过程控制系统试题
过程控制系统试题一
一、选择题（10 ×3分）
1、过程控制系统由几大部分组成，它们是：( c )
A. 传感器、变送器、执行器
B. 控制器、检测装置、执行机构、调节阀门
C. 控制器、检测装置、执行器、被控对象
D. 控制器、检测装置、执行器
2、在过程控制系统过渡过程的质量指标中, ( A )反映控制系统稳定程度的指标
A. 超调量
B. 衰减比
C. 最大偏差
D. 振荡周期
3、下面对过程的控制质量没有影响的是: ( D )
A . 控制通道放大倍数K O B. 扰动通道放大倍数K f
C. 扰动通道时间常数
D. 扰动通道纯滞后时间
4、在对象特性中，( ) 是静特性。
A. 放大系数Κ
B. 时间常数T
C. 滞后时间τ
D. 传递函数
5、选择调节参数应尽量使调节通道的( )
A. 功率比较大
B. 放大系数适当大
C. 时间常数适当小
D. 滞后时间尽量小
6、在简单控制系统中，接受偏差信号的环节是( )。
A . 变送器 B. 控制器, C. 控制阀 D. 被控对象
7、下列说法正确的是( )。
A. 微分时间越长，微分作用越弱；
B. 微分时间越长，微分作用越强；
C. 积分时间越长，积分时间越弱；
D. 积分时间越长，积分时间越强。
8、调节阀按其使用能源不同可分为( ) 三种。
A．电动B．液动 C ．气动D．压动
9、打开与控制阀并联的旁路阀，会使可调比(A) 。
A. 变小
B. 变大
C. 不变
D. 为零
10 、串级控制系统主、副对象的时间常数之比，T01 /T 02 ＝( )为好，主、副回路恰能发挥其
优越性，确保系统高质量的运行。
A. 3 ～10
B. 2 ～8
C. 1 ～4
D. 1 ～2
二、判断题（10 ×2分）
1、过程控制系统中，需要控制的工艺设备(塔、容器、贮糟等)、机器称为被控对象。( )
2、调节阀的结构形式的选择首先要考虑价格因素。( )
3、当生产不允许被调参数波动时，选用衰减振荡形式过渡过程为宜。( )
4、临界比例度法是在纯比例运行下进行的。通过试验，得到临界比例度δK 和临界周期T K，然后根据经验总结出来的关系，求出调节器各参数值。( )
5、一般来说，测量变送环节的作用方向总是正的。( )
6、均匀控制系统单从结构上看与简单控制是不同的。( )
7、采取分程控制通常可以提高控制阀的可调比。( )
8、积分饱和通常不影响控制系统品质。( )
9、干扰进入调节系统的位置离调节阀越近，离测量元件越远，调节质量越好。( )
10 、串级调节系统要求对主参数和副参数均应保证实现无差控制。( )
三、简答题（4 ×5分）
3
3
1、按照设定值的不同形式 , 过程控制系统可分为哪几类？
2、何为控制阀的理想流量特性和工作流量特性？常用的调节阀理想流量特性有哪些？
3、前馈控制与反馈控制的区别有哪些？
4、什么叫积分饱和？在选择性控制系统中防止积分饱和的方法一般有几种？
四、 （ 10 分）某化学反应过程要求参与反应的
A 、
B 两物料保持
F A : F B
4 : 2.
