《過程控制工程》期末復習題一、（每空1分）填空題：1、對于一個比例積分微分（PID）控制器來說，積分時間越小則積分作用越 ；微分時間越小，則微分作用越 2、三種常用的均勻控制方案包括 、 、 3、常規(guī)PID控制器中的P指 作用、I指 作用、 D指 作用 4、用于輸送流體和提高流體壓頭的機械設備統稱為流體輸送設備，其中輸送液體并提高其壓頭的機械稱為 ，而輸送氣體并提高其壓頭的機械稱為 5、工程上常用的幾種整定PID控制器參數的方法是 、 、 、 6、請舉出我們曾經學過的三種復雜控制系統： 、 、 7、比值系統控制系統從結構上可分為四種，分別是開環(huán)比值控制系統、 、 、 四種 8、調節(jié)閥的固有流量特性主要有 、 、 、 四種。

9、比值系統控制系統從結構上可分為四種，分別是開環(huán)比值控制系統、 、 、 四種 10、單回路控制系統一般由 、 、 、 四個環(huán)節(jié)組成11、常見的傳熱設備有 、 、 等12、要消除系統的穩(wěn)態(tài)誤差，通常選用 控制器13、用來評價控制系統性能優(yōu)劣的階躍響應曲線性能指標分別是 、 、 、振蕩頻率和回復時間等14、工程上進行PID控制器參數整定時，隨動系統的控制品質要求衰減比為 ，定值系統中控制品質要求衰減比為 15、常見的傳熱設備有 、 、 等16、精餾裝置一般由 、 、 、 等設備組成精餾塔產品質量指標選擇有直接產品質量指標和 兩類二、選擇題（10分，每小題2分）1、成分、溫度調節(jié)系統的調節(jié)規(guī)律，通常選用（ ） A.? PI B. PD C. PID2、 自動控制系統中控制器正、反作用的確定是根據（ ）。

A．實現閉環(huán)回路的正反饋 B．實現閉環(huán)回路的負反饋 C．系統放大倍數恰到好處 D．生產的安全性3、單純的前饋調節(jié)是一種能對（ ）進行補償的調節(jié)系統 A． 測量與給定之間的偏差 B． 被調量的變化 C． 干擾量的變化4、分程控制系統常要加裝（ ）來達到分程的目的 A．調節(jié)器 B.變送器 C.閥門定位器5、在某一分離異丁烷與正丁烷的精餾塔中，微小的壓力波動也會影響溫度的變化，同時壓力波動引起的各板上溫度變化的方向是一致的，此時應選擇（ ）作為間接質量指標進行控制 A．靈敏板溫度 B.溫差 C.雙溫差6、如果甲乙兩個廣義調節(jié)對象的動態(tài)特性完全相同（如均為二階對象），甲采用PI作用調節(jié)器，乙采用P作用調節(jié)器當比例帶的數值完全相同時，甲，乙兩系統的振蕩程度相比 A. 甲系統振蕩程度比乙系統劇烈 B. 乙系統振蕩程度比甲系統劇烈 C. 甲、乙兩系統的振蕩程度相同7、 定值控制系統是（ ）環(huán)調節(jié)，單純的前饋控制系統是（ ）環(huán)調節(jié)A．開，閉B．閉，開C．開，開D．閉，閉8、在選擇性控制系統中防積分飽合一般采用（ ）方法。

A．限幅法 B．外反饋法 C．積分切除法9、控制系統在純比例作用下已整定好，加入積分作用后，為保證原穩(wěn)定度，此時應將比例度（ ） A.增大 B.減小 C.不變10、在某一分離甲苯－二甲苯的精餾塔中，微小的壓力波動也會影響溫度的變化，同時壓力波動引起的各板上溫度變化的方向是一致的，此時應選擇（ ）作為間接質量指標進行控制 A．靈敏板溫度 B.溫差 C.雙溫差三、簡答題（每題5分）1、在一個串級控制系統中，原來選用30的氣開閥，后來因為負荷減小，改用20口徑，同時改用氣關閥問： （1）主、副控制器的正、反作用是否需要改變？如需要，應如何改變？ （2）主、副控制器的比例度和積分時間是否需要改變？如需要，又如何改變？ 2、為什么要考慮控制器的正、反作用選擇？ 3、什么是分程控制系統？主要應用在什么場合？ 4、離心式壓縮機防喘振控制方案有哪幾種？各適用什么場合？5、什么是鍋爐汽包水位的三沖量控制系統？為什么要引入三沖量進行控制？ 6、什么是控制器的參數整定？工程上常用的控制器參數整定有幾種方法？ 7、什么是鍋爐系統中汽包水位的“虛假液位”現象？說出兩種能夠克服虛假液位影響的控制方案。

8、什么是控制器的積分飽和現象？產生積分飽和的條件是什么？ 9、什么是離心式壓縮機的喘振？10、前饋與反饋控制系統相比有什么不同？11、什么是選擇性控制系統？設計選擇性控制系統時要考慮哪些問題？12、均勻控制系統的目的和特點是什么？（5分） 13、汽包水位的虛假液位現象是怎么回事？采用何種控制方案能夠克服虛假液位的影響？（5分） 14、往復泵的流量控制方案有哪些？各有什么優(yōu)缺點？（5分）15、什么叫比值控制系統？ （4分）16、前饋控制具有什么特點？為什么采用前饋-反饋復合系統將能較大地改善系統的控制品質？（4分）四、（15分）如圖1所示單容水槽，其進口流量來自上一工序，不可控，控制目標是保證水槽的液位恒定1、試對該對象設計一簡單控制系統，畫出系統的控制流程圖（10分）2、分別指出系統的受控變量、操作變量和主要擾動變量（5分）出口流量進口流量圖1五、（15分）計算題工藝要求兩流體的流量比為F2/F1=1/1.2，其中F1為和F2是體積流量F1的流量不可控，儀表量程是0～3200Nm3/h，F2的流量可調，儀表量程是0～2400Nm3/h試畫出控制流程圖，并計算比值系數K六、（20分）精餾塔是化工、煉油生產中應用極為廣泛的傳熱傳質設備，其目的是將混合物中的各組分分離，達到規(guī)定的純度。

