3. 执行机构为（ A ）作用，阀芯为（ A ）装，则该调节阀为气关阀。 A、正、正 B、正、反 C、反、正 D、正或反、正 4. 487.控制阀工作流量特性取决于（ D ）。
A．阀芯形状 B．配管状况 C．阀前后压差 D. 阀芯形状及配管状况 5. 490.控制阀的气开、气关型式的选择与（ D ）有关。 A．控制器 B．管道的位置 C．工艺要求 D．生产安全
6. 气开式薄膜调节阀，当压缩空气中断时，其处于（A ）状态。 A 全关 B 原位不动 C 全开 D 不确定
五、填空题：
1.被控介质流过阀门的相对流量(Q/Qmax)与阀门相对开度(l/L)之间的关系，称为调节阀的 流量 特性；若阀前后的压差保持不变时，上述关系称为_理想流量
特性；实际使用中，阀前后的压差总是变化的，此时上述关系为_工作流量_ 特性。调节阀的流量特性有 直线 、等百分比（对数）、_抛物线 、和__快开 。
六、综合题：
1. 从保证控制质量的角度，控制阀设计中应考虑哪几个方面？ 答：
控制阀设计中应考虑：阀口径的选择、气开气关形式的选择和流量特性选择。
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第六章 简单控制系统
一、基本要求
1．了解简单控制系统的结构、组成及作用。
2．掌握简单控制系统中被控变量、操纵变量选择的一般原则。 3．了解各种基本控制规律的特点及应用场合。 4．掌握控制器正、反作用确定的方法。 5．了解控制器参数工程整定的方法。
二、常用概念
1. 简单控制系统：由一个测量元件，变送器，一个控制器，一个控制阀和一个对象所构成的单闭环控制系统
2. 控制器的工程整定：确定最合适的控制器比例度，积分时间和微分时间。 三、问答题
1. 如何选择被控变量？ 答：
被控变量的正确选择是关系到系统能否达到预期控制效果的重要因素，它选择的一般原则是：
（1）被控变量应能代表一定的工艺操作指标或是反映工艺操作状态重要变量；
（2）被控变量应是工艺生产过程中经常受到一些干扰影响而变化，因而需要频繁加以控制的变量；
（3）被控变量应尽可能选择工艺生产过程的直接控制指标，当无法获得直接控制指标信号，或其测量或传送滞后很大时，可选择与直接控制指标有单值对应关系的间接控制指标；
（4）被控变量应是能测量的，并具有较大灵敏度的变量；
（5）选择被控变量时，必须考虑工艺合理性和国内仪表产品现状。 （6）被控变量应是独立可控的。 2. 如何选择操纵变量？ 答：
(1)操纵变量应是工艺上允许加以控制的可控变量;。
(2)操纵变量应是对被控变量影响诸因素中比较灵敏的变量，即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。
(3)操纵变量的选择还应考虑工艺的合理性和生产的经济性。
3. 造成控制系统滞后的原因有哪些？ 答:
对象滞后、检测滞后（由测量元件安装位置引起的）、信号传送滞后（包括测量信号和控制信号传送滞后）。
4. 控制器整定的任务是什么？常用整定方法有哪几种？ 答：
（1）理论计算：根据已知的广义对象特性及控制质量的要求，通过理论计
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算出控制器的最佳参数。
（2)工程整定：通过试验或探索来确定控制器的最佳参数。 常用整定方法有： ①临界比例度法：先通过试验得到临界比例度和临界周期，然后根据经验总结出来的关系求出控制器各参数值。
②衰减曲线法：通过使系统产生衰减振荡来整定控制器的参数。 ③经验凑试法：根据经验先将控制器参数放在一个数值上，直接在闭环的控制系统中，通过改变给定值施加干扰，在记录仪上观察过渡过程曲线，运用δ、Ti、TD对过渡过程的影响为指导，按照规定的顺序，对比例度δ、积分时间、微分时间逐个整定，直到获得满意的过渡过程为止。
5.为什么要考虑控制器的正、反作用？如何选择？ 答：
控制作用对被控变量的影响应与干扰作用对被控变量的影响相反，才能使被控变量值回复到给定值。
控制器的正反作用是关系到控制系统能否正常运行与安全操作的重要问题。
6.被控对象、执行器、控制器的正、反作用方向是怎么规定的？ 答：
被控对象的正、反作用方向规定为：当操纵变量增加时，被控变量也增加的对象属于“正作用”的；反之，被控变量随操纵变量的增加而降低的对象属于“反作用”的。
执行器的作用方向由它的气开、气关型式来确定。气开阀为“正”方向；气关阀为“反”方向。