5 的比例，两
物料的最大流量
F A max
625m / h , F B max
290m / h 。通过观察发现 A 、B 两物料流量因管线
压力波动而经常变化。根据上述情况，要求：
1） 设计一个比较合适的比值控制系统。 2 ）计算该
比值系统的比值系数
。
气氨
五、（ 20 分）如图所示的氨冷器，用液氨冷却铜液，要求 铜液
LT
出口铜液温度恒定。为保证氨冷器内有一定的汽化空间，
避免液氨带入冰机造成事故，采用温度―液位串级控制。
1）此串级控制系统的主副被控变量各是什么？ 2) 试设计温度—液位串级控制系统完成该控制方案 （即将图示的氨冷器控制系统示意图补充完整）；
3) 试画出温度――液位串级控制系统的方块图； 4) 确定气动调节阀的气开气关形式，并说明原因； 5) 确定主副调节器的正反作用。
TT TC LC
液氨
一、 选择题（ 10 ×3 分）
过程控制系统试题二
1、下列控制系统中，
(
) 是开环控制系统。 A. 定值控制系统
B. 随动控制系统
C. 前馈控制系统
D. 程序控制系统
2、过渡过程品质指标中，余差表示
(
) 。
A. 新稳态值与给定值之差
B. 测量值与给定值之差
C. 调节参数与被调参数之差
D. 超调量与给定值之差3、对于一阶对象特性，通常可以用
(
) 来表示。
A. 放大倍数 K 、时间常数 T
B. 放大倍数 K 、滞后时间τ
C. 时间常数 T 、滞后时间τ
D. 放大倍数 K 、时间常数 T 、滞后时间τ
4、用来表征生产设备或过程运行是否正常而需要加以控制的物理量是
( )
A. 被控对象
B. 被控变量
C. 操纵变量
D. 测量值 5、被控对象干扰通道具有纯迟延 ，对系统控制质量的影响是
(
)；控制通道
减小，对控
制质量的影响是 (
)。 A. 有利
B. 不利
C. 没影响
D. 不能确定
6、PID 调节器变为纯比例作用，则
(
)。
A. 积分时间置∞、微分时间置∞
B. 积分时间置 0 、微分时间置∞
C. 积分时间置∞，微分时间置0
D. 积分时间置0 ，微分时间置0
7、( ) 在阀芯行程比较小时，流量就比较大，随着行程的增加，流量很快地达到最大。
A. 快开流量特性
B. 线性流量特性
C. 抛物线流量特性
D. 等百分比流量特性
8、串级控制系统设计时，副参数的选择应考虑( )。
A. 使副环包括主要干扰
B. 使副环包括尽量多的干扰
C. 当对象具有非线性环节时，在设计时应使非线性环节处于副回路之中
D. 尽量使副环少或不包括纯滞后
9、开关量的输出一般不用于控制( )。
A．报警器B．调节阀 C ．指示灯D．继电器
二、判断题（10 ×2分）
1、扰动量是作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素。( )
2、对一个系统总是希望能够做到余差小，最大偏差小，调节时间短，回复快。( )
3、调节系统投运时，当调节器的测量值与设定值相等（即无偏差）时，就可进行手、自动切换
操作。( )
4、串级调节系统可以用于非线性对象，且负荷变化又较大的场合，用于改善对象特性。( )
5 、电动执行机构是由电动机带动减速装置，在电信号的作用下产生直线运动和角度旋转运
动。( )
6、自动控制系统中，静态或稳态是指被控过程的各个参数对时间的变化基本为0。( )
7、均匀控制系统的调节器参数整定可以与定值控制系统的整定要求一样。( )
8、在燃烧比值控制系统中，燃料是从动量，空气是主动量。( )
9、测量过程可能有误差，也可能没有误差。( )
10 、任何形式的计算机控制系统的软件都包含系统软件与应用软件。( )
三、简答题（4 ×5分）
1、单回路过程控制系统有哪些基本组成部分？各部分的作用是什么？试画出结构图。
