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020 人参与  2023-09-22 19:57:37  分类 :电子信息题库
第一章 控制系统的基本概念

1.1 控制系统的组成及方框图随堂测验

1、生产过程自动化是提高社会生产力的有力工具之一，它在确保生产正常运行、提高产品质量、降低能耗、降低生产成本、 、 、保护环境等方面有巨大作用。

2、自动控制系统主要组成环节有 、 、 、 。

3、工业生产对过程装备控制的要求是多方面的，可以归纳为 、 、 。

4、过程装备控制的任务是针对过程装备涉及的包括液位、成分、物性、 、 、 在内的 进行控制。

5、自动控制系统主要组成环节有 、 、 、 。

1.2 控制系统的分类及性能指标随堂测验

1、反馈和前馈控制都需要一个被测变量。

2、反馈控制所采取的控制作用与那些已在设计中用过的模型精度无关，也与干扰源无关。

3、前馈控制会提供精确的控制作用，这意味着输出可能维持在设定值，即使过程模型是不准确的。

4、前馈控制在理论意义上是完美的，控制器会通过操作量采取控制动作，以使被控量等于期望值。

5、被控变量在反馈控制中是要测量的。

6、自动控制系统按系统客服干扰的方法划分，可以分为 、 、 。

7、在阶跃干扰作用下，控制系统的过度过程的基本形式有 、 、 、 。

8、表示衰减辰荡过程的控制指标有 、 、 、 、 。

1.2 课后作业

1、什么是自动控制系统的方框图?它与工艺流程图有什么不同?

2、在自动控制系统中，什么是干扰作用?什么是控制作用?两者有什么关系?

3、在图中的换热器出口温度控制系统中，工艺要求热物料出口温度保持为某一设定值。 ①试画出该控制系统的方框图； ②方框图中各环节的输入信号和输出信号是什么?整个系统的输入信号和输出信号又是什么? ③系统在遇到干扰作用(例如冷物料流量突然增大δqv)时，该系统是如何实现自动控制的?

4、图中为储槽液位控制系统，工艺要求液位保持为某一数值。 ①试画出该系统的方框图； ②指出该系统中被控对象、被控变量、操纵变量、干扰作用各是什么?

5、图中给出了一个带有一种进料和两种产品的蒸馏塔。试分析，该系统中被控对象、被控变量，操纵变量、干扰作用各是什么?

6、考虑由一个天然气加热炉和一个温度控制器组成的家用加热系统，控制对象是一个被加热的内部空间。温度自动控制装置包括了测量元件和控制器。加热炉处于进行加热或停止加热这两种状况。试为此控制系统画出控制方框图，在图中标明被控量、操作量和干扰量，而且一定要包括那些影响室内温度的几种可能的干扰源。

1.3课后作业

1、什么是闭环控制?什么是开环控制?定值控制系统为什么必须是一个闭环负反馈系统?

2、自动控制系统可以按照哪些指标分类?试列举出两种分类方法及分类内容。

3、什么是自动控制系统的过渡过程?

4、试画出衰减比分别为n<1、n=1、n>1、n→∞时的过渡过程曲线。

第二章 过程控制系统设计基础

2.1 数学模型随堂测验

1、动态特性有杜仲表示方法，除了最直观的 外，一般采用 来精确描述。

2.2 被控对象的动态特性随堂测验

1、被控对象的特性参数有 、 、 。

2.3 控制器的动态特性随堂测验

1、控制器额种类有很多，但其基本的控制规律可以归为位式、比例、 、 。

2.4 单回路控制系统随堂测验

1、控制器参数整定方法有很多种，通常非为两类： 和 。

2.1课后作业

1、什么是系统的动态特性？动态特性的表示方法有哪些？

2、如图所示的是一个液体上方具有不可压缩气体的封闭水箱流动系统。试推导出一个从液位h到输入流qi的非稳态模型。此系统的运行与环境压力pa无关吗？一个向大气开放的系统是怎样的情况？可能要做到下列假设： a) 气体服从理想气体定律，水箱中的气体的质量mg，为n摩尔； b) 系统是等温的； c) 流体流过阀门时呈平方根关系； d) 阀门r是线性阀。

