《电力机车控制》课程复习资料
一、判断题：
1.机车牵引力与机车速度的关系，称为机车的牵引特性。 [ ]
2.为保持整流电流的脉动系数不变，要求平波电抗阻器的电感为常数。 [ ]
3.机车的速度特性是指机车牵引力与运行速度的关系。 [ ]
4.机车的起动必须采用适当的起动方法来限制起动电流和起动牵引力。 [ ]
5.SS4改型机车Ⅲ级磁场削弱时，15R和16R同时投入，磁场削弱系数为0.3。 [ ]
6.SS4改型机车主电路接地保护采用接地继电器，这是一套无源保护系统。 [ ]
7.机械联锁可以避免司机误操作。 [ ]
8.控制电路是为主电路服务的各种辅助电气设备和辅助电源连成的一个电系统。 [ ]
9.交流电机同直流电机相比，维修量可以减小。 [ ]
10.直流传动是我国电力机车传动的主要方式。 [ ]
11.零压保护电路同时起到高压室门联锁阀的交流保护作用。 [ ]
12.机车故障保护的执行方式有跳主断路器、跳相关的接触器、点亮故障信号显示。 [ ]
13.交直交传动系统的功率/体积比小。 [ ]
14.当司机将牵引通风机按键开关合上后,不但能使通风机分别起动,还能使变压器风机和油泵起动。 [ ]
15.逆变器用于将三相交流电变为直流电。 [ ]
16.交直交系统具有主电路复杂的特点。 [ ]
17.压缩机的控制需要根据总风压的变化由司机操作不断起动。 [ ]
18.整流电路的作用是将交流电转换为直流电。 [ ]
二、单项选择题：
1.机车安全运行速度必须小于机车走行部的( )或线路的限制速度。 [ ]
A.旅行速度
B.构造速度
C.持续速度
2.制动电阻柜属于( )电路的电器设备。 [ ]
A.主
B.辅助
C.控制
3.SS4改型电力机车固定磁场削弱系数β为 [ ]
A.0.90
B.0.96
C.0.98
4.SS4改型机车控制电路由110V直流稳压电源、( )以及有关的主令电器各种功能的低压电器及开关等
组成。 [ ]
A.硅整流装置
B.电路保护装置
C.蓄电池组
5.SS4 改型电力机车采用的电气制动方法为 [ ]
A.再生制动
B.电磁制动
C.加馈电阻抽制动
6.SS4改型电力机车主电路有短路、过流、过电压及( )等四个方面的保护。 [ ]
A.欠流
B.欠压
C.主接地
7.辅助电路线号为“( )”字头的3位数流水号。 [ ]
A.1
B.2
C.3
8.电力机车上的两位置转换开关作用之一是转换牵引电机中( )的电流方向，
以改变电力机车的运行方向。 [ ]
A.励磁绕组
B.换向绕组
C.电枢绕组
9.SS4改型电力机车电气设备中电压互感器的代号为 [ ]
A.TA
https://www.doczj.com/doc/af12317129.html,
C.TM
10.平波电抗器属于( )电路的电器设备。 [ ]
A.主
B.辅助
C.控制
11.( )电源由自动开关 606QA，经导线640提供电源。 [ ]
A.前照灯
B.副前照灯
C.副后照灯
12.压缩机故障时可以通过( )中的故障隔离隔离开关进行隔离。 [ ]
A.辅助电路
B.控制电路
C.主电路
13.调速控制电路的配电由自动开关( )经导线465提供。 [ ]
A.600QA
B.602QA
C.604QA
14.若整流电路全部由晶闸管组成，则构成( )整流电路。 [ ]
A.不控
B.半控
C.全控
15.SS4改型电力机车辅机过载采用( )过载保护装置。 [ ]
A.RC 吸收电路
B.继电器
C.自动开关
16.SS4改型机车磁场削弱只有当调速手轮转到( )以上才起作用。 [ ]
A.四级
B.六级
C.八级
17.SS4改型机车整流调压电路中并联两个( )，在正常运行时能吸收部分过电压。 [ ]
A.电阻
B.电容
C.电感
18.SS4改型机车司机室操纵台上，主显示屏和辅助显示屏的显示数目都是( )个。 [ ]
A.32
B.36
C.28
三、填空题：
1.电力机车的电气制动方式有及两种。
2.机车的速度特性是指与的关系。
3.主电路和辅助电路中各电器的动作均由控制。
4. 与的关系，称为机车的牵引特性。
5.磁场削弱的方法有和两种。
6.SS4改进型机车采用转向架独立供电方式的优点之一是能充分提高利用。
7.辅机的过载保护用自动开关是和的方式执行保护任务的。
8.电力机车电路通常由、和三部分组成。
9.电力机车的控制方法有和两种。
10.电阻制动工况时，励磁绕组过流保护是通过各电流传感器→电子柜→励磁过流中间继电器559KA→
分闸，切断励磁电路。
11.SS4改进型机车主电路的能量传递顺序是从接触网25KV工频交流供电，经由主变压器和转换为
