过程控制期末考试题比值控制计算题

期末复习题

1． 对象（过程）的数学模型建立方法主要有机理演绎法和试验辨识法两种。 2． 控制系统的性能指标有单项指标和综合指标两种。

3． 热电偶主要用于测较高温度，而热电阻用于测中低温度，热电阻与测量桥路连接时，往往采用三线制线圈的连接方式。

4． 用于测流量的节流装置之一是孔板，利用流体流经此节流设置时产生的压力差而实现流量测量，它与流速成定量的关系。

5．被测介质为导电液体时，电容式物控计的内电阻（金属棒）要用绝缘物覆盖。 6．调节阀的理想测量特性有直线、对数和快开三种。

7．在工程上，简单控制系统的参数整定方法有临界比例度法、衰减曲线法和经验试凑法三种。

8．DDZ-III型仪表的供电电源为24V DC，DDZ-II型仪表的供电电源为220 V AC，DDZ-III型仪表的标准统一电信号为4~20 mA DC或1~5 V DC，而DDZ-II型的则是0~10 mA DC 9．应变器或压力传感器是基于应变效应进行测量的，即将物理变量转换成电阻值。 10．控制系统的单项性能指标有衰减比、超调量、残余偏差和调节时间。

11．电动调节阀由调节器和执行机构两部分组成，它有正转

下图为某项目的PDM图，任务一的最乐观、最悲观和最可能的历时估计是10天、28天、19天，任务二的最乐观、最悲观和最可能的历时估计是16天、40天、25天。计算：①项目在50天内完成的概率；②项目在35~50天内完成的概率。

开始 参考答案：

E1 = (O+4M+P)/6 = (10+4*19+28)/6 = 19 E2 = (O+4M+P)/6 = (16+4*25+40)/6 = 26 δ1 = (P-O)/6 =(28-10)/6 = 3 δ2 = (P-O)/6 = (40-16)/6 = 4

δ = (δ1+δ2) = (9+16) = (25) = 5 E = E1+E2 = 19+26 = 45

① P50 = P(E)+P(1δ) = 50+68.3/2 = 84.15%

② P35~50 = P(-2δ)/2+P(1δ)/2 = 95.5/2+68.3/2 = 81.9%

某项目的PDM网络图如下。假设各个任务之间没有滞后和超前，设项目的最早开工日期是第1天，最后一个任务的最早完成时间等于最晚完成时间，请完成下面问题： 1) 任务F与任务B是什么依赖关系？任务F与任务I是什么依赖关系？ 2) 计算各任务的最早、最晚开始时

?2n22s?2??s??nn三、设系统的闭环传递函数为Gc(s)=

，试求最

大超调量σ％=9.6%、峰值时间tp=0.2秒时的闭环传递函数的参数ξ和ωn的值。

???解：∵∵tp=

六、某系统如下图所示，试求其无阻尼自然频率ωn，阻尼比ζ，超调量σ％，峰值时间，调整时间s(△=0.02)。

解： 对于上图所示系统，首先应求出其传递函数，化成标准形式，然后可用公式求出各项特征量及瞬态响应指标。

tpt?%?e?21??2?100%=9.6% ∴ξ=0.6

＝0.2

?n1??∴ωn=

?tp1??2?314.0.21?0.62?19.6rad/s

四、设一系统的闭环传递函数为Gc(s)=

?2n22100Xo?s?1002s?50s?4?

???2Xi?s?1?100?0.02s?50s?4??2s?0.08s?0.04s?50s?4?，试求最大

与标准形式对比，可知

2?wn?0.08 ，

s?2??ns??n超调量σ％=5%、调整时间ts=2秒(△=0.05)时的闭环传递函数的参数ξ和ωn的值。

???解：∵

?%?e1??2?100%=5% ∴ξ

=0.69 ∵t3s=

?n?＝2

?2n三、设系统的闭环传递函数为Gc(s)=，试求最

大超调量σ％=9.6%、峰值时间tp=0.2秒时的闭环传递函数的参数ξ和ωn的值。

???解：∵∵tp=

六、某系统如下图所示，试求其无阻尼自然频率ωn，阻尼比ζ，超调量σ％，峰值时间，调整时间s(△=0.02)。

解： 对于上图所示系统，首先应求出其传递函数，化成标准形式，然后可用公式求出各项特征量及瞬态响应指标。

s2?2??ns??2ntpt?%?e?21??2?100%=9.6% ∴ξ

=0.6

＝0.2

?n1??∴ωn=

?tp1??2?314.0.21?0.62?19.6rad/s

四、设一系统的闭环传递函数为Gc(s)=

?2ns2?2??ns??2n100Xo?s?1002s?50s?4?