2.2课后作业

1、什么是被控对象的特性？表征被控对象特性的参数有哪些？它们的物理意义是什么？、

2、为什么说放大系数是对象的静态特性，而时间常数和滞后时间是动态特性？

3、什么是被控对象的控制通道？什么是干扰通道？

4、在控制系统中，对象的放大系数、时间常数、滞后时间对控制有什么影响？

5、试从图中某对象的反应曲线中，表示出该对象的放大系数、时间常数和滞后时间。

2.3课后作业

1、什么是控制器的控制规律？控制器有哪几种基本控制规律？

2、什么是双位控制、比例控制、积分控制、微分控制？它们各有什么特点？

3、什么是余差？为什么单纯的比例控制不能消除余差而积分控制能消除余差？

4、为什么积分控制规律一般不单独使用？

5、比例、积分、微分控制分别用什么量表示其控制作用的强弱？并分别说明它们对控制质量的影响。

6、试画出在阶跃输入作用下，比例、比例积分、比例积分微分控制器的输出特性曲线。

7、某液位的阶跃响应实验测得如下数值： t/s 0 10 20 40 60 80 100 140 180 250 300 400 500 600 h/mm 0 0 0.2 0.8 2.0 3.6 5.4 8.8 11.8 14.4 16.6 18.4 19.2 19.6 当其阶跃扰动量为δu=20%时，试求： a) 画出液位过程的阶跃响应曲线； b) 确定液位过程中的k、t、τ（设该过程用一阶惯性加纯滞后环节近似描述）。

8、比例积分微分控制器有什么特点？

9、控制器参数整定的目的是什么？工程上常用的整定方法有哪些？

10、控制器控制规律选择的依据是什么？

2.4课后作业

1、设计控制系统时，必须确定和考虑哪些方面的问题？

2、试简述控制系统设计的步骤。

第三章 复杂控制系统

3.1 串级控制系统随堂测验

1、串级控制系统一般由 、 、 和 组成。

3.2 前馈控制系统随堂测验

1、静态参数值过小，合适和过大会有三种影响，分别为 、 、 。

3.3 比值控制系统随堂测验

1、定比值控制系统可以分为三类，为： 、 、 。

3.4 选择性控制系统随堂测验

1、根据积分饱和产生的条件，防止措施可以选择 、 、 等。

3.5 均匀控制和分程控制系统随堂测验

1、实现均匀控制，有下列三种方案 、 、 。

3.1课后作业

1、复杂控制系统与单回路控制系统在系统方框图上体现的区别是什么?

2、常见的复杂控制系统有哪几类?

3、什么是串级控制系统?画出一般串级控制系统的方框图?它有什么特点?什么情况下采用串级控制？

4、串级控制系统中的副回路和主回路各起什么作用?为什么?

3.2课后作业

1、什么是前馈控制系统?应用在什么场合?

2、前馈控制系统的特点有哪些?其与反馈控制系统有哪些基本区别?

3、前馈控制系统的主要结构形式有哪些?分别适应什么场合?

4、前馈控制系统哪些参数需要整定，如何整定?

3.3课后作业

1、什么是比值控制系统?它有哪几种类型?

2、比值控制系统的实施有哪几种情况，各自的特点有哪些？

3、比值控制系统中，其控制器的参数整定步骤有哪些?

3.4课后作业

1、选择性控制系统的特点是什么?应用在什么场合？

2、选择性控制的类型有哪些?各有什么特点?

3、什么是选择性控制系统中的积分饱和现象?如何防止该现象的发生?

3.5课后作业

1、均匀控制的目的和特点是什么?

2、均匀控制的类型有哪几种?各自应用在什么场合?

3、试举例说明一种串级均匀控制的参数整定方法。

4、试画图说明分程控制系统中控制阀的同向和异向动作的过程特性区别。

第四章 过程检测技术

4.1.1 测量的基本概念随堂测验

1、为了保证准确提取被测量的信息，传感器必须满足如下要求 、 、 。

4.1.2 测量与误差的基本知识随堂测验

1、根据测量误差的性质，可将其分为 、 、 三类。

4.1.3 仪器仪表的主要性能指标随堂测验

1、仪器在出厂检验时，其示值的最大引用误差不能超过规定的允许值，此值称为 。

4.2.1 压力测量(i)随堂测验

1、液柱式压力计的种类很多，常用的有 、 、 。

4.2.2 压力测量(ii)随堂测验

1、压力计量程的选择要根据被测压力的范围，再加上一定的富裕量，一般原则是：对弹性压力计，为避免超负荷破坏，被测压力的额定值为压力计满量程的（ ）：为了满足测量精度的要求，被测压力的最小值也不应低于满量程的（ ）；如果测量脉动变化的压力，被测压力的正常值应在压力计测量范围的（ ）。
    a、2/3
    b、3/4
    c、1/3
    d、1/2

