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過(guò)程控制系統(tǒng)考試試題匯總（預(yù)測(cè)） 編輯： 郭長(zhǎng)龍 河南工業(yè)大學(xué) 一：填空題 28分 1．過(guò)程控制系統(tǒng)一般由控制器、執(zhí)行器、被控過(guò)程、測(cè)量變送等環(huán)節(jié)組成。 2．過(guò)程控制系統(tǒng)由工程儀表和被控過(guò)程兩部分組成。 3．過(guò)程控制儀表的測(cè)量變送環(huán)節(jié)由傳感器和變送器兩部分組成。 4．過(guò)程檢測(cè)儀表的接線方式有兩種：電流二線制四線制、電阻三線制 5．工程中，常用引用誤差作為判斷進(jìn)度等級(jí)的尺度。 6．壓力檢測(cè)的類(lèi)型有三種，分別為：彈性式壓力檢測(cè)、應(yīng)變式壓力檢測(cè)、壓阻式壓力檢測(cè) 7．調(diào)節(jié)閥按能源不同分為三類(lèi)：氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、液動(dòng)調(diào)節(jié)閥 8．電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)本質(zhì)上是一個(gè)位置伺服系統(tǒng)。 9．氣動(dòng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)主要有薄膜式和活塞式兩大類(lèi)。 10. 理想流量特性有四類(lèi)，分別是直線、對(duì)數(shù)、拋物線、快開(kāi)。 11. 過(guò)程數(shù)學(xué)模型的求取方法有三種，分別是機(jī)理建模、試驗(yàn)建模、混合建模。 12．PID調(diào)節(jié)器分為模擬式和數(shù)字式兩種。 13．造成積分飽和現(xiàn)象的內(nèi)因是控制器包含積分控制作用，外因是控制器長(zhǎng)期存在偏差。 14．自動(dòng)控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件是：閉環(huán)回路形成負(fù)反饋。 15． DCS的基本組成結(jié)構(gòu)形式是“三點(diǎn)一線”。 二：名詞解釋 20分 1.過(guò)程控制：指根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)，采用測(cè)量?jī)x表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和計(jì)算機(jī)等自動(dòng)化工具，應(yīng)用控制理 論， 設(shè)計(jì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。 2．積分飽和: 在積分控制范圍內(nèi)，積分控制輸出與偏差的時(shí)間積分成正比，當(dāng)控制輸出達(dá)到一定限制后就不在繼續(xù)上升或下降，這就是積分飽和現(xiàn)象。 3.串級(jí)控制系統(tǒng)：值采用兩個(gè)控制器串聯(lián)工作，主控制器的輸出作為副控制器的設(shè)定值，由副控制器的輸入去操縱調(diào)節(jié)閥，從而對(duì)住被控變量具有更好的控制效果。 4.比例控制系統(tǒng)：凡是兩個(gè)或多個(gè)參數(shù)自動(dòng)維持一定比例關(guān)系的過(guò)程控制系統(tǒng)，稱(chēng)為比例控制系統(tǒng)。 5均勻控制系統(tǒng)：控制量和被控量在一定范圍內(nèi)都緩慢而均勻的變化的系統(tǒng)，稱(chēng)為均勻控制系統(tǒng)。 6.超馳控制系統(tǒng)：指在一個(gè)控制系統(tǒng)中，設(shè)有兩個(gè)控制器，通過(guò)高低值選擇器選出能適應(yīng)安全生產(chǎn)狀態(tài)的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制。 7.分程控制系統(tǒng)：一個(gè)控制器的輸出信號(hào)分段分別去控制兩個(gè)或兩個(gè)以上調(diào)節(jié)閥動(dòng)作的系統(tǒng)稱(chēng)為分程控制系統(tǒng)。 8.閥位控制系統(tǒng)：是綜合考慮快速性、有效性、經(jīng)濟(jì)性和合理性的一種控制系統(tǒng)。 9.集散控制系統(tǒng)：是把控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像顯示技術(shù)及通信技術(shù)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)視控制和管理的系統(tǒng)。 