计算机过程控制真题精选.docx
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计算机过程控制真题精选
[填空题]1常见的过程计算机控制系统分为下列几种典型形式()、直接数字控制系统、()、()和现场总线控制系统。
参考答案:
操作指导控制系统;监督计算机控制系统;集散控制系统
[单项选择题]
2、调节系统在纯比作用下已整定好,加入积分作用后,为保证原稳定度,此时应将比例度()。
A.增大
B.减小
C.不变
D.先增大后减小
参考答案:
A
[单项选择题]
3、定值调节系统是(X)环调节,前馈系统是(X)环调节()。
A.开,闭
B.闭,开
C.开,开
D.闭,闭
参考答案:
B
[单项选择题]
4、成分、温度调节系统的调节规律,通常选用()。
A.PI
B.PD
C.PID
参考答案:
C
[填空题]5定值控制系统是按()进行控制的,而前馈控制是按()进行控制的;前者是()环控制,后者是()环控制。
参考答案:
偏差;扰动;闭;开[判断题]
6、热电阻温度计需要进行冷端补偿才能正常工作。
参考答案:
错
[填空题]7串级控制系统能迅速克服进入()回路的扰动,改善()控制器的广义对象特性,容许()回路内各环节的特性在一定的范围内变动而不影响整个系统的控制品质。
参考答案:
副;主;副
[判断题]
8、串级控制系统中的副控制器给定值是由主控制器的输出决定的,所以副控制器相当于一个闭环定值控制系统。
参考答案:
错
[填空题]9在PID调节器中,调节器的Kc越大,表示调节作用(),Ti值越大,表示积分作用()。
参考答案:
越强;减弱
[判断题]
10、在比值控制系统中,一般选择易调节的量为主变量,易测量的量为副变量。
参考答案:
错
[填空题]11过程控制系统常用的参数整定方法有()、()、()和()。
参考答案:
经验法;衰减曲线法;稳定边界法/临界比例度法;响应曲线法
[判断题]
12、前馈控制与定值控制的原理相同,都是以偏差进行调解的。
参考答案:
错
[填空题]13一般一个简单控制系统由()装置、()、()器和()机构组成。
参考答案:
检测/变送;被控对象;调节;执行[填空题]14什么是程序控制系统?
参考答案:
程序控制系统的设定值也是变化的,但它是一个已知的时间函数,即设定值按一定的时间程序变化。
[填空题]15串级控制系统有哪些特点?
主要使用在哪些场合?
参考答案:
串级控制系统的主要特点为:
A.在系统结构上,它是由两个串接工作的控制器构成的双闭环控制系统;
B.系统的目的在于通过设置副变量来提高对主变量的控制质量;
C.由于副回路的存在,对进入副回路的干扰有超前控制的作用,因而减少了干扰对主变量的影响;
D.系统对负荷改变时有一定的自适应能力。
串级控制系统主要应用于:
对象的滞后和时间常数很大、干扰作用强而频繁、负荷变化大、对控制质量要求较高的场合。
[填空题]16分别说明比例、积分、微分控制对控制系统的作用?