4.3.1 温度测量(i)随堂测验

1、热膨胀式温度计有 、 。

4.3.2 温度测量(ii)随堂测验

1、热电偶有几条简单的定律，为热电偶的灵活应用提供了充足的理论基础，包括匀质导体定律、 、 、标准电极定则。

4.3.3 温度测量(iii)随堂测验

1、在实际应用中，冷端温度大多是变化的，从而给测量带来误差。常用的修正方法有 、 、 。

4.4.1 流量测量(i)随堂测验

1、用于流量测量的仪表叫流量计，常用的流量计有： 、 、 等。

4.4.2 流量测量(ii)随堂测验

1、节流装置是将管道中的流体的流速转变成 。

4.5.1 液位测量(i)随堂测验

1、浮力式液位计是根据 对液位进行测量。

4.5.2 液位测量(ii)随堂测验

1、静压式液位计可分为 、 、 。

4.6 物质成分分析随堂测验

1、成分分析仪种类繁多，按其工作原理可分为 、 、 、 等。

4.1.1课后作业

1、简述直接测量法和间接测量法的定义，指出它们的异同和使用场合。

2、测量仪表的主要性能指标有哪些？传感器的主要特性有哪些？

4.1.2课后作业

1、举例说明系统误差、随机误差和粗大误差的含义及减小误差的方法。

2、试述绝对误差、相对误差和引用误差的定义，举例说明各自的用途。

3、

4、用一温度计测量某介质温度，40%的读数误差小于0.5℃，用线性插值法估计该温度计的标准差，并计算误差小于0.75℃的概率。

4.1.3课后作业

1、检定一只量程为5a的电流表，结果如下： 输入量/a 1 2 3 4 5 示值/a 1.10 1.98 3.01 4.08 5.02 （1）试求仪表各示值的绝对误差、实际相对误差、示值相对误差和引用误差。 （2）确定仪表的精度等级。

2、在等精度测量条件下对某透平机械的转速进行了20次测量，获得如下一列测量值（r/min）： 4753.1 4757.5 4752.7 4752.8 4752.1 4749.2 4750.6 4751.0 4753.9 4751.2 4750.2 4753.3 4752.1 4751.2 4752.3 4748.4 4752.5 4754.7 4750.0 4751.0 试求该透平机转速（设测量结果的置信频率p=95%）。

3、现有精度等级为1.5级、2.0级和2.5级的三块仪表，测量范围分别为0--100℃、-50--550℃和-100--500℃。现需测量500℃左右的温度，要求测量的相对误差不超过2.5%，选用哪块表比较合适？

4、检定一台测量范围为0--6mm的位移测量仪表，结果如下（单位为mm）： 位移 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 上行程示值 0 0.34 0.69 1.06 1.41 1.77 2.04 2.45 2.81 3.20 3.67 4.07 4.37 下行程示值 0 0.40 0.77 1.14 1.52 1.90 2.27 2.65 3.02 3.38 3.72 4.06 4.37 （1）试画出上下行程的输入输出特性曲线； （2）求该仪表的线性度（以上行曲线为例）； （3）确定该表的迟滞误差。

4.2课后作业

1、用u形管压力计（封液为水银）测量管道中水的压力。压力计在管道下面1.5m（至肘管端口）处，压力计通大气一侧肘管内水银面距端口80mm，两管水银面高度差h=140mm。求水的表压力（pa）。

2、液柱式压力计有哪些主要类型？试分析其误差。

3、试述弹簧管压力计弹簧管结构特点与测压原理。

4、已知被测压力在范围0.7--1mpa内波动，要求测量的绝对误差不得超过0.02mpa，试选定压力计的量程和精度等级。可供选择的压力计量程系列为：0--0.6mpa；0--1.0mpa；0--1.6mpa；0--2.5mpa。

5、用400kpa标准压力表来检验250kpa的1.5级压力表，问标准压力表应选几级精度？

6、比较压电式压力计和压阻式压力计的动态特性，如果需要测量管道内湍流的脉动压力，应该选用哪种压力计？

7、简述压力计选用注意事项。

4.3课后作业

1、概述膨胀式温度计的工作原理与主要特点。

2、热电偶有哪些特点？各种标准热电偶应如何选用？

3、用普通导线和补偿导线作热电偶的延长线，效果有何不同？试证明补偿导线的补偿作用。

4、一台电子自动测温计，精度等级为0.5级，测量范围为0--300℃，经校验发现最大绝对误差为4℃，试问该表合格吗，若不合格，应定为几级？

5、1. 用分度号为s的热电偶与动圈仪表构成的测温系统，冷端补偿器的平衡点温度在20℃。图中，t=1300℃，t1=80℃，t2=25℃，t0=30℃；动圈仪表的机械零位为0℃。试求： （1）仪表的温度示值是多少？ （2）如何处理可使示值与实际温度相符？ （3）把补偿导线改为铜线时，示值变为多少？

6、1. 用热电阻检测温度时，当测点与仪表间的距离较远时，应如何避免引线电阻带来的误差？

第五章 过程控制装置

5.1 变送器随堂测验

1、差压变送器用来把 、 、 等转换成统一标准信号。

5.2 控制器随堂测验

1、基本控制系统类型包括比例控制、积分控制、比例积分控制、 、 。

5.3.1 气动执行器随堂测验

1、气动执行器由 和 两部分组成。

5.3.2 执行器流量特性随堂测验

1、对数流量特性中控制阀的放大系数随相对流量的增大而（ ）
    a、减小
    b、增大
    c、不变
    d、不确定

5.3.3 电动执行器随堂测验

1、电动执行机构可分为 和 两种。

5.3.4 典型系统执行器的选择随堂测验

1、针对换热器控制系统，一般选择 作为执行器。

5.1课后作业

1、ddz-iii型电动差压变送器是按什么原理工作的?它是由哪几部分组成的?试简述其工作过程。

2、ddz-iii型温度交送器为什么要采用线性化措施?热电偶温度变送器是怎祥实现线性化的?

