过程控制与自动化仪表电子版

被控对象的数学模型

一、填空题(本大题共1小题,总计1分) 1.滞后时间又叫时滞，它是从输入产生变化的瞬间起，到它所引起的输出量开始变化的瞬间为止的___生变化的瞬间起，到它所引起的输出量开始变化的瞬间为止的___

二、选择题(本大题共31小题,总计62分) 1.当对象受到阶跃输入作用后，被控变量如果保持初始速度变化，达到新的稳态之所需的时间称为（ ）。

(A)时间常数 (B)滞后时间 (C)振荡周期 (D)过渡时间

2.被控对象可以存放物料量或能量的能力称为对象的（ ）。 (A)负荷 (B)容量 (C)时间常数 (D)惯性 3.被控对象在受到输入作用后，被控变量不能立即而迅速的变化，这种现象称为（ ）。 (A)滞后现象 (B)滞后时间 (C)容量滞后 (D)传递滞后

4.被控对象的传递滞后 ,输出变量的变化落后于输入变量变化的时间称为（ ）。 (A)滞后时间 (B)传递滞后 (C)滞后现象 (D)过渡滞后 5.被控对象的传递滞后也称为（ ）。

(A)容量滞后 (B)纯滞后 (C)过渡滞后 (D)系统滞后

6.一个具有容量滞后对象的反应曲如图所示，被控对

被控对象的数学模型

一、填空题(本大题共1小题,总计1分) 1.滞后时间又叫时滞，它是从输入产生变化的瞬间起，到它所引起的输出量开始变化的瞬间为止的___生变化的瞬间起，到它所引起的输出量开始变化的瞬间为止的___

二、选择题(本大题共31小题,总计62分) 1.当对象受到阶跃输入作用后，被控变量如果保持初始速度变化，达到新的稳态之所需的时间称为（ ）。

(A)时间常数 (B)滞后时间 (C)振荡周期 (D)过渡时间

2.被控对象可以存放物料量或能量的能力称为对象的（ ）。 (A)负荷 (B)容量 (C)时间常数 (D)惯性 3.被控对象在受到输入作用后，被控变量不能立即而迅速的变化，这种现象称为（ ）。 (A)滞后现象 (B)滞后时间 (C)容量滞后 (D)传递滞后

4.被控对象的传递滞后 ,输出变量的变化落后于输入变量变化的时间称为（ ）。 (A)滞后时间 (B)传递滞后 (C)滞后现象 (D)过渡滞后 5.被控对象的传递滞后也称为（ ）。

(A)容量滞后 (B)纯滞后 (C)过渡滞后 (D)系统滞后

6.一个具有容量滞后对象的反应曲如图所示，被控对

第一章 绪 论

? 本章提要

1. 2. 3. 4. 5.

过程控制系统的基本概念 过程控制的发展概况 过程控制系统的组成 过程控制的特点及分类

衡量过程控制系统的质量指标

? 授课内容

第一节 过程控制的发展概况

1. 基本概念

? 过程控制系统-----指自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位成分、粘度、湿度以及PH

值(氢离子浓度)等这样一些过程变量时的系统。(P3) ? 过程控制-----指工业部门生产过程的自动化。(P3)

2. 过程控制的重要性

? 进入90年代以来自动化技术发展很快，是重要的高科技技术。过程控制是自动化技术的重要组

成部分。在现代工业生产过程自动化电过程控制技术正在为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护环境卫生等方面起着越来越大的作用。 3. 过程控制的发展概况

? 19世纪40年代前后(手工阶段)：手工操作状态，凭经验人工控制生产过程，劳动生产率很低。 ? 19世纪50年代前后(仪表化与局部自动化阶段)：过程控制发展的第一个阶段，一些工厂企业实

现了仪表化和局部自动化。主要特点：检测和控制仪表-----采用基地式仪表和部分单元组合仪表(多数是气动仪表)；过程控

第一章 绪 论

? 本章提要

1. 2. 3. 4. 5.

