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1、化工过程控制课程综合复习资料一、判断题1 .前馈控制系统一般可以单独使用，因为其控制精度高，且不受外界干扰影响。2 .积分时间表示积分作用的强弱，积分时间越小则作用越强，但同时系统的稳定性变差，积分时间 太小还将导致系统不稳定。3 .对于干扰通道，时间常数越大则越有利于调节。4 .均匀控制系统的控制器参数整定可以与定制控制系统的整定要求一样。5 .对于一个控制系统总是可以同时做到余差小，最大偏差小，调节时间短。6 .电动执行结构是由电动机带动减速装置，在电信号的作用下产生直线运动或角度旋转运动。7 .串级控制系统中主控制器以“先调，”快调，“粗调”克服干扰。8 .控制阀流量特性的选择是为了补偿
2、被控对象特性的变化。9 .前馈控制和反馈控制是不能同时存在的。10 . 一般来说，直通单座阀比直通双座阀的泄漏量要少。11 .检测变送环节的时间常数会随过程运行而发生变化，例如，因保护套管结垢造成时间常数减小。12 .分程控制系统在用于扩大控制阀的可调范围时，多个控制阀通常采用同向分程结构。13 .放大系数是反映对象动态特性的参数。14 .等幅振荡是过渡过程基本形式之一，如果系统出现等幅振荡，则该系统是稳定的。15 .当生产不允许被控参数来回波动时，选用衰减振荡形式过渡过程为宜。16 .数字控制器可以接收模拟量输入信号。二、单选题1 .打开与控制阀并联的旁路阀，会使可调比（）。A.变小B.变大
3、C.不变D.为零2 .过渡过程品质指标中，余差表示（）。A.给定值与测量值之差B.最大峰值与被控变量所达到的新稳态值之差C.最大峰值与给定值之差D.给定值与被控变量所达到的新稳态值之差3 .（）存在纯滞后，但不会影响系统控制品质。A.控制通道B.测量元件C.被控对象D.干扰通道4 .关于对象特性的传递滞后，不正确的是（）。A.生产过程中无法彻底消除B.可以通过改进工艺等方法降低传递滞后C.只是使得控制作用向后延迟了一段时间，不会影响控制质量D. 一般是由于介质的输送需要一段时间而引起的5 .（）的作用是将工业生产过程的参数（流量、压力、温度、物位等）转换为标准信号。A.控制器B.被控对象C.检
4、查变送环节D.执行机构6 .蒸汽用于一般应用时，为防断水后加水使锅炉爆炸，应选用（）。A.气开阀B.气关阀C.都可以D.都不可以7 .选择控制器正、反作用的目的是使控制器、控制阀、被控对象和检测变送环节组合起来在控制系 统中起到（）作用。A.补偿8 .正反馈C.负反馈D.闭环8 .被控对象使用PI调节器，当比例度增加时，稳态误差与超调量分别（）。A.增大、增大9 .减小、减小C.增大、减小D.减小、增大10 控制阀接受控制器发出的控制信号，把（）控制在所要求的范围内，从而达到生产过程的自动控制。A.操纵变量B.被控变量C.扰动量D.偏差10.关于系统的稳定性，下列说法不正确的是（）。A.若系统
5、的过渡过程为振荡过程，且是逐渐减弱的，逐渐减弱达到平衡状态，则系统是稳定的。B.稳定的控制系统，其被控量偏离期望值的初始偏差应随时间的增长逐渐减小并趋近于零。C.稳定性是保证控制系统正常工作的先决条件。D. 一个系统的稳定性与系统输入或干扰信号的形式与幅值有关。11 .下列关于串级控制系统的说法中，错误的是（）。A.由主、副两个控制器串联工作B.主控制器的输出作为副控制器的给定值C.目的是实现对副变量的定值控制D.副控制器的输出去操纵控制阀12 .选择性控制系统在结构上的特点是控制系统中使用了（）。A.限幅器B.选择器C.两个控制器D.两个执行器13 .各种流量特性阀最常用的是（）。A.线性阀