2、什么是衰减曲线法？有何特点？
3、前馈控制适用于什么场合？为什么它常与反馈控制构成前馈－反馈控制系统？
4、何谓分程控制系统？设置分程控制系统的目的是什么？
四、（10 分）甲的正常流量为240Kg/h ，仪表量程为0-360Kg/h ；乙的常用流量为120Nm 3/h ，仪表量程为0-240Nm 3/h ，设计控乙的单闭环比值控制系统，画出流程图并计算引入开方运算设
置的比值系数。
五、（20 分）某内进行放热反应，釜温过高会发生事故，为此采用夹套水冷却。由于釜温控制要
求较高，且冷却水压力、温度波动较大，故设置控制系统如图所示。
T1T T1C
进料
T2T T2C
冷却水
出料
1）这是什么类型的控制系统？说明其主变量和副变量是什么？
2) 试画出其方块图; 3）
选择调节阀的气开、气关型式；4）选
择调节器的正、反作用；5）如主
要干扰是冷却水的温度波动，试简述其控制过程；
过程控制系统试题三
一、选择题（10 ×3分）
1、闭环控制系统是根据( )信号进行控制的。
A. 被控量
B. 偏差
C. 扰动
D. 给定值
2、衡量控制准确性的质量指标是( ) 。
A. 衰减比
B. 过渡过程时间
C. 最大偏差
D.余差
3、对象特性的实验测取常用的方法是( )。
A. 阶跃响应曲线法
B. 频率特性法
C. 比例积分法 D ．最小二乘法
4、被调参数选择应遵循的原则是( ) 。
A. 能代表工艺操作指标或能反映工艺操作状态
B. 可测并有足够大的灵敏度
C. 独立可控
D. 尽量采用直接指标
5、需要知道对象的动态特性，才能进行参数整定的工程方法是( ) 。
A. 临界比例带法
B. 衰减曲线法
C. 响应曲线法
D. 经验凑试法
6、下列不正确的说法是( )。
A. 调节器是控制系统的核心部件
B. 调节器根据设定值和测量值偏差进行PID 运算
C. 调节器设有自动和手动控制功能
D. 数字调节器可直接接收4～20mA 电流输入信号
7、在过程控制系统中，若使控制变量最终不存在余差，系统本身已经稳定裕量充足应选用( )
A. 比例控制器
B. 比例积分控制器
C. 比例微分控制器
D. 比例积分微分控制器
8、用于迅速启闭的切断阀或两位式调节阀应选择( ) 的调节阀。
A. 快开特性B．等百分比特性C．线性 D. 抛物线特性
9、调节具有腐蚀性流体，可选用( ) 阀。
A. 单座阀
B. 双座阀
C. 蝶阀 D ．隔膜阀
10 、在串级控制系统中，主、副控制器设定值的类型分别为( )。
A. 内设定，外设定
B. 外设定，内设定
C. 内设定，内设定
D. 外设定，外设定
二、判断题（10 ×2分）
1、在闭环控制系统中，按照设定值的情况不同，可分为定值控制系统、前馈控制系统、程序控
制系统。( )
2、放大倍数K 取决于稳态下的数值，是反映静态特性的参数。( )
3、时间常数越小，被控变量的变化越慢，达到新的稳态值所需的时间也越长。( )
4、由调节器输出至被调参数间的所有环节称为干扰通道。( )
5、干扰通道的纯滞后也会影响控制系统的品质。( )
6、一般储槽的液位控制系统中，对液位控制要求不高，允许余差的存在。( )
7、某控制系统采用气动调节阀，要求气源中断时却断阀门以保证系统安全，则应该选用气关阀。( )
8、串级控制系统包含主要扰动的通常是主环。( )
9、在生产过程中起主导作用的物料流量一般选为主流量。( )
10 、在现场总线控制系统中，控制功能的实习可以集成在调节阀中。( )
三、简答题（4 ×5分）
1、什么是控制系统的静态与动态？为什么说研究控制系统的动态比其静态更有意义？
2、什么是被控量？简述被控量的选择原则。
3、什么是前馈控制系统?它有什么特点?
