过程控制系统试卷及答案

过程控制系统试卷及答案
一、选择题（每题3分，共30分）
1. 以下哪个不是过程控制系统的基本组成部分？
A. 控制器
B. 被控对象
C. 执行机构
D. 操作系统
答案：D
2. 以下哪种控制方式属于闭环控制？
A. 开环控制
B. 串级控制
C. 比例控制
D. 反馈控制
答案：D
3. 在PID控制器中，以下哪个参数主要影响系统的稳定性？
A. 比例系数
B. 积分系数
C. 微分系数
D. 比例系数和积分系数
答案：C
4. 以下哪个过程控制系统中，被控变量是流量？
A. 液位控制系统
B. 温度控制系统
C. 压力控制系统
D. 流量控制系统
答案：D
5. 以下哪个控制策略主要用于抑制高频干扰？
A. 比例控制
B. 积分控制
C. 微分控制
D. 比例-积分-微分控制
答案：C
6. 在过程控制系统中，以下哪个环节不属于控制回路？
A. 控制器
B. 执行机构
C. 传感器
D. 被控对象
7. 以下哪种控制方式属于非线性控制？
A. 比例控制
B. 串级控制
C. 模糊控制
D. 反馈控制
答案：C
8. 在过程控制系统中，以下哪个环节的作用是进行信号转换和放大？
A. 控制器
B. 执行机构
C. 传感器
D. 被控对象
答案：C
9. 以下哪种控制方式适用于大滞后系统？
A. 比例控制
B. 积分控制
C. 微分控制
D. 比例-积分-微分控制
10. 在过程控制系统中，以下哪个参数表示系统的快速性？
A. 调整时间
B. 超调量
C. 稳态误差
D. 稳定性
答案：A
二、填空题（每题3分，共30分）
11. 过程控制系统的基本组成部分有控制器、被控对象、
执行机构和________。

答案：传感器
12. 在PID控制器中，比例系数、积分系数和________系
数共同调节系统的性能。

答案：微分
13. 串级控制系统由主控制器、副控制器和________组成。

答案：副被控对象
14. 在过程控制系统中，________的作用是将被控对象的
输出信号转换为控制器所能接收的信号。

答案：传感器
15. 模糊控制器主要由模糊化、________和反模糊化三个
环节组成。

答案：模糊推理
16. 控制系统的稳定性取决于________和________。

答案：控制器、被控对象
17. 在过程控制系统中，________控制主要用于抑制高频
干扰。

答案：微分
18. 控制系统的快速性越好，表示系统的________越短。

答案：调整时间
19. 控制系统的稳态误差越小，表示系统的________越好。

答案：稳态性能
20. 在过程控制系统中，________控制适用于大滞后系统。

答案：比例-积分-微分
三、判断题（每题3分，共30分）
21. 开环控制系统是指系统的输出信号不反馈到输入端，
对系统的输出没有影响的控制系统。

（）
答案：正确
22. 串级控制系统可以提高系统的稳定性和快速性。

（）
答案：正确
23. 在PID控制器中，微分系数主要影响系统的稳定性。

（）
答案：错误
24. 模糊控制适用于具有非线性、时变性、不确定性等复
杂系统的控制。

（）
答案：正确
25. 在过程控制系统中，传感器的作用是将被控对象的输
出信号转换为控制器所能接收的信号。

（）
答案：正确
26. 控制系统的稳态误差越小，表示系统的稳态性能越好。

（）
答案：正确
27. 控制系统的快速性越好，表示系统的调整时间越短。

（）
答案：正确
28. 模糊控制器主要由模糊化、模糊推理和反模糊化三个
环节组成。

（）
答案：正确
29. 在过程控制系统中，微分控制主要用于抑制高频干扰。

（）
答案：正确
30. 在过程控制系统中，比例-积分-微分控制适用于大滞后系统。

（）
答案：正确
四、论述题（每题20分，共40分）
31. 请简述PID控制器的工作原理及各参数对系统性能的
影响。

答案：PID控制器的工作原理是通过比例、积分和微分三
种控制作用对系统进行调节，以达到期望的控制效果。

比例控制作用是根据系统偏差的大小进行调节，具有快速响应的特点；积分控制作用是根据系统偏差的积累进行调节，具有消除稳态误差的特点；微分控制作用是根据系统偏差的变化率进行调节，具有抑制高频干扰的特点。

各参数对系统性能的影响如下：
（1）比例系数：增大比例系数可以加快系统的响应速度，但过大会导致系统不稳定。

（2）积分系数：增大积分系数可以消除稳态误差，但过
大会导致系统的响应速度变慢。

（3）微分系数：增大微分系数可以抑制高频干扰，但过
大会导致系统响应过度敏感。

32. 请论述模糊控制在过程控制系统中的应用及其优点。

答案：模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制策略，适用于
具有非线性、时变性、不确定性等复杂系统的控制。

在过程控制系统中，模糊控制的主要应用如下：
（1）温度控制：在工业生产过程中，温度控制是非常重
要的一环。

模糊控制可以根据温度的变化，自动调整加热或冷却设备的输出，使系统保持在期望的温度范围内。

（2）流量控制：在流体输送过程中，流量控制是关键环节。

模糊控制可以根据流量传感器的反馈信号，自动调整阀门的开度，使系统保持在期望的流量范围内。

优点如下：
（1）不需要精确的数学模型：模糊控制不需要建立精确
的数学模型，只需根据实际经验和控制目标，设计模糊规则。

（2）鲁棒性强：模糊控制具有较强的鲁棒性，对系统参
数的变化和外部干扰具有较强的适应性。

（3）控制效果良好：模糊控制能够实现非线性、时变性、不确定性等复杂系统的有效控制，具有较高的控制精度。

（4）易于实现：模糊控制算法简单，易于编程和实现，
适用于各种控制场景。