参考答案:
比例控制影响系统的动态特性和系统的稳定性;积分控制的作用是可以消除系统余差;微分控制可以提高系统的响应速度,克服对象容量滞后的影响。
[填空题]17表示过程控制系统控制关系的方框图,两个框之间的带箭头连线表示其相互关系和信号传递方向,但是不表示()的物料关系。
参考答案:
方框之间
[填空题]18接触式测温时,应保证测温仪表与被测介质充分接触,要求仪表与介质成逆流状态,至少是正交,切勿与介质成()安装。
参考答案:
顺流
[填空题]19串级控制系统与单回路控制系统的区别是其在结构上多了一个(),形成了两个闭环。
参考答案:
副回路[填空题]20典型的过程控制系统由检测元件、变送器、调节器、调节阀和()等环节构成。
参考答案:
被控过程
[填空题]21当阶跃扰动发生后,被控过程能达到新的平衡,该过程称为()过程,如果不能达到新的平衡,则称该过程为无自衡过程。
参考答案:
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[填空题]22执行器由()和调节机构(阀)两部分组成。
参考答案:
执行机构
[填空题]23常见的弹性元件有弹簧管、波纹管、()。
参考答案:
单膜片
[填空题]24系统在自动控制作用下,从一个平衡状态进入另一个平衡状态之间的过程称为()。
参考答案:
过渡过程
[填空题]25在工程测量中,是以把高一等级的标准仪器所测得的量值作为被测变量的()。
参考答案:
真实值
[单项选择题]
26、控制系统中,下面哪种控制规律具有消除余差的作用()。
A.位式控制
B.比例控制
C.微分控制
D.积分控制
参考答案:
D[判断题]
27、设计串级控制系统时应该把所有干扰包括在副环中。
参考答案:
错
[判断题]
28、前馈控制是一种开环控制系统
参考答案:
对
[填空题]29简述被控过程特性的实验测取法?
参考答案:
对某些非线性因素,在数学上无法或难以推导,则要通过实验测量并进行关系近似与假设,这种通过试验来获取数学模型的方法称为被控过程的实验测取法。
[填空题]30简述计算机控制系统的一般控制过程。
参考答案:
(1)数据采集及处理,即对被控对象的被控参数进行实时检测,并输给计算机进行处理。
(2)实时控制,即按已设计的控制规律计算出控制量,实时向执行器发出控制信号。
[填空题]31简述对偶原理的基本内容。
参考答案:
对偶原理:
设S1=(A,B,
C.、S2=(AT,CT,BT)是互为对偶的两个系统,则S1的能控性等价于S2的能观测性;S1的能观测性等价于S2的能控性。
或者说,若S1是状态完全能控的(完全能测观的),则S2是状态完全能观测的(完全能控的)。
[填空题]32简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。
参考答案:
(1)比例调节器:
比例调节器对偏差是即时反应的,偏差一旦出现,调节器立即产生控制作用,使输出量朝着减小偏差的方向变化,控制作用的强弱取决于比例系数KP。
比例调节器虽然简单快速,但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。
加大比例系数KP可以减小静差,但是KP过大时,会使系统的动态质量变坏,引起输出量振荡,甚至导致闭环系统不稳定。
(2)积分调节器:
为了消除在比例调节中的残余静差,可在比例调节的基础上加入积分调节。
积分调节具有累积成分,只要偏差e不为零,它将通过累积作用影响控制量u,从而减小偏差,直到偏差为零。
积分时间常数TI大,则积分作用弱,反之强。
增大TI将减慢消除静差的过程,但可减小超调,提高稳定性。
引入积分调节的代价是降低系统的快速性。
(3)微分调节器:
为加快控制过程,有必要在偏差出现或变化的瞬间,按偏差变化的趋向进行控制,使偏差消灭在萌芽状态,这就是微分调节的原理。
微分作用的加入将有助于减小超调,克服振荡,使系统趋于稳定。
[填空题]33简述网络控制系统的特点。
参考答案:
网络控制系统通常具备下述特点
(1)非定常性。
数据到达的时刻不再是定常和有规则的,更不能再用简单的采样时间来刻画。
(2)非完整性。
由于数据在传输中可能发生丢失和出错,数据不再是完整的,当然数字控制中也可能有类似的现象,但在网络控制中发生的可能性要大得多。
(3)非有序性。
由于网络传输时间的不确定,先产生的数据可能迟于后产生的数据到达远程控制系统。
因此,数据到达的次序可能不再遵守原有的时间顺序。
非确定性。
由于数据到达的随机性,整个控制过程已不再是一个确定性的系统,而是一个随机系统。
[填空题]34何为积分饱和现象?
