中国大学化工过程控制_1答案(慕课2023完整答案)

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第2章 被控过程的中国数学模型

第2章 单元测试

1、下列控制系统中，大学答案答案（ ）是化工开环控制系统。
A、过程定值控制系统
B、控制随动控制系统
C、慕课前馈控制系统
D、完整程序控制系统

2、中国在过程控制系统研究中经常采用（ ）作为输入信号
A、大学答案答案斜坡函数
B、化工单位脉冲函数
C、过程抛物线函数
D、控制阶跃函数

3、慕课关于试验法建模描述不正确的完整是（ ）
A、根据工业过程的中国输入和输出的实测数据进行某种数学处理后得到模型
B、把被研究的工业过程视为一个黑匣子
C、不需要深入掌握其内部机理
D、一般比用机理法要复杂很多

4、被控过程的数学模型在生产工艺分析、设计及控制系统分析与设计有着广泛的应用，其中包括（ ）
A、制定工业过程优化操作方案
B、控制系统方案设计，及对被控过程的仿真研究
C、控制系统的调试和调节器参数的整定
D、设计工业过程的故障检测与诊断系统；

5、下面给出四个对象特性，指出那些是有自衡特性对象？（ ）
A、
B、
C、
D、

6、关于响应曲线法建模描述正确的是( )
A、根据测定到的阶跃响应，拟合出近似的传递函数；
B、根据测定到的阶跃响应，辨识传递函数的参数；
C、响应曲线法又分为阶跃响应曲线法和方波响应曲线法；
D、阶跃响应曲线法建模后，要用试验数据验证模型。

7、前馈控制系统一般可单独使用，因为其控制精度高，且不受外界干扰影响。( )

8、在工业生产过程中，过程的纯滞后问题是经常碰到的，如皮带运输机的物料传输过程、管道输送、管道的混合过程等。( )

9、试验法建模主要特点是把被研究的工业过程视为一个黑匣子，完全从外特性上测试和描述它的动态性质，因此不需要深入掌握其内部机理。( )

第3章 执行器

第3章 单元测试

1、下列关于执行器的说法中不恰当的是（ ）
A、执行器按使用能源不同分为气动执行器和电动执行器
B、气动执行器结构简单，动作可靠，适用于防火防爆场合
C、电动执行器动作迅速，其信号便于远传
D、执行器的开度与流量总是呈线性关系

2、气开式薄膜控制阀，当压缩空气中断时，其处于（ ）状态。
A、全关
B、原位不动
C、全开
D、不确定

3、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

4、在方程中，某调节阀的流量系数C=100，当阀前后压差为=200KPa时，流体密度为,能通过的最大流量是多大？（ ）
A、100/小时
B、129/小时
C、120/小时
D、110/小时

5、气动调节阀选型主要包括下面哪些选择？（ ）
A、调节阀结构形式的选择
B、调节阀气开、气关形式的选择
C、调节阀流量特性的选择
D、调节阀口径的选择

6、调节阀的流量特性主要与下列哪些因素有关？（ ）
A、结构特性
B、流体密度
C、阀门开度
D、工艺配管情况

7、控制阀的理想流量特性是指阀的前后差压保持不变时的流量特性，而阀门制造商提供的是工作流量特性。（ ）

8、执行机构为正作用，阀芯为正装，则该控制阀为气关阀。（ ）

9、调节阀的结构特性有直线、等百分比、快开、抛物线等 4种。（ ）

第4章 控制器

第4章 单元测试

1、在比例控制的基础上，增加适当的积分作用，下面哪种说法是错误的？（ ）
A、稳定性下降
B、最大动态偏差加大
C、稳态误差减小
D、稳定性提高

2、在比例控制的基础上，增加适当的微分作用, 为了得到相同的系统稳定性，下面那种操作正确？（ ）
A、增大比例度
B、减小比例度
C、比例度不变
D、减小比例增益

3、DDZ-Ⅲ型调节器自动与手动切换时，下面那种切换是有扰切换？（ ）
A、从“硬手动”向“软手动”
B、从“硬手动”向“自动”
C、从“自动”向“软手动”
D、从“自动”向“硬手动”

4、比例微分控制系统的残差为什么比纯比例控制系统的小？以下正确的说法是（ ）
A、引入微分调节，可以减小比例度
B、引入微分调节，可以增大比例度
C、引入微分调节，可以增大比例增益
D、引入微分调节，可以减小比例增益

