取第一个值，与当前的输出值进行在 线校正，且校正后的值()c y k i +，输出值和给定值通过参考模型也给出一个值()r y k i +，把 ()c y k i +与()r y k i +进行比较，把它们之间的误差通过优化计算来改变输入值()u k ，从来对模型 的失配与干扰的影响在()u k 的变化上体现出来，从而使()y k 有很强的鲁棒性。 DMC 算法离线准备的参数和这些参数的选取原则 1、 脉冲响应系数长度N 的选择 如果采样周期短，则N 会相应的增大。且N 可适当选得大一些，但N 太大会增加预测估计控制的计算量和存储量。通常N=20~60为宜。 2、 输出预估时域长度P 的选择 通常P 越大，预测估计的鲁棒性就越强。但相应的计算量和存储量也增大。一般，设置P 等于过程单位阶跃响应达到其稳态值所需过渡时间的一半所需的采样次数。 3、控制时域长度M 的选择 M 越大，系统的鲁棒性也就越弱。M 不宜选得太大，一般M 取小于10为宜。 4、参考轨迹的收敛参数α的选择 α越大，系统预测控制的鲁棒性越强，但导致闭环系统的响应速度变慢。相反，α过小，过渡过程较易
过程控制系统试题 一、填空题（20'） 1、典型的过程控制系统由控制器、执行机构、被控对象和测量变送装置等环节构成。 2、对过程控制系统的基本性能要求有三点，分别为稳定性、快速性、和准确性。 3、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀、液动调节阀和电动调节阀三大类。 4、扰动通道静态放大系数越大，则系统的稳态误差越大。控制通道的静态放大系数越大，表示控制作用越灵敏，克服扰动能力越强。 5、串级控制系统主回路一般是一个定值控制系统，副回路一般是一个随动控制系统。 6、常用的解耦控制设计方法有前馈补偿解耦、反馈解耦法、对角解耦法、单位阵解耦法。 二、单项选择题（10'） 1、在过程控制系统过渡过程的质量指标中,( C )是衡量系统快速性的质量指标。 A）最大偏差B）衰减比C）振荡周期D）余差 2、下列叙述中不是串级控制系统的特点的是( C ) A．结构上由两个闭环组成B．对二次扰动有很明显的克服作用C．系统中有两个调节阀D．提高了整个系统的响应速度 3、串级控制系统系统中存在的二次扰动来源于它的（B）
A）主回路B）副回路C）主副回路都有D）不能确定 4、下面前馈控制系统中对过程的控制质量没有影响的是（D） A）控制通道放大倍数Ko B）扰动通道放大倍数Kf C）扰动通道时间常数D）扰动通道纯滞后时间 5、用于迅速启闭的切断阀或两位式调节阀应选择( A )特性的调节阀。 A、快开特性 B、等百分比特性 C、线性 D、抛物线特性 三、判断题（10'） 1、串级控制系统中应使主要和更多的干扰落入副回路。（√） 2、过程控制系统的偏差是指设定值与测量值之差。（√） 3、扰动量是作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素（×）答案：扰动量是除操纵变量外作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素。 4、对干扰通道时间常数越小越好，这样干扰的影响和缓，控制就容易。（×） 答案：时间常数越大越好，这样干扰的影响和缓，控制就容易 5、串级控制系统中主调节器以“先调”、“快调”、“粗调”克服干扰。（×）答案：串级控制系统中主调节器以“慢调”、“细调”作用，使主参数稳定在设定值上，副调节器则以“先调”、“快调”、“粗调”克服干扰。 6、测量滞后一般由测量元件特性引起，克服测量滞后的办法是在调节规律中增加积分环节。（×） 答案：微分作用能起到超前调节的作用，因此能克服纯滞后；积分作用能克服余差。
1、什么是比值控制系统它有哪几种类型画出它们的结构原理图。 答：比值控制系统：用来实现两个或者两个以上物料保持一定比例关系的控制系统。四种类型：开环比值控制，单闭环比值，双闭环比值，变比值。 画图 Pic1开环比值控制 Pic2单闭环比值 Pic3双闭环比值 主流量 设定值 主流量 副流量 主测量变送 副测量变送 副控制器副控制阀副流量对象 F M KF M F S K - 主流量对象 主控制阀 主控制器 - 副流量 设定值 Pic4变比值
