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过程控制知识考试题库

一、选择题

1. 过程控制的基本原理是什么？

A. 开环控制

B. 闭环控制

C. 线性控制

D. 非线性控制

2. 以下哪个不是过程控制系统的组成部分？

A. 传感器

B. 执行器

C. 显示器

D. 电源

3. PID控制器中的I代表什么？

A. 比例（Proportional）

B. 积分（Integral）

C. 微分（Derivative）

D. 增益（Gain）

4. 过程控制中，什么是反馈？

A. 系统输出的信号

B. 系统输入的信号

C. 系统内部的信号

D. 系统外部的信号

5. 以下哪个是过程控制系统的典型应用？

A. 温度控制 B. 压力控制

C. 流量控制

D. 所有以上选项

二、填空题

6. 过程控制中，______ 用于测量过程变量。

7. 过程控制系统的目的是维持过程变量在______ 附近。

8. PID控制器的输出信号是比例项、积分项和______ 的组合。

9. 在过程控制中，______ 可以用于消除系统的稳态误差。

10. 过程控制系统的稳定性可以通过______ 判据进行判断。

三、简答题

11. 简述开环控制系统与闭环控制系统的区别。

12. 解释什么是过程控制中的超调量，并说明它对系统性能的影响。

13. 描述PID控制器的工作原理，并解释各参数如何影响控制效果。

14. 什么是控制回路的死区？它在实际应用中的作用是什么？

15. 举例说明过程控制系统在工业生产中的应用。

四、计算题

16. 假设有一个简单的PID控制系统，其比例增益Kp=2，积分时间Ti=1秒，微分时间Td=0.5秒。如果设定值为10，实际值为8，初始时刻t=0，求在t=1秒时系统的输出值。

五、案例分析题

17. 某化工厂需要控制反应器内的温度，以保证化学反应的顺利进行。请根据以下信息设计一个合适的过程控制系统：

- 温度测量范围：100°C至200°C

- 允许的最大超调量：5%

- 控制精度：±1°C

- 反应器热容量：5000 J/°C

- 环境温度：25°C - 反应器加热器功率：10 kW

六、论述题

18. 论述现代过程控制系统中数字控制技术的优势及其在工业自动化中的应用。

19. 分析过程控制系统中常见的故障类型，并提出相应的故障诊断与处理策略。

20. 讨论过程控制系统设计中考虑的安全性和可靠性因素，以及它们对系统性能的影响。

七、实验题

21. 设计一个实验来验证PID控制器参数调整对系统性能的影响。请说明实验步骤、所需设备和预期结果。

八、综合应用题

22. 假设你被分配到一个石油炼制厂，需要设计一个用于控制原油蒸馏塔的温度控制系统。请考虑以下因素：

- 蒸馏塔的热容量

- 原油的流速和温度

- 环境温度变化

- 安全操作温度范围

- 控制精度要求

- 可能的干扰因素

- 设备的可用性和成本效益

请根据上述要求，设计一个详细的控制系统方案，并解释你的设计选择。

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过程控制考试期中试卷-答案解析

过程控制考试期中试卷-答案解析

过程控制考试期中试卷-答案解析

2 过程控制考试试卷

一、 填空题（本题共计10分，包括3小题，10个填空，每空1分）

1、简单控制系统由（控制器）、（执行机构）、（被控对象）和（检测变送仪表）四个环节组成。

2、对象数学模型是指对象的（输入输出）特性，是对象在各输入量（控制量和检测变送量）作用下，其相应输出量（被控量）变化函数关系的数学表达式。

3、获取对象数学模型的方法参方法有：（机理法）和（测试法）。

4、气动执行器由（调节）机构和（执行）机构两部分组成，常用的辅助装置有（阀门）定位器和手轮机构。

5、流通能力Ｃ的定义是：调节阀全开，阀前后压差为（0.1Mp），流体重度为（1g/m3），每（小时）所通过的流体（系）数。

6、被调介质流过阀门的（相对）流量与阀门（相对）行程之间的关系称为调节阀的流量特性；若阀前后压差保持不变时，上述关系称为（理想流量）特性，实际使用中，阀门前后的压差总是变化的，此时上述关系为（工作流量）特性。

7、动态前馈控制的设计思想是通过选择适当的（前馈）控制器，使干扰信号经过（前馈）控制器致被控量通道的动态特性完全复制对象（干扰）通道的动态特性，并使它们符号（相反）（正、反），从而实现对干扰信号进行完全补偿的目标。

8、自动调节系统常用参数整定方法（动态特性参数法），（稳定边界法），（衰减曲线法） ，（经验法）。

9、调节系统中调节器正、反作用的确定依据是：（保证控制系统成为负反馈）。

4、模糊控制器的设计（不依赖）被控对象的精确数学模型。

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）:

A.克服调节对象的惯性滞后（时间常数T），容量滞后τc和纯滞后τ0.

B.克服调节对象的纯滞后τ0.