5、对控制系统的几种说法，正确的是（ ）
A、对纯滞后大的系统，引入微分作用，不能克服其滞后的影响。
B、当控制系统稳定性下降，可增大积分时间或加大比例度提高其稳定性。
C、当控制器的测量值与给定值相等时，即偏差为零时，控制器的输出为零。
D、比例控制过程的余差与控制器的比例度成正比。

6、下列哪些是非标准的PID控制算式？（ ）
A、不完全微分算式
B、带不灵敏区的PID算式
C、积分分离算式
D、微分先行算式

7、PD控制规律的特点是具有超前控制功能。( )

8、在PI控制规律中，过渡过程振荡剧烈，可以适当增大积分时间。( )

9、积分控制规律的特点是控制及时，能消除余差。（ ）

第5章 单回路控制系统设计

第5章 单元测试

1、在保持稳定性不变的情况下，在比例控制中引入积分，同时增大比例度。下面哪种说法不正确？（ ）
A、提高稳定性
B、减小静态误差
C、减小动态误差
D、降低响应速度

2、控制参数选择原则下面哪种说法不合理？（ ）
A、操纵变量应是工艺上允许加以控制的可控变量
B、操纵变量的选择还应该考虑工艺的合理性和生产的经济性
C、控制通道的放大系数要大一些，时间常数要小一些，纯滞后时间要尽量小
D、干扰通道滞后时间要大些，时间常数要小些

3、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

4、某简单调节系统的对象和变送器作用为正，可选哪些组合？（ ）
A、正作用调节器十气关阀
B、正作用调节器十气开阀
C、反作用调节器十气开阀
D、反作用调节器十气关阀

5、下面对过程的控制质量有影响的是（ ）
A、控制通道放大倍数
B、扰动通道放大倍数
C、扰动通道时间常数
D、扰动通道纯滞后时间

6、有一蒸汽加热设备利用蒸汽将物料加热，并用搅拌器不停地搅拌物料，到物料达到所需温度后排出。如果要设计一个温度控制系统，下面所选控制量哪些不合理？（ ）
A、物料流量
B、蒸汽流量
C、蒸汽压力
D、环境温度

7、当被控过程存在多个时间常数时，应尽量使时间常数错开。（ ）

8、调节器正、反作用的方式的选择是根据调节阀气开、气关形式确定的。（ ）

9、有一台PI调节器，比例度%，积分时间常数，若将改为100%时，调节系统稳定程度将提高，对吗？

第6章 复杂控制系统设计

第6章 单元测试

1、等效时间常数减小与提高控制质量有何关系？下面哪种说法不正确？（ ）
A、副回路代替了副对象，等效时间常数减小，响应速度加快；
B、等效时间常数减小，提高了系统工作频率，使系统的振荡周期得以缩短，因而提高了整个系统的控制质量；
C、等效时间常数减小，整个系统的控制质量下降；
D、纳入副回路的干扰会减少。

2、为什么串级控制系统中整个副回路可视为一放大倍数为正的环节来看？下面哪个解释正确？（ ）
A、副回路动态过程快；
B、副回路具有抑制非线性能力；
C、副回路对二次干扰克服能力强；
D、副回路是随动系统，副被控参数跟踪主控器输出。

3、若主、副控制器之一的正、反作用选错会出现什么样情况？（ ）
A、主回路或副回路为正反馈，出现扰动，使系统远离给定值；
B、主回路、副回路均为负反馈，出现扰动，系统可以克服扰动，跟踪给定值；
C、主回路或副回路为负反馈，出现扰动，系统可以克服扰动，跟踪给定值；
D、主回路、副回路均为正反馈，使系统远离给定值。

4、设计串级控制系统时，主要应解决好哪些问题？下面哪些答案是正确的？（ ）
A、执行器的选择；
B、副回路的设计与副参数的选择；
C、主、副调节器调节规律的选择；
D、主、副调节器正、反作用的选择。

5、确定整个串级控制系统中选择主、副控制器的正、反作用的需要哪些步骤？（ ）。
A、首先根据工艺要求决定调节阀的气开、气关形式；
B、根据使副回路成为负反馈的原则，确定副调节器的正、反作用；
C、前馈确定副回路的正、反作用；
D、再依据主过程的正、反形式确定主调节器的正反作用方式。

