2025年高职（应用化工技术）化工过程控制试题及答案.doc

2025年高职（应用化工技术）化工过程控制试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第 I 卷（选择题，共40分）
每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共20题，每题2分，每题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。不能答在试卷上。)

1. 化工过程控制的核心任务是（ ）
A. 实现化工生产的自动化
B. 保证化工产品质量
C. 提高化工生产效率
D. 降低化工生产成本

2. 以下哪种传感器常用于测量压力（ ）
A. 热电偶
B. 热电阻
C. 压力变送器
D. 液位计

3. 比例控制规律的特点是（ ）
A. 有控制作用，能消除余差
B. 有控制作用，但不能消除余差
C. 无控制作用，能消除余差
D. 无控制作用，不能消除余差

4. 积分控制规律的作用是（ ）
A. 消除余差
B. 加快系统的响应速度
C. 提高系统的稳定性
D. 增强系统的抗干扰能力

5. 微分控制规律的作用是（ ）
A. 消除余差
B. 加快系统的响应速度
C. 提高系统的稳定性
D. 增强系统的抗干扰能力

6. 被控对象的数学模型是指（ ）
A. 被控对象的输入与输出之间的关系
B. 控制器的输入与输出之间的关系
C. 测量变送环节的输入与输出之间的关系
D. 执行器的输入与输出之间的关系

7. 建立被控对象数学模型的方法不包括（ ）
A. 机理建模
B. 实验建模
C. 混合建模
D. 经验建模

8. 以下哪种控制系统结构简单、成本低，适用于控制要求不高的场合（ ）
A. 开环控制系统
B. 闭环控制系统
C. 串级控制系统
D. 前馈控制系统

9. 闭环控制系统中，反馈信号的作用是（ ）
A. 检测被控变量
B. 与给定值比较产生偏差信号
C. 控制执行器动作
D. 以上都是

10. 串级控制系统中，主控制器的输出作为（ ）
A. 副控制器的给定值
B. 执行器的输入信号
C. 测量变送环节的输入信号
D. 被控对象的输入信号

11. 前馈控制系统的特点是（ ）
A. 按干扰进行控制，能及时克服干扰对被控变量的影响
B. 按被控变量进行控制，能及时克服干扰对被控变量的影响
C. 按偏差进行控制，能及时克服干扰对被控变量的影响
D. 按给定值进行控制，能及时克服干扰对被控变量的影响

12. 以下哪种控制器属于数字控制器（ ）
A. PID控制器
B. 单片机控制器
C. 可编程逻辑控制器（PLC）
D. 以上都是

13. PLC的编程语言不包括（ ）
A. 梯形图
B. 指令表
C. 顺序功能图
D. C语言

14. 智能控制系统不包括（ ）
A. 模糊控制系统
B. 神经网络控制系统
C. 专家控制系统
D. PID控制系统

15. 模糊控制系统的核心是（ ）
A. 模糊控制器
B. 模糊推理
C. 模糊规则
D. 模糊集合

16. 神经网络控制系统的特点不包括（ ）
A. 自适应性强
B. 鲁棒性好
C. 学习能力强
D. 控制精度高

17. 专家控制系统的组成部分不包括（ ）
A. 知识库
B. 推理机
C. 数据库
D. 传感器

18. 过程控制系统的性能指标不包括（ ）
A. 稳定性
B. 准确性
C. 快速性
D. 可靠性

19. 以下哪种情况会导致控制系统不稳定（ ）
A. 比例系数过大
B. 积分时间过长
C. 微分时间过长
D. 以上都是

20. 提高控制系统抗干扰能力的方法不包括（ ）
A. 增加控制器的比例系数
B. 采用滤波技术
C. 合理选择测量点位置
D. 加强系统的密封性

第 II 卷（非选择题，共60分）

二、填空题（每题2分，共10分）
1. 化工过程控制的主要内容包括______、______、______、______等。
2. 传感器的主要性能指标有______、______、______、______等。
3. PID控制器的三个参数分别是______、______、______。
4. 被控对象的特性包括______、______、______。
5. 控制系统的过渡过程形式有______、______、______、______。

三、简答题（每题5分，共20分）
1. 简述化工过程控制的重要性。
2. 简述比例、积分、微分控制规律的特点及作用。
3. 简述串级控制系统的工作原理及特点。
4. 简述智能控制系统的类型及特点。

四、分析题（每题15分，共30分）
材料：某化工生产过程中，需要控制反应釜内的温度。采用了一个简单的温度控制系统，控制器为PID控制器，被控对象为反应釜，传感器用于测量反应釜内的温度，执行器为加热棒。在运行过程中，发现温度波动较大，控制效果不理想。

1. 请分析可能导致温度波动较大的原因。
2. 针对上述原因，提出改进措施。

材料：某化工生产线上有一个液位控制系统，采用了闭环控制系统结构。液位传感器将液位信号传送给控制器，控制器根据液位偏差控制调节阀的开度，从而调节液位。在生产过程中，发现液位经常出现大幅度的振荡现象。

1. 请分析液位振荡的可能原因。
2. 如何调整控制系统参数来消除液位振荡？

五、设计题（10分）
设计一个化工生产过程中的流量控制系统，要求采用闭环控制系统结构，包括被控对象、传感器、控制器、执行器等部分。简述各部分的作用及工作原理，并说明如何选择合适的控制器参数。

答案：
1. A
2. C
3. B
4. A
5. B
6. A
7. D
8. A
9. D
10. A
11. A
12. D
13. D
14. D
15. A
16. D
17. D
18. D
19. A
20. A

二、1. 检测与变送、控制算法、执行机构、被控对象
2. 精度、灵敏度、线性度、重复性
3. 比例系数、积分时间常数、微分时间常数
4. 放大系数、时间常数、滞后时间
5. 非周期衰减过程、衰减振荡过程、等幅振荡过程、发散振荡过程

三、1. 化工过程控制的重要性在于保证化工生产的安全、稳定、高效运行，提高产品质量，降低生产成本，减少环境污染等。
2. 比例控制规律有控制作用但不能消除余差，能快速响应偏差；积分控制规律能消除余差；微分控制规律能加快系统响应速度。
3. 串级控制系统工作原理是主控制器输出控制副控制器，副控制器输出控制执行器。特点是对二次干扰有很强的克服能力，改善了被控过程的动态特性等。
4. 智能控制系统类型有模糊控制系统、神经网络控制系统、专家控制系统等。特点分别是能处理模糊信息、自适应性强学习能力强、利用专家知识进行决策控制等。

四、1. 可能原因：PID参数设置不合理，比例系数过大或积分时间过短；传感器测量不准确；加热棒性能不稳定；外界干扰较大。
2. 改进措施：重新调整PID参数，减小比例系数，适当增加积分时间；检查传感器，进行校准或更换；检查加热棒，如有问题进行维修或更换；采取抗干扰措施，如增加屏蔽等。

1. 液位振荡可能原因：控制器参数设置不当，比例度过小或积分时间过长；调节阀特性不好；液位测量存在误差；系统存在干扰。
2. 调整措施：减小比例度，增加积分时间常数；检查调节阀，更换合适的调节阀；校准液位传感器；排查并消除干扰。

五（略）：设计时被控对象为管道流量，传感器测量流量传至控制器，控制器根据偏差控制调节阀开度来调节流量。选择控制器参数需根据被控对象特性，通过实验或经验试凑，先确定比例系数，再调整积分、微分时间常数，使系统达到较好控制效果。