1、過程控制工程考試試題一、填空（20分）1、定值控制系統是按（）進行控制的，而前饋控制是按（）進行控制的； 前者是（）環控制，后者是（）環控制。前饋控制一般應用于擾動（）和擾 動（）與擾動（）的場合。2、串級控制系統能迅速克服進入（）回路的擾動，改善（）控制器的廣義 對象特性，容許（）回路內各環節的特性在一定的范圍內變動而不影響整個 系統的控制品質。二、試寫由正微分與反微分控制作用的傳遞函數，畫由它的階躍響應，并簡 述各自的應用場合。（15）三、前饋控制適用于什么場合？為什么它常與反饋控制構成前饋一反饋控制2G二系統？對于擾動至測量值通道的傳遞函數為八LOW十1 ,控制作用對測量通cm44二道的

2、傳遞函數為 。 十1的前饋一反饋控制系統，試求前饋控制規律5。（20分）四、甲的正常流量為 240kg/h ,儀表量程為0360kg/h ;乙的正常流量為 120NM3/h,儀表量程為0240NM3/ho設計控制乙的單閉環比值控制系統， 畫由流程圖并計算引入開方運算與不引入開方運算所分別設置的比值系數。（15 分）五、如圖示的加熱爐，采用控制燃料氣的流量來保證加熱爐由口溫度恒定。（20 分）1、總進料量是主要擾動且不可控擾動時，設計合理的控制方案，并作簡要 說明。2、當燃料氣閥前壓力是主要擾動且不可控擾動時，設計合理的控制方案， 并作簡要說明。六、APC的涵義是什么？它主要包括哪些控制系統？

3、（10分）一、答：1,定值控制系統是按（偏差）進行控制的，而前饋控制是按（擾動）進 行控制的；前者是（閉）環控制，后者是（開）環控制。前饋控制一 般應用于擾動（可測）和擾動（顯著）與擾動（頻繁）的場合。2.串級控制系統能迅速克服進入（副）回路的擾動，改善（主）控制器 的廣義對象特性，容許（副）回路內各環節的特性在一定的范圍內變 動而不影響整個系統的控制品質。二、答：=T殂理想微分作用：,壺;口二烏，E由于理想微分作用對高頻分量要有巨大的放大能量，無法達到。因此，實際情況：1+土£勺 ；階躍響應曲線如圖：當百1時，為正微分作用；如果 除Ml則為反微分作用；當 心=1時，為=的單純比例作

4、用。1 .微分作用可以使系統開環頻率特性幅值比增大，相位提前。微分作用量適當，可以使系統的穩定域度提高，最大偏差減小，回復時間縮短；對溫度和 成分控制系統，往往引入微分控制。對真正的時滯，微分作用不能改善控制品質。對噪聲大的對象，微 分作用會把這些高頻干擾放大的很厲害，將使系統的控制質量降低。因此， 對流量和液位控制系統，一般不引入微分作用。如實必要，須先將測量信號 濾波。2 .反微分作用常常用在噪聲很大的流量系統控制。三、答：1 .前饋控制是按擾動而進行控制的，因此，前饋控制常用于的場合：一 是擾動必須可測，否則無法實施控制；二是必須經常有比較顯著和比 較頻繁的擾動，否則無此必要。三是存在對

5、被控參數影響較大且不易 直接控制的擾動。2 .前饋控制是一種補償控制。一般來講，前饋控制無法全部補償擾動對 被控變量所產生的影響。因此，單純的前饋控制系統在應用中就會帶 來一定的局限性。為克服這一弊端，前饋控制常與反饋控制聯用，構 成前饋一反饋控制系統。對最主要的、顯著的、頻繁的無法直接控制 的擾動，由前饋來進行補償控制；對無法完全補償的擾動影響，由反 饋控制根據其對被控變量所產生的偏差大小來進行控制。3 .系統方塊圖如圖所示根據補償性原理:203+12(10S+l)2g 310S+1&:一二一二二206+1所以我們有前饋控制規律F2為乙流量小& Fx120 360R K 耳

6、240 240 L Jinxc（凝彘四、答：采用乘法器的單閉環比值控制流程框圖如圖所示。其中F1為甲流量，1 .引入開方器時：2 .不引入開方器時：五、答：1.當總進料量是主要擾動時，控制方案如圖所示。該方案為前饋一反饋控制系統方案。如果負荷是主要擾動，我們將總進料量測由，將流量信號送到前饋補償裝置，具輸由與溫度控制器的輸由相迭加，作為總 的控制作用。這時，當進料量發生變化后，不需要等到由現偏差，燃 料量就會及時作相應的調整，結果使控制過程中的溫度偏差大為減小。當燃料壓力是主要擾動時，控制方案如圖所示。該方案為被加熱物料由口溫度對燃料氣流量的串級控制系統 方案。當燃料氣壓力發生變化時，利用流量副環的作 用，可以迅速地對擾動作由反應，調整燃料氣閥門的開度，調整較為及時。但是這只是一個粗略的調整，擾動對溫度的影響還需通過主環來進一步細被加熱物料出口溫度保持在希望值。調，使被控的主變量六、答：APC為英文Advanced Process Control的第一字母縮寫，意為先進控制。通常下列控制系統都歸結為先進控制系統