4、什么是选择性控制系统？请画出其典型方块图，并说明工作原理。
四、（10 分）某过程控制通道作阶跃实验，输入信号Δu＝50 ，其记录数据见表
t/min 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 y(t) 200.1 201.1 204.0 227.0 251.0 280.0 302.5 t/min 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 y(t) 318.0 329.5 336.0 339.0 340.5 341.0 341.2
1）用一阶加纯时延近似该过程的传递函数，求K0、T0 、和τ0值。
2）用动态响应曲线法整定调节器的PI 参数（取ρ＝1 ，φ＝0.75 ）。
五、（20 分）图为加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统。工艺要求一旦发生重大事故，立即
切断原料的供应。
1）画出控制系统的组成框图；
2）确定调节阀的流量特性气开、气关形式；
3）确定主副调节器的控制规律及其正反作用方式。
TC 出料
TC
燃料油
进料
过程控制系统试题四
一、选择题（10 ×3分）
1、在过程控制系统中,系统的设定值保持不变的系统属于( )
A. 随动系统
B. 定值系统
C. 程序系统
D. 非线性系统
2、( ) 不是典型过渡过程的基本形式。
A. 发散振荡过程
B. 等幅振荡过程
C. 随机振荡过程
D. 非周期衰减过程
3、双容对象特性与单容对象特性相比增加了( )。
A. 纯滞后
B. 传送滞后
C. 测量滞后
D. 容量滞后
4、调节阀接受调节器发出的控制信号，把( )控制在所要求的范围内，从而达到生产过程的自动控制。
A. 操纵变量
B. 被控变量
C. 扰动量
D. 偏差
5、由于微分调节规律有超前作用，因此调节器加入微分作用主要是用来( )。
A.克服调节对象的惯性滞后（时间常数T）、容量滞后τC和纯滞后τ0；
B.克服调节对象的纯滞后；
C.克服调节对象的惯性滞后（时间常数T ）、容量滞后τC；
D.克服调节对象的容量滞后τC。
6、调节阀经常在小开度下工作时，宜选用( ) 特性。
A. 快开B．等百分比 C. 线性 D. 抛物线
7、某工况需要两种介质进行配比进反应器，调节阀需选用( )。
A. 球阀
B. 直通单座调节阀
C. 三通阀 D ．蝶阀
8、蒸发器的浓度控制可以用物料的( ) 来代替浓度进行调节。
A．温度B．压力 C ．流量 D. 液位
9、串级调节系统主调节输出信号送给( )。
A．调节阀B．副调节器 C. 变送器 D. 主对象
10 、关于均匀调节系统和常规调节系统的说法正确的是( )。
A．结构特征不同B．控制目的不同
C．调节规律相同 D ．调节器参数整定相同
二、判断题（10 ×2分）
1、过程控制系统的偏差是指设定值与测量值之差。( )
2、比例调节过程的余差与调节器的比例度成正比，比例度越大则余差越大。( )
t/s 0
h/cm
1） 画出液位 h 的阶跃响应曲线 2） 求液位过程的数学模型
五、（ 20 分）在某生产过程中，通过加热炉对冷物料加热，根据工艺要求，需对热物料出口温度 进行严格控制。 对系统分析发现， 主要扰动为燃料压力波动。
故设计如图所示的控制系统。
要求：
1）这是一个什么类型的控制系统？画出控制系统框图；
2）为保证设备安全，炉温不能过高。确定调节阀的气开、气关形式。 3）确定两个调节器的正反作用。
3、自动调节系统干扰通道放大倍数越大，则超调量越大；调节通道放大倍数越大，则超调量越小。(
)
4、积分作用可消除余差，但要求用在对象时间常数较小，系统负荷变化较小的控制过程中。(
)
5、化工过程中，通常温度控制对象时间常数和滞后时间都较短。
(
)
6、对于气动阀门定位器只要改变波纹管的安装位置，就可实现正反作用的转换。 ( )
7、串级控制系统在选择副被控变量时，要使得主、副对象的时间常数不能太接近。 (
)
8、在单闭环比值控制系统中，主物料流量和从物料流量均可调节。 (
)
9、选择性控制系统是一种软保护控制方法。 (
)
10 、与连续 PID 控制算法相比，离散 PID 控制算法不够及时。
(
) 三、 简答题（ 4 ×5 分）
1、什么操纵量？简述操纵量的选择原则。
2、 什么是临界比例度法？有何特点？
3、什么叫前馈控制？为什么纯前馈控制在生产过程中很少采用？将被控变量的一个或多个
4、什么是分程控制系统
?主要应用在什么场合
?
