过程控制考试题库(终结版)要点

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1、1．（5分）某控制系统用稳定边界法分别整定控制器参数，已知临界比例度，，试分别确定用PI和PID作用时的控制器参数。稳定边界法计算表如下。控制参数控制作用P2--PI2.20.85-PID1.70.50.13解：对于PI控制器查表得：对于PID控制器查表得：2．（5分）某控制系统用4：1衰减曲线法分别整定控制器参数。将积分时间调至最大，微分时间调至最小，对系统施加阶跃信号，经过调节后系统的衰减比为4：1，此时记录下来的比例度和时间参数。试分别确定用PI和PID作用时的控制器参数。4：1衰减曲线整定经验参数表

2、如下。控制参数控制作用P--PI1.20.5-PID0.80.30.1解：对于PI控制器查表得：13对于PID控制器查表得：1．（10分）一个流量双闭环比值控制系统如题5.2图所示。其比值用DDZ-Ⅲ型乘法器实现。已知，。求：a)画出控制系统的结构图。b)当时，比值控制系统的比值及比值系数分别为多少。c)待比值系统稳定时，测得，试计算此时的为多大。题5.2图流量双闭环比值控制系统原理图解：1)由于得②所以①②2)由仪表的比例系数定义，①得：②13即：②1．一个比值流量控制系统用DDZ-Ⅲ型乘法器来进行比值运

3、算，其原理图如题3图所示。流量用孔板配差压变送器来测量，但没有开方器，已知kg/h，kg/h。a)试画出比值控制系统的结构图。b)如果要求比值为，应如何设置乘法器的设定值。（乘法器的输出）题3图单闭环乘法比值控制系统原理图解：流量的最大量程分别为，。流量与检测电流的关系为，，，流量比值为，乘法器的输出为。稳态时有，即：，，。不加开方器情况，要进行非线性处理：乘法器的设置值：①②③④⑤六、应用题（15）1.13为了获得被控对象的动态特性，常用的实验方法之一是给被控对象施加一个阶跃扰动信号，观察其响应，从而有观

4、察到的信息分析其特性。但由于某些生产过程的被控对象不允许长时间施加这样的干扰信号，所以人们采用矩形脉冲信号取代阶跃扰动，获得观测数据，再将脉冲响应曲线转换成阶跃响应曲线，以便于特性提取。题图6为一个矩形扰动脉冲x（宽度为t0，高度为A）施加到被控对象上的响应曲线y。用所学过的控制理论知识，将该脉冲响应曲线转换成高度为A的阶跃信号响应曲线。要求分析转换机理，写出转换步骤。题6图矩形脉冲输入/输出曲线阶跃响应曲线⑤答：设被控对象特性为线性特性，由叠加原理，输入一个矩形脉冲信号，相当于施加两个阶跃信号，一个在t=

5、0处，另一个在t=t0处。⑤设阶跃响应为y1，将所测绘的响应曲线按时间间隔t0等分。在第一区间，y1(t0)=y1(t0)。在第二区间y1(2t0)=y(2t0)+y1(t0)。第三区间，y1(3t0)=y(3t0)+y1(2t0)。以此类推，将前一区间的阶跃响应曲线叠加到本区间的脉冲响应曲线上，即可得到本区间的阶跃响应曲线。⑤其响应曲线见下图。1.为了获得被控对象的动态特性，常用的实验方法之一是给被控对象施加一个阶跃扰动信号，观察其响应，从而有观察到的信息分析其特性。但由于某些生产过程的被控对象不允许长时

6、间施加这样的干扰信号，所以人们采用矩形脉冲信号取代阶跃扰动，获得观测数据，再将脉冲响应曲线转换成阶跃响应曲线，以便于特性提取。题图6为一个矩形扰动脉冲x（宽度为t0，高度为A）施加到被控对象上的响应曲线y。用所学过的控制理论知识，将该脉冲响应曲线转换成高度为A的阶跃信号响应曲线。要求分析转换机理，写出转换步骤。131.在某一蒸汽加热器的控制系统中，用响应曲线法进行参数调整。当电动单元组合控制器的输出从6mA改变到7mA时，温度记录仪的指针从85℃升到87.8℃，从原来的稳定状态达到新的稳定状态。仪表的刻度为

7、50~100℃，并测出纯滞后时间t0=1.2min,时间常数T0=2.5min。如采用PI和PID控制规律，试确定出整定参数（响应曲线法控制器参数整定经验公式见附表）。解：输入增量为：mA输出增量为：℃输入量程差为：mA输出量程差为：℃所以，由查表得：在选用PI控制器时，min在选择PID控制器时，minmin131.用分度号为K的镍铬-镍硅热电偶测量温度，在没有采取冷端温度补偿的情况下，显示仪表指示值为500℃，而这时冷端温度为60℃。试问：实际温度应为多少？答：如果热端温度不变，设法使冷端温度保持在20

8、℃，此时显示仪表的指示值应为多少？***************************解：显示仪表指示值为500时，查表可得此时显示仪表的实际输入电势为20.64mV，由于这个电势是由热电偶产生的，即同样，查表可得：由23.076mV查表可得：t=557℃。即实际温度为557℃。当热端为557℃，冷端为20℃时，由于E（20，0）=0.798mV,故有：由此电势，查表可得显示仪表指示值应为538.4℃。2.（1