昆明理工大学过程控制系
统期末复习题
Modified by JEEP on December 26th, 2020.
一、填空（每空1分，共20分）
1、自动控制系统按给定值不同分类,可分为定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统三种类型。
2、比例控制规律的优点是控制及时、积分控制规律的优点是消除余差、微分控制规律的特点是超
前控制。
3、自动控制系统中LT表示液位变送器，LRC表示。
5、控制器的工作状态有气开式和气关式。
7、自动控制系统是由控制对象、测量变送器、控制器、控制阀四部分组成。
8、气动控制阀开关形式有气开式和气关式。
1、、串级控制系统中副控制器的正反作用方式由和
决定的。
2、控制阀的选择主要从结构类型、流量特性、口径和作用方式四个方面考虑。
3、简单控制系统是由一个测量元件、一个变送器、一个控制器、一个控制阀和
一个被控对象组成的闭环负反馈系统。
4、比值控制系统的类型有开环比值、单闭环比值、双闭环比值和变比值控制系统。
5、DDZ-Ш仪表输出信号为4--20m A DC或1--10 VDC。
6、控制器的工作状态有气开式和气关式。
7、控制器的作用方式有正作用和反作用。
二、分析说明（共35分）
1、举一个串级控制系统的例子，并说明使用串级控制系统的场合（10分）
2、举一个前馈-反馈控制系统的例子，并说明前馈使用的场合（10分）
2题图左划横线是
1.是，系统中存在频繁且幅值大的干扰可测但是不可控，对被控变量影响较大，采用反馈控制难以克服，但工艺上被控变量的要求又比较严格，可以考虑引入前馈回路来改善系统的品质
2.当采用串级控制系统仍不能把主要干扰包含在副回路中时，采用前馈——反馈控制系统，
可获得更好的控制效果。
3.当对象的控制通道滞后大时，反馈控制不及时，控制质量差，可采用前馈——反馈控制统，
以提高控制的质量。
3、下图为取暖锅炉液位的控制方案，分析控制阀的开关形式（说明依据），判断控制器的正反作用（写明判断过程）。说明什么是被控变量、操纵变量、干扰分析控制过程（15分）
3、下图为离心泵的控制方案，分析控制阀的开关形式（说明依据），判断控制器的正反作用（写明判断过程）。说明什么是被控变量、操纵变量、干扰分析控制过程（15分） 阀门开度
A 气关阀
B 气关阀
反应器温度分成控制系统 （控制阀A,B 的分程图）控制器输出
给定 被控变量
- 分程控制系统方框图 三、选择题（每题1分，共15分） 1 1、单纯的前馈控制是一种能对（ C ）进行补偿的控制系统。 a.测量与设定值之间的偏差 b.被控变量的变化 c 干扰量的变化
2、离心泵的流量控制阀安装在泵的（ A ）。
a.出口
b.入口
c.出口或入口 a.出口 b.入口 c.出口或入口
4、定值控制系统是按（ C ）进行控制的。
a.给定值与测量值的偏差
b.干扰量的大小
c.被控变量的大小
5、简单控制系统中，控制器的正反作用由（ C ）决定。
a.控制阀的开关形式
b.被控对象的特性
c.控制阀的开关形式和被控对象的特性
6、均匀控制系统中，控制器的控制规律通常采用（ A ）。
、PI 、PD 、PI 、PID
7、锅炉液位的双冲量控制系统是（ C ）。
a.串级控制系统
b.均匀控制系统
c.一开环加一闭环
8、选择性控制系统中，取代控制器的控制规律通常采用（A ）。
、PD 、PI 、PI 、PID
9、分程控制系统中，控制器的控制规律通常采用（ B ）。
、PD 、PI 、PID c. .P 、PI
10、控制器为DDZ —Ⅲ，使用气动控制阀实现分程控制，必须配置（ A ）
a .气动阀门定位器 b.电气阀门定位器 c.电气转换
11、由于微分规律有超前作用，因此控制器加入微分作用主要用来（ C ）
a.克服控制对象的惯性滞后，容量滞后和纯滞后
b.克服对象的纯滞后