四、 (10 分) 某过程在阶跃扰动量Δ
u ＝ 20 ％，其液位过程阶跃响应数据见下表：
10 20 40 60
80
10
14 180 260 300 400 500
0．2
0．8
2．0
3．6
5．4
8．8
11 ．8
14 ．4
16 ．6
18 ．4
19 ．2
过程控制系统试题五
一、选择题（10 ×3分）
1、( ) 设定值是已知的时间函数，即设定值按预定的时间程序变化，被控参数自动跟踪设定
值。
A. 定值控制系统
B. 随动控制系统
C. 前馈控制系统
D. 程序控制系统
2、在阶跃扰动作用下，过程控制系统的过渡过程出现的形式如下，( ) 是一种稳定控制系统
A. 发散振荡过程
B. 等幅振荡过程
C. 衰减振荡过程
D. 非振荡发散过程
3、受控制器的操纵，使被控变量保持在设定值的物理量是( )
A. 被控对象
B. 操纵变量
C. 测量值
D. 设定值
4、在过程控制系统中，既能使控制变量不存在余差，又要使系统具有超前性控制应选用( ) 控制规律。
A. P
B. PI
C. PID
D. PD
5、控制阀的理想流量特性取决于( ) 。
A. 配管情况
B. 阀座形状
C. C 值大小
D. 阀芯形状
6、控制阀所能控制的最大流量与最小流量之比，称控制阀的( )。
A. 流量特性
B. 理想范围
C. 可调比;
D. 实际特性
7、利用换热器对冷物料进行加热。进人换热器的载热体压力不稳可以采用( )调节系统。
A. 压力B．温度一压力串级 C ．温度 D. 压力一温度串级
8、串级控制系统参数整定步骤应为( ) 。
A. 先主环，后副环
B. 先副环后主环
C.只整定副环
D. 没有先后顺序
9、单纯的前馈系统是一种能对( ) 进行补偿的控制系统。
A. 给定值与测量值之差
B. 被控变量的变化
C. 干扰量的变化
D. 操纵量的变化
10 、对于选择性控制系统，下列说法哪一个不正确( )
A. 选择性控制系统是对生产过程进行安全软限控制。
B. 在生产过程程要发生危险时选择性控制系统可以采取联锁动作，使生产硬性停车。
C. 选择性控制系统可以有两个控制回路，其中一个控制回路工作，另一个控制回路处于开环
状态。
D. 选择性控制系统用选择器进行控制。
二、判断题（10 ×2分）
1、在一个定值控制系统中，被控变量不随时间变化的平衡状态，也即被控变量变化率等于零的
状态，称为系统的动态。( )
2、对象特性时间常数越长，则过程反应越快，易引起较长的过渡时间。( )
3、控制通道纯滞后时间长，将使系统超调量增加，干扰通道中纯滞后对调节品质没有影响。
( )
4、当调节过程不稳定时，可增大积分时间或加大比例度，使其稳定。( )
, B max
5、执行器除了能够控制压力、温度、流量外，还能够在装置的安全方面起着重要作用。 ( )
6、串级调节系统可以用于改善纯滞后时间较长的对象，有超前作用。 ( )
7、串级控制系统中主调节器以“先调”、“快调”、“粗调”克服干扰。( ) 8、在双闭环比值控制系统中，主物料流量和从物料流量均可调节。 ( ) 9、分程控制系统的设计目的是减小可调比 (
)
10 、模糊控制属于智能控制。 (
)
三、简答题（ 4×5 分）
1、什么是阀门定位器？电气阀门定位器有哪些作用。
2、临界比例度的意义是什么？为什么工程上控制器所采用的比例度要大于临界比例度？
3、串级控制系统中主、副变量应如何选择？
4、什么是均匀控制系统？它有何特点？
四、（ 10 分）在某生产过程中，冷物料通过加热炉对其进行加热，热物料温度必须满足生产工艺 要求， 故设计图所示温度控制系统流程图，
画出控制框图， 指出被控过程、 被控参数和控制参数。
确定调节阀的流量特性、气开、气关形式和调节器控制规律及其正、反作用方式。
五、 （ 20 分）某化学反应过程要求参与反应的
A 、
B 两物料保持
F A : F B
4 : 2.