10.現(xiàn)場(chǎng)總線：是指將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與工業(yè)控制單元、現(xiàn)場(chǎng)操作站等互聯(lián)而成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，具有全數(shù)字化、分散、雙向傳輸和多分枝的特點(diǎn)，是工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)向現(xiàn)場(chǎng)級(jí)發(fā)展的產(chǎn)物。 三：簡(jiǎn)答題 32分 1.什么是PID，它有哪三個(gè)參數(shù)，各有什么作用?怎樣控制？ 答： PID是比例-積分-微分的簡(jiǎn)稱(chēng)。其三個(gè)參數(shù)及作用分別為： （1）比例參數(shù)KC，作用是加快調(diào)節(jié)，減小穩(wěn)態(tài)誤差。 （2）積分參數(shù)Ki，作用是減小穩(wěn)態(tài)誤差，提高無(wú)差度 （3）微分參數(shù)Kd，作用是能遇見(jiàn)偏差變化趨勢(shì)，產(chǎn)生超前控制作用，減少超調(diào)量，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。 2．正反方向判斷 氣開(kāi)氣關(guān),如何選擇？ P84 答：所謂起開(kāi)式，是指當(dāng)氣體的壓力信號(hào)增大時(shí)，閥門(mén)開(kāi)大；氣關(guān)式則相反，壓力增大時(shí)，閥門(mén)關(guān)小。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣開(kāi)氣關(guān)形式的選擇，主要從工藝生產(chǎn)的安全來(lái)考慮的。詳見(jiàn)例題3-5 氣開(kāi)氣關(guān)調(diào)節(jié)閥的選擇主要是從生產(chǎn)安全角度和工藝要求考慮的，當(dāng)信號(hào)壓力中斷時(shí)應(yīng)避免損壞設(shè)備和傷害操作人員。如閥門(mén)處于開(kāi)的位置時(shí)危害性小，則應(yīng)選氣關(guān)式反之選用氣開(kāi)式。 3.控制器正反方向判斷 P133 答：所謂作用方向，就是指輸入作用后，輸出的變化方向。當(dāng)輸入增加時(shí)，輸出也增加，則成該環(huán)節(jié)為“正環(huán)節(jié)”，反之，當(dāng)輸入增加時(shí)，輸出減少，則稱(chēng)“反作用”。具體步驟 （1），判斷被控對(duì)象的正/反作用那個(gè)方向，主要由工藝機(jī)理確定。 （2）確定執(zhí)行器的正/反作用方向由安全工藝條件決定。 （3）確定廣義對(duì)象的正/反作用方向 （4）確定執(zhí)行器的正/反作用方向 4.串級(jí)系統(tǒng)方框圖 P176及特點(diǎn)是什么？ 答：特點(diǎn)（1）減小了被控對(duì)象的等效時(shí)間常數(shù)；（2）提高了系統(tǒng)工作頻率；（3）對(duì)負(fù)載變化有一定的自適應(yīng)能力。 5.前饋反饋的區(qū)別有哪些？ 答：（1）控制依據(jù)：反饋控制的本質(zhì)是“基于偏差來(lái)消除偏差”，前饋控制是“基于擾動(dòng)消除擾動(dòng)對(duì)被控量的影響”。 （2）控制作用發(fā)生時(shí)間方面：反饋控制器的動(dòng)作總是落后于擾動(dòng)作用的發(fā)生，是一種“不及時(shí)”的控制；擾動(dòng)發(fā)生后，前饋控制器及時(shí)動(dòng)作。 （3）控制結(jié)構(gòu)方面:反饋為閉環(huán)控制，存在穩(wěn)定性問(wèn)題，即使閉環(huán)環(huán)節(jié)中每個(gè)系統(tǒng)都是穩(wěn)定的，但閉環(huán)后穩(wěn)定與否，還需要進(jìn)一步分析；前饋屬于開(kāi)環(huán)控制，各環(huán)節(jié)穩(wěn)定，系統(tǒng)必然穩(wěn)定。 （4）校正范圍方面：反饋對(duì)各種擾動(dòng)都有校核作用；前饋，只對(duì)被校核的前饋擾動(dòng)有校正作用，其他則沒(méi)有。 （5）控制規(guī)律方面：反饋通常是P PI PD PID等典型規(guī)律；前饋控制規(guī)律較為復(fù)雜，不好掌握。 四：計(jì)算題 20分 1. 穩(wěn)態(tài)誤差 衰減比 超調(diào)量的計(jì)算，詳見(jiàn)課本第九頁(yè)例題。 2. 數(shù)學(xué)建模類(lèi)大題。