可调节的直（脉）流电压，使直（脉）流牵引电动机实现拖动任务。
12.机车上的联锁方法有两大类，即与。
13.相控调压可以分为和两类。
14.电力机车的辅助电路主要由、、组成。
15.对机车起动的基本要求是：。
16.自持联锁的特点是：电器得电吸合时需要一定的条件，电器得电吸合后条件，仍然能保持
得电状态。
17.辅助电路由单─三相供电系统、电路、和四部分组成。
18.辅助电路过流时，电流继电器282KC 吸合动作，使机车主断路器分闸，同时显示信号。
19.对于直流电力机车和整流器电力机车，起动时的主要限制条件是。
20.劈相机的起动方式是。
21.机车上常用的磁场削弱的方式有及两种方式。
22.SS8机车辅助电路设有、、和保护。
23.辅助电路的保护有、、、及单相过载保护等。
24.串联联锁的特点是：只有所有条件均满足才能使被控制的电器，只要有条
件不满足电器将失电。
25.静止劈相机又称为，由和两部分组成。
26.根据电气制动时电能消耗的方式，电气制动分为和两种形式。
27.外部过电压主要是指，它主要是以的形式出现，保护电器是。
28.采用串励牵引电机的电力机车在进行电阻制动时，必须首先切断与的
联接，使电机电枢与制动电阻接成回路。
29.SS4改型电力机车的控制电路分为和两部分。
30.制动力特性是指与的关系。
31.牵引电动机主极绕组电路中并联固定分路电阻的作用是降低流过牵引电机主极绕组的电流，
改善整流换向性能。
三、问答题：
1.整流器式电力机车的优点、缺点各是什么？
2.直流电力机车的有哪些基本特性？主要由哪些设备组成?
3.SS4改进型机车控制电路由哪几部分组成？
4.主电路如何实现变压器次边短路保护？
5.SS4改进型机车电路是如何分类的？
6.再生制动受到哪些条件的限制？使用再生制动带来的好处是什么？
7.如何通过改变励磁绕组匝数来进行磁场削弱？
8.SS4改型电力机车辅助线路中有哪些单相设备？
9.电传动机车一般有哪两套制动系统？
10.简述交直型整流器电力机车的能量传递过程。
11.如何通过改变励磁绕组的电流来进行磁场削弱？
12.电力机车上目前采用的机械联锁主要有哪些？
13.辅助电路的设备主要有哪些？
14.SS4改型电力机车辅助线路中有哪些三相设备？
15.SS4改进型机车辅助电路由哪些设备组成？辅助电路的作用是什么？
16.机车在长大下坡道上运行是如何实现恒速控制的？
17.采用无级磁场削弱的优点是什么？
18.机车采用电气制动时应满足哪些基本要求？
19.说明SS4改型机车零压保护原理
20.简述旋转劈相机的工作原理。
21.试述电阻制动的工作范围受到哪些条件的限制？
22.对电力机车主电路有什么基本要求？
23.电力机车所用的辅助设备主要有哪些？各有什么作用？
24.控制电路是由哪几部分组成？它与主电路、辅电路的关系是什么？对控制电路的要求是什么？
参考答案
一、判断题:
1.×
2.×
3.×
4.√
5.×
6.×
7.√
8.×
9.√ 10.×
11.√ 12.√ 13.× 14.√ 15.× 16.× 17.× 18.√
二、单项选择题:
1.B
2.A
3.B
4.C
5.C
6.C
7.B
8.A
9.B 10.A
11.A 12.B 13.C 14.C 15.C 16.B 17.A 18.A
三、填空题:
1.电阻制动，再生制动
2.机车运行速度、牵引电动机电枢电流
3.控制电路
4.机车牵引力、机车速度
5.改变励磁绕组匝数，改变励磁绕组的电流
6.粘着
7.热脱扣，电磁脱扣
8.主电路、辅助电路、控制电路
9.直接控制间接控制
10.励磁接触器
11.调压整流装置
12.机械联锁，电气联锁
13.全控整流调压，半控整流调压
14.电源电路、负载电路、保护电路
15.起动稳、加速快，防止列车冲动和断钩
16.消失
17.三相负载，单相负载电路，保护电路
18.辅过流
19.线路的粘着条件
20.分相电阻起动
21.改变励磁电流的电阻分路法，晶闸管分路法
22.过电压、过电流、接地、安全
23.过电压、过电流、接地、零电压
24.得电，一个
25.辅助电源，整流器，逆变器
26.电阻制动，再生制动
27.大气过电压，雷击，避雷器
28.牵引电机电枢，电网
29.有联锁控制电路，无联锁控制电路
30.轮周制动力，电机制动电流
31.交流分量
三、问答题:
1.整流器式电力机车的优点、缺点各是什么？
答：优点：供电效率高,投资小,牵引性能好,调速性能较好运行可靠；缺点：电压电流脉动产生损耗电机整流条件差,结构复杂,对通讯有干扰。
2.直流电力机车的有哪些基本特性？主要由哪些设备组成?
