自考热工过程自动控制试题

热工过程自动控制试卷

（课程代码　2267）

（考试时间　150分钟）

一、填空题（每小题1分，共10分）

1．用数学模型可以描述系统的特性，这种特性又可分为　　　　　　　和动态特性。

2．积分环节的输出信号与输入信号的　　　　　　　成正比。

3．传递函数的定义为：在零初始条件下，系统　　　　　　　的拉氏变换和输入的拉氏变换之比。

4．根据热工对象阶跃响应曲线，热对象动态特性可分为两大类：　　　　　　　和无自平衡能力对象。

5．某二阶系统传递函数为,其无阻尼荡振频率为　　　　　　　。

6．某二阶系统传递函数为，系统的特征根为　　　　　　　。

7．系统稳定的必要条件是闭环控制系统特征多项式（设首项系数an>0）各项系统均　　　　　　　。

8．某标准二阶系统的阴尼比ζ＝0，则其衰减率ψ＝　　　　　　　。

9．当控制系统存在经常变化、可以测量但不可控的　　　　　　　时，可考虑采用前馈一反馈控制系统。

10．根据运行经验，汽包锅炉在实现自动控制时可以组成给水自动控制系统，汽温自动控制系统和　　　　　　　自动控制系统等几个相对的控制系统。

11．燃烧过程送风控制子系统的任务是使　　　　　　　与燃料量保持合适的比例，实现安全经济燃烧。

12．直流锅炉调节汽温的根本手段是使燃烧率和　　　　　　　保持适当比例（粗调）。

13．在直流锅炉的自动控制系统中，通常选择　　　　　　　或微过热蒸汽焓值作为反映燃水比的信号。

14．电液转换器是将　　　　　　　转换成液压信号的转换元件。

15．传感器串联能提高抗　　　　　　　动作率。

16．可变逻辑的控制器有可编程逻辑控制器和　　　　　　　。

17．全炉膛火焰的频率范围约在2~600Hz，较低的频率发生在　　　　　　　。

18．炉膛压力的测量应在炉膛　　　　　　　的不同侧面装设三个压力测点，然后进行“三取二”判别。

19．主从式网络的缺点是　　　　　　　的故障将导致系统瘫痪。

20．集散系统的分散性主要表现在　　　　　　　级。

二、单项选择题（每小题1分，共10分。从每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题干后面的括号内。）

