过程控制系统精彩试题及问题详解.doc

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1、三：简答题32分1.什么是PID，它有哪三个参数，各有什么作用?怎样控制？ 答：  PID是比例-积分-微分的简称。其三个参数及作用分别为：（1）比例参数KC，作用是加快调节，减小稳态误差。（2）积分参数Ki，作用是减小稳态误差，提高无差度（3）微分参数Kd，作用是能遇见偏差变化趋势，产生超前控制作用，减少超调量，减少调节时间。2．正反方向判断气开气关,如何选择？P84答：所谓起开式，是指当气体的压力信号增大时，阀门开大；气关式则相反，压力增大时，阀门关小。气动调节阀气开气关形式的选择，主要从工艺生产的安全来考虑的。详见例题3

2、-5气开气关调节阀的选择主要是从生产安全角度和工艺要求考虑的，当信号压力中断时应避免损坏设备和伤害操作人员。如阀门处于开的位置时危害性小，则应选气关式反之选用气开式。 3.控制器正反方向判断P133答：所谓作用方向，就是指输入作用后，输出的变化方向。当输入增加时，输出也增加，则成该环节为“正环节”，反之，当输入增加时，输出减少，则称“反作用”。具体步骤（1），判断被控对象的正/反作用那个方向，主要由工艺机理确定。（2）确定执行器的正/反作用方向由安全工艺条件决定。（3）确定广义对象的正/反作用方向（4）确定执行器的正/反作用方

3、向            4.串级系统方框图P176及特点是什么？答：特点（1）减小了被控对象的等效时间常数；（2）提高了系统工作频率；（3）对负载变化有一定的自适应能力。 5.前馈反馈的区别有哪些？答：（1）控制依据：反馈控制的本质是“基于偏差来消除偏差”，前馈控制是“基于扰动消除扰动对被控量的影响”。  （2）控制作用发生时间方面：反馈控制器的动作总是落后于扰动作用的发生，是一种“不及时”的控制；扰动发生后，前馈控制器及时动作。  （3）控制结构方面:反馈为闭环控制，存在稳定性问题，即使闭环环节中每个系统都是稳定的，但闭环

4、后稳定与否，还需要进一步分析；前馈属于开环控制，各环节稳定，系统必然稳定。  （4）校正围方面：反馈对各种扰动都有校核作用；前馈，只对被校核的前馈扰动有校正作用，其他则没有。（5）控制规律方面：反馈通常是PPIPDPID等典型规律；前馈控制规律较为复杂，不好掌握。四：计算题20分1.   稳态误差衰减比超调量的计算，详见课本第九页例题。2.   数学建模类大题。 一、简答题（40分）1、过程控制系统的主要特点是什么？2、热电阻在使用时要注意什么？为什么？请画出具体电路！3、何谓调节阀的气开、气关形式？在选用气动执行器时需考虑哪

5、些容？4、前馈控制与反馈控制各有什么特点？5、什么是比值控制系统？请画出一个单闭环比值控制系统的结构图。二、图示为氯乙烯装置中的聚合反应釜温度控制系统，氯乙烯在釜中进行聚合反应生成聚氯乙烯。反应中放出的热量由夹套中流动的冷却水源源不断地带走。聚合反应·釜的反应温度是聚合反应生产中的最重要参数。如果反应温度高于给定值，会使产品报废，甚至会引起爆炸。如果反应温度低于给定值，会使产品质量下降。为使反应釜的反应温度为恒值，设计了图示的控制系统。试确定图中所有控制系统的类型并画出结构图。试确定调节阀的气开、气关形式以及调节器的正反作用。

6、（10分）一、图示为某生产过程中的热交换器，为了满足被加热物料出口温度的工艺要求，采用工业废热水和蒸汽对其加热。当用热水不能满足出口温度要求时，则再同时使用蒸汽加热。试设计一个过程控制系统满足工艺要求。（20分）三、简答题（40分）1、过程控制系统的主要特点是什么？答：（1）、系统由系列生产的过程检测控制仪表组成（2）、被控对象的多样性（3）、控制方案的多样性（4）、控制过程属慢过程（5）、定值控制是过程控制中的一种主要控制形式。2、热电阻在使用时要注意什么？为什么？答：要使用三线制。因为热电阻在电桥中使用时要引线到现场，引线

7、也有电阻，但由于到现场的距离是随机的这样就会引起误差。3、何谓调节阀的气开、气关形式？在选用气动执行器时需考虑哪些容？答：气开阀：有控制气压信号（即调节器有输出信号）时阀门打开、无控制气压信号（即调节器有输出信号）时阀门关闭。气关阀：无控制气压信号（即调节器有输出信号）时阀门打开、有控制气压信号（即调节器有输出信号）时阀门关闭。在选择调节阀时要注意：（1）、调节阀的尺寸。（2）、气开、气关的选择（3）、调节阀流量特性的选择4、前馈控制与反馈控制各有什么特点？答：（1）前馈控制是开环控制，是及时的。反馈控制是不及时的。（2）前馈

8、控制只能克服那个可测而不可控的主要扰动量。而反馈控制可以克服前向通道上的所有扰动量。（3）前馈控制是根据扰动量大小进行的控制；而反馈控制是根据偏差来进行控制。（4）前馈控制的控制规律是由对象的特性决定的。而反馈控制的控制规律是通用的PID5、答：凡是用来实现两个或两个以上参数