过程装备与控制工程概论简答考试复习重点

1什么是调节器的控制规律？调节器有哪几种基本控制规律？答：调节器的控制规律是指调节器的输出信号随输入信号变化的规律或是指控制器的输出信号P与输入偏差信号e之间的关系。

常用的基本调节规律有：位式，比例，积分，微分等，以及它们的组合控制规律如PI，PD，PID。

2热电效应：两种不同材料的导体A,B组成一个闭合回路，当回路两端接点t0，，t的温度不相同时（假设t>t0）回路中就会产生一定大小的电势，形成电流，这个电流的大小与导体材料性质和接点温度有关。

3热电势产生的条件：1）热电极必须是A/B两种不同的材料；2）热电极的两节点温度不相等；3）构成闭合回路4为什么热电偶测温要进行冷端温度补偿？答：由于工业上的常用的各种热电偶的温度---热点是关系曲线是在冷端温度保持0’C的情况下得到的，而且与其配套使用仪表也是根据这一关系曲线进行刻度的。

而实践测量时，冷端温度往往高于0‘C，且是不断变化的，从而使测量结果产生误差。

所以是热电偶冷锻的温度保持0’C，或进行一定的修正得到真缺德测量结果的做法称为冷端温度补偿。

冷端温度补偿的方法：1.恒温法；2修正法；3校正仪表零点法；4补偿电桥发；5补偿热电偶法5比例度过大，积分时间过大，都会使过渡过程变化缓慢，如何判断？答：比例度过大，曲线波动较剧烈，不规则较大地偏离给定值；积分时间过大，经过非周期震荡慢慢回到给定值。

6.在控制系统中，对象的放大系数，时间常数，滞后时间对控制有什么影响？答：对于不同的通道，对象的特性参数（K，T，τ）对控制作用的影响是不同的。

对于控制通道：放大系数K大，操纵变量的变化对被控变量的影响就大，即控制作用对扰动的补偿能力强，余差也小；放大系数K小，控制作用的影响不显著，被控变量的变化缓慢。

但K太大，会使控制作用对被控变量的影响过强，使系统的稳定性下降。

在相同的控制作用下，时间常数T大，则被控变量的变化比较缓慢，此时对象比较平稳，容易进行控制，但过渡过程时间较大；若时间常数T小，则被控变量变化速度快，不易控制。

过程装备控制技术复习1、工业生产对过程装备控制的基本要求；过程装备控制的主要参数；流程工业的四大参量2、控制系统的组成，简单控制系统方框图、各组成环节及其输入、输出、系统各参量的作用。

（方框图中具体实现控制作用的变量）3、控制系统的分类：按给定值、按输出信号的影响、按系统克服干扰的方式。

4、控制系统过渡过程的定义；阶跃干扰下过渡过程的基本形式及其使用特点；评价控制系统的性能指标。

5、被控对象特性的定义；连续生产过程所遵循的两个最基本的关系；单容液位对象的自衡特性；有自衡和无自衡作用单容液位对象的区别；被控对象特性的描述形式；一阶被控对象；描述被控对象特性的参数及其对对象控制质量的影响（区分控制通道和干扰通道）6、单回路控制系统参数选择的原则（被控变量、操纵变量、检测变送环节）；基本的调节规律；位式、比例、积分、微分调节规律的调节原理（数学表达式）及其调节特点（简单水槽液位控制系统）；PID调节器的参数整定：整定内容、整定方法（临界比例度法）。

7、复杂控制系统的分类；串级控制系统的工作原理、结构组成（主环、副环、粗调、细、调）、工作特点、适用对象（串级控制系统的应用示例）；主、副回路的选择依据（让主要干扰位于副回路）；8、前馈控制的控制原理（方框图）；一种前馈作用只能克服一种干扰；前馈控制相较于反馈控制的特点；前馈-反馈控制系统8、系统误差、随机误差和粗大误差的含义及减小误差的方法；仪表的绝对误差、相对误差与引用误差；仪表的精度等级。

（习题3-6）9、流量的概念；流量计的分类和基本工作原理；压差式流量计的工作原理；结构上的核心部件；常见的节流装置分类。

10、液位的概念；液位计的分类；静压式和电容式液位计的工作原理10、变送器的作用、分类；气动变送器和电动变送器的区别；常用的标准信号（电压、电流和气压信号）；常见的气动元件和组件；喷嘴-挡板机构的组成及工作原理；电动变送器输出信号与电源的连接方式及各自特点；11、安全火花的定义；自动化仪表的防爆结构类型及各自特点；本质安全防爆系统的构成及工作原理；齐纳安全栅的工作原理。

过程控制系统简答题复习重点名词解释：衰减比答：衰减比n 定义为：衰减比是衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标。

为保证系统足够的稳定程度，一般取衰减比为4:1～10:1。

B1,B2为前两个峰顶与稳定值的差值。

其中4 ：1 常作为评价过程动态性能指标的一个理想指标。

2、自衡过程答：当扰动发生后，无须外加任何控制作用，过程能够自发地趋于新的平衡状态的性质称为自衡性。

称该类被控过程为自衡过程。

3、分布式控制系统答：分布式控制系统DCS ，又称为集散控制系统，一种操作显示集中、控制功能分散、采用分级分层体系结构、局部网络通信的计算机综合控制系统。

DCS 的设计思想是“控制分散、管理集中”4、串级控制系统将两个控制器串联在一起工作、各自完成不同任务的系统结构，就称为串级控制结构。

主控制器的输出作为副控制器的设定值，再用控制器的输出去操纵调节阀，从而对主被控变量具有更好的控制效果。

流量：单位时间内流过工艺管道某截面的流体数量称为瞬时流量，而把某一段时间内流过工艺管道某截面的流体总量称为累计流量。

简答题：1.简述串级控制系统的设计原则。

答：（1）副回路的选择必须包括主要扰动，而且应包括尽可能多的扰动；（2）主、副对象的时间常数应匹配；（3）应考虑工艺上的合理性和实现的可能性；（4）要注意生产上的经济性。