答：直流电力机车的基本特性有速度特性、牵引力特性、牵引特性。
直流电力机车主要由受电弓、可调电阻、电枢绕组、励磁励磁绕组、接地装置等组成。
3.SS4改进型机车控制电路由哪几部分组成？
答：SS4改进型电力机车控制电路由五大部分组成：⑴控制电源：直流110V稳压控制电源及其配电电路。
⑵整备（预备）控制电路：完成机车动车前的所有操作过程。⑶调速控制电路：完成机车的动车控制。
⑷机车内部状态的信号控制电路：完成机车整车或某些部件的工作状态显示。⑸照明控制电路：完成
机车内外照明及标志显示。
4.主电路如何实现变压器次边短路保护？
答：机车运行中出现变压器次边绕组短路时，要采用过电流保护。次边短路时，由次边电流互感器176TA、177TA、186TA、187TA经电子柜的过流保护环节，使断路器4QF动作。在整流器的每一晶闸管上各串联一个快速熔断器，实现元件击穿短路保护。
5.SS4改进型机车电路是如何分类的？
答：电力机车上各种电机、电器设备按其功能、作用和电路电压等级，分别组成三个基本独立的电路系统，称为主电路、辅助电路、控制电路。三个电路在电方面基本相互隔离，而通过电－磁、电－空、电－机械传动方式相互联系起来，以达到自动或间接控制协调工作的目的。
6.再生制动受到哪些条件的限制？使用再生制动带来的好处是什么？
答：再生制动受到的限制有：（1）励磁电离的限制；（2）安全整流的限制；（3）电枢电流的限制；（4粘着的限制；（5）结构速度的限制。
使用再生制动好处是可以使电机作为发电机运行而发出的电能反馈到电网，能源得到利用。
7.如何通过改变励磁绕组匝数来进行磁场削弱？
答：改变励磁绕组匝数，即将牵引电动机励磁绕组分段，通过改变牵引电动机励磁绕组的有效匝数，使流过牵引电动机电枢的电流只通过一部分励磁绕组（有效匝数），来达到削弱磁场的目的。
8.SS4改型电力机车辅助线路中有哪些单相设备？
答：窗加热玻璃；壁炉；脚炉；空调；热饭电炉等。
9.电传动机车一般有哪两套制动系统？
答：电传动机车一般有两套制动系统：一是空气制动系统即机械制动系统，包括闸瓦制动和盘形制动；
二是电气制动系统，包括电阻制动和再生制动。
10.简述交直型整流器电力机车的能量传递过程。
答：交直型整流器电力机车的能量传递过程：将接触网供给的单相工频交流电，经机车内部的牵引变压器降压，再经整流装置将交流转换为直流，然后向直流（脉流）牵引电动机供电，从而产生牵引力牵引列车运行。
11.如何通过改变励磁绕组的电流来进行磁场削弱？
答：改变励磁绕组的电流，也就是使牵引电动机电枢电流中的一部分流过牵引电动机的励磁绕组，从而完成磁场削弱。
12.电力机车上目前采用的机械联锁主要有哪些？
答：（1）司机控制器换向手柄与调速手柄（轮）间的机械联锁。（2）司机台上按键开关与电钥匙的联锁。（3）换向手柄、电钥匙与钥匙箱的联锁。
13.辅助电路的设备主要有哪些？
答：辅助电路中的设备主要有分相设备、空气压缩机组、通风机组、油泵及其他设备如取暖设备、通风设备、电热玻璃、热饭电炉、空调等。
14.SS4改型电力机车辅助线路中有哪些三相设备？
答：（1）压缩机电机；（2）牵引通风机电机；（3）制动通风机电机；（4）变压器通风机电机；（5、）变压器油泵电机等。
15.SS4改进型机车辅助电路由哪些设备组成？辅助电路的作用是什么？
答：辅助电路主要由供给三相交流电的劈相机和各辅助机组——牵引通风机、空气压缩机、制动风机、油泵以及司机室热风机、电热玻璃、自用电插座和相应的各电磁接触器等组成。因为是专向各辅助机械供电的电路，故称辅助电路。按电压等级可分为380V、220V两个部分。
16.机车在长大下坡道上运行是如何实现恒速控制的？
答:机车在长大下坡道上运行时，欲使机车在某一速度恒速运行，司机给定机车速度为某恒定值，若机车速度高于给定值，则可加大励磁电流使机车制动力增加，迫使机车速度下降；若机车速度低于给定值时，可减小励磁电流使机车制动力减小，机车速度又自动上升。如此根据机车速度的变化情况，不断调节励磁电流，使其制动力自动与加速力相平衡，保持机车以给定的速度恒速下坡。