6、B.快开阀C.等百分比阀D.抛物线阀14 .过程控制系统研究中经常采用（）作为输入信号。A.斜坡函数B.单位脉冲函数C.抛物线函数D.阶跃函数15 .下列比值控制系统中，比值系数可以改变的是（）。A.开环比值控制系统B.单闭环比值控制系统C,双闭环比值控制系统D.串级比值控制系统16 .如图所示为丙烯冷却器的控制方案示意图，图中采用了 ()控制方案完成控制。A.串级控制系统B.选择性控制系统C.分程控制系统D.均匀控制系统17 . 一个间歇反应器的温度控制系统，其控制方案如图所示，图中采用了 ()控制方案完成控制。A.串级控制系统B.选择性控制系统C.分程控制系统D.均匀控制系统18 .PID
7、控制器变为纯比例作用，则()oA.积分时间置S,微分时间置8B.积分时间置,微分时间置8OC0C.积分时间置，微分时间置D.积分时间置。微分时间置。19 . 一个系统稳定与否取决于（）。A.系统的输入B.系统的输出C.系统本省的结构参数D.系统的初始条件20.有关控制通道时滞对控制性能指标的影响，以下叙述错误的有（）。A.时滞使控制系统稳定性变差B.被控变量变化不能及时送到控制器，控制器输出不能及时引起操纵变量变化，控制作用不能及时 使被控变量变化C使控制不及时，控制品质变差D.时滞越大，系统余差越大三、简答题1 .请名词解释：简单控制系统2 .请名词解释：控制器积分饱和3 .什么是控制阀的理
8、想流量特性？常用的控制阀理想流量特性有哪些？4 .有一冷却器，以冷却水作为冷剂，来冷却物料温度，现选择冷却水流量为操纵变量，物料出口温 度为被控变量。试确定在下述三种情况下的控制阀气开、气关型式和控制器的正、反作用。（1）被冷却物料温度不能太高，否则对后续生产不利；（2）被冷却物料温度不能太低，否则易凝结；（3）冷却器置于室外，而该地区冬季温度最低达0以下。5 .请名词解释：积分控制规律6 .请名词解释：控制阀的流量系数7 .请名词解释：给定值四、问答题1 .气动执行器主要由哪两部分组成？各起什么作用？2 .图所示为一蒸汽加热器温度控制系统。蒸汽冷凝物图蒸汽加热器的温度控制(1)指出该系统中的
9、被控变量、操纵变量、被控对象各是什么？(2)该系统可能的干扰有哪些？(3)该系统的控制通道是指什么？(4)如果被加热物料过热易分解时，试确定控制阀的气开、气关型式和控制器的正、反作用。(5)试分析当冷物料的流量突然增加时，系统的控制过程及各信号的变化情况。3 .描述对象特性的参数有哪些？各有什么物理意义？4 .如图所示为反应器温度控制控制系统，指出被控对象、被控变量、操纵变量分别是什么。5 .如图所示，高位槽的出口流量需要进行平稳控制，但为了防止高位槽液位过高而造成溢出事故,又需要对槽的液位采取保护性措施。请确定选择器的类型，并说明理由。6 .试确定图所示两个系统中执行器的正、反作用及控制器的
10、正、反作用。加热剂冷剂图（a）为一加热器出口物料温度控制系统，要求物料温度不能过高，否则容易分解。图（b）为一冷却器出口物料温度控制系统，要求物料温度不能太低，否则容易结晶。综合复习资料参考答案一、判断题题号12345678910答案XVVXXVXVXV题号111213141516答案XXXXV二、单选题题号12345678910答案ADDCCBCCBD题号11121314151617181920答案CBCDDBCCCD三、简答题1 .答：通常是由一个测量元件/变送器、一个控制器、一个控制阀和一个被控对象所构成的单闭环控 制系统，也称为单回路控制系统。2 .答案：积分饱和现象是指有积分作用的控