参考答案:
在标准PID位置算法中,控制系统在启动、停止或者大幅度提降给定值等情况下,系统输出会出现较大的偏差,这种较大偏差,不可能在短时间内消除,经过积分项累积后,可能会使控制量u(k)很大,甚至超过执行机构的极限umax。
另外,当负误差的绝对值较大时,也会出现u 显然,当控制量超过执行机构极限时,控制作用必然不如应有的计算值理想,从而影响控制效果。 这类现象在给定值突变时容易发生,而且在起动时特别明显,故也称“起动效应”。 [填空题]35嵌入式处理器可分为哪几种类型? 参考答案: (1)嵌入式微控制器MCU(MicroControllerUnit) (2)嵌入式微处理器MPU(MicroProcessorUnit) (3)数字信号处理器DSP(DigitalSignalProcessor) (4)嵌入式片上系统(SystemOnChip, SOC. [填空题]36阶跃响应不变法的基本思想是什么? 参考答案: 阶跃响应不变法的基本思想是: 离散近似后的数字控制器的阶跃响应序列与模拟控制器的阶跃响应的采样值一致。 [填空题]37故障诊断中的状态估计方法的基本思想是什么? 参考答案: 故障诊断中的状态估计方法的基本思想是: 首先重构被控过程的状态,通过与可测变量比较构成残差序列,再构造适当的模型并用统计检验法,从残差序列中把故障诊断出来。 因此,这就要求系统可观测或部分可观测,通常用各种状态观测器或滤波器进行状态估计。 [填空题]38简述数字滤波技术,其算法有哪些? 参考答案: 所谓数字滤波,就是通过一定的计算或判断程序减少干扰在有用信号中的比重。 故实质上它是一种程序滤波。 算术平均值法、中位值滤波法、限幅滤波法、惯性滤波法。 [填空题]39请阐述你对操作系统目标的理解。 参考答案: 操作系统的目标之一是方便用户使用计算机系统。 操作系统是用户与计算机硬件之间的接口,用户通过操作系统使用计算机。 友好的界面(接口)使操作系统容易被用户所接受。 操作系统的目标之二是扩充机器功能。 硬件提供了最基本的一些功能,这些功能是实现复杂计算任务的基础,操作系统则对这些基本功能进行了有机组合,形成各种粒度更大的模块,能够完成复杂任务,而使用形式却更简单,机器功能由此变得更强大。 操作系统的目标之三是管理系统资源,系统资源包括硬件资源和软件资源,处理器、存储器、输入输出设备都属于硬件资源,程序和数据属于软件资源,进程调度、存储管理、设备管理等是从资源管理角度组织操作系统课程内容的,文件管理则主要体现了对软件资源及外存硬件资源的管理。 提高系统效率是前三个目标的结果,构筑开放环境使得信息在不同操作系统之间交换更容易。 [填空题]40试对分时操作系统和实时操作系统进行比较。 参考答案: 我们可以从以下几个方面对这两种操作系统进行比较: (1)实时信息处理系统与分时操作系统一样都能为多个用户服务,系统按分时原则为多个终端用户服务;而对实时控制系统,则表现为经常对多路现场信息进行采集以及对多个对象或多个执行机构进行控制。 (2)实时信息处理系统与分时操作系统一样,每个用户各占一个终端,彼此独立操作,互不干扰。 因此用户感觉就像他一人独占计算机;而在实时控制系统中信息的采集和对对象的控制也都是彼此互不干扰的。 (3)实时信息系统对响应时间的要求与分时操作系统类似,都是以人所能接受的等待时间来确定的;而实时控制系统的响应时间则是以控制对象所能接受的延时来确定的。 (4)分时操作系统是一种通用系统,主要用于运行终端用户程序,因此它具有较强的交互能力。 而实时操作系统虽然也有交互能力,但其交互能力不及前者。 (5)分时操作系统要求系统可靠,相比之下,实时操作系统则要求系统高度可靠。 [填空题]41在操作系统中为什么要引入进程概念? 它与程序的关系是怎样的? 