如果将控制器的输入偏差信号定义为测量值减去给定值，那么当偏差增加时，其输出也增加的控制器称为“正作用”控制器；反之，控制器的输出信号随偏差的增加而减小的称为“反作用”控制器。
7.控制器参数整定的任务是什么？工程上常用的的控制器参数整定有哪几种方法？
答：
确定最合适的控制器比例度，积分时间和微分时间。有临界比例度法，衰减曲线法，经验凑试法等。
四、选择题：
1.在研究对象特性对选择操纵变量影响中，下列哪个参数对控制质量影响是可以忽略的（ D ）
A、控制通道时间常数 B、控制通道纯滞后时间 C、干扰通道的时间常数 D、干扰通道的纯滞后时间 2、（ D ）存在纯滞后，但不会影响调节品质。
A、调节通道； B、测量元件； C、变送器； D、干扰通道。 3、DDZ-Ⅲ调节器，如无预先平衡，（ C ）的切换为有扰动的切换。 A、从\硬手动\向\软手动\； B、从\硬手动\向\自动\； C、从\自动\向\硬手动\； D、从\自动''向\软手动\。
4、在自控系统中，确定控制器、控制阀、被控对象的正、反作用方向必须按
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步骤进行，其先后排列次序为（ D ）。
A、控制器、控制阀、被控对象； B、控制阀、被控对象、控制器； C、被控对象、控制器、控制阀； D、被控对象、控制阀、控制器。 5、调节系统中控制器正、反的确定依据是（ B ）
A、实现闭环回路的正反馈； B、实现闭环回路的负反馈； C、系统放大系数恰到好处； D、生产的安全性。
6.下列哪一种方法不是自动调节系统常用的参数整定方法（ D ）。
A、经验法； B、衰减曲线法； C、临界比例度法； D、阶跃响应法。 7. 控制器参数整定的工程方法主要有经验凑试法、衰减曲线法和( B ) A、理论计算法； B、临界比例度法； C、检测法； D、经验法。 8. 有一冷却器，以冷却水作为冷剂来冷却物料温度，现选择冷却水流量为操 纵变量，物料出口温度为被控变量，若从被冷却物料温度不能太高，否则对后续 生产不利角度来考虑，则（ C ）
A、执行器应选气开阀、控制器为反作用方式 B、执行器应选气开阀、控制器为正作用方式 C、执行器应选气关阀、控制器为反作用方式 D、执行器应选气关阀、控制器为正作用方式
9. 如果在燃烧炉的燃料气进口的管线上，设置一个燃料气压力控制系统，则控 制阀和控制器应采用下述情况中的（ B ）
A、气开阀、正作用控制器； B、气开阀、反作用控制器； C、气关阀、反作用控制器； D、气关阀、正作用控制器。 五、填空题：
1.控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是：干扰通道的时间常数越大,干扰对被控变量的影响 缓慢 。若控制通道不存在纯滞后，则干扰通道纯滞后通常对调节质量 无影响 。
2.简单调节系统的基本特征是 单闭合回路 和 负反馈 。
六、综合题：
1. 下图为加热炉装置，工艺要求利用燃料量来控制炉出口介质温度t(简单控制系统)；
① 指出构成控制系统时的被控变量、控制变量、干扰量是什么？ ② 在下图中画出控制流程图； ③ 选择执行器的气开、气关类型以及控制器的作用方向； ④ 画出简单控制系统方框图； ⑤ 简单说明该系统克服干扰的过程（可设温度t升高，分析调节动作过程）。
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解：
①构成控制系统时的被控变量是出口介质温度；操纵变量是燃料量，干扰量是：进料流量和温度、燃料的压力、炉膛温度和压力以及环境温度。
②控制流程图见下图。
③执行器应选择气开类型，控制器为反作用方向。 ④简单控制系统方框图见下图。
⑤该系统克服干扰的过程：当干扰作用使温度t升高，测量大于给定，控制器输入偏差增大，其输出控制信号减少，气开阀关小，燃料量减少，塔顶温度下降，维持给定。
2. 工艺要求利用回流量来控制塔顶温度t(简单控制系统)，为保证塔正常操作，
回流量不允许中断。
① 指出构成控制系统时的被控变量、操纵变量、主要干扰是什么？ ② 画出控制流程图并确定执行器类型； ③ 选择控制器的作用方向； ④ 画出简单控制系统方框图； ⑤ 简单说明该系统克服干扰的过程（可设温度t升高，分析控制动作过程）。 答：
①构成控制系统时的被控变量是塔顶温度；操纵变量是塔顶回流量，主要干扰量是：进料的流量和温度，回流的温度和流量，加热蒸汽量等。 ②控制图见下图，执行器为气关式。
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化工仪表及自动化总复习题目及答案