6、具备下面哪几种情况下可考虑前馈控制？（ ）
A、系统中存在可测不可控的扰动量；
B、系统中存在变化频繁、幅值大的扰动量；
C、系统中扰动量较多；
D、生产过程对控制质量要求高。

7、主环包括主控制器、副回路、主被控对象，主测量变送单元，副回路可视为一放大倍数为正的环节，主测量变送单元为正，所以主控制器的正、反作用只取决于主被控对象放大倍数的符号。（ ）

8、准确地掌握被控过程扰动通道及控制通道的动态特性，采用动态前馈进行控制，前馈控制补偿效果最好。（ ）

9、若反馈系统或串级系统是稳定的，则相应的前馈-反馈或前馈-串级控制系统也一定是稳定的，这种说法是否正确？（ ）

第7章 实现特殊需求的过程控制系统

第7章 单元测试

1、关于物料比值K与控制系统仪表比值系数的概念和关系，下面哪个是错误的? （ ）
A、工艺要求的物料比值系数，是不同物料之间的体积流量或质量流量之比；
B、比值器参数，则是仪表的比值系数；
C、流量与检测信号线性时，
D、流量与检测信号线性时，

2、某生产工艺要求两种物料的流量比值维持在0.4，已知kg/h，,流量采用孔板配差压变送器进行测量，并在变送器后加开方器。试分析采用何种控制方案最好?仪表比值系数（ ）
A、开环比值控制系统，=0.4;
B、单闭环比值控制系统，=1.6;
C、双闭环比值控制系统，=1;
D、变比值控制系统，=4。

3、均匀控制系统参数整定有何特点?下面哪个特点是不正确的？（ ）
A、与常规系统相比系统结构无特殊性，达到均匀控制目标；
B、参数均应缓慢地变化；
C、参数变化应限制在允许范围内；
D、控制作用较强。

4、单闭环和双闭环比值控制的主、副流量之比是否恒定? 总物料是否恒定? 下面哪些答案正确？（ ）
A、单闭环比值控制的主、副流量之比恒定；
B、单闭环比值控制的总物料恒定；
C、双闭环比值系统中恒定；
D、双闭环比值系统中不恒定。

5、分程控制在分程点上怎样实现流量特性的平滑过渡?下面哪些方案正确？（ ）
A、两个增益相差较大的线性阀并联使用；
B、可选用两个流通能力相等的线性阀，使两阀的流量特性衔接成直线；
C、可选用两个对数阀，使两个阀在分程点附近有一段重叠的调节器输出信号，从而使两阀特性衔接平滑；
D、两个增益相同的线性阀在分程点处的平滑衔接。

6、某一分程控制系统的两个调节阀，其最小流通能力分别为,,可调范围为,此时，调节阀的最大流通能力分别为,,若将两个调节阀当成一个调节阀使用，则最小流通能力为0.14,最大流通能力为109.2,下面经计算得出的结果哪些正确？（ ）
A、可调范围是原来调节阀可调范围26倍；
B、可调范围没有变化；
C、可调范围增加到 780；
D、可调范围是原来调节阀可调范围10倍

7、根据生产处于不正常情况下，取代调节器的输出信号为高值或为低值来确定选择器的类型；（ ）

8、比例度应整定得小一些，使取代控制方案投入工作时，取代调节器必须发出较强的控制信号，产生及时的自动保护作用。（ ）

9、根据工艺要求，将调节器的输出信号分段，去分别控制两个或两个以上的调节阀，以便使每个调节阀在调节器输出的某段信号范围内全行程动作。（ ）

第7章 单元测试再开

1、关于物料比值K与控制系统仪表比值系数的概念和关系，下面哪个是错误的? （ ）
A、工艺要求的物料比值系数，是不同物料之间的体积流量或质量流量之比；
B、比值器参数，则是仪表的比值系数；
C、流量与检测信号线性时，
D、流量与检测信号线性时，

2、某生产工艺要求两种物料的流量比值维持在0.4，已知kg/h，,流量采用孔板配差压变送器进行测量，并在变送器后加开方器。试分析采用何种控制方案最好?仪表比值系数（ ）
A、开环比值控制系统，=0.4;
B、单闭环比值控制系统，=1.6;
C、双闭环比值控制系统，=1;
D、变比值控制系统，=4。