参考答案: 在操作系统中,由于多道程序并发执行时共享系统资源,共同决定这些资源的状态,因此系统中各程序在执行过程中就出现了相互制约的新关系,程序的执行出现“走走停停”的新状态。 这些都是在程序执行的动态过程中发生的。 用程序这个静态概念已不能如实反映程序并发执行过程中的这些特征。 为此,人们引入“进程”这一概念来描述程序动态执行过程的性质。 进程和程序是既有联系又有区别的两个概念,进程不能脱离具体程序而虚设,程序规定了相应进程所要完成的动作。 它们的主要区别如下: (1)程序是指令的有序集合,其本身没有任何运行的含义,它是一个静态的概念;进程是程序在处理机上的一次执行过程,它是一个动态概念。 (2)程序的存在是永久的,而进程则是有生命期的,它因创建而产生,因调度而执行,因得不到资源而暂停,因撤销而消亡。 (3)程序仅是指令的有序集合。 而进程则由程序、数据和进程控制块组成。 (4)在传统的操作系统中,进程是资源分配和调度运行的基本单位,而程序不是。 (5)进程与程序之间不是一一对应的,即同一程序同时运行于若干不同的数据集合上,它将属于若干个不同的进程;而一个进程至少对应执行一个程序。 [填空题]42进程调度中"可抢占"和"非抢占"两种方式,哪一种系统的开销更大? 为什么? 参考答案: 可抢占式会引起系统的开销更大。 可抢占式调度是严格保证任何时刻,让具有最高优先权的进程占有处理机运行,因此增加了处理机调度的时机,引起为退出处理机的进程保留现场,为占有处理机的进程恢复现场等时间(和空间)开销增大。 [填空题]43有相同类型的5个资源被4个进程所共享,且每个进程最多需要2个这样的资源就可以运行完毕。 试问该系统是否会由于对这种资源的竞争而产生死锁。 参考答案: 该系统不会由于对这种资源的竞争而产生死锁。 因为在最坏情况下,每个进程都需要2个这样的资源,且每个进程都已申请到了1个资源,那么系统中还剩下1个可用资源。 无论系统为了满足哪个进程的资源申请而将资源分配给该进程,都会因为该进程已获得了它所需要的全部资源而确保它运行完毕,从而可将它占有的2个资源归还给系统,这就保证了其余三个进程能顺利运行。 由此可知,该系统不会由于对这种资源的竞争而产生死锁。 [填空题]44引起系统抖动的原因是什么? 系统如何检测抖动? 一旦检测出抖动后,系统怎样消除它? 参考答案: 由于分配给进程的页面数少于进程所需的最低页面数,导致出现接连不断的缺页中断,从而引起系统抖动。 系统可以利用将CPU的利用率与多道程序的度数进行比较的方法来检测系统抖动,一旦发生抖动,可通过减少多道程序度数的办法来消除它。 [填空题]45被控过程的数学建模方法有? 参考答案: 解析法、试验辨识法、混合法三种。 [填空题]46热电阻测温原理,热-阻效应? 参考答案: 热电阻的测温原理是基于电阻的热-阻效应。 热-阻效应: 即电阻体的阻值随温度的变化而变化进行温度测量的。 [填空题]47比例调节、比例积分调节、比例微分调节、PID调节的作用? 参考答案: 比例调节可以加快调节,减少误差,如果过大会降低稳定性能,偏差越大,调节作用越强。 比例积分调节: 消除稳态误差,提高误差度。 能消除静差又控制灵敏。 缺点: 对于滞后较大的对象PI太慢效果不好。 比例微分调节: 改善系统的动态性能,减少超调,减少调节时间。 增进调节系统的稳定度可调小比例度而加快调节进程减小动态偏差及静差。 PID调节: 原理简单,容易实现,使用方便;应用范围较广;鲁棒性强。 综合了各类调节作用的优点所以有更高的调节质量。 缺点: 对于滞后很大负荷变化很大的对象PID无法满足要求。 应用: 调节通道容量滞后较大负荷变化大精度要求高的系统。 [填空题]48某水槽如题图2-1所示。 