2025年大学大四（化学工程）化工过程控制毕业模拟测试卷.doc

2025年大学大四（化学工程）化工过程控制毕业模拟测试卷

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共40分）
答题要求：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，每题只有一个选项符合题意)

1. 化工过程控制的核心任务是（ ）
A. 实现生产过程的自动化
B. 提高产品质量
C. 降低生产成本
D. 保证生产安全
2. 以下哪种控制系统不属于反馈控制系统（ ）
A. 定值控制系统
B. 随动控制系统
C. 程序控制系统
D. 前馈控制系统
3. 比例控制的特点是（ ）
A. 有偏差就有控制作用，偏差消除，控制作用消失
B. 控制及时，能迅速反映偏差
C. 控制作用的大小与偏差成比例
D. 以上都是
4. 积分控制的作用是（ ）
A. 消除系统的稳态误差
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. 微分控制的作用是（ ）
A. 改善系统的动态性能
B. 消除系统的稳态误差
C. 提高系统的稳定性
D. 增强系统的抗干扰能力
6. 对于一个控制系统，其控制精度主要取决于（ ）
A. 比例系数
B. 积分时间常数
C. 微分时间常数
D. 控制器的类型
7. 以下哪种传感器不属于压力传感器（ ）
A. 应变片式压力传感器
B. 压电式压力传感器
C. 霍尔式传感器
D. 压阻式压力传感器
8. 温度传感器的测量原理不包括（ ）
A. 热电效应
B. 热阻效应
C. 光电效应
D. 热膨胀效应
9. 在流量测量中，以下哪种流量计不属于速度式流量计（ ）
A. 涡轮流量计
B. 电磁流量计
C. 涡街流量计
D. 孔板流量计
10. 控制系统的稳定性与（ ）有关。
A. 系统的结构和参数
B. 输入信号的大小
C. 外界干扰的强度
D. 以上都无关
11. 当系统的增益增加时，系统的稳定性会（ ）
A. 增强
B. 减弱
C. 不变
D. 先增强后减弱
12. 以下哪种控制器适用于对象滞后和惯性较大的系统（ ）
A. P控制器
B. PI控制器
C. PD控制器
D. PID控制器
13. 前馈控制系统的特点是（ ）
A. 能对干扰进行及时补偿
B. 不需要建立数学模型
C. 控制精度高
D. 结构简单
14. 串级控制系统的主控制器一般采用（ ）控制规律。
A. P
B. PI
C. PD
D. PID
15. 均匀控制系统的目的是（ ）
A. 保证前后工序的物料平衡
B. 提高系统稳定性
C. 降低系统能耗
D. 提高产品质量
16. 分程控制系统中，不同的调节阀根据（ ）信号进行动作。
A. 相同
B. 不同
C. 部分相同
D. 随机
17. 自动控制系统中，被控对象的输出信号称为（ ）
A. 给定值
B. 测量值
C. 控制信号
D. 被控变量
18. 以下哪种执行器不属于气动执行器（ ）
A. 薄膜调节阀
B. 活塞式调节阀
C. 电动调节阀
D. 气动球阀
19. 调节阀的流量系数Kv与（ ）有关。
A. 调节阀的结构
B. 流体的性质
C. 阀门前后的压差
D. 以上都是
20. 控制系统的过渡过程不包括以下哪种形式（ ）
A. 发散振荡
B. 等幅振荡
C. 衰减振荡
D. 非周期衰减

第II卷（非选择题 共60分）

（一）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. 控制系统的性能指标主要有______、______、______等。
3. 压力传感器按其工作原理可分为______、______、______等。
4. 温度传感器按其测量方式可分为______、______、______等。
5. 调节阀的流量特性主要有______、______、______等。

（二）简答题（每题5分，共20分）
1. 简述比例、积分、微分控制规律的特点及适用场合。
2. 什么是反馈控制系统？简述其工作原理。
3. 简述传感器的作用及分类。
4. 简述调节阀的选型原则。

（三）分析题（每题10分，共20分）
1. 已知某控制系统的传递函数为G(s)=(10s+1)/(s²+5s+6)，试分析该系统的稳定性，并说明理由。
2. 某温度控制系统采用PI控制器，已知比例系数Kp=2，积分时间常数Ti=10，当输入为单位阶跃信号时，试分析系统的响应特性。

（四）设计题（10分）
某化学反应器的温度控制系统要求保持在80℃左右，已知该反应器的温度对象具有较大的滞后和惯性。请设计一个控制系统方案，包括控制器类型、传感器、执行器等的选择，并说明理由。

（五）案例分析题（10分）
某化工生产过程中，反应釜的压力控制系统出现问题，压力波动较大。请分析可能导致压力波动的原因，并提出相应的解决措施。

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

填空题答案：
1. 检测变送、控制算法、执行调节；
2. 稳定性、准确性、快速性；
3. 应变式、压电式、压阻式；
4. 接触式、非接触式、光纤式；
5. 直线流量特性、等百分比流量特性、抛物线流量特性。

简答题答案：
1. 比例控制有偏差就有控制作用，偏差消除控制作用消失，控制及时，能迅速反映偏差，控制作用大小与偏差成比例，适用于对象滞后较小的系统；积分控制能消除稳态误差；微分控制改善系统动态性能，适用于对象滞后和惯性较大的系统。
2. 反馈控制系统是将被控变量的测量值与给定值进行比较，产生偏差信号，通过控制器进行控制运算，输出控制信号，作用于被控对象，使被控变量接近给定值。工作原理基于偏差控制。
3. 传感器作用是检测各种物理量、化学量等，并将其转换为电信号。分类有按被测量分类、按工作原理分类、按输出信号分类等。
4. 选型原则有根据工艺要求选择合适的流量特性；根据流量、压力等工艺参数选择合适的口径；考虑调节阀的材质、密封性等。

分析题答案：
1. 系统特征方程为s²+5s+6+10s+1=0，即s²+15s+7=0，判别式15²-4×7>0，系统不稳定。
2. 单位阶跃响应有超调，响应速度适中，最终能稳定在设定值附近，有稳态误差，积分作用可消除稳态误差。

设计题答案：可选用PID控制器，温度传感器如热电偶，执行器选气动调节阀。PID控制器适用于滞后和惯性大的对象，热电偶测量温度准确，气动调节阀调节性能好。

案例分析题答案：原因可能有压力传感器故障、控制器参数设置不当、调节阀故障、系统存在干扰等。措施是检查传感器、调整控制器参数、检修调节阀、排查干扰源。