2.电气阀门定位器有哪些作用答：①改善阀的静态特性②改善阀的动态特性③改变阀的流量特性④用于分程控制⑤用于阀门的反向动作3. 简单控制系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？答：简单控制系统由一个被控对象，一个检测元件和变送器，一个调节阀和一个调节器组成。

检测元件和变送器用于检测被控变量，并将检测到的信号转换为标准信号，输出到控制器。

控制器用于将检测变送器的输出信号与设定值进行比较，得出偏差，并把偏差信号按一定的控制规律运算，运算结果输出到执行器。

执行器是控制系统回路中的最终元件，直接用于改变操纵量，以克服干扰，达到控制的目的。

Kao7.流体动力过程是指遵循流体力学规律的过程，它涉及泵、压缩机、风机、管道和阀门等过程设备与元件。

流体是气体和液体的总称，包括哪几个方面的性质?答：1）流动性：切应力作用下流体会变形，且无恢复原状的能力。

2）压缩性：温度不变时，流体的体积随压力增大而缩小的性质3）膨胀性：压力不变时，流体的体积随温度升高而增大的性质4）黏性：运动的流体，在相邻的流层接触面上，形成阻碍流层相对运动的等值而反向的摩擦力。

反应了流体在运动状态下抵抗剪切变形速率的能力，它是运动流体产生机械能损失的根源。

1.产品的分类1）社会经济过程中的全部产品通常又可分为四类，即硬件产品、软件产品、流程性材料产品和服务型产品（国际标准化组织，ISO/DIS9000：2000）。

2）所谓“流程性材料”是指以流体（气、液、粉体等）形态存在的材料。

3）过程工业是加工制造流程性材料产品的现代制造业。

2.制造业的划分，按照“技术特征” 可将制造业分为哪两类？1）一类是以物质的化学、物理和生物转化，生成新的物质产品或转化物质的结构形态，多为流程性材料产品，产品计量不计件，连续操作，生产环节具有一定的不可分性，可统称为过程工业（过程制造业），如涉及化学资源和矿产资源利用的产业（石油化工、冶金）等；2）另一类是以物件的加工和组装为核心的产业，根据机械电子原理加工零件并装配成产品，但不改变物质的内在结构，仅改变大小和形状，产品计件不计量，多为非连续操作，这类工业可统称为装备制造业。

3）二者关系：过程制造业为装备制造业提供原材料，同时装备制造业为过程制造业提供制造装备3.过程工业包含的基本过程：1）流体动力过程：遵循流体力学规律的过程，涉及泵、压缩机、管道、阀门等。

2）热量传递过程：遵循传热学规律的过程，涉及换热器。

3）质量传递过程：遵循传质规律的过程，涉及干燥、蒸馏、浓缩、萃取。

4）动量传递过程：遵循动量传递及固体力学规律的过程，涉及固体物料的输送、粉碎、造粒等。

过程装备控制技术试卷A标准答案一、填空题（25×1）1、安全性；经济性；稳定性2、节流装置；孔板；喷嘴；文都利管3、容器内液体介质液面的高低；浮力式；静压式；电容式；光纤式；4、比例度；积分时间；微分时间5、阀的口径选择；型式选择；固有流量特性选择；材质选择6、直接数字控制系统；监督控制系统；分级控制系统；集散控制系统7、梯形图；语句表；逻辑功能图二、判断改正题（5×2）——判断1分，改正1分1、错误。

单纯的比例控制不可能消除余差。

2、错误。

控制通道的滞后总是不利的，但干扰通道中的容量滞后可以缓和干扰的影响，对控制系统有利。

3、错误。

时间常数越大，表示对象受干扰作用后，到达新稳态值所需的时间越长。

4、错误。

控制系统中直接产生控制作用的是操纵变量。

5、正确。

三简答题（4×5）1、所谓的工程整定法，就是避开被控对象的特性和数学描述，在被控对象运行时，直接在控制系统中，通过改变调节器参数，观察被控变量的过渡过程，来获取调节器参数的最佳数值。

临界比例度法整定参数的步骤是：首先将调节器的积分、微分作用全部去除，在纯比例作用调节比例度，直至得到等幅振荡的阶跃干扰过渡过程，此时的比例度和振荡周期称为临界比例度和临界周期，最后按照相应的经验公式计算出调节器各参数的整定数值。

临界比例度法参数整定是以闭环系统得到4:1衰减比，且有合适的超调量为目标的。

2、计算机直接控制系统与常规模拟控制系统的基本结构相同，有关调节原理和调节过程也相同，都是基于“检测偏差、纠正偏差”的控制原理。

不同之处在于计算机控制系统中，控制器对控制对象的参数、状态信息的检测和控制结果的输出在时间上是断续的，对检测信号的分析计算是数字化的，而在模拟控制系统中则是连续的。