F M 测量变送 比值控制器 执行器副流量对象 - 主对象 (变换炉) 测量变送 除法器 主控制器 - 主、测量变送 F S 2、如图所示的反应釜进行的是放热反应，而釜内温度过高会发生事故，因此采用夹套通冷却水来进行冷却，以带走反应过程中所产生的热量。由于工艺对该反应过程温度控制精度要求很高，单回路控制满足不了要求，需用串级控制。 （1）当冷却水压力波动是主要干扰时，应怎样组成串级画出系统结构图。 （2）当冷却水入口温度波动是主要干扰时，应怎样组成串级画出系统结构图。 （3）对上述两种不同控制方案选择控制阀的气开、闭形式及主、副控制器的正、反作用。 答：（1） （2）
（3 ）选择气闭，上述两种情况均为主控制器反作用，副控制器正作用。 3、某前馈-串级控制系统如图所示。已知： ;1 23)(;1)()(;2)(;9)()(012121+= =====s s G s G s G S G S G S G m m V C C ;1 25 .0)(;123)(02+=+= s s G s s G f 要求：（1）绘出该系统方框图。（2）计算前馈控制器的数学模型。3）假定控制阀为气开式，试确定各控 制器的正/反作用。 答：（1） ) (s G f ) (1s G c ) (s H ) (s R ) (2s G p ) (2s G c ) (s G d ) (1s G p ) (s Y ) (s D (2) )()()() ()(1)()(1)() ()(112222s G s G s H s G s G s G s G s G s D s Y p c p c p c d ++= )()()()()(1)()(1) ()()(1) ()() (11222212 222s G s G s H s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G p c p c p c p p c p c ff ++ ++=0 求的，Gff （s ）= （3）主为正作用，副为反作用。 3、有时前馈-反馈控制系统从其系统结构上看与串级控制系统十分相似. 请问如何区分它们 试分析图3所示的两个系统各属于什么系统 说明其理由.
过程控制期末试题库 （适用于沈阳建筑大学自动化专业期末考试） 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）:
第一章概述 1.1 过程控制系统由哪些基本单元构成？画出其基本框图。 控制器、执行机构、被控过程、检测与传动装置、报警，保护，连锁等部件 1.2 按设定值的不同情况，自动控制系统有哪三类？ 定值控制系统、随机控制系统、程序控制系统 1.3 简述控制系统的过渡过程单项品质指标，它们分别表征过程控制系统的什么性能？ a.衰减比和衰减率：稳定性指标； b.最大动态偏差和超调量：动态准确性指标； c.余差：稳态准确性指标； d.调节时间和振荡频率：反应控制快速性指标。 第二章过程控制系统建模方法 习题2.10 某水槽如图所示。其中F为槽的截面积，R1，R2和R3均为线性水阻，Q1为流入量，Q2和Q3为流出量。要求： （1）写出以水位H为输出量，Q1为输入量的对象动态方程； （2）写出对象的传递函数G(s)，并指出其增益K和时间常数T的数值。
（1）物料平衡方程为123d ()d H Q Q Q F t -+= 增量关系式为 123d d H Q Q Q F t ??-?-?= 而22h Q R ??= ， 33 h Q R ??=， 代入增量关系式，则有23123 ()d d R R h h F Q t R R +??+=? （2）两边拉氏变换有： 23 123 ()()()R R FsH s H s Q s R R ++ = 故传函为： 232323123 ()()()1 1R R R R H s K G s R R Q s Ts F s R R +=== +++ K=2323 R R R R +, T=23 23R R F R R + 第三章 过程控制系统设计 1. 有一蒸汽加热设备利用蒸汽将物料加热，并用搅拌器不停地搅拌物料，到物料达到所需温度后排出。试问： （1） 影响物料出口温度的主要因素有哪些？ （2） 如果要设计一温度控制系统，你认为被控变量与操纵变量应选谁？为什么？ （3） 如果物料在温度过低时会凝结，据此情况应如何选择控制阀的开、闭形式及控制器 的正反作用？ 解：（1）物料进料量，搅拌器的搅拌速度，蒸汽流量 （2）被控变量：物料出口温度。因为其直观易控制，是加热系统的控制目标。 操作变量：蒸汽流量。因为其容易通过控制阀开闭进行调整，变化范围较大且对被