3 C.克服调节对象的惯性滞后（时间常数T），容量滞后τc.

2. 定值调节是一种能对（A ）进行补偿的调节系统。

过程控制工程 练习题

过程控制工程 练习题

1 过程控制工程综合练习题

2012/05/26

1．某一管式加热炉的控制系统如图1所示，被控变量为工艺介质出口温度T；P为控制阀后的燃气压力，而Ps为燃气气源压力（系统主要干扰之一）；Tm与Pm分别表示T、 P的测量信号； u 为控制阀的开度； Psp、Tsp分别表示控制器TC11、PC21 的设定值。

（1）试描述该控制系统完整的方块图，并注明每一模块的输入输出信号；

（2）选择控制阀的气开/气关形式，并解释选择的原因；

（3）确定控制器PC21、TC11的正反作用，以构成负反馈控制系统。

工艺介质燃气TspPspTmPmTPuTT11TC11PC21PT21Ps 图1 管式加热炉工艺介质出口温度控制系统 2

2．考虑上述温度控制系统，当控制器PC21为“自动”、控制器TC11为“手动”时，对于PC21的设定值阶跃变化，对应的过程响应曲线如图2所示。假设压力变送器PT 21的量程为0.0 ~ 0.40 MPa；而温度变送器TT 11的量程为200

~ 400℃。

（1）试指出温度控制器TC11对应的广义被控对象的输入输出信号；

（2）计算该广义对象的特征参数K、T、τ；

（3）若TC11采用PID 控制器，试整定其PID 参数Kc、Ti、Td。

基于对象特性参数的PID整定法

控制器类型 Kc Ti Td λ取值

P 1TK  0 0

PI 1TK T 0 

PID 1TK T /2 0.2

图2 针对控制器PC21设定值变化的过程阶跃响应 3

3．根据工艺过程的要求，需要用水将NaOH溶液稀释，对应的控制系统如图3所示。假设NaOH溶液质量流量计FT31的仪表量程为0 ~ 30 T/hr，而FT32的仪表量程为0 ~ 120 T/hr，而且两流量计均为线性DDZ-III仪表，输出信号为 4 ~

过程控制系统复习题

过程控制系统复习题

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. 过程控制系统复习题

一.选择题（每题2分，共10题，共20分）

1.过程控制系统由几大部分组成，它们是：( C )

A.传感器、变送器、执行器 B.控制器、检测装置、执行机构、调节阀门

C. 控制器、检测装置、执行器、被控对象 D. 控制器、检测装置、执行器

2. 在简单控制系统中，接受偏差信号的环节是( B )。

A .变送器 B. 控制器, C. 控制阀 D. 被控对象

3. 串级控制系统主、副对象的时间常数之比，T01/T02＝( )为好，主、副回路恰能发挥其优越性，确保系统高质量的运行。

A. 3～10 B. 2～8 C. 1～4 D. 1～2

4. 过渡过程品质指标中，余差表示( )。

A.新稳态值与给定值之差 B.测量值与给定值之差

C.调节参数与被调参数之差 D.超调量与给定值之差

5.PID调节器变为纯比例作用，则( )。

A. 积分时间置∞、微分时间置∞ B. 积分时间置0、微分时间置∞

C. 积分时间置∞，微分时间置0 D. 积分时间置0，微分时间置0

6.( )在阀芯行程比较小时，流量就比较大，随着行程的增加，流量很快地达到最大。

A. 快开流量特性 B. 线性流量特性

C. 抛物线流量特性 D. 等百分比流量特性

7.闭环控制系统是根据( )信号进行控制的。

A.被控量 B.偏差 C.扰动 D.给定值

8.衡量控制准确性的质量指标是( )。

A.衰减比 B.过渡过程时间 C.最大偏差 D.余差

过程控制工程 练习题解析

过程控制工程 练习题解析

5 过程控制工程综合练习题

2012/05/26

1．某一管式加热炉的控制系统如图1所示，被控变量为工艺介质出口温度T；P为控制阀后的燃气压力，而Ps为燃气气源压力（系统主要干扰之一）；Tm与Pm分别表示T、 P的测量信号； u 为控制阀的开度； Psp、Tsp分别表示控制器TC11、PC21 的设定值。

（1）试描述该控制系统完整的方块图，并注明每一模块的输入输出信号；

（2）选择控制阀的气开/气关形式，并解释选择的原因；

（3）确定控制器PC21、TC11的正反作用，以构成负反馈控制系统。

工艺介质燃气TspPspTmPmTPuTT11TC11PC21PT21Ps 图1 管式加热炉工艺介质出口温度控制系统

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2．考虑上述温度控制系统，当控制器PC21为“自动”、控制器TC11为“手动”时，对于PC21的设定值阶跃变化，对应的过程响应曲线如图2所示。假设压力变送器PT 21的量程为0.0 ~ 0.40 MPa；而温度变送器TT 11的量程为200

~ 400℃。

（1）试指出温度控制器TC11对应的广义被控对象的输入输出信号；

（2）计算该广义对象的特征参数K、T、τ；

（3）若TC11采用PID 控制器，试整定其PID 参数Kc、Ti、Td。

基于对象特性参数的PID整定法

控制器类型 Kc Ti Td λ取值

P 1TK  0 0

PI 1TK T 0 

PID 1TK T /2 0.2

图2 针对控制器PC21设定值变化的过程阶跃响应

5

3．根据工艺过程的要求，需要用水将NaOH溶液稀释，对应的控制系统如图3所示。假设NaOH溶液质量流量计FT31的仪表量程为0 ~ 30 T/hr，而FT32的仪表量程为0 ~ 120 T/hr，而且两流量计均为线性DDZ-III仪表，输出信号为 4 ~