3、本质安全防爆型是指在正常和故障状态下，电路及设备产生的火花能量都不足于引起爆炸的防爆类型。

它由两种场所、两种电路组成，即安装在危险场所的本质安全电路及安装在非危险场所的非本质安全电路，两者间采用防爆安全栅隔离。

过程装备与控制⼯程概论期末复习资料过程装备与控制⼯程概论期末复习资料By-⼩喃1、过程与控制⼯程涉及的基本过程有哪些？以及每个过程所涉及的设备？（1）流体动⼒过程：泵、压缩机、风机、管道、阀门（2）热量传递过程：换热器、热交换器（3）质量传递过程：⼲燥、萃取、蒸馏、浓缩、等过程的装备（4）动⼒传递过程：固体物料的的输送、粉碎、造粒等过程的设备（5）热⼒过程：发电、燃烧、冷冻、空⽓分离等过程的设备（6）化学反应过程：换热器、反应器、塔，储罐、压缩机、泵、离⼼机2、流体静⼒学基本⽅程：p=p0+ρgh参数意义：P0表⽰容器内液体压强，p表⽰精致液体内部任⼀点的压强p的⼤⼩与液体本⾝的密度ρ和该点到液⾯的深长h有关。

液压千⽄顶的⼯作原理：根据静压⼒基本⽅程(p=p0+ρgh),盛放在密闭容器内的液体，其外加压强p0发⽣变化时，只要液体仍保持其原来的静⽌状态不变，液体中任⼀点的压强均将发⽣同样⼤⼩的变化。

这就是说，在密闭容器内，施加于静⽌液体上的压强将以等值同时传到各点。

在⽔⼒系统中的⼀个活塞上施加⼀定的压强，必将在另⼀个活塞上产⽣相同的压强增量3、流体流动的基本⽅程，并说明⽅程中个参数的具体意义。

简单介绍流体机械包含的设备。

4、热量传递的⽅式有哪⼏种，并简单叙述各个⽅式的特点？热量传递有热传导、对流传热和辐射传热三种基本⽅式.热传导依靠物质的分⼦、原⼦或电⼦的移动或(和)振动来传递热量,流体中的热传导与分⼦动量传递类似.对流传热依靠流体微团的宏观运动来传递热量,所以它只能在流体中存在,并伴有动量传递.辐射传热是通过电磁波传递热量,不需要物质作媒介.5、什么是过程装备，过程装备与控制⼯程专业的学⽣应该获得哪些⽅⾯的知识和能⼒？请展望过控专业的发展趋势。

（1）过程装备是⼀门研究和实现⼤量⼯业装置的重要学科，它致⼒于将先进的过程⼯艺或者构想通过设计放⼤（或缩⼩）、制造⽽变现实，并保障其⾼效、安全和集约运⾏。

1、过程装备的定期检测、常规检测。

2、射线检测的原理，射线源的选择，灵敏度的概念和像质计的选择应用，几何不清晰度，射线的防护，照射质量等级及评定等级。

3、超声波检测的基本原理、频率，灵敏度的概念及确定灵敏度的方法，距离——波幅曲线的组成、应用及评定方法；直探头、斜探头的应用特点，超声波检测等级及检测结果分级。

4、磁粉检测和渗透检测分类、特点，主要因素，磁化方法及特点、磁化电流分类及特点。

4、钢材的净化方法，不可展零件的展开计算方法，排样的原则及国家标准中对排样的规定，其中包括封头的拼接要求，热切割的方法及应用特点。

5、钢板弯卷变形率的计算以及临界变形率、最小冷弯半径的要求，对称式三辊卷板机的结构特点、弯卷成形过程及直边产生的原因和克服直边的方法，冷卷热卷的特点。

6、管子弯曲时易产生的缺陷和控制方法；7、封头整体冲压成形过程应力、应变特点；冷冲、热冲的选择；防止折皱的方法;定性分析半球封头与标准椭圆形封头的工艺性，压边条件，分析冲压后封头壁厚变化。

8、单层容器和多层包扎容器制造工艺比较。

9、旋压的特点管子与管板的连接方法及特点，适用范围。

10、焊接温度场、焊接热循环的概念及主要影响因素，其中焊接线能量、冷却时间、预热的概念及影响是重点。

11、熔池结晶组织及偏析，改善其组织的主要方法，保证焊缝质量的最根本方法。

12、分析低碳钢热影响区（过热区、正火区、部分相变区）的金相组织，氢对焊接接头性能的影响及减少氢的措施，焊接应力和变形产生的根本原因及危害，调节和降低焊接残余应力的方法。

13、焊后热处理的主要作用。

14、焊接接头的分类，对接接头、角焊缝的特点及选用，、设计或选择不同形式坡口的主要目的及选择原则。

15、热裂纹产生原因、防止和控制，冷裂纹的生成条件及冷裂纹的控制方法。

16、金属材料焊接性试验的常用方法——碳当量法间接估算法、冷裂纹敏感性估算法的基本概念。

17、低碳钢、16MnR低合金钢的焊接性分析及焊接工艺要点（焊接方法、焊接材料、焊前准备、焊后处理等），18－8型奥氏体不锈钢焊接性分析及焊接工艺要点（焊接方法、焊接材料、焊前准备、焊后处理等）。

大学 过程控制 试题（A ）卷（闭）2006--2007 学年第 1学期 使用班级 化工0401-0408 班级 学号 姓名题号 一 二 三 四 总分 得分一、 填空题（每空2分，共20分）1．DDZ-Ⅱ型仪表由220V 交流电压单独供电，DDZ-Ⅲ型仪表由 统一供电。

