西华大学过程控制复习题

1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？ 1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富

3．控制多属慢过程参数控制

4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式

5．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成

1-2 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？

解答： 过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。 组成：参照图1-1。

1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？

解答： 单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。

衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n；

过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离设定值的最大值A； 超调量：第一个波峰值1y与最终稳态值y（?

残余偏差C： 过渡过程结束后，被控参数所达到的新稳态值y（?）与设定值之间的偏差C称为残余偏差，简称残差；

调节时间：从过渡过程开始到过渡过程结束所需的时间；

振荡频率：过渡过程中相邻两同向波峰（或波谷）之间的时间间隔叫振荡周期或工作周期，其倒数称为振荡频率；

峰值时间：过渡过程开始至被控参数到达第一个波峰所需要的时间。 1-9

2-4 为什么测量仪表的测量范围要根据被测量大小来选取？选一台量程很大的仪表来测量很小的参数值有什么问题？ 解答：1） 2）

2-11 某DDZ-Ⅲ型温度变送器输入量程为200～1000℃，输出为4～20mA。当变送器输出电流为10mA时，对应的被测温度是多少？

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2-21 椭圆齿轮流量计的特点是什么？对被测介质有什么要求？

解答： 1）特点：流量测量与流体的流动状态无关，这是因为椭圆齿轮流量计是依靠被测介质的压头推动椭圆齿轮旋转而进行计量的。 粘度愈大的介质，从齿轮和计量空间隙中泄漏出去的泄漏量愈小，因此核测介质的粘皮愈大，泄漏误差愈小，对测量愈有利。 椭圆齿轮流量计计量精度高，适用于高粘度介质流量的测量。

2）对被测介质的要求：不适用于含有固体颗粒的流体(固体颗粒会将齿轮卡死，以致无法测量流量)。 如果被测液体介质中夹杂有气体时，也会引起测量误差。 2-22 电磁流量计的工作原理是什么？它对被测介质有什么要求？ 解答：P51 1）原理：利用导电液体通过磁场时在两固定电极上感应出电动是测量流速。 2）对被测介质的要求：导电液体，被测液体的电导率应大于水的电导率(100cm)，不能测量油类或气体的流量。

3-1 什么是控制器的控制规律？控制器有哪些基本控制规律？

解答： 1）控制规律：是指控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系。

2）基本控制规律：位式控制、比例控制、比例积分控制、比例微分控制和比例积分微分控制。

3-10 试分析比例、积分、微分控制规律各自的特点，积分和微分为什么不单独使用？ 解答： 1）比例控制及时、反应灵敏，偏差越大，控制力越强；但结果存在余差。 2）积分控制可以达到无余差；但动作缓慢，控制不及时，不单独使用。

3）微分控制能起到超前调节作用；但输入偏差不变时，控制作用消失，不单独使用。

4-1 气动调节阀主要由哪两部分组成？各起什么作用？ 解答： 1）执行机构和调节机构。

2）执行机构的作用：按调节器输出的控制信号，驱动调节机构动作；

调节机构的作用：由阀芯在阀体内的移动，改变阀芯与阀座之间的流通面积，从而改变被控介质的流量。

4-6 什么叫调节阀的可调范围？在串联管道中可调范围为什么会变化？

解答： 1）可调范围：反映调节阀可控制的流量范围，用R＝Qmax/Qmin之比表示。R越大，调节流量的范围越宽,性能指标就越好。 2）由于串联管道阻力的影响。

4-8 什么叫气动调节阀的气开式与气关式？其选择原则是什么？

解答： 1）气开式：无压力信号时阀门全闭，随着压力信号增大，阀门逐渐开大的气动调节阀为气开式。

气关式：无压力信号时阀门全开，随着压力信号增大，阀门逐渐关小的气动调节阀为气关式。 2）选择原则：从工艺生产安全考虑，一旦控制系统发生故障、信号中断时，调节阀的开关状态应能保证工艺设备和操作人 员的安全。

5-6 什么是自衡特性？具有自衡特性被控过程的系统框图有什么特点？

解答： 1）在扰动作用破坏其平衡工况后，被控过程在没有外部干预的情况下自动恢复平衡的特性，称为自衡特性。

2）被控过程输出对扰动存在负反馈。

5-9 对图5-40所示的液位过程，输入量为1Q，流出量为2Q、3Q，液位h为被控参数，水箱截面为A，并设2R、3R为线性液阻。 （1）列写液位过程的微分方程组； （2）画出液位过程的框图；

（3）求出传递函数)()(1sQsH，并写出放大倍数K和时间常数T的表达式。

6-1 简单控制系统由几个环节组成？

解答： 测量变送器、调节器、调节阀、被控过程四个环节组成。 6-2 简述控制方案设计的基本要求。 解答： 安全性、稳定性、经济性。 6-3 简单归纳控制系统设计的主要内容。 解答： 1）控制系统方案设计； 2）工程设计；

3）工程安装和仪表调校； 4）调节器参数整定。

6-4 过程控制系统设计包括哪些步骤？

解答：P174 （1）熟悉和理解生产对控制系统的技术要求与性能指标 （2）建立被控过程的数学模型 （3）控制方案的确定 （4）控制设备选型 （5）实验（或仿真）验证

7-1 与单回路系统相比，串级控制系统有哪些主要特点？ 解答：P212—7.1.2

7-2 分析串级系统的工作原理，说明为什么副回路的存在会使系统抑制扰动的能力增强。 解答：P208—7.1.1

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