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第1页共3页南昌大学2008～2009学年第一学期期末考试过程控制工程试卷A参考答案和评分标准一、填空题(每空1分，共20分)1.开环比值控制系统；单闭环比值控制系统；双闭环比值控制系统2.气开阀；气闭阀3.串级；减少4.容量滞后；纯滞后5.单冲量控制；双冲量控制；三冲量控制6.离心泵；容积泵；调速；旁路；节流7.能量平衡控制；约束条件控制；质量控制二、简答题(每题6分，共30分)1、答：所谓生产的软保护措施，就是当生产短期内处于不正常情况时，无须像硬保护措施那样硬性使设备停车，而是通过一个特定设计的自动选择性控制系统，以适当改变控制方式来达到自动保护生产的目的。这样就可以减少由于停车而带来的巨大经济损失。而硬保护措施将使得生产设备停车。（定义4分，实现原理2分）2、答：前馈控制主要用于下列场合：(1)干扰幅值大而频繁，对被控变量影响剧烈，单纯反馈控制达不到要求时；(2)主要干扰是可测不可控的变量；(3)对象的控制通道滞后大，反馈控制不及时，控制质量差时，可采用前馈一反馈控制系统，以提高控制质量。（每点2分）3、答：串级控制系统的目的是为了高精度地稳定主变量，对主变量要求较高，一般不允许有余差，所以主控制器一般选择比例积分控制规律，当对象滞后较大时，也可引入适当的微分作用。串级控制系统中对副变量的要求不严。在控制过程中，副变量是不断跟随主控制器的输出变化而变化的，所以副控制器一般采用比例控制规律就行了，必要时引入适当的积分作用，而微分作用一般是不需要的。（每点3分）4、答：以液位与流量的均匀控制为例，其控制方案有简单均匀控制与串级均匀控制两种。（2分）第2页共3页从结构上来讲，简单均匀控制与一般的液位控制系统一样，串级均匀控制与一般的液位-流量串级控制系统一样。其区别在于均匀控制与一般的控制系统目的不一样。之所以能够使两个变量间的关系得到协调，是通过控制器参数整定来实现的。均匀控制系统中的控制器一般都采用纯比例作用，且比例度很大，必要时才引入少量的积分作用。（4分）5、答：分程控制系统的应用场合主要有：(1)用于扩大控制阀的可调范围，改善控制品质；(2)用于控制两种不同的介质流量，以满足工艺生产的要求，(3)用作生产安全的防护措施。（每点2分）三、分析题(共15分)解：1）A、B均为气开式（2分）A：0.02~0.06MPa；B：0.06~0.10MPa（2分）2）控制器为“反作用”（3分）3）系统方块图（4分）工作原理：（1）当出口温度高于设定温度时，仅A阀打开工作，B关闭；（2分）（2）当出口温度低于设定温度时，A和B阀同时工作。（2分）四、计算题(共15分)解：1）系统方块图（6分）2）前馈控制器的数学模型第3页共3页(s)(s)G'(s)GG1(s)(s)G'(s)GG(s)GF(s)(s)O1p2c1O1P2ffPD1++=Θ（2分）372s36(s)'GP2+=（2分）0(s)0,F(s)1=Θ≠（2分）216372s-(s)Gff+=（3分）五、综合题(共20分)答：1）主要控制系统：（12分）（1）锅炉汽包水位控制：汽包水位作为被控变量，给水流量作为操纵变量。（2）锅炉燃烧系统的控制：被控变量：蒸汽压力（负荷），烟气成方（经济燃烧指标）和炉膛负压；操纵变量：燃料量、送风量、引风量。（3）过热蒸汽系统的控制：被控变量为过热蒸汽温度，操作变量为减温器的喷水量；（4）锅炉水处理过程的控制：一般采用离子交换树脂对水进行软化处理；另外采用蒸汽加热进行除氧处理。2）双冲量控制系统原理图（8分）