过程控制工程2008年度第2学期考试试卷_答案及评分标准.doc

2008–2009学年第_2_学期 《控制工程》课程期终考试试卷 2009.5 开课学院： 信息学院 ，专业： 电气 考试形式：闭√、开卷，所需时间 120 分钟 考生姓名： 学号： 班级 任课教师 题序 一 二 三 四 五 六 七 总 分 得分 评卷人 填空题（20分） 1．一般简单控制系统由（）、（）、（）和（）组成。 2．常见的控制阀流量特性有（）、（）、（）和（）等。 3．常见的复杂控制系统有（）；（）；（）；（）；（）；（）等。 4．预测控制的三要素是（）、（）和（）。 5、智能控制的主要方法包括（）、（）、（）等。使用PID控制器对进行控制时：越，系统的余差越 ，最大偏差越 ，稳定性 ；积分时间越小，积分作用越 ，系统稳定性 ，系统余差 ；微分时间越大，微分作用越 ，系统稳定性 。定值控制系统，设定值为0，当干扰信号作用时，输出响应曲线如下图所示，要求输出曲线衰减比约为4，且稳态值为0，则应将变 ，积分变 ？（10分） 下图为一个水槽液位控制系统，其中调节阀为气关形式，当该串联控制系统正常工作时，请判断并选择： 主控制器LC2工作在[A.√自动状态；B.手动状态]，设置为[A.√内给定；B.外给定]，设置为[A.正作用；B.√反作用]； 副控制器LC1工作在[A.√自动状态；B.手动状态]，设置为[A.内给定；B.√外给定]，设置为[A.√正作用；B.反作用]，副控制回路为[A.定值控制；B.√随动控制]； 该串级控制中， 2#水槽液位 为主被控变量； 1#水槽液位 为副被控变量； 进水流量 为操纵变量。 请画出该串级控制系统的控制框图。（14分）（每空1分） （控制框图4分） 以传递函数描述工业过程时，可以分属哪四种类型？请分别画出它们在阶跃作用下的响应曲线。（1分）1.自衡非振荡过程 2.无自衡非振荡过程 3.衰减振荡过程 4.具有反向特性的过程 有一对象，当调节阀改变时，如下表若该对象用一阶惯性环节近似，确定其。 0 1 2 3 4 6 8 10 12 0 1.19 2.27 3.24 4.12 5.64 6.88 7.90 8.74 15 20 25 30 40 50 60 … ∞ 9.71 10.81 11.47 11.88 12.27 12.42 12.47 … 12.50 K=12.5/5=2.5（4分） T=10（4分） 设有模糊集合和，求，，和。（1分） （每式3分） 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？对于扰动至测量值通道的传递函数为，控制作用对测量通道的传递函数为的前馈—反馈控制系统，试求前馈。（分）1）扰动变量可测不可控； 2）主要扰动，变化频繁，幅度变化大； 3）扰动变量对被控变量影响大。 为什么与反馈结合： (3分) 1）GFF(s)不能精确实现，扰动不能完全补偿； 2）实际扰动不止一个； 3）控制效果没有检验依据。 KFF=-4/2=-0.5 （4分） 下图是合成氨生产过程中水碳比逻辑提量和逻辑减量控制系统，控制要求是：提负荷（天然气量）时，须先增加水蒸汽量，再增加天然气量；降负荷（天然气量）时，须先减少天然气量，再减少水蒸汽量。请问在图示的控制系统中，采用了哪些复杂控制方案？请分别判断两个选择器SL1和SL2应设置为高选还是低选，为什么？（14分） 采用了双闭环比值控制（2分，若写“比值控制”得1分）、选择控制（2分）。 SL1为高选（2分），SL2为低选（2分）。 分析：（6分） 提量时，SP↑——SL1（高选）选中SP——蒸汽F1C设定值↑——蒸汽量先↑——经F1T、F1Y，被SL2（低选）选中——F2C设定值按比例↑——天然气后↑ 减量时，SP↓——SL2（低选）选中SP——F2C设定值↓——天然气量先↓——经F2T，被SL1（高选）选中——F1C设定值按比例↓——蒸汽后↓