其中A1为槽的截面积,R1、R2均为线性水阻,Qi为流入量,Q1和Q2为流出量要求: (1)写出以水位h1为输出量,Qi为输入量的对象动态方程; (2)写出对象的传递函数G(s)并指出其增益K和时间常数T的数值。 参考答案: [填空题]49执行器的组成和分类? 参考答案: 执行器: 执行机构(把调节器输出的信号转换成物理量),调节机构(把物理量转化为阀门的流通面积,以控制流入或流出被控过程的物料或能量)分类: 气动执行器;电动执行器。 [填空题]50调节器参数的工程整定方法? 参考答案: 临界比例度法、衰减曲线法、反应曲线法。 (1)临界比例度法: 闭环控制系统中进行,不需要测试过程的动态特性,方法简单、使用方便。 (2)衰减曲线法: 无需出现等幅振荡过程,对一些干扰比较频繁、过程变化较快的控制系统不适用此种方法。 (3)反应曲线法: 开环整定方法,所受实验条件的限制较少,实用性较强。 综上,衰减曲线法最好,临界比例度法次之,反应曲线法最差。 [填空题]51调节器的正反作用方式如何选择? 静态增益如何变化? 参考答案: 当被控过程的输入量增加或者减小时,过程的输出量即被控参数也随之增加或减少,则称为正作用控制过程;反之则成为反作用被控过程。 首先根据工艺的要求确定调节阀的气开、气关形式,以确定Kv的正负,然后根据被控过程特性确定其属于正反作用的哪一种类型,以确定Ko的正负,最后根据系统的开环传递函数中各环节静态增益的乘积正反这一原则确定调节器Kc的正负,进而确定调节器的正反作用类型。 [填空题]52安全栅的作用? 参考答案: 安全栅是构成火化型防爆系统的关键仪表,其作用是一方面保证信号的正常传输,另一方面则控制流入危险场所的能量在爆炸性气体或者爆炸性混合物的点火能量以下,以确保过程控制系统的安全火花性能。 [填空题]53差压,绝对压力,表压,负压是怎样定义的? 参考答案: 差压: 两个力之间的相对值。 绝对压力: 指相对于真空所测得的压力,如大气压。 表压: 绝对压力与当地大气压之差。 负压: 指绝对压力小于大气压时候,大气压与绝对压力之差。 [填空题]54热辐射检测温度的原理? 参考答案: 热辐射温度计由光学玻璃透镜和硅光电池组成。 光学透镜将辐射能加以聚集,再由硅光电池将其转换为电信号,以实现不同范围温度的检测。 [填空题]55热电偶及其测温原理? 参考答案: 原理: 将两种材质不同的导体或半导体 A、B连接成闭合回路就构成热电偶。 热电偶的测温原理是基于热点效应,即只要热电偶两端的温度不同,则在热电偶闭合回路中就产生热电动势,这种效应就称为热电效应。 [填空题]56热电偶为什么要进行冷端补偿? 其补偿的方法有哪些? 参考答案: ①采用补偿导线可以把热电偶的冷端从温度较高和不稳定的地方延伸到温度较低和比较不稳定的操作室内,但冷端温度还不是0摄氏度,而工业上常用的热电偶Et-t关系曲线是在冷端t0=0摄氏度情况下得到的,与它配套使用的仪表也是根据这一曲线进行刻度的。 往往操作室内的温度不为0摄氏度,这样的情况下,测量的结果就会有误差,因此为了保证冷端温度为0摄氏度则采用冷端温度校正。 ②补偿方法: 冰浴法、查表法、调零法、电桥补偿法。 [填空题]57常用的比例微分积分调节规律有哪些? 参考答案: 比例调节、比例积分调节、比例微分调节、PID调节。 [填空题]58过程控制仪表有? 参考答案: 调节器、电/气转换器、执行器、安全栅。 [填空题]59简述被控过程的特性。 参考答案: 有自衡性和无自衡性、振荡与非振荡过程特性、反向特性。 [填空题]60简述比值控制系统的分类。 参考答案: 可分为开环比值控制系统、单回路比值控制系统、双闭环比值控制系统、变比值控制系统。
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