???2Xi?s?1?100?0.02s?50s?4??2s?0.08s?0.04s?50s?4?，试求最大

与标准形式对比，可知

2wn?0.042?wn?0.08 ，

超调量σ％=5%、调整时间ts=2秒(△=0.05)时的闭环传递函数的参数ξ

和ωn的值。

???解：∵

?%?e1??2?100%=5% ∴ξ

=0.69 ∵ts

1. 控制系统对检测变送的基本要求是___准确___、__迅速__和 可靠 2. 从理论上讲，干扰通道存在纯滞后 不影响 系统的控制质量。 3. 离心泵的控制方案有 直流节流法 、改变泵的转速n 改变旁路回流量。效

率最差的是 改变旁路回流量 。 4. 随着控制通道的增益Ko的增加，控制作用___增强_______ ，克服干扰能力-___最大______,最大偏差_____减小_____系统的余差减小

5. 控制器的选择包括结构材质的选择、 口径的选择 、 流量特性的选择和

正反作用的选择。

6. 防积分饱和的措施有对控制器的输出限幅 、限制控制器积分部分的输出和 积分切除法。

7. 如果对象扰动通道增益Kf增加，扰动作用__增强__,系统的余差__增大__,最

大偏差_增大___。

8. 简单控制系统的组成，各部位的作用是什么？

解答：

简单控制系统由检测变送装置、控制器、执行器及被控对象组成。

检测变送装置的作用是检测被控变量的数值并将其转换为一种特定输出信号。

控制器的作用是接受检测装置送来的信号，与给定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果送往执行器。

执行器能自动地根据控制器送来的控制信号来改变操纵变量的数

1、 过程控制系统的六大被控变量（参数）：温度、压力、流量、液位（物位）、成分和物性。 2、工业生产对过程控制的要求：安全性、稳定性和经济性。 3、过程控制系统一般由被控过程（或称被控对象）、测量变送装置、控制器（或称调节器）和执行器等环节组成。

被控对象是指被控制的生产设备或装置。

常见的被控对象有加热炉、锅炉、分馏塔、干燥炉、压缩机等生产设备，或储存物料的槽、罐以及传送物料的管段等。

被控变量：需要进行自动控制的参数。 测量变送装置

测量变送装置一般由测量元件和变送器组成。被控变量是对象的输出变量，其一般为非电量物理量。

传感器：检测被控变量(非电量)，将其变成相应电信号 变送器：将此信号转换为标准电信号 标准电信号：

一种是0～10mA 直流电流信号

一种是4～20mA 直流电流信号或1～5V 的直流电压信号 如果是气动仪表，则应转换为1.96×104～9.8×104 Pa 的压力信号

控制器

控制器（调节器），将被控变量的测量值与设定值进行比较得到偏差信号，并按某种预定的控制规律进行运算，给出控制信号去操纵执行器。 执行器

执行器分电动执行器与气动执行器两大类，应用较多的是气动薄膜控制阀。 执行器接收控制器送来的控制信号，直接改变操纵

1、 过程控制系统的六大被控变量（参数）：温度、压力、流量、液位（物位）、成分和物性。 2、工业生产对过程控制的要求：安全性、稳定性和经济性。 3、过程控制系统一般由被控过程（或称被控对象）、测量变送装置、控制器（或称调节器）和执行器等环节组成。