过程控制系统的基本概念 过程控制的发展概况 过程控制系统的组成 过程控制的特点及分类

衡量过程控制系统的质量指标

? 授课内容

第一节 过程控制的发展概况

1. 基本概念

? 过程控制系统-----指自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位成分、粘度、湿度以及PH

值(氢离子浓度)等这样一些过程变量时的系统。(P3) ? 过程控制-----指工业部门生产过程的自动化。(P3)

2. 过程控制的重要性

? 进入90年代以来自动化技术发展很快，是重要的高科技技术。过程控制是自动化技术的重要组

成部分。在现代工业生产过程自动化电过程控制技术正在为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护环境卫生等方面起着越来越大的作用。 3. 过程控制的发展概况

? 19世纪40年代前后(手工阶段)：手工操作状态，凭经验人工控制生产过程，劳动生产率很低。 ? 19世纪50年代前后(仪表化与局部自动化阶段)：过程控制发展的第一个阶段，一些工厂企业实

现了仪表化和局部自动化。主要特点：检测和控制仪表-----采用基地式仪表和部分单元组合仪表(多数是气动仪表)；过程控

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

单项选择

第一本教材 自动检测与转换技术每章:练习题第一题 填空题

? 导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械变形，其电阻值也将随着发生变化，这种现象

称为应变效应。

? 热电阻传感器主要用于测量温度以及与温度有关的参量。在工业上，它被广泛用来测量

-200~+9600C范围内的温度。

? 热电偶分度表就是热电偶自由端（冷端）温度为00C时，反映热电偶工作端（热端）温度与输出

热电热之间的对应关系表格。

? 在变隙式差动电感传感器中，当衔铁随被测量移动而偏离中间位置时，两个线圈的电感量一个增

加，一个减少，形成差动形式。

? 电涡流传感器的基本工作原理是电涡流效应。

? 过程控制系统按设定值形式的不同分为三类；定值控制系统、程序控制系统 随动控制系统 ? 选择性控制系统中有两个控制器（或两个以上的变送器），通过高、低值选择器选出能适应生产

安全状况的控制信号，对生产过程进行自动控制的系统。

? 执行器它由执行机构和调节机构两部分组成，在自动控制系统中接受来自调节器的控制信号，将

之转换成角位移或直线位移输出。

? 过程控制为了便于分析自动控制系统的物质，可将控制系统按设定值形式的不同分为定值控制系

统、程序控制系统和随动控制系统三类。

? 过程控制

第 1 章（P15）

1、基本练习题

（ 1）简述过程控制的特点。

Q：1）系统由被控过程与系列化生产的自动化仪表组成；2）被控过程复杂多样，通用控制系统难以设计；3）控制方案丰富多彩，控制要求越来越高；4）控制过程大多属于慢变过程与参量控制；5）定值控制是过程控制的主要形式。

（2）什么是过程控制系统？试用框图表示其一般组成。Q：1）过程控制是生产过程自动化的简称。它泛指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制，是自动化技术的重要组成部分。过程控制通常是对生产过程中的温度、压力、流量、液位、成分和物性等工艺参数进行控制，使其保持为定值或按一定规律变化，以确保产品质量和生产安全，并使生产过程按最优化目标自动进行。2）组成框图：

（3）)单元组合式仪表的统一信号是如何规定的？Q：各个单元模块之间用统一的标准信号进行联络。1）模拟仪表的信号：气动 0.02~0.1MPa、电动Ⅲ型：4~20mADC 或 1~5V DC。2）数字式仪表的信号：无统一标准。

