中南大学考试试卷（模拟试卷）
-- 学年下学期时间 110 分钟
过程控制仪表与控制系统课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷专业年级：总分100分，占总评成绩 70 %
注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上
一、填空题（本题10分，每小题1分）
1、DDZ－Ⅲ仪表标准输入信号为。

2、变送器可以通过零点迁移和，来提高仪表的测量精度。

3、调节阀的流量特性是指介质流过控制阀的之间
的关系。

4、通过对干扰通道的分析，干扰通道的放大系数越______越好，这样可减小静差，提高控制
精度。

5、前馈控制是按照进行调节。

6、从一个平衡状态达到另一个平衡状态的过程称为。

7、在锅炉设备的控制中，三大主要的控制系统是：、和。

8、积分时间愈，积分作愈强。

9、数字PID控制规律主要有位置式和两种。

10、智能控制系统研究的主要内容有：专家控制系统、神经网络控制系统和三
种形式。

二、简答题（本题25分，每小题5分）
1、现场与控制室仪表之间是采用直流电流信号还是采用交流电压信号进行信号传输？为什
么？
2、写出PID控制规律的数学表达式，并说明式中各符号的意义。

3、电容式差压传感器的结构如下图所示，说明电容式差压变送器测量原理？
凹形玻璃膜片
4、什么是放大系数K，时间常数T和滞后时间 ？
5、串级控制系统有哪些特点？主要使用在哪些场合？
三、计算题（本题32分，每题8分）
1、一台DDZ一Ⅲ型温度比例控制器，测温范围为0～1000℃。

当温度给定值由800℃变动到
850℃时，其输出由12mA变化到16mA。

试求该控制器的比例度及放大系数？该控制器是属于正作用还是反作用控制器，为什么？
2、某发酵过程工艺规定操作温度为（40±2）℃。

考虑到发酵效果，控制过程中温度偏离给
定值最大不能超过6℃。

现设计一定值控制系统，在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如图所示，试确定该系统的最大偏差、衰减比、余差、过渡时间（按被控变量进入±2%新稳态值即达到稳定来确定）和振荡周期等过程指标?
3、已知阀的最大流量Q max=100m3╱h，可调范围R=30。

(1)计算其最小流量Q min，并说明Q min是否是阀的泄漏量。

(2)若阀的特性为直线流量特性，问在理想情况下阀的相对行程（l ╱L）为 0.1及 0.9
时的流量值Q。

(3) 若阀的特性为等百分比流量特性，问在理想情况下阀的相对行程为0.1及0.9时的
流量值Q。

4、为了测定某物料干燥筒的对象特性，在t0时刻突然将加热蒸汽量从25m3/h增加到28m3/h，
物料出口温度记录仪得到的阶跃响应曲线如图所示。

试写出描述物料干燥筒对象的传递函数，温度变化量作为输出变量，加热蒸汽量的变化量作为输入变量；温度测量仪表的测量范围0-200℃；流量测量仪表的测量范围0-40m3/h。

四、分析与应用题（本题33分，第1小题18分，第2小题15分）
1、如图为一蒸汽加热器，物料出口温度需要控制。

试分别设计串级控制系统、前馈控制系统
和串级+前馈控制系统三种控制方案，画出控制系统的原理图、方块图，并对设计方案进行简要说明。

(18分)
2、为什么必须对锅炉汽包水位进行严格的控制？(15分)
下图为一类简单的汽包水位控制示意图，要求：
①画出该控制系统的方框图；
②指出系统的被控对象、被控参数、操纵变量、扰动变量各是什么；
③确定调节阀和调节器的作用型；
④当蒸汽负荷突然增加时，试分析该系统是如何实现自动控制的；
⑤采用什么措施可以提高质量。

2009年，考试内容分配：
1、填空题，8小题，每空1分，16分
2、简答题，4小题，每题6分，24分
3、计算题，3小题，每题8分，24分
4、综合题（分析应用题），3小题，共36分。