2．对PID 调节器而言，当积分时间I T →∞，微分时间0D T =时，调节器呈 调节特性。

3．在相同的条件下，用同一仪表对某一工艺参数进行正反行程的测量，相同的被测量值得到的正反行程测量值的最大差值称为 。

4．由于系统中物料或者能量的传递需要克服一定的阻力而产生的滞后被称为___________。

5．在被控对象的输入中，_______________应该比干扰变量对被控变量的影响更大。

6．按照给定值对控制系统进行分类，如果给定值按事先设定好的程序变化，则控制系统为_______________。

7．当系统的最大超调量与最大偏差相等时，系统的余差值等于___________。

8．确定调节阀气开气关型式主要应考虑________________。

9．常用的抗积分饱和措施有限幅法和____________。

10．与反馈控制能够克服所有干扰不同，前馈控制能够克服_________种干扰。

二、 单项选择题（在下列每小题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其字母标号填入题干的括号内。

每小题2分，共30分） 11．下列（ ）不是测量仪表的技术性能指标。

A．仪表精度Ｂ．灵敏度Ｃ．响应时间Ｄ．测量方法12．对于始点为0℃的电子电位差计，当输入端短路时，仪表指针应指在（）。

A．始点B．室温C．终点D．原位置13．下列利用热电效应测温的温度计是（）温度计。

A. 双金属B. 压力式C. 热电偶D. 热电阻14．．DDZ–Ⅲ型仪表现场传输信号为4～20mADC，而控制室的联络信号为电压，那么电流与电压之间的转换电阻为（）。

A．200ΩB．250ΩC．500ΩD．750Ω15．一般认为，多次测量中任何一次测量的极限误差为（）。

第一章 流体流动 机械能守恒式 f e h u g z p h u g z p +++=+++2222222111ρρ 第八章 气体吸收 吸收1.选择吸收溶剂的主要依据是什么？什么是溶剂的选择性？溶解度大，选择性高，再生方便，蒸汽压低，损失小。

溶剂对溶质溶解度大，对其他组分溶解度小2,吸收的目的和基本依据 吸收的目的是分离气体混合物，吸收的基本依据是混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同。

解吸方法 升温、减压、吹气。

选择吸收溶剂的主要依据 溶解度大，选择性高，再生方便，蒸汽压低损失小。

相平衡常数及影响因素 m 、 E 、 H 均随温度上升而增大， E 、 H 与总压无关， m 反比于总压。

( 气、液 ) 扩散系数的影响因素 气体扩散系数与温度、压力有关；液体扩散系数与温度、粘度有关。

传质机理 分子扩散、对流传质。

气液相际物质传递步骤 气相对流，相界面溶解，液相对流。

有效膜理论与溶质渗透理论的结果差别 有效膜理论获得的结果为 k ∝ D ，溶质渗透理论考虑到微元传质的非定态性，获得的结果为 k ∝ D 0.5 。

传质速率方程式 传质速率为浓度差推动力与传质系数的乘积。

因工程上浓度有多种表达，推动力也就有多种形式，传质系数也有多种形式，使用时注意一一对应。

传质阻力控制 传质总阻力可分为两部分，气相阻力和液相阻力。

当 mky<<kx 时，为气相阻力控制；当mky>>kx 时，为液相阻力控制。

低浓度气体吸收特点 ① G 、 L 为常量， ② 等温过程， ③ 传质系数沿塔高不变。

最小液气比 完成指定分离任务所需塔高为无穷大时的液气比。

NOG 的计算方法 对数平均推动力法，吸收因数法，数值积分法。

第九章 ：蒸馏的目的及基本依据 蒸馏的目的是分离液体混合物，它的基本依据 ( 原理 ) 是液体中各组分挥发度的不同。

主要操作费用 塔釜的加热和塔顶的冷却。

双组份汽液平衡自由度 自由度为 2(P 一定，t ～ x 或 y ； t 一定， P ～ x 或 y) ； P 一定后，自由度为 1 。

第一章 流体流动 机械能守恒式 f e h u g z p h u g z p +++=+++2222222111ρρ 第八章 气体吸收 吸收1.选择吸收溶剂的主要依据是什么？什么是溶剂的选择性？溶解度大，选择性高，再生方便，蒸汽压低，损失小。

溶剂对溶质溶解度大，对其他组分溶解度小2,吸收的目的和基本依据 吸收的目的是分离气体混合物，吸收的基本依据是混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同。