3、均匀控制系统参数整定有何特点?下面哪个特点是不正确的？（ ）
A、与常规系统相比系统结构无特殊性，达到均匀控制目标；
B、参数均应缓慢地变化；
C、参数变化应限制在允许范围内；
D、控制作用较强。

4、分程控制在分程点上怎样实现流量特性的平滑过渡?下面哪些方案正确？（ ）
A、两个增益相差较大的线性阀并联使用；
B、可选用两个流通能力相等的线性阀，使两阀的流量特性衔接成直线；
C、可选用两个对数阀，使两个阀在分程点附近有一段重叠的调节器输出信号，从而使两阀特性衔接平滑；
D、两个增益相同的线性阀在分程点处的平滑衔接。

5、单闭环和双闭环比值控制的主、副流量之比是否恒定? 总物料是否恒定? 下面哪些答案正确？（ ）
A、单闭环比值控制的主、副流量之比恒定；
B、单闭环比值控制的总物料恒定；
C、双闭环比值系统中恒定；
D、双闭环比值系统中不恒定。

6、某一分程控制系统的两个调节阀，其最小流通能力分别为,,可调范围为,此时，调节阀的最大流通能力分别为,,若将两个调节阀当成一个调节阀使用，则最小流通能力为0.14,最大流通能力为109.2,下面经计算得出的结果哪些正确？（ ）
A、可调范围是原来调节阀可调范围26倍；
B、可调范围没有变化；
C、可调范围增加到 780；
D、可调范围是原来调节阀可调范围10倍

7、根据生产处于不正常情况下，取代调节器的输出信号为高值或为低值来确定选择器的类型；（ ）

8、比例度应整定得小一些，使取代控制方案投入工作时，取代调节器必须发出较强的控制信号，产生及时的自动保护作用。（ ）

9、根据工艺要求，将调节器的输出信号分段，去分别控制两个或两个以上的调节阀，以便使每个调节阀在调节器输出的某段信号范围内全行程动作。（ ）

期中考试客观题

期末考试(客观题)

1、多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

2、在比例控制的基础上，增加适当的微分作用, 为了提高控制精度，下面那种操作正确？
A、增大比例度
B、减小比例度
C、比例度不变
D、减小比例增益

3、PID调节器中，比例度P、积分时间常数、微分时间常数，若将取∞代表调节器处于什么状态？
A、P 调节
B、PI调节
C、PD调节
D、PID调节

4、阀阻比减小，阀的可调范围会发生什么变化？
A、不变；
B、变大；
C、变小；
D、不确定。

5、在保持稳定性不变的情况下，在比例控制中引入积分后，为什么要增大比例度。下面哪种说法不正确？
A、提高稳定性
B、减小静态误差
C、减小动态误差
D、提高响应速度

6、操纵量选择原则下面哪种说法不合理？
A、操纵变量应是工艺上允许加以控制的可控变量
B、操纵变量的选择还应该考虑工艺的合理性和生产的经济性
C、控制通道的放大系数要大一些，时间常数要小一些，纯滞后时间要尽量小
D、干扰通道滞后时间要大些，时间常数要小些

7、串级控制系统主调节器正、反作用由下面那个因素决定？
A、主、副对象正、反作用
B、主对象正、反作用
C、副对象正、反作用
D、主变送器正、反作用

8、某比值控制系统，采用孔板和差压变送器测量主、副流量，主流量变送器的最大量程为，副流量变送器的最大量程为，生产工艺要求，当加开方器时，下面仪表上信号比值系数哪个正确？
A、
B、
C、
D、