被控对象是指被控制的生产设备或装置。

常见的被控对象有加热炉、锅炉、分馏塔、干燥炉、压缩机等生产设备，或储存物料的槽、罐以及传送物料的管段等。

被控变量：需要进行自动控制的参数。 测量变送装置

测量变送装置一般由测量元件和变送器组成。被控变量是对象的输出变量，其一般为非电量物理量。

传感器：检测被控变量(非电量)，将其变成相应电信号 变送器：将此信号转换为标准电信号 标准电信号：

一种是0～10mA 直流电流信号

一种是4～20mA 直流电流信号或1～5V 的直流电压信号 如果是气动仪表，则应转换为1.96×104～9.8×104 Pa 的压力信号

控制器

控制器（调节器），将被控变量的测量值与设定值进行比较得到偏差信号，并按某种预定的控制规律进行运算，给出控制信号去操纵执行器。 执行器

执行器分电动执行器与气动执行器两大类，应用较多的是气动薄膜控制阀。 执行器接收控制器送来的控制信号，直接改变操纵

一、 填空题 27、V-M系统的可逆线路有两种方法，即电枢反接可逆线路 和 励磁反接可逆线路 。 1、直流电动机有三种调速方案：（1）调节电枢供电电压 U；（2）减弱励磁磁通 ?；（3）改变电枢28、变流装置有整流和 逆变 两种状态，直流电动机有 电动 和制动两种状态。 回路电阻 R。 29、逻辑无环流可逆调速系统的结构特点是在可逆系统增加DLC，称为 无环流逻辑控制环节 ，2、当电流大到一定程度时才出现的电流负反馈，叫做 电流截止 负反馈。 包括 电平检测 、 逻辑判断 、 延时电路 、 联锁保护 四部分，3、额定励磁状态下的直流电动机电枢电流与直流电动机的电磁转矩成 正 比。 它的功能是根据系统运行情况实时地封锁原工作的一组晶闸管脉冲，然后 开放 原封锁的4、他励直流电动机的调速方法中，调压调速是从基速（额定转速）往 下 调，在不同转速一组晶闸管的脉冲。

下容许的输出 恒定，所以又称为 恒转矩 调速。调磁调速是从基速往 上 30、环流是指不流过电动机

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-- ２０10级智能控制基础期末

复习思考题

一重要概念解释

1 智能控制

所谓的智能控制,即设计一个控制器(或系统),使之具有学习、抽象、推理、决策等功能,并能根据环境信息的变化做出适应性反应,从而实现由人来完成的任务。

2 专家系统与专家控制

专家系统是一类包含知识和推理的智能计算机程序，其内部包含某领域专家水平的知识和经验,具有解决专门问题的能力。

专家控制是智能控制的一个重要分支。所谓专家控制，是将专家系统的理论和技术同控制理论、方法与技术相结合，在未知环境下,仿效专家的经验，实现对系统的控制。它由知识库和推理机构构成主体框架,通过对控制领域知识的获取与组织，按某种策略及时的选用恰当的规则进行推理输出，实现对实际对象的控制 3 模糊集合与模糊关系,模糊推理模糊控制

● １）模糊集合：给定论域U 上的一个模糊集A 是指:对任何元素u U ∈ 都存在一个数()[]

0,1A u μ∈与之对应,表示元素ｕ属于集合A 的程度,这个数称为元素u 对集合A 的隶属度,这个集合称为模糊集合。

● 模糊关系：二元模糊关系：设Ａ、B 是两个非空集合，则直积(){},|,A B a b a A b B ?=∈∈中的一个

模糊集合 称为从A 到B 的一个模糊关系。模糊关

模拟试卷一

一.填空题(每小题 1 分,共 10 分)

1.自动调节系统方块图中，给定值、测量值M和偏差e三者之间的关系是 。

2.可用一阶微分方程式描绘其动态特性的对象称为 。 3.弹性式压力计是根据弹性元件的 和所受压力成比例的原理工作的。

4.DDZ-Ⅱ调节仪表表现传输信号为0--10mA DC，DDZ--Ⅲ型调节仪表现场传输信号为 。

5.调节阀所能控制的 的比值称为调节阀的可调比。

6.电动执行器有 行程(DJK型)和直行程两钟。 7.比例积分调节规律的显著特点是 结束时无余差。

8.应用最为广泛的调节规律是 , 它适用于调节通道滞后较小、负荷变化不大、工艺参数不允许

有余差的系统。

9.一种前馈作用能够克服 种干扰。

10. 最广泛的应用是在开关逻辑运算和顺序控制领域。

二.单项选择题(每小题1分，共15分) 1.控制系统的反馈信号使得原来信号增强的叫做( )

A.负反馈 B.正反馈 C.前馈 D.回馈 2.过度过程品质指标中，余差C表示