解吸方法 升温、减压、吹气。

选择吸收溶剂的主要依据 溶解度大，选择性高，再生方便，蒸汽压低损失小。

相平衡常数及影响因素 m 、 E 、 H 均随温度上升而增大， E 、 H 与总压无关， m 反比于总压。

( 气、液 ) 扩散系数的影响因素 气体扩散系数与温度、压力有关；液体扩散系数与温度、粘度有关。

传质机理 分子扩散、对流传质。

气液相际物质传递步骤 气相对流，相界面溶解，液相对流。

有效膜理论与溶质渗透理论的结果差别 有效膜理论获得的结果为 k ∝ D ，溶质渗透理论考虑到微元传质的非定态性，获得的结果为 k ∝ D 0.5 。

传质速率方程式 传质速率为浓度差推动力与传质系数的乘积。

因工程上浓度有多种表达，推动力也就有多种形式，传质系数也有多种形式，使用时注意一一对应。

传质阻力控制 传质总阻力可分为两部分，气相阻力和液相阻力。

当 mky<<kx 时，为气相阻力控制；当mky>>kx 时，为液相阻力控制。

低浓度气体吸收特点 ① G 、 L 为常量， ② 等温过程， ③ 传质系数沿塔高不变。

最小液气比 完成指定分离任务所需塔高为无穷大时的液气比。

NOG 的计算方法 对数平均推动力法，吸收因数法，数值积分法。

第九章 ：蒸馏的目的及基本依据 蒸馏的目的是分离液体混合物，它的基本依据 ( 原理 ) 是液体中各组分挥发度的不同。

主要操作费用 塔釜的加热和塔顶的冷却。

双组份汽液平衡自由度 自由度为 2(P 一定，t ～ x 或 y ； t 一定， P ～ x 或 y) ； P 一定后，自由度为 1 。

《过程装备控制与技术》复习1 考核范围前四章，以仪表与系统为考核重点。

2 题型1、填空题（20分）基本上都是来自于书上的原话，填写空出来的字眼，要求看前多看书，只要对书本熟悉就能填出来。

2、选择题（20分）选题遍布整个考核范围，提供50个选择题供大家复习学习。

3、简答题（30分）以基本概念与基本原理为主，提供20个供大家复习学习。

4、综合分析题（30分）考核对控制系统的综合分析和解决问题的能力，单回路系统与复杂系统各一个。

3 选择题复习资料1、一台PID三作用式控制器，如果将比例度调到100%，积分时间调到最大（∞），微分时间调到零，则此时调节器的作用为：（ C ）A PIB PDC PD PID2、过渡过程常出现如下几种形式：①非振荡衰减过程②衰减振荡过程③等幅振荡过程④发散振荡过程⑤非振荡发散过程其中，属于稳定过程的有（ D ）。

A ①③B ②④C ③⑤D ①②3、雷达跟踪系统属于（ B ）。

A 定值控制系统B 随动控制系统C 程序控制系统D 前馈控制系统4、下列控制系统中，（ C ）是开环控制。

A 定值控制系统B 随动控制系统C 前馈控制系统D 程序控制系统5、下列参数（ d ）不属于过程特性参数。

A 放大系数KB 时间常数TC 滞后时间τD 积分时间T i6、下述名词中，（ c ）不是过渡过程的品质指标。

A 最大偏差B 余差C 偏差D 过渡时间7、当阀前后的压差较大，并允许有较大泄漏量时，选择下面哪种阀较为合适。

（ b ）A 直通单座调节阀B 直通双座调节阀C 隔膜调节阀D 三通调节阀8、在自动控制系统中，（ B ）变量一般是生产过程中需要控制的变量。

A 操纵变量B 被控变量C 干扰变量D 中间变量9、如果被控过程的变化小，仪表指针移动量很大，则该仪表的（ C ）A 精确度高B 精确度低C 灵敏度高D 灵敏度低10、某二阶系统采用了PID控制方法，若比例度低于了临界比例度，系统将出现（ C ）A 衰减振荡B 等幅振荡C 发散振荡D 不振荡11、微分作用具有“超前调节”的特点，所以它可以用来克服（ A ）A 纯滞后B 调节通道的时间常数过大C 干扰通道的时间常数过大D 调节通道的放大倍数过小12、自动控制系统在运行过程中，由于种种原因使对象特性改变了，并由此导致过渡过程曲线变差了，为了获得较好的过渡曲线，通常采用的解决方法是（ A ）A 重新整定调节器的参数B 更换调节器C 重新设计控制系统D 要求工艺做调整13、检测仪表的品质指标为（ A ）A 变差B 余差C 最大偏差D 过渡过程时间14、在阶跃扰动作用下，被控变量随时间变化情况中（ B ）是我们最希望得到的，（ C ）是绝对不允许出现的。

1、什么是积分饱和，常用的抗积分饱和方法有哪些？答：如果执行已经到极限位置，仍然不能消除静差时，由于积分作用，尽管PID 差分方程式所得的运算结果继续增大或减小，但执行已无相应的动作，这就叫积分饱和。

常用措施有：限幅法，外反馈法，积分切除法。

2、采用经验建模方法建立对象模型的步骤是什么？答：（1）设计试验来获得用于建模的输入输出数据；（2）对输入输出数据进行预处理，如选择有用的数据，剔除换点及遗漏的数据点等；（3）指定模型结构或选择模型集；（4）确定一个性能指标作为模型选择的准则；（5）根据输入输出数据和性能指标从指定的模型集中选择已个最佳模型；（6）对获得的模型进行测试，满意则结束，否则重复前面的步骤。

3、串级控制系统的设计原则有哪些？答（1）在单回路控制不能满足要求的情况下可以考虑采用串级控制；（2）具有能够检测的副回路，且主要干扰应该包括在副回路中；（3）副对象的滞后不能太大，以保持副回路的快速响应性能；（4）将对象中具有显著非线性或时变特性的部分归于副对象中。

4、设置均匀控制系统的目的和其特点是什么？答：目的是:对表征前后设备供求矛盾的两个变量均匀协调,统筹兼顾。

特点是:表征前后供求矛盾的两个变量都应该是缓慢变化的；前后互相联系又互相矛盾的两个变量都应保持在工艺操作所允许的范围内。

5、前馈控制系统的基本原理是什么？为什么它常与反馈控制构成前馈－反馈控制系统？答：基本原理是测量进入过程的干扰量，并根据干扰的测量值产生合适的控制作用来改变控制量，使被控制变量维持在给定值。