5 的比例，两
物料的最大流量
F A max
625m 3
/ h F 290m 3
/ h
。通过观察发现 A 、B 两物料流量因管线
压力波动而经常变化。根据上述情况，要求： 1）设计一个比较合适的比值控制系统。
2）计算该比值系统的比值系数
。
3） 在该比值系统中，比值系数应设置于何处？设置值应该是多少（假定采用 DDZ-III 型仪表）。
4） 选择该比值控制系统控制阀的开闭形式及控制器的正、反作用。
一、 选择题（ 10 ×3 分）
过程控制系统试题六
1、(
) 设定值是未知的时间函数，即设定值随时间任意变化。
A . 定值控制系统 B. 随动控制系统 C. 前馈控制系统
D. 程序控制系统
2、在一阶过程控制系统中
, (
)决定了系统在响应结束时的稳定性能
A. 时间常数 T
B. 输入值
C. 延迟时间
D. 放大系数 K
3、被控变量的测量值就是
(
) 环节输出的信号。
A. 控制阀
B. 控制器
C. 被控对象
D. 变送器
4、某控制系统采用比例积分作用调节器。某人用先比例后加积分的凑试法来整定调节器的参数。若比例带的数值已基本合适，再加入积分作用的过程中，则( )
A. 应适当减少比例带
B. 适当增加比例带
C. 无需改变比例带
D. 与比例带无关
5、阀门定位器可以改变调节阀的( ) 。
A. 可调比
B. 流量特性
C. 最大流量
D. 开关形式
6、利用换热器对冷物料进行加热。进人换热器的蒸汽压力有波动，将会影响调节质量，可以采
用( ) 调节系统。
A．温度 B. 温度－压力串级 C ．压力 D. 前馈－反馈
7、一个设计好的控制系统一般投运步骤是( )。
A. 人工操作、手动遥控、自动控制
B. 手动遥控、自动控制
C. 自动控制
D. 无固定要求
8、在单回路控制中，控制阀的结构形式的选择很重要，在高压差时选用( )
A. 角形控制阀
B. 隔膜控制阀
C. 三通控制阀
D. 蝶阀
9、关于串级控制系统，正确的说法是( )。
A. 是两个单回路控制系统的串联
B. 串级系统的副回路是一个随动系统
C. 主回路是一个定值系统
D. 有两个闭合回路
10 、对于串级均匀控制系统的控制目的，下列说法哪一个正确( )。
A. 串级均匀控制系统只稳定主变量，对副变量没要求。
B. 串级均匀控制系统的主、副变量都比较平稳，在允许范围内变化。
C. 串级均匀控制系统的参数整定可按 4 ：1 衰减法整定。
D. 串级均匀控制系统控制器的比例和积分作用都很强。
二、判断题（10 ×2分）
1、由控制阀操纵，能使被控变量恢复到设定值的物料量或能量即为操纵变量。( )
2、进行单容对象特性测试时，改变出水口阀开度的大小，不影响对象的时间常数和放大倍数。( )
3、对象的时间常数与阻力成正比，与容量也成正比。( )
4、对纯滞后大的调节对象，为克服其影响，可引入微分调节作用来克服。( )
5、微分作用通常不能单独使用是因为微分作用太超前。( )
6、目前调节阀主要有线性、等百分比、快开、抛物线 4 种流量特性。( )
7、串级控制系统的副环可以等效为一个反作用环节。( )
8、为了实现系统的硬保护，可设计选择性控制系统。( )
9、若设计双闭环比值系统，则要求两种物料中至少有一种流量是可控的。( )
10 、数字式显示仪表具有精度高、功能全、速度快、可与计算机配合等优点。( )
三、简答题（4 ×5分）
1、什么是调节器的控制规律？基本控制规律有哪几种？各有什么特点？
2、串级控制系统有哪些特点？主要使用在哪些场合？
3、简述经验凑试法及其特点？经验凑试法整定控制器参数的关键是什么？
4、什么叫分程控制？根据两个阀的不同动作可以分为哪四种情况，以图说明。