9、下列哪一项特性不属于控制系统的性能要求
A、可行性
B、稳定性
C、准确性
D、快速性

10、串级控制系统的副回路具有的特点是
A、先调、粗调、快调
B、先调、细调、快调
C、先调、粗调、慢调
D、后调、粗调、快调

11、所谓控制规律是指控制器的输出信号与控制误差之间的关系。

12、选择被控变量时，必须考虑工艺的合理性。

13、把串级控制系统副回路环节可以视为一放大倍数为正的环节，这种说法正确吗？

14、一般将纯滞后时间与时间常数之比大于0.3的过程称为大滞后过程。

15、热电偶一般用于测量100?C以上的温度。

16、分程控制系统中通常由两个控制器，一个执行机构。

17、机理法建模的基础是 。

18、在没有人工或调节器干预下，能自动达到新的平衡状态，这种特性是 。

19、调节器正反作用的确定原则是 。

20、在反馈控制的基础上，针对 进行前馈补偿。既提高了控制速度，又保证了控制精度。

21、通过采取措施，把相互关联的多参数控制过程转化为几个彼此独立的控制系统，这样的系统称为 。

22、常用的PID控制器参数整定法有 。

23、比值控制系统按结构分类，可分为 、 。

期中考试主观题

1、某换热器的温度控制系统方块图如图。系统的被控参数为出口物料温度，要求保持在（200±20）℃，控制参数为加热蒸汽的流量。 （1）说明图中R、E、Q、C、F所代表的专业术语内容。 （2）说明Z、I、P的信号范围。 （3）气动执行器的输入、输出各是什么物理量？

2、如图所示为发电厂冷凝器的控制方案。其原理是：从低压汽轮机出来的乏蒸汽经冷凝器以后变成温水，再由循环泵送至除氧器，经除氧处理后的温水，可继续作为发电锅炉的给水。工程上要求温水温度保持稳定，为此设计如图所示前馈-反馈控制系统。要求①根据工艺流程图画出系统原理方框图；②指出被控量、控制量、前馈补偿的干扰量。

3、如图所示储槽加热器，其流入量为,温度为，槽用蒸汽加热，其流出量为，温度为。假设槽内搅拌均匀，认为流出量温度即为槽内介质温度，生产要求保持在给定值上。当或发生扰动变化时，试设计一个简单控制系统，实现槽内介质温度控制。并确定调节阀的气开、气关方式和调节器正、反作用方式。以及调节器的调节规律。（画出控制系统工艺流程图，)

4、对某被控过程做开环阶跃试验，输入阶跃信号Δu=4，阶跃响应曲线如图所示： （1）试确定该被控过程传递函数形式得数学模型。（10分） （2）设计相应的Smith预估控制方案，画出原理框图。（6分） （3）该被控过程还可以采用其他哪些控制方案，并简述控制原理。（4分）

中国大学化工过程控制

化工过程控制是指通过对化工生产中的各种物理、化学、生物等过程进行实时监测和控制，以保证产品质量、提高生产效率和降低生产成本的一种技术手段。在中国的化工产业中，化工过程控制技术的应用已经得到了越来越广泛的应用和重视。

中国大学化工过程控制教育现状

目前，中国的许多大学都设有化工过程控制专业，为学生提供了相应的教育和培训。例如，清华大学、北京化工大学、东南大学、华东理工大学、天津大学等均设有化工过程控制相关专业。

在化工过程控制教育中，学生需要学习相关的理论知识，例如自动化控制、过程控制、仪表控制、计算机控制技术等。同时，实践课程也是化工过程控制教育的重要组成部分。学生需要进行各种实验和项目设计，例如模拟实验、控制系统设计、仿真等，以提高其实际操作和解决问题的能力。

中国大学化工过程控制研究现状

中国的许多大学和研究机构也开展了化工过程控制的研究工作。例如，清华大学化学工程系、浙江大学化工系、华东理工大学化学工程系、上海交通大学化学工程系等都有相关的研究团队。

在化工过程控制研究中，研究者主要关注以下几个方面：

• 控制系统的设计与优化
• 化工过程的建模与仿真
• 智能化控制技术的应用
• 过程监测与诊断技术
• 化工过程中的优化问题

目前，化工过程控制的研究在我国得到了越来越广泛的应用。例如，在石油化工、化学品、精细化工等领域中，化工过程控制技术的应用已经成为了提高产业竞争力的重要手段。

中国大学化工过程控制的未来发展

随着化工产业的不断发展和进步，化工过程控制技术也将得到更加广泛的应用和发展。未来，中国的大学应该继续加强化工过程控制教育和研究，培养更多的专业人才和研究人员，推动化工过程控制技术不断创新和进步。

同时，未来的发展还需要加强产学研合作，推动理论研究与实践应用相结合，推广成熟的化工过程控制技术和方案，提高化工产业的创新能力和核心竞争力。

结语

化工过程控制技术是一项重要的技术手段，对于提高化工产业的质量、效率和降低成本具有重要作用。中国的大学应该继续加强化工过程控制教育和研究，推动化工过程控制技术不断创新和进步，为中国的化工产业做出更大的贡献。