前馈控制是一种补偿控制。

一般来讲，前馈控制无法全部补偿扰动对被控变量所产生的影响。

因此，单纯的前馈控制系统在应用中就会带来一定的局限性。

为克服这一弊端，前馈控制常与反馈控制联用，构成前馈—反馈控制系统。

6、什么是控制系统的过渡过程？有几种基本形式？答：一个过程控制系统在外作用下从原有的稳定状态过渡到另一个稳定状态的过程称为过程控制系统的过渡过程。

过程控制工程复习资料一、填空题1．过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程或被控对象、测量变送器等环节组成。

2、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。

3、自动控制系统按工作原理可分为三类：反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈控制系统。

按给定值特点分类可分为三类：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。

4、过程控制系统方案设计的基本要求是：安全、稳定、经济。

5、过程数学模型的求取方法有三种，分别是：机理法建模、系统辨别法建模、混合法（机理分析+系统辨别）建模。

6、理想流量特性有四类，分别是直线、对数、抛物线、快开。

7、定比值控制系统包括：开环比值控制系统、单闭环比值控制系统和双闭环比值控制系统。

8、控制器参数整定法有：经验法、临界比例度法、衰减振荡法、响应曲线法。

9、根据实践经验的总结发现，除少数无自平衡的对象以外，大多数对象均可用一阶、二阶、一阶加纯滞后、二阶加纯滞后这四种典型的动态特性来加以近似描述。

为进一步简化，也可以将所有的对象的动态特性都简化为一阶加纯滞后的形式，用传递函数可以表示为：（）。

其中K表示对象的静态放大系数，T表示对象的时间常数，表示纯滞后时间。

10、调节器的比例度δ越大，则放大倍数Kc越小，比例调节作用就越弱，过渡过程曲线就越平稳，但余差也越大。

积分时间T i越小，则积分速度越大，积分特性曲线的斜率越大，积分作用越强，消除余差越快，微分时间T d越大，微分作用越强。

11、定值控制系统是按测量与给定偏差大小进行调节的，而前馈调节是按扰动量大小进行调节的；前者是闭环调节，后者是开环调节。

采用前馈-反馈调节的优点是利用前馈调节的及时性和反馈调节的静态准确性。

12、防止几分饱和有哪三种方法：限幅法、外反馈法、积分切除法。

13、测量变送器的要求：准确、快速、可靠。

14、在串级控制系统中，调节器参数的整定方法有：逐次逼近法、两步整定法、一步整定法。

二、选择题1、下列控制系统中，哪些是开环控制(C)，哪些是闭环控制（ABD）A、定值控制B、随动控制C、前馈控制D、程序控制2、对某PI控制系统，为了防止积分饱和，采取下列措施，问哪一条是不起作用的（D）C、采用高低阻幅器 B、采用调节器外部积分反馈法C、采用PI-P调节器D、采用PI-D调节器3、如果甲乙两个广义调节对象的动态特性完全相同（如均为二阶对象），甲采用PI作用调节器，乙采用P作用调节器。

《过程装备控制》考试复习华工14过控（轻机）教材:《过程装备控制技术及应用第二版》---王毅著第1章：过程装备控制原理1.自动控制系统主要是由那几个环节组成的?（P4）（课后习题1-2）自动控制系统主要由被控对象、测量元件和变送器、调节器、执行器等环节组成。

2.什么是开环控制系统？什么是闭环控制系统？(P6、P40)（课后习题1-5）闭环控制：是指控制系统的输出信号的改变会返回影响操纵变量的控制方式。

开环控制：是指控制系统的输出信号不会影响操纵变量的控制方式。

3.例1-1，控制系统的组成与方框图。

(P5)4 在阶跃干扰下，控制系统的过渡过程有哪几种基本形式?(P8)1.发散振荡过程2.等幅振荡过程3.衰减振荡过程4.非振荡的单调过程5什么是被控对象的控制通道？什么是被控对象的干扰通道？(P13) 被控对象的控制通道：操纵变量与被控变量之间的联系。

被控对象的干扰通道：干扰作用与被控变量之间的联系。

6.被控对象有哪些特性参数？这些参数如何确定？(P16)放大系数K时间常数T滞后时间确定单点法7 比例度的计算。

(P29)8.比例积分微分调节器有什么特点？(P26)（课后习题2-12）比例控制反应快，控制及时，但有余差存在；积分控制作用缓慢，但能消除余差；微分控制具有一定的超前控制作用，能抑制系统振荡，增强稳定性（但微分作用不宜过强）。

若将三者结合起来，并选择合适的比例度、积分时间、微分时间，将比例、积分和微分作用结合起来，就可以得到无余差、控制及时又稳定的高质量控制。

9.简述调节控制规律的选择原则。

(P29)第2章：过程参数检测技术1.粗大误差有哪些判别方法？(P62)拉依达准则（3 准则）、肖维奈准则、格拉布斯准则2.各类误差的计算、仪表的选用。

(P65)3.什么是传感器的定义和传感器的作用？(P68)定义：将被测物理量转换为与之有确定对应关系的输出量器件或装置，或者把从被测对象中感受到的有用信息进行变换、传送的器件称之为传感器。

过程装备控制技术及应用习题及参考答案第一章控制系统的基本概念1.什么叫生产过程自动化？生产过程自动化主要包含了哪些内容？答：利用自动化装置来管理生产过程的方法称为生产过程自动化。