試問1、精餾裝置一般由哪些設備組成？畫出精餾塔的物料流程圖（5分）2、精餾塔可選的操縱變量是哪些？（5分）3、以精餾段指標為受控變量，設計一種精餾塔的基本控制方案，并畫出控制流程圖10分）七、（15分）某聚合反應釜內進行放熱反應，釜溫過高會發(fā)生事故，為此采用夾套水冷卻由于釜溫控制要求較高，且冷卻水壓力、溫度波動較大，故設置控制系統如圖2所示問：1、這是什么類型的控制系統？試畫出其方框圖，說明主變量和副變量分別是什么？（5分）2、選擇控制閥的氣開、氣關型式2分）3、確定控制器的正反作用3分）4、如果干擾是冷卻水的溫度波動和進料溫度波動時，試簡述其控制過程5分）圖2八、（15分）計算題如圖3所示為一單閉環(huán)比值控制系統主物料A的流量經差壓變送器、開方器后的信號送往除法器，與副物料流量的信號相除，除法器的輸出為，設系統采用的是DDZ-Ⅲ型儀表，，，工藝要求兩流量的比值為1、 計算流量控制器FC的比值系數應設定為多少？（5分）2、 畫出上述系統的方塊圖5分）3、 如控制閥選定為氣關型，試確定控制器FC的正反作用（5分）開方器開方器FC比值設定圖3九、（15分）某精餾塔的控制方案如圖4所示1、試分析該控制方案由哪些控制系統組成？（5分）2、指出各個控制系統的操縱變量和受控變量分別是什么？（5分）3、請判斷該控制方案是物料平衡控制還是能量平衡控制？是按照精餾段指標進行控制還是按照提餾段指標進行控制？（5分）精餾塔進料FLCLCFCTCDBLRFCPC圖4 十、（10分）請舉出一種你在生產或生活中所見到的控制系統的例子，并運用過程控制工程中所學到的知識對該控制系統的設計和實施進行分析和說明。

內容包括：（1）過程的工藝，控制的要求， （2）控制方案的設計（3）控制器控制規(guī)律的選擇（4）用到的自控設備（5）其它相關的內容十一、（15分） 如圖5所示為一蒸汽加熱器溫度控制系統 （1）指出該系統中的受控變量、操縱變量、受控對象分別是什么？（3分） （2）該系統可能的干擾有哪些？（2分） （3）畫出該系統的控制系統方框圖5分） （4）如果被加熱物料過熱易分解時，試確定控制閥的氣開、氣關型式和控制器的正、反作用5分）TC冷物料熱物料蒸汽冷凝水圖 5 蒸汽加熱器的溫度控制十二、（15分）計算題在含堿廢水的處理過程中，往往采用加酸中和的方法，使得處理后的廢水的PH值為7現有一工業(yè)含堿廢水處理流程，工藝流程如圖6所示工藝要求F2/F1=1/1.2，其中F1為含堿廢水的體積流量，F2為酸液的體積流量含堿廢水的流量不可控，儀表量程是0～3600Nm3/h，酸液的流量可調，儀表量程是0～2400Nm3/h1、 試設計一比值控制系統以滿足上述工藝要求，并畫出該系統的控制流程圖和方框圖5分）2、 計算比值系數K5分）3、 主物料和從物料分別是什么？（2分）4、 簡述當主物料變化時，系統的控制過程。

3分） F1F2 酸液含堿廢水中和池圖6十三、（15分）如圖7所示液體儲罐，其進口流量不可控，出口流量可控，控制目標是保證儲罐的液位恒定1、試對該對象設計一簡單控制系統，畫出系統的控制原理方框圖（5分）；2、分別指出系統的受控變量、操縱變量和主要擾動變量（5分）；3、假定出口調節(jié)閥為氣開閥，試確定控制器的正反作用（5分）出口流量圖7十四、（20分）如圖8所示加熱爐被加熱物料出口溫度與燃料油壓力的串級控制系統，工藝安全條件是：一旦發(fā)生重大事故，立即切斷燃料油的供應試確定：1）畫出該串級控制系統的方框圖；（5分）2）調節(jié)閥的氣開、氣關形式；（5分）3）主、副調節(jié)器的正反作用10分）加熱爐被加熱物料進口PCPT被加熱物料出口TTTC燃料油圖8十五、（15分）在離心泵的流量控制中，往往采用直接節(jié)流的方案試問：1、在直接節(jié)流法中的調節(jié)閥一般是裝在離心泵的入口還是出口？分析其原因（10分） 2、給出直接節(jié)流法控制離心泵流量的控制流程圖（5分） 十六、（15分）壓縮機吸入罐壓力與壓縮機入口流量選擇性控制系統如圖9所示為防止吸入罐壓力過低導致吸入罐被吸癟，又防止壓縮機流量過低而產生喘振的雙重目的，試確定1、系統中氣體返回控制閥的開、閉形式（5分）2、控制器的正、反作用（5分）3、選擇器的類型（5分。