2012过程控制及其自动化仪表A卷参考答案

第1页/共6页安徽农业大学2011~2012学年第二学期《自动化仪表与过程控制》试卷(A卷)考试形式:闭卷笔试，2小时，满分100分适用专业:09电气题号一二三四五总分得分一、单项选择题(共10小题，每小题2分，共20分)(注意：第一大题答案请写入下面的答题卡中)1、控制系统的反馈信号使得原来信号增强的叫做(B)A、负反馈B、正反馈C、前馈2、某测温仪表范围为200~1000℃，根据工艺要求，温度指示值不允许超过±6℃，则应选仪表的精度等级为(A)A、0.5级B、1.0级C、1.5级3、常见的自动控制系统是一个(C)系统。A、开环控制B、前馈控制C、反馈控制4、积分作用可用来(A)A、消除余差B、克服纯滞后C、克服容量滞后5、下列表达式中，表示比例积分调节规律的是(A)A、1()pIMVKDVDVdtTB、()pDdDVMVKDVTdtC、pMVKDV6、压力表的测量使用范围一般为其量程的(A)处。A、1/3~2/3B、2/3C、1/37、常见的调节阀按其工作方式分有气动、电动和液动，其中加工、安装和维护工作量大，但动力强劲，常用于航空航天、矿山机械的是(C)A、电动调节阀B、气动调节阀C、液动调节阀8、如图所示直通双座阀，下列表述正确的是(A)A、适于大压差场合B、不适于大管径场合C、泄漏量较小9、对象受到阶跃输入后，输出达到新的稳态值的63.2％所需的时间，就是(B)A、放大倍数B、时间常数C、纯滞后时间得分评阅人题号12345678910答案BACAAACABB学院：专业班级：姓名：学号：装订线第2页/共6页10、有些工艺对象不允许长时间施加较大幅度的扰动，在实验法建立其数学模型时应采用(B)A、阶跃响应曲线法B、方波响应曲线法C、最小二乘法二、判断题(共5小题，每小题2分，共10分)(×)1、工业过程控制系统大部分是随动系统。(×)2、被调参数为温度的对象，时间常数和滞后都比较小。(×)3、用电子电位差计测热电偶温度，若冷端温度下降3℃，热端温度升高3℃，则示值约升高6℃。(√)4、测量液体管道静压时，应选择在管道中间偏下方45度取压。(√)5、零点迁移的实质是测量范围的平移，它并不改变仪表的量程。三、填空题(共10小题，每题2分，共20分)1、自动调节系统方块图中，给定值SV，测量值PV，偏差DV之间的关系是DV=SV-PV。2、弹性式式压力计是根据弹性元件的变形和所受压力成比例的原理工作的。3、DDZ-Ⅲ型调节仪表现场传输信号为4~20mA电流、1~5V电压的ADC。4、DDZ和QDZ分别表示电动单元组合仪表和气动单元组合仪表。5、调节阀的流量特性是指被调介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度之间的关系。6、选择串级调节系统的副参数应使主要干扰包括在副回路内。7、实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统，称为比值控制系统。8、根据检测误差出现的规律性，可以将误差分为系统误差、随机误差和疏忽误差。9、比例度就是指控制器输入偏差的相对变化值与相应的输出相对变化值之比，用百分数表示。10、被控过程的数学模型建模方法有机理演绎法、试验辨识法和混合法。四、计算分析题(共5小题，每题8分，共40分)1、DDZ-Ⅲ型PID基型调节器输入电路如图所示，试求V01。得分评阅人得分评阅人得分评阅人第3页/共6页解：反相输入端“虚断”：011()02FBiFFVVVVVVRRR（2分）同相输入端“虚断”：0STTTBVVVVVRRR（2分）由“虚短”可知：FTVV（2分）所以V01=－2(Vi－VS)（2分）注：若包括VB，V01=－2(Vi－VS)+VB不扣分2、室温20℃，采用K型热电偶测量某物体温度。与其相配的显示仪表无冷端补偿功能。