主要包含：①自动检测系统②信号联锁系统③自动操纵系统④自动控制系统。

2.自动控制系统主要由哪几个环节组成？自动控制系统常用的术语有哪些？答：一个自动控制系统主要有两大部分组成：一部分是起控制作用的全套自动控制装置，包括测量仪表，变送器，控制仪表以及执行器等；另一部分是自动控制装置控制下的生产设备，即被控对象。

自动控制系统常用的术语有：被控变量 y——被控对象内要求保持设定数值的工艺参数，即需要控制的工艺参数，如锅炉汽包的水位，反应温度；给定值（或设定值） y s——对应于生产过程中被控变量的期望值；测量值 y m——由检测原件得到的被控变量的实际值；操纵变量（或控制变量） m——受控于调节阀，用以克服干扰影响，具体实现控制作用的变量称为操纵变量，是调节阀的输出信号；干扰f ——引起被控变量偏离给定值的，除操纵变量以外的各种因素；偏差信号（ e）——被控变量的实际值与给定值之差，即 e=y m - y s控制信号 u——控制器将偏差按一定规律计算得到的量。

3.什么是自动控制系统的方框图？它与工艺流程图有什么不同？答：自动控制系统的方框图上是由传递方块、信号线（带有箭头的线段）、综合点、分支点构成的表示控制系统组成和作用的图形。

其中每一个分块代表系统中的一个组成部分，方块内填入表示其自身特性的数学表达式；方块间用带有箭头的线段表示相互间的关系及信号的流向。

采用方块图可直观地显示出系统中各组成部分以及它们之间的相互影响和信号的联系，以便对系统特性进行分析和研究。

而工艺流程图则是以形象的图形、符号、代号，表示出工艺过程选用的化工设备、管路、附件和仪表自控等的排列及连接，借以表达在一个化工生产中物料和能量的变化过程，即原料→成品全过程中物料和能量发生的变化及其流向。

过程装备控制的要求：安全性、经济性、稳定性被控对象：在自动控制系统中，工艺变量需要控制的生产设备被称为被控对象。

测量元件和变送器：测量需控制的工艺参数并将其转化成一种特定信号调节器：将检测元件或变送器送来的信号与其内部的工艺参数给定值信号进行比较，得到偏差信号。

执行器：接收调节器送来的信号，自动地改变阀门的开度，从而改变输送给被控对象的能量和物料量，最常用的执行器是气动薄膜调节阀。

控制系统方框图闭环控制：系统输出信号的改变会返回影响操纵变量，操纵变量依赖于输出变量，闭环控制系统最常见形式是负反馈控制系统。

调节器进入自动运行，则是闭环控制系统。

开环控制：开环系统的操纵变量不受系统输出信号的影响。

一个工业控制系统，当反馈回路断开或调节器置于手操位置时，就成为开环控制系统。

阶跃干扰对控制系统影响最大，阶跃干扰影响下控制系统的过渡过程：1、发散振荡过程系统受到阶跃干扰后偏离给定值，超出生产的规定限度，2、等幅振荡过程被控变量在某稳定值附件振荡，振荡幅度恒定。

