自考热工过程自动控制试题

2002年下半年全国高等教育自学考试

热工过程自动控制试卷

（课程代码 2267） （考试时间 150分钟）

一、填空题（每小题1分，共10分）

1．用数学模型可以描述系统的特性，这种特性又可分为 和动态特性。 2．积分环节的输出信号与输入信号的 成正比。

3．传递函数的定义为：在零初始条件下，系统 的拉氏变换和输入的拉氏变换之比。

4．根据热工对象阶跃响应曲线，热对象动态特性可分为两大类： 和无自平衡能力对象。

5．某二阶系统传递函数为

C(s)8?2,其无阻尼荡振频率为 。 R(s)s?4s?4C(s)8?2，系统的特征根为 。 R(s)s?4s?46．某二阶系统传递函数为

7．系统稳定的必要条件是闭环控制系统特征多项式（设首项系数an>0）各项系统均 。

8．某标准二阶系统的阴尼比ζ＝0，则其衰减率ψ＝ 。

9．当控制系统存在经常变化、可以测量但不可控的 时，可考虑采用前馈一反馈控制系统。

10．根据运行经验，汽包锅炉在实现自动控制时可以组成给水自动控制系统，汽温自动控制系统和 自动控制系统等几个相对独立的控制系统。 11．燃烧过程送风控制子系统的任务是使 与燃料量保持合适的比例，实现安全经济燃烧。

12．直流锅炉调节汽温的根本手段是使燃烧率和 保持适当比例（粗调）。 13．在直流锅炉的自动控制系统中，通常选择 或微过热蒸汽焓值作为反映燃水比的信号。

14．电液转换器是将 转换成液压信号的转换元件。 15．传感器串联能提高抗 动作率。

16．可变逻辑的控制器有可编程逻辑控制器和 。

17．全炉膛火焰的频率范围约在2~600Hz，较低的频率发生在 。

18．炉膛压力的测量应在炉膛 的不同侧面装设三个压力测点，然后进行“三取二”判别。

19．主从式网络的缺点是 的故障将导致系统瘫痪。 20．集散系统的分散性主要表现在 级。

二、单项选择题（每小题1分，共10分。从每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题干后面的括号内。） 21．在程序控制系统中，给定值的变化是（ ）

① 固定的 ②未知的 ③按一定时间函数 ④随机的 22．自动控制系统的稳定性是指遇到阶跃扰动时，过渡过程结束后，被控量是否趋于（ ）

① 有限值 ②零 ③1 ④无穷

23．最小相位系统开环频率特性（0<ω

① 0型系统而且稳定 ②0型系统不稳定 ③1型系统而且稳定 ④1型系统不稳定

24．单回路控制系统采用比例控制器，比例带δ减小，被控量静态偏差（ ）

① 一定增大 ②一定减小 ③不变 ④可能增大，也可能减小 25．单回路控制系统控制通道纯迟延时间τ

μ

增大，被控量动态偏差（ ）

① 一定增大 ②一定减小 ③不变 ④可能增大，也可能减小 26．串级控制系统如图示，图中GC1（S）为（ ）

①主控制器传递函数 ②副控制器传递函数

②被控对象导前区传递函数 ④被控对象惰性区传递函数

27．在过热汽温控制系统中，为克服汽温被控对象的迟延和惯性，常常引入的辅助被控量是（ ）

①过热器入口蒸汽温度 ②过热器出口蒸汽温度 ③减温器出口蒸汽温度 ④减温水流量

28．下列参数中，不属于三冲量给水控制系统冲量信号的是（ ）

①水位信号 ②蒸汽流量信号 ③给水流量信号 ④燃料量信号 29．下列热工对象中，属于有自平衡能力对象的是（ ）

①燃烧率扰动下汽轮机负荷不变时的汽压控制对象 ②燃烧率扰动下汽轮机调门开度不变时的汽压被控对象 ③汽轮机进汽量扰动引起负荷变化时的汽压被控对象 ④给水量扰动下的汽包水位被控对象

