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过程控制工程期中复习题库

同学们，过程控制工程是一门理论与实践紧密结合的学科，期中考试旨在检验大家对基本概念、原理及分析方法的掌握程度。以下题库涵盖了本学期期中前的核心内容，希望能帮助大家系统复习，查漏补缺，顺利通过考试并取得优异成绩。

一、选择题(每题只有一个正确答案)

1.以下哪项不是过程控制的主要目标？

A.保证生产过程的安全平稳运行

B.提高产品质量和产量

C.最大限度降低操作人员劳动强度

D.降低能耗，减少环境污染

2.在自动控制系统中，控制器的输出信号是根据什么来产生的？

A.被控变量的设定值

B.被控变量的测量值

C.被控变量的设定值与测量值的偏差

D.干扰变量的大小

3.下列哪种不属于描述被控对象动态特性的数学模型？

A.微分方程

B.传递函数

C.阶跃响应曲线

D.工艺流程图

4.一阶惯性环节的阶跃响应曲线的特点是：

A.立即达到稳态值

B.按指数规律逐渐趋于稳态值

C.出现等幅振荡

D.出现衰减振荡

5.某温度控制系统，当设定值突然升高后，被控温度缓慢上升，最终稳定在新的设定值，没有超调。该系统的动态过程属于：

A.非周期衰减过程

B.衰减振荡过程

C.等幅振荡过程

D.发散振荡过程

6.比例控制规律的特点是：

A.能够消除余差

B.控制及时，有余差

C.控制作用缓慢，无余差

D.具有超前控制作用

7.在PID控制器中，积分作用的主要目的是：

A.加快响应速度

B.消除余差

C.克服容量滞后

D.提高稳定性

8.被控对象的放大系数K越大，表示：

A.对象对输入变化的敏感程度越高

B.对象的惯性越大

C.对象的响应速度越快

D.对象的纯滞后时间越长

9.下列哪种控制系统结构最简单，应用最广泛？

A.串级控制系统

B.简单控制系统

C.前馈控制系统

D.比值控制系统

10.在控制系统方块图中，比较机构的作用是：

A.将测量值转换为标准信号

B.计算设定值与测量值的偏差

C.根据偏差产生控制作用

D.直接操纵执行器

二、填空题

1.过程控制系统主要由被控对象、__________、__________和执行器四大部分组成。

2.描述对象特性的三个重要参数是放大系数K、__________和__________。

3.控制系统的过渡过程是指系统在受到__________作用后，从原有的__________状态过渡到新的稳定状态的过程。

4.评价控制系统动态性能的常用指标有：最大偏差（或超调量）、__________、__________和衰减比。

5.比例积分微分（PID）控制器的三个基本控制作用是比例（P）作用、__________作用和__________作用。

6.当对象的滞后较大，负荷变化频繁时，采用__________控制可以显著改善控制质量，它由__________控制器和__________控制器串联组成。

7.调节阀的流量特性是指介质流过阀门的__________与__________之间的关系。

8.在过程控制中，常用的测量变送仪表按其测量参数类型可分为温度、__________、__________、液位等仪表。

9.被控变量的选择原则是：必须是对产品质量和安全生产具有__________的变量，并且应具有__________和可操作性。

10.控制器的正、反作用选择是为了保证整个控制系统构成一个__________反馈系统。

三、简答题

1.什么是被控对象的数学模型？建立对象数学模型的主要方法有哪些？简述其基本思想。

2.试比较开环控制系统与闭环控制系统的优缺点及其适用场合。

3.什么是控制器的比例度（δ）？比例度对控制系统的动态性能和静态性能有何影响？

4.积分作用（I）能消除余差，但为什么在控制系统投运初期或系统出现较大偏差时，常需要将积分作用切除或减弱？

5.简述串级控制系统的工作原理，并说明其相比于单回路控制系统有哪些主要优点。

6.什么是对象的自衡特性？具有自衡特性的对象和无自衡特性的对象在阶跃输入作用下的响应曲线有何不同？

7.什么是调节阀的气开式与气关式？其选择原则是什么？

8.简述临界比例度法整定控制器参数的步骤。

9.什么是前馈控制？它与反馈控制相比有何特点？在什么情况下采用前馈-反馈复合控制系统？

10.画出简单控制系统的典型方块图，并说明各方块的输入、输出信号是什么。

四、分析与计算题

1.已知某被控对象的传递函数为G?(s)=10/(2s+1)。若对其施加一个单位阶跃输入信号，试求其输出响应的稳态值，并估算其达到稳态值的63.2%所需的时间。

2.某温度控制