c.克服控制对象的惯性滞后，容量滞后
12、控制系统中控制器的正、反作用的确定是依据（B ）
a.实现闭环回路的正反馈
b.实现闭环回路的负反馈
c.系统放大倍数恰到好处
13、串级控制系统由串级切换到主控时，在副控制器为（ B ）时，主控制器的作
用方式不变。
a.正作用
b.反作用
c.正作用或反作用
控制器 控制阀A 控制阀B 对象 测量、变
14、比例控制作用输出与（ A ）大小成比例。
a.偏差
b.被控变量
c.偏差存在的时间
15、分程控制系统的实质是（ C ）系统。
a.开环
b.开环+闭环
c.简单控制
2．什么是现场总线在现场总线上可以连接哪些智能设备
是一种在现场设备之间、现场设备于控制装置之间实现双向、互联、串行和多节点的数字通信技术。
5-前馈--反馈特点发挥了前馈控制系统及时的优点。保持了反馈控制能克服多个干扰影响和具有对控制效果进行校验的长处。反馈回路的存在，降低了对前馈控制模型的精度要求，为工程上实现比较简单的模型创造了条件。
四、简答（共30分）
1、前馈的特点（6分）
（1）前馈控制是按照干扰作用的大小和方向进行控制的，控制及时。
（2）前馈控制属于开环控制系统，这是前馈控制的不足之处。
（3）前馈控制器是专用控制器。
（4）一种前馈作用只能克服一种干扰。
2、比例积分控制规律适用场合（6分）
比例积分使用于控制通道滞后及时间常数均较小、干扰幅度较小、负荷变化不大、控制质量要求不高、允许有余差的场合。
3、均匀控制系统的特点（6分）
把比例度和积分时间都整定得比较大，控制作用弱，从而达到均匀控制的目的
4、比例控制为什么存在余差（6分）
（1）由于比例控制规律其偏差的大小与阀门的开度是一一对应的，有一个阀门开度就有一个对应的偏差值。（2）也可以用比例积分控制规律特性说明，△P=Kc e，要克服干扰对控制变量的影响，控制器的输出必须改变，才能使控制阀动作即e=/0
5、集散控制系统基本由哪些部分组成
现场控制级，过程控制级，过程管理级，经营管理级
6、积分控制为什么消除余差（6分）
积分控制的特点是：只要偏差存在，控制器输出就会变化，控制机构就要动作，系统不可能稳定。只有当偏差消除时（即e=），输出信号才不再继续变化，控制机构才能停止动作，系统才可能稳定下来。
1-简述选择性控制系统与安全仪表系统的异同
答：选择性控制系统：当生产短期内处于不正常状况时，用取代控制器代替正常控制器。不使设备停车又起到对生产进行自动保护的目的能维持生产的继续，避免停车（软保护）
安全仪表系统：是被动的静态的，当危险情况出现时，它必须能够由静到动。正常地完成停车动作。
2-控制器参数的工程整定方法有哪些
答：衰减曲线法，临界比例度法，经验法
3-纯滞后测量滞后，传送滞后是怎样产生的及其克服方法
答：测量变送环节中纯滞后产生的原因是检测点与检测变送仪表之间有一定的传输距离L，由于速度V的制约，使被控变量变化的信号传递到检测点需要花一定的时间，因而产生了纯滞后。测量元件特别是测温元件，由于存在热阻和热容，本身具有一定的时间常数，带来了测量滞后。信号传送滞后包括测量信号传送滞后和控制信号传送滞后。常用的信号有电动和气动两种，电动信号的传送滞后很小，可忽略：如果用于传送气动信号的管线较短，而且过程变化不快，传送滞后可忽略。如果气动信号传送信号传送管线很长，过程变化又很快，则信号的传送滞后不能忽略。
克服纯滞后合理选择检测点位置。选择纯滞后较小的测量变送仪表。采用史密斯预估补偿器。克服测量滞后选择惯性小的测量元件。合理选择测量元件的安装位置。引入微分环节。克服传送滞后尽量缩短气动信号传输管线。使用电-气转换个阀门定位器。在气路50~60m距离间安装一台气动继动器，以提高气动信号传输功率，起到减少传输时间的作用
4-控制阀流量特性定义及类型
答：特性是指流体通过阀门的相对流量与相对开度之间的函数关系，Q/Qmax=f（l/L）
类型理想流量特性和工作流量特性。