21．在程序控制系统中，给定值的变化是（　　）

1固定的　　　　②未知的　　　　③按一定时间函数　　　　④随机的

22．自动控制系统的稳定性是指遇到阶跃扰动时，过渡过程结束后，被控量是否趋于（　　）

1有限值　　　　②零　　　　　　③1　　　　　　　　 ④无穷

23．最小相位系统开环频率特性（0<ω<）曲线极坐标图如下，它属于（  　　）

10型系统而且稳定　　　　　　　 ②0型系统不稳定

③1型系统而且稳定　　　　　　　　④1型系统不稳定

24．单回路控制系统采用比例控制器，比例带δ减小，被控量静态偏差（　　）

1一定增大      ②一定减小      ③不变              ④可能增大，也可能减小

25．单回路控制系统控制通道纯迟延时间τμ增大，被控量动态偏差（　　）

1一定增大      ②一定减小      ③不变              ④可能增大，也可能减小

26．串级控制系统如图示，图中GC1（S）为（　　）

①主控制器传递函数               ②副控制器传递函数

②被控对象导前区传递函数         ④被控对象惰性区传递函数

27．在过热汽温控制系统中，为克服汽温被控对象的迟延和惯性，常常引入的辅助被控量是（　　）

①过热器入口蒸汽温度             ②过热器出口蒸汽温度

③减温器出口蒸汽温度             ④减温水流量

28．下列参数中，不属于三冲量给水控制系统冲量信号的是（　　）

①水位信号                       ②蒸汽流量信号  

③给水流量信号                   ④燃料量信号

29．下列热工对象中，属于有自平衡能力对象的是（　　）

①燃烧率扰动下汽轮机负荷不变时的汽压控制对象

②燃烧率扰动下汽轮机调门开度不变时的汽压被控对象

③汽轮机进汽量扰动引起负荷变化时的汽压被控对象

④给水量扰动下的汽包水位被控对象

30．直流锅炉是一个多输入，多输出的被控对象，其主要输入量为（　　）

①汽温、汽压和蒸汽流量

②给水量、燃烧率和汽轮机调门开度

③汽温、汽压和汽轮机调门开度

④给水量、燃烧率和蒸汽流量

三、简答题（每小题5分，共10分）

31．某控制器的传递函数为G（s）＝3（1＋2s），试判断属何种类型控制器，并绘出单位阶跃响应曲线。

32．标准二阶系统Ⅰ和Ⅱ的传递函数分别为G1(s)，试比较下列指标的大小。

四、问答题（每小题5分，共20分）

33．负荷控制系统与机炉控制系统之间是什么关系？各完成什么样的功能？

34．单元机组负荷控制的基本原则是什么？

35．保护系统怎样保证信号单元的可靠性？

36．过程控制级主要完成什么任务？

五、作图题（共20分）

37．系统开环传递函数为G(s)H(s)=，直接画出开环频率曲线（极坐标图）大致形状。（5分）

38．画出汽轮机功频电液调节系统原理图。（5分）

39．系统方框图如图所示，用方框图等效转换法求系统的传递函数C(s)/R(s)。（10分）

六、计算题（10分）

40．系统的开环传递函数为G(s)H(s)＝，试用频率特性法判断闭环系统是否稳定。

七、分析题（10分）

41．图示为三冲量给水自动控制系统，回答：

（1）分析说明D、H、W三个信号的作用；

（2）分析说明时，系统水位控制结果。

2002年下半年全国高等教育自学考试

热工过程自动控制试卷答案及评分标准

（课程代码　2267）

一、填空题（每小题1分，共10分）

1．静态特性　　　　　2．积分　　　　　　  3．输出　　　　　4．有自平衡能力对象

5．或2　　　　 6．         7．大于零        8．0

9．扰动             10．燃烧过程（或燃烧 11．送风量        12．给水流量

13．微过热蒸汽温度  14．电信号           15．误            16．矩阵式控制器

17．火焰的中心      18．同一标高         19．主站          20．过程控制

二、单项选择题（每小题1分，共10分）

21．③　　　　　22．①　　　　　23．①　　　　　24．②　　　　　25．①

26．①　　　　　27．③　　　　　28．④　　　　　29．②　　　　　30．②

三、简答题（每小题5分，共10分）

31.这是比例微分（PD）控制器（3分）

32．解： 

注：每空1分

四、问答题：每小题5分，共20分。

33．为满足单元机组多种运行工况的要求，常常组成二级递阶控制方式。（1分）

　　单元机组负荷控制系统处于上位级，产生指挥机炉控制器动作的锅炉主控指令和汽轮机主控指令。（2分）

　　各子控制系统处于基础控制级，执行负荷控制系统发出的指令，完成指定的控制任务。（2分）

34．在负荷变动时，适当动作汽轮机调门，利用机组的蓄热以加快机组初期的负荷响应速度；（3分）

　　同时加强锅炉侧燃烧率（及相应给水流量）的调节，保持主蒸汽压力稳定。（2分）

35．一方面提高传感器本身的可靠性；（2分）

　　另一方面是采用传感器冗余的措施。（3分）

36．它直接完成生产过程的数据采集、自动调节、程序控制和设备的监测、诊断等工作。

五、作图题：共20分

37．起点为负虚轴无限远（2分）

终点为－270°方向切入原点。（2分）

中间部分含箭头（1分）

38．

39．

六、计算题：10分

40．令开环相频特性得相位交界频率(3分)

此频率下，开环幅频特性(3分)

本系统无右半s平面开环极点P＝0，开环频率特性曲线顺时针包围（－1，j0）点，闭环不稳定。（4分）

七、分析题：10分

41．（1）D：蒸汽流量信号，前馈调节信号用以克服“虚假水位”　　　　（2分）

　      H：水位信号，是给水系统的被控量　　　　　　　　　　　　　（2分）

　　　　W：给水流量信号，反馈调节信号，用以平衡蒸汽流量信号　　　 (2分)

（2）静态时，PI调节器入口有

　　                                        （2分）

　　又，则　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　（1分）

　　已知则有

　　　　VH＜V0

　　  即水位H大于给定值。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1分）