3、试分析四线制变送器与两线制变送器与电源的连接方式并面出示意图。

4、本质安全防爆型系统是由哪些要索构成的?需要采取哪些措施才能确保整个系统达到防爆要求?

5、试分析电动差压变送器如何实现量程迁移(零点迁移)的?

5.2课后作业

1、试分析气动控制仪表与电动控制仪表各自具有什么特点?

2、pid控制器是由哪些基本部分组成的?试分析各部分所完成的功能。

3、何为基型控制器?它具有哪些主要特点?

4、试说明基型控制器产生积分饱和现象的原因。

5、试分析dtz-2100型全刻度指示控制器的工作原理。它是由哪些部分组成的?各部分的主要功能是什么?

6、ddz-iii型控制器的输入电路为什么要进行电平移动?

7、有一电动比例控制器,其输入电流范围为4~20ma.，输出电压范围为1~5v，试计算当比例度规定在40%时，输入电流变化4ma所引起的输出电压变化量为多少?

8、在ddz-iii型控制器中，什么是软手操状态?什么是硬手操状态?如何实现控制器无扰动切换?

5.3.1课后作业

1、气动执行器主要由哪些部分组成的？各部分的作用是什么?

5.3.2课后作业

1、试分析说明控制阀的流量特性、理想流量特性及工作流量特性。

2、何为阻塞流?它有什么意义?

3、流量系数的定义是什么?试写出不可压缩流体的流量系数计算的基本公式。

4、气动控制阀的执行机构的正、反作用形式是如何定义的?在结构上有何不同?

5、

6、

7、

8、

5.3.3课后作业

1、试分析电-气转换器的工作原理

2、试简述电-气阀门定位器的工作原理。

3、试分析dkz型直行程电动执行器的组成特点。它的基木组成有哪些部分?各部分的功能是什么?

5.3.4课后作业

1、试设计典型换热器控制系统，画出方框图，给出各环节传递函数，获得阶跃响应曲线。

第六章 计算机控制系统

6.1 计算机控制系统概述随堂测验

1、计算机控制系统的控制过程分为下列三个步骤1、 2、 3、 。

6.2 a/d和d/a转换器随堂测验

1、微机测控系统中的模拟量检测技术最主要的电路是a/d转换器，他的作用是将模拟量转换成

6.3 计算机测试系统随堂测验

1、计算机测试系统可以应用于 、 和 。

6.4 直接数字控制系统随堂测验

1、在ddc系统中，微型计算机最主要的任务就是 ，以实现控制规律。

6.5 改进pid算法和采样周期选择随堂测验

1、为了克服积分饱和作用带来的不利影响，主要有两种修正算法 、 。

6.6 集散控制系统和现场总线控制系统随堂测验

1、dcs的体系结构通常为三级： 、 和 。

6.7 计算机控制系统的设计与实现随堂测验

1、对于不同的被控对象，计算机控制系统设计的要求大体如下： 、 、 、 、 。

6.8 提高计算机控制系统可靠性的措施随堂测验

1、通用的冗余系统，按其结构形式可分为 、 、 。

第七章 典型过程控制系统应用方案

7.1 热交换器温度反馈-静态前馈控制系统随堂测验

1、根据稳态时的热平衡关系，若不考虑散热损失，则加热介质释放的热量应该（ ）被加热介质吸收的热量
    a、大于
    b、等于
    c、小于
    d、不确定

7.2 单回路控制系统的应用随堂测验

1、对于牛奶的干燥过程，方案最佳的是选择 作为控制变量的方案最佳。

7.3 精馏塔的控制随堂测验

1、精馏塔设计控制系统时，可以从以下四个方面考虑：产品质量控制、 、 、 。

第八章 先进过程控制系统简介

8.1 先进过程控制系统概述随堂测验

1、控制系统体系结构的发展经历了五个阶段，依次为气动控制系统、电动模拟控制系统、 、 、 。

8.2 自适应控制及预测控制随堂测验

1、工业上常用的自适应控制系统形式多样，目前理论上比较完整、应用较为广泛的自适应控制系统主要有以下三类，分别为 、 、 。

8.3 模糊控制及人工神经网络控制随堂测验

1、人工神经网络是以 为基本单元，采用 的活性网络。

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