最新过程控制试卷A-河南工业大学
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2013 至 2014 学年第 1 学期
工业过程控制 试卷A 卷
出卷教师：王伟生 适应班级：自动化0101—0106
考试方式：闭卷 本试卷考试分数占学生总评成绩的 70 % 复查总分 总复查人
（本题33分）一、填空题（每空1.5分）
1、过程控制是根据工业生产过程的特点，采用测量仪表 执行机构 计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程系统，实现工业生产过程自动化。
2、过程控制有多种方案，包括 单回路控制系统 前馈控制系统 均匀，分程，阀位等
3、控制系统按照结构特点可分为 反馈控制系统 前馈控制系统 复合控制系统。
4、防爆技术的种类包括 隔爆型 本安型 正压型 油浸型 充砂型等
5、过程控制中压力检测方法有 应变片式，压阻式，弹性式，液柱式。
6、半导体热敏电阻包括 NTC PTC CTR 。
7、节流流量计组成
8：物位测量方法 静压式 浮力式 电气式 超声波式。
9：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。
10调节阀由 阀芯 阀体 组成
11调节阀的流量特性有 直线流量特性 、 对数（等百分比）流量特性 、 抛物线流
量特性 和快开流量特性四种。
12：DCS 的设计思想是 控制 分散、 管理 集中。
13：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。
14、Smith 预估补偿原理是预先估计出被控过程的 数学模型 ，然后将预估器并联在
被控过程上，使其对过程中的 纯滞后 进行补偿。
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（本题15分）二、判断
三：简答
1：热电阻三线制，及目的
学院名称 专业班级 姓名： 学号：
密 封 线 内 不 要 答 题
┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 密
┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 封
┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 线
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2、串级控制设计原则
1.副回路应力求包括主要的干扰，即变化频繁、幅度较大的干扰，尽可能包括其他次要的干扰，这样能充分发挥副回路的作用，把影响主被控变量的干扰作用抑制到最低程度。
2.应使主、副对象的时间常数有合适的搭配，一般希望主对象的时间常数为副对象时间常数的3-4倍，这样可以避免主、副回路相互影响，产生“共振”现象，也便于调节器的参数整定。
3：副回路的构成应考虑它在工艺上的合理性。
3：如果系统不当积分作用的不利影响
a、在启动阶段或具有设定值大幅度变化的时刻，在短时间内将存在很大的偏差，运算式中的积分项取值很大；
b、在偏差长期存在的条件下，积分作用将使控制器输出会不断增加或减小，直至极限值；
c、在消除偏差过程中，必然导致系统出现较大的超调及长时间的振荡，而且会产生严重的积分饱和现象，甚至损坏设备。
4：压力的表示有哪三种，用图示和语言描述。
绝对压力Pa，物体所承受的实际压力，其零点为绝对真空。
表压力P，指高于大气压力时的绝对压力与大气压力之差。
真空度（负压） Ph，大气压力与低于大气压力时的绝对压力之差。
3、数字滤波的定义及组成。
数字滤波及程序滤波，通过计算机滤去干扰信号，提高信号的真实性。
在计算机中常采用数字滤波消除低频干扰。
常用：算术平均值；程序判别；中位值法；一阶惯性
6：控制器参数整定方法。
答：整定控制器参数的方法很多，归纳起来可分为两大类，即理论计算整定法和工程整定法；理论计算整定法有对数频率特性法、根轨迹法等；工程整定法有现场试凑法、临界比例度法和衰减曲线法等。
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（本题20分）四、分析题12分）
1：要液位控制在：不溢出、不流空；系统无静差；在2）的基础上进一步减小动态误差。
答：1：传感器选择液位开关，控制器选择开关作用的PLC即可，无需模拟量检测以降低成本
2：设计单回路控制系统，PI调节器
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3：设计成液位——流量串级控制系统以提高动态特性，外环为液位环，内环为流量环。
2原油加热炉，用燃料油在炉内燃烧来加热原油。
工艺对原油出口温度控制要求很高，而原油流量与燃料油流量经常波动，试设计一个复杂控制系统，画出系统的示意图与控制系统方框图，并简述理由。
由于原油属于生产负荷，不可控制，故采用前馈控制。
为提高系统动态特性，增强抗流量扰动能力，采用燃料油流量闭环作为温度的内环，构成串级控制。
3：电磁流量计原理及特点
电磁流量计由传感器及转换器及显示器等部分组成，电磁流量计根据法拉第电磁感应定律制成的一般测量导电流体的流量仪表。
4：简单锅炉汽包水位控制示意图，要求：画出方框图；指出被控过程、被控参数、控制参数和扰动参数；选择调节阀的气开、气关特性，说明理由。
选择控制器的正反作用
1传感器选择液位开关，控制器选择开关作用的PLC即可，无需模拟量检测以降低成本2设计成单回路控制系统，PI调节以消除稳态误差。
（3）设计成液位-流量串级控制系统以提高动态特性。
外环为液位环，内环为流量环。
2)被控过程：汽包；被控参数：液位；控制参数：进水量；扰动参数：蒸汽负荷的等。
(3) 为防止气源中断等故障情况下汽包烧干，选择气关型式。
(4) 正作用。
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