测量电路如图所示，当仪表指示为100℃时，求被测物体的温度T(已知：E(20,0)=0.798mV,E(80,0)=3.266mV,E(100,0)=4.095mV,E(110,0)=4.508mV,E(120,0)=4.919mV)。显示仪表abTTo补偿导线4.095+0.798=4.893mV（2分）4.919-4.508=0.411mV4.893-4.508=0.385mV0.385/0.411=0.9367（4分）110＋0.9367×10≈119（2分）3、如图所示容积式流量计，试简述其工作原理第4页/共6页流体通过“计量空间”时，在它的进出口之间产生一定的压力差，其转动部分在此压力差作用下将产生旋转，并将流体由入口排向出口。（2分）在这个过程中，流体一次次地充满“计量空间”，又一次次地被送往出口。（2分）对已定的流量计而言，该“计量空间”的体积是确定的，只要测得转子的转动次数，就可以得到被测流体体积的累积值。（4分）4、如图所示，用差压变送器测闭口容器液位，已知h1=50cm，h2=200cm，h3=140cm，被测介质密度ρ=0.85g/cm3，负压管内隔离液为水，求：(1)变送器量程；(2)是否需要迁移？迁移量为多少？答：1、仪表量程216.7PhgkPa(3分)2、312311.7()38.226.6PhgkPaPhhhgkPaPPkPa水需要负迁移，迁移量为26.6kPa(5分)5、某换热器出口温度控制系统控制阀开度脉冲响应实验数据如下，矩形脉冲的幅度为2t/h，脉冲宽度为10min，试转换为阶跃响应，如果用具有时滞的一阶惯性环节近似，确定其参数，写出其传函。解：矩形脉冲可看成两个相反方向的阶跃作用的代数和，因此第5页/共6页121111()()()()(),10()()(10)ythththththtytht11()()(10)htytht11111111111(1)(1)0.46(3)(3)1.7(4)(4)3.7(5)(5)8(8)(8)19(10)(10)(0)26.4(15)(15)(5)36844(20)(20)(10)33.526.459.9hyhyhyhyhyhyhhyhhyh1111111111111(25)(25)(15)27.24471.2(30)(30)(20)2159.980.9(40)(40)(30)10.480.991.3(50)(50)(40)5.191.396.4(60)(60)(50)2.896.499.2(70)(70)(60)1.199.2100.3hyhhyhhyhhyhhyhhyhh1(80)(80)(70)0.5100.3100.8yh（4分）()(0)100.8050.42yyKr可用一阶惯性纯滞后环节，利用两点法，取A(15,44)和B(30,80.9)两点进行计算：1144ln(1)ln(1)0.573650.4*2yMKr2280.9ln(1)ln(1)1.622450.4*2yMKr2112301514.30210.57361.6224ttTMM21121230*(0.5736)15*(1.6224)6.79630.57361.6224tMtMMM可知其传函为：-6.8s50.4()e14.31Gss（4分）第6页/共6页五、综合题(10分)如图所示换热器，用蒸汽将进入其中的冷水加热到一定温度。生产工艺要求热水温度维持在一定范围(-1℃≤△T≤1℃)，试设计一个简单的温度控制系统，并指出调节器类型。答：1、被控参数：热水的温度（2分）2、控制参数：热蒸汽的流量(蒸汽管道上的阀门开度)（2分）3、测温元件及其变送器的选择：选取热电阻，并配上相应温度变送器（2分）4、调节阀的选择：根据实际生产需要与安全角度考虑，选择气开阀；（2分）调节器选PID或PD类型的调节器，由于调节阀为气开式(无信号时关闭)，故KV为正，当被控过程输入的蒸汽增加时，水温升高，故为K0正，正作用过程，测量变送Km为正，为使整个系统中各环节静态放大系数乘积为正，调节器Kc应为正，所以选用反作用调节器。（2分）得分评阅人