3、衰减振荡过程被控变量在稳定值附件上下波动，经过两三个周期稳定下来。

希望得到这种。

4、非振荡的单调过程被控变量最终稳定下来，回复平衡状态的速度慢，时间长。

被控对象的特性:就是当被控对象的输入变量发生变化时，其输出变量随时间的变化规律。

描述被控对象特性的参数有放大系数K（静态增益，是被控对象重新达到平衡状态时的输出变化量与输入变化量之比。

1、放大系数K表达了被控对象在干扰作用下重新达到平衡状态的性能，是不随时间变化的参数。

所以K是被控对象的静态特性参数。

对控制通道:K值大，控制灵敏，K值小，迟缓。

干扰通道：K较小，无很大影响，K值大，难稳定。

2、时间常数T 被控对象受到输入作用后，输出变量达到新稳定值得快慢，决定了整个动态过程的长短，是被控对象的动态特性参数。

控制通道：T值大，易于控制，控制过于缓慢。

T值小，控制速度快，不易控制。

干扰通道：T值大，被控变量变化缓和，易于控制。

过程装备基础总结复习资料随着社会的不断发展，科技的不断进步，工业生产的规模也日渐庞大。

而工业生产的核心就是过程装备。

所谓过程装备，就是指用于产生、加工、转运、储存和检验各种物质和能量的各种装备。

本文将会对过程装备的基础知识进行总结复习，以帮助读者更好地理解并掌握这一领域。

一、基础概念1.1 过程装备的基本概念：过程装备是指产生、加工、转运、储存、检验各种物质和能量的各种装置、设备。

1.2 过程装备分类：可以从过程功能上分类，分为发生、加工、转运、储存和检验等五大类。

也可以从物理特性上分类，分为气体、液体和固体三类。

在工业生产中，最常见的是流体处理装备。

二、流体的基础知识2.1 流体力学原理：流体力学是研究流体运动、力学特性及其变化规律的学科。

其中，研究流体的内部运动称为内流动。

研究流体在静止状态下的接触力、离开力与摩擦力称为流体静力学；研究流体运动时，流体内部的各种因素相互作用称为流体动力学。

2.2 流体力学的基本参数⑴流体的连续性：指质点受到保守力决定的运动过程中质点数是守恒的。

⑵流体的牛顿力学：流体与固体有本质的区别，主要在于小角度下，流体不会产生应力。

因此，牛顿的力学公式可以用来计算流体运动。

2.3 流体的常见参数⑴压力：任何物体都存在着某种形式的压力。

流体压力是指流体对其容器壁的压力。

流体压力可以用于测量流体的深度。

⑵流量：流量是指单位时间内通过管道或开裂的液体或气体的体积。

它通常用升/秒或立方英寸/分钟表示。

⑶涡度：涡度是流体动量的旋转强度。

它是衡量流体旋转的强度和方向的物理量。

三、过程装备的基本概念发生设备包括各种炉、炉窑、反应釜、发酵罐等，用于化学反应、发酵、物料加热、燃烧等过程中的产生或加热。

3.2 加工设备加工设备有各种机械、加工中心、数控机床等，主要用于物料的成型、切割、焊接等过程。

3.3 转运设备转运设备包括各种管道、阀门、输送带等，用于物料的输送、转移、控制等过程。

3.4 储存设备储存设备包括各种罐、仓、库等，用于物料的存储和保管。

1.过程装备控制主要是针对温度、压力、流量、液位、成分和物性等参数进行控制。

2.控制系统的组成：被控对象、测量元件和变送器、调节器、执行器。

3.过渡过程：从被控对象手打到干扰作用是被控变量偏离给定值时起，调节器开始发挥作用，使被控变量回复到给定值附近范围内所经历的过程称为控制系统的过渡过程。

4.被控对象特性：当被控对象的输入变量发生变化时，其输出变量随时间的变化规律，输出变量就是控制系统的被控变量而其输入变量则是控制系统的操纵变量和干扰作用。

5.6.控制通道：操纵变量与被控变量之间的联系称为控制通道。

7.干扰作用与被控变量之间的联系称为干扰通道。

8.测量：是人类对自然界的宏观事物取得数量概念的一种认识过程。

9.10.直接测量法：将被测量与单位能直接比较，立即得到比值，或者仪表能直接显示出被测参数的测量方法。

11.间接测量法：需要先测出一个或几个与被测量有一定函数关系的其他量然后根据此函数关系计算出被测量的数值的测量方法。

12.13.接触测量法：仪表的某一部分必须接触被测对象的测量方法。

14.非接触测量：仪表的任何部分均不与被测对象接触的测量方法。

15.静态测量：在测量过程中被测参数恒定不变。

16.动态测量：在测量过程中被测参数随时间变化而变化。

17.18.测量仪的组成：传感器、变送器、显示器。

19.传感器要求：准确、稳定、灵敏。

变送器：能准确、稳定地传输、放大和转换信号。

显示器：指示式、数字式、屏幕式。

20.21.量程：是指测量范围上限与下限的代数差。

22.灵敏度：是指仪表或装置在到达稳态后，输入量变化引起的输出量变化的比值。

23.线性度：描述仪表的标定曲线与拟合直线之间的吻合程度。

24.25.迟滞误差：在输入量增加和减少的过程中，对于同一输入量会得出大小不同的输出量，在全部测量范围内，这个差别的最大值与仪表的满量程之比值。

26.漂移：指输入量不变时，经过一定的时间后输出量产生的变化。

27.温漂：由于温度变化而产生的漂移。

第一章 流体流动 机械能守恒式 f e h u g z p h u g z p +++=+++2222222111ρρ第八章 气体吸收 吸收1.选择吸收溶剂的主要依据是什么？什么是溶剂的选择性？溶解度大，选择性高，再生方便，蒸汽压低，损失小。

溶剂对溶质溶解度大，对其他组分溶解度小2,吸收的目的和基本依据 吸收的目的是分离气体混合物，吸收的基本依据是混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同。

解吸方法 升温、减压、吹气。

选择吸收溶剂的主要依据 溶解度大，选择性高，再生方便，蒸汽压低损失小。

相平衡常数及影响因素 m 、 E 、 H 均随温度上升而增大， E 、 H 与总压无关， m 反比于总压。

( 气、液 ) 扩散系数的影响因素 气体扩散系数与温度、压力有关；液体扩散系数与温度、粘度有关。

传质机理 分子扩散、对流传质。

气液相际物质传递步骤 气相对流，相界面溶解，液相对流。

有效膜理论与溶质渗透理论的结果差别 有效膜理论获得的结果为 k ∝ D ，溶质渗透理论考虑到微元传质的非定态性，获得的结果为 k ∝ D 0.5 。

传质速率方程式 传质速率为浓度差推动力与传质系数的乘积。

因工程上浓度有多种表达，推动力也就有多种形式，传质系数也有多种形式，使用时注意一一对应。

传质阻力控制 传质总阻力可分为两部分，气相阻力和液相阻力。

当 mky<<kx 时，为气相阻力控制；当mky>>kx 时，为液相阻力控制。

低浓度气体吸收特点 ① G 、 L 为常量， ② 等温过程， ③ 传质系数沿塔高不变。

最小液气比 完成指定分离任务所需塔高为无穷大时的液气比。

NOG 的计算方法 对数平均推动力法，吸收因数法，数值积分法。

第九章 ：蒸馏的目的及基本依据 蒸馏的目的是分离液体混合物，它的基本依据 ( 原理 ) 是液体中各组分挥发度的不同。

主要操作费用 塔釜的加热和塔顶的冷却。

双组份汽液平衡自由度 自由度为 2(P 一定，t ～ x 或 y ； t 一定， P ～ x 或 y) ； P 一定后，自由度为 1 。