（4）试将图 1-2 加热炉控制系统流程图用框图表

示。Q：是串级控制系统。方块图：

《过程控制》教学大纲

一、内容简介

本教学大纲参照了相关专业的特点，结合自动化专业关于《过程控制与自动化仪表》课程的要求，按照国家教委颁布的〈自动控制课程教学基本要求〉制定的。本课程的内容有：过程控制概述和自动化仪表概述、过程参数的检测与变送、过程控制仪表、被控过程的数学模型、简单控制系统的设计、常用高性能过程控制系统、实现特殊工艺要求的过程控制系统、典型生产过程控制与工程设计等。 二、本课程的目的和任务

《过程控制》是自动化专业的重要专业课。本课程在系统简明地阐述常用过程量测控仪表和计算机控制系统基本原理和基本知识的基础上，同时介绍自动调节系统设计和整定的基础知识。通过本课程的学习可以使学生了解和掌握典型的过程检测和控制仪表的工作原理和工作性能，并能根据生产过程的特点和控制要求，选用适当的自动化仪表或计算机，组成实用型过程控制系统。使学生初步掌握系统工程设计的思想和方法 三、本课程与其它课程的关系

。学生在学习本课程之前，应学过以下课程：

·高等数学

·自动控制理论 本课程与高等数学的关系

本课程要用到的数学工具（微分、积分、微分方程求解、傅立叶级数等），应在高等数学课程中解决。

本课程与自动控制理论的关系

1什么是过程控制系统? 其基本分类方法有哪几种

答：过程控制是指在工业生产过程中自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位、成分、粘度、湿度和PH等这样一些过程变量的系统。

按过程控制系统的结构特点可进行如下分类： 1）反馈控制系统：反馈控制系统是根据系统被控量的偏差进行工作的，偏差值是控制的依据，最后达到消除或减小偏差的目的。 2）前馈控制系统：前馈控制系统直接根据扰动量的大小进行工作，扰动是控制的依据。由于它没有被控量的反馈，所以也称为开环控制系统。 3）前馈—反馈控制系统(复合控制系统)：开环前馈控制的最主要的优点是能针对主要扰动及时迅速地克服其对被控参数的影响；对于其余次要扰动，则利用反馈控制予以克服，使控制系统在稳态时能准确地使被控量控制在给定值上。 按给定值信号的特点可进行如下分类： 1）定值控制系统：就是系统被控量的给定值保持在规定值不变，或在小范围附近不变。 2) 程序控制系统：它是被控量的给定值按预定的时间程序变化工作的。控制的目的就是使系统被控量按工艺要求规定的程序自动变化。 3) 随动控制系统：它是一种被控量的给定值随时间任意变化的控制系统。其主要作用是克服一切扰动，使被控量快速跟随给定值而变化。

2—51 DDZ

第二章 过程建模

? 本章提要

1. 过程建模的基本概念 2. 单容过程的数学模型的建立 3. 多容过程的数学模型的建立 4. 用响应曲线法辨识过程的数学模型 5. 用相关统计法辨识过程的数学模型 6. 用最小二乘参数估计方法的系统辨识

? 授课内容 第一节 基本概念

在过程控制系统的分析和设计中，过程的数学模型是极其重要的基础资料。所以，建立过程的数学模型对于实现生产过程自动化有着十分重要的意义。

一个过程控制系统的优劣，主要取决于对生产工艺过程的了解和建立过程的数学模型。

1. 基本概念

? 被控过程-----指指正在运行中的多种多样的工艺生产设备。(P11) ? 被控过程的数学模型-----指过程在各输入量（包括控制量和扰动量）作用

下，其相应输出量（被控量）变化函数关系的数学表达式。(P11) ? 过程模型的两种描述形式：

? ?

非参量形式：即用曲线或数据表格来表示（形象、直观，但对进行系统的设计和综合不方便）。 参量形式：即用数学方程来表示（方便，描述形式有：微分方程、传递函数、差分方程、脉冲响应函数、状态方程和观察方程等）。

? 过程控制系统方框图：

? 内部扰动（基本扰动）-----通常是一个可控性良好的输入量，选作为控制