11、制器，当偏差总不为零时，控制器的输出就一直增加到 最大或降低到最小。3 .答：理想流量特性是指控制阀两端压差恒定时的流量特性，也称固有流量特性。理想流量特性主 要有直线、等百分比（对数）、抛物线及快开四种。4 .答：（1）应选气关型控制阀，反作用式控制器；（2）应选气开型控制阀、正作用式控制器；（3）应选气关型控制阀、反作用式控制器。5 .答：积分控制规律是指控制器输出信号变化量与输入偏差“（”的积分成正比。6 .答：当阀两端压差为lOOkPa,流体密度为阀全开时流经控制阀的流体流量。7 .答：工艺希望被控变量达到的期望值。四、问答题1 .答：气动执行器由执行机构和控制机构（阀）两部分组成。执
12、行机构是执行器的推动装置，它根据控制信号（由控制器来）压力的大小产生相应的推力，推动控制 机构动作，所以它是将信号压力的大小转换为阀杆位移的装置。控制机构是指控制阀，它是执行器的控制部分，它直接与被控介质接触，控制流体的流量，所以它 是将阀杆的位移转换为流过阀的流量的装置。2 .答：（1）该系统的被控对象是蒸汽加热器，被控变量是被加热物料的出口温度，操纵变量是加热蒸 汽的流量。该系统可能的干扰有加热蒸汽压力；冷物料的流量及温度；加热器内的传热状况（如结垢状况）; 环境温度变化等。该系统的控制通道是指由加热蒸汽流量变化到热物料的温度变化的通道。（4）应选气开阀，控制器为反作用式。出口温度下降，即
13、控制器的测量值下降，控制信号增加，加热蒸汽量增加，致使出口温度回升。3 .答：描述对象特性的参数分别是放大倍数K、时间常数T和滞后时间盘放大倍数K：在数值上等于对象重新稳定后的输出变化量与输入变化量之比，其物理意义为，有一 定的输入变化量，通过对象就被放大了 K倍变为输出变化量，称K为对象的静态放大系数。时间常数T：当对象受到阶跃输入作用后，被控变量达到新的稳态值的63.2%所需的时间。反表示对 象受到干扰后，重新达到新稳态值的快慢。滞后时间：是纯滞后时间和容量滞后的总和。纯滞后的产生一般是由于介质的输送需要一段时间而 引起的。容量滞后是指受到阶跃输入作用后，被控变量开始变化很慢，后来才逐渐加
14、快，最后又变 慢直至逐渐接近稳定值，一般是由于能量或物料的传递需要通过一定的阻力引起的。4 .答：被控对象为反应器，被控变量反应器内温度，操纵变量为蒸汽流量。5 .答：若出口流量增加，液位降低，液位对象为“反作用若气源信号中断，为保证工艺安全，调 节阀应为气关阀，为“反作用”。为使整个控制系统构成负反馈的闭环系统，LC控制器应为“反作用”。若液位过高，反作用的LC输出将降低，因此选择器应为低选器，才能从正常工况时的流量调节切 换到液位调节。6 .答：对于图（a）所示系统，由于物料温度不允许过高，当控制阀膜头上气源突然中断时，应使加热 剂的阀门处于关闭状态，以避免大量加热剂进入加热器，所以应选择气开阀型。当加热剂流量增大时，会使被加热物料的出口温度升高，故该对象为作用方向的，而气开阀亦 是“十”作用方向的，为使整个控制系统能起负反馈作用，温度控制器TC应选反作用的。对于图（b）所示系统，由于物料温度不能太低，当控制阀膜头上气源突然中断时，应使冷剂的阀门处 于关闭状态，以避免大量冷剂进入冷却器，所以应选择气开阀型。当冷剂流量增大时，会使物料出口温度降低，故该对象是“一”作用方向的，而气开阀是“十”作用方 向的，为使整个控制系统能起负反馈作用，温度控制器应选正作用的。