30．直流锅炉是一个多输入，多输出的被控对象，其主要输入量为（ ）

①汽温、汽压和蒸汽流量

②给水量、燃烧率和汽轮机调门开度 ③汽温、汽压和汽轮机调门开度 ④给水量、燃烧率和蒸汽流量 三、简答题（每小题5分，共10分）

31．某控制器的传递函数为G（s）＝3（1＋2s），试判断属何种类型控制器，并绘出单位阶跃响应曲线。

32．标准二阶系统Ⅰ和Ⅱ的传递函数分别为G1(s)下列指标的大小。

48，试比较，G(s)?222s?4s?4s?4s?8?（　　）1?2，?（　　）,1?2，Mp1（　　）Mp2，ta1（　　）ta2 四、问答题（每小题5分，共20分）

33．负荷控制系统与机炉控制系统之间是什么关系？各完成什么样的功能？ 34．单元机组负荷控制的基本原则是什么？ 35．保护系统怎样保证信号单元的可靠性？ 36．过程控制级主要完成什么任务？ 五、作图题（共20分）

37．系统开环传递函数为G(s)H(s)=Ks(Ts?1)(T，直接画出开环频率曲线12s?1)大致形状。（5分）

38．画出汽轮机功频电液调节系统原理图。（5分）

39．系统方框图如图所示，用方框图等效转换法求系统的传递函数C(s)/R(s)。（

六、计算题（10分）

40．系统的开环传递函数为G(s)H(s)＝

1，试用频率特性法判断闭环系统是否稳定。s(s?1)3七、分析题（10分）

41．图示为三冲量给水自动控制系统，回答： （1）分析说明D、H、W三个信号的作用； （2）分析说明?D??W时，系统水位控制结果。

分）

（极坐标图）

10

2002年下半年全国高等教育自学考试

热工过程自动控制试卷答案及评分标准

（课程代码 2267）

一、填空题（每小题1分，共10分）

1．静态特性 2．积分 3．输出 4．有自平衡能力对象 5．?n＝2或2 6．S1。2 7．大于零 8．0 2＝－9．扰动 13．微过热蒸汽温度17．火焰的中心二、单项选择题（每小题21．③ 26．① 三、简答题（每小题31.这是比例微分（32．解： 注：每空四、问答题：每小题33．为满足单元机组多种运行工况的要求，常常组成二级递阶控制方式。 单元机组负荷控制系统处于上位级，主控指令。 各子控制系统处于基础控制级，执行负荷控制系统发出的指令，完成指定的控制任务。

（2分）34．在负荷变动时，（3分） 同时加强锅炉侧燃烧率（及相应给水流量）的调节，保持主蒸汽压力稳定。35．一方面提高传感器本身的可靠性； 另一方面是采用传感器冗余的措施。 10．燃烧过程（或燃烧 11．送风量 14．电信号 15．误 18．同一标高 19．主站 1分，共10分）

22．① 23．① 24．② 27．③ 28．④ 29．② 5分，共10分） PD）控制器（3分）

n1?2,?n2?22

21?1,?2?2?0.7071??2,?1??2,m1?m2,Mp1?Mp2

?1Wn1??2Wn2? ta1?ta21分

5分，共20分。

产生指挥机炉控制器动作的锅炉主控指令和汽轮机

（2分）

适当动作汽轮机调门，利用机组的蓄热以加快机组初期的负荷响应速度；

（2分） （3分）

12．给水流量16．矩阵式控制器20．过程控制 25 30（1

2分） ．① ．② ??? 分） （

36．它直接完成生产过程的数据采集、自动调节、程序控制和设备的监测、诊断等工作。 五、作图题：共20分

37．起点为负虚轴无限远（2分）

终点为－270°方向切入原点。（2分） 中间部分含箭头（1分） 38．

39．

六、计算题：10分

40．令开环相频特性?（?）＝－?2－3tg-1??－?得相位交界频率?g?1323(3分) 3此频率下，开环幅频特性M(?)＝?(??1)29?(3分) 8本系统无右半s平面开环极点P＝0，开环频率特性曲线顺时针包围（－1，j0）点，闭环不稳定。（4分） 七、分析题：10分 41．（1）D：蒸汽流量信号，前馈调节信号用以克服“虚假水位” H：水位信号，是给水系统的被控量 W：给水流量信号，反馈调节信号，用以平衡蒸汽流量信号（2）静态时，PI调节器入口有

VD－VW?VH?V0 又VD＝?D?DD，VW＝?W?W V0－VH＝VD－VW＝?D?DD－ 已知?DVW??W则有

VH＜V0

即水位H大于给定值。 W?WW （2分） （2分） (2分)

（2分）

（1分） （1分）

，则 ?

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