17.采用无级磁场削弱的优点是什么？
答：晶闸管分路法是在励磁绕组旁并联晶闸管，对牵引电动机的励磁电流根据要求的β值进行旁路，从而达到削弱磁场的目。晶闸管分路加上相控调压可以实现机车的全无级调速。可以实现从满磁场到最深削弱磁场（βmin＝43％）的连续平滑调节，不仅改善了工作性能，而且还节省了有触点开关和发热元件，减少了线路连线，从而减少了维修量；提高了可靠性。
18.机车采用电气制动时应满足哪些基本要求？
答：机车采用电气制动时应满足的基本要求：
（1）具有电气稳定性并保证必要的机械稳定性；
（2）有广泛的调节范围，冲击力小；
（3）机车由牵引状态转换为电气制动状态时应线路简单，操纵方便，有良好的制动性能，负载分配力求均匀。
19.说明SS4改型机车零压保护原理。
答：因网压消失后，变压器辅助绕组两端电压不是突变为零，而是随时间衰减的，所以在此电路中串有两个稳压管，稳压50V。主要作用是使零压时间继电器286KT在电网失压2秒内动作，以达到保护的准确性及必要性（供电网故障重合闸为2秒），排除了电网失电后重合闸时劈相机处于单相堵转合闸或短暂离线乱跳闸。在稳压管两端并接电容256C，其作用主要是在零压时间继电器286KT吸合过程中，在286KT常闭联锁打开的瞬间，利用电容的反突变特性，使加在286KT线圈上的电压有一衰减过程（使286KT吸合的电流不是突然变小，而是随时间衰减）。所以并接电容256C的目的就是为了帮助零压时间继电器能可靠吸合，避免在此过程中出现“打摆子”现象。
20.简述旋转劈相机的工作原理。
答：在接入单相电源时，闭合接触器A，电流一路通过C1-C4-C2绕组，另一路经C1-C4-C3绕组再经接触器A、起动电阻R到C2与电源构成回路。前一回路可近似看作纯电感负载，其电流滞后电源电压为90°，而后一回路为电阻——电感负载，其电流滞后电源不到90°，当电阻值较大时，电流可与电压相位接近，这样，两个支路的电流间就有一个相位差。此外，由于两回路绕组在空间布置上有一角度差，这就满足了单相电动机起动的两个基本条件，在电机内将产生一椭圆形的旋转磁场，使电枢转动。当电机电枢转动起来以后，在定子三相绕组中产生三相感应电势，由C1、C2、C3输出三相交流电，C1一C4、C2-C4称为电动相，C3-C4称为发电相。在劈相起动起来后，可以使线路中的接触器A断开，切除起动电阻R。
21.试述电阻制动的工作范围受到哪些条件的限制？
答：列车在制动时，由于受牵引电机、机车本身、制动电阻等多种因素的限制，只允许在一定范围内使用电阻制动。其限制如下：
（1）最大励磁电流限制。若超过此限制则励磁绕组发热会烧损绕组，另一方面磁路饱和，磁通增加有限，调节效果不明显。
（2）黏着力限制。若机车制动力大于此限制会造成滑行。
（3）最大制动电流限制。此值取决于电机电枢绕组的运行温升，一般不超过牵引工况时的持续电流，但因受机车通风条件，制动电阻功率限制。此值根据制动电阻的允许发热而定。电力机车的制动功率为了充分发挥其制动效果，一般等于或小于机车的小时功率，该限制亦表示最大制动功率限制。
（4）牵引电机安全换向限制。牵引电机安全换向取决于电抗电势er，因er （5）机车构造速度限制。它受机车机械运行部分强度的限制，实际在线路复杂的区段它可能受到线路允许速度的限制。 22.对电力机车主电路有什么基本要求？ 答：根据机车的运行情况，对机车主电路有以下几点要求： （1）由于主电路是高压电路，因此在升弓带电情况下，要保证工作人员与高压带电部分隔离。 （2）能快速接通和断开电路。 （3）在网压波动的允许范围内能可靠地工作，具有一定的过载能力，对地有良好的绝缘。 （4）能改变机车的运行方向，能进行起动和调速。 （5）尽可能作到起动平稳、调速平滑、减少冲击。 （6）在故障情况下有维持运行的故障电路。 （7）有防空转保护装置。 （8）有充分的保护。 （9）有电气制动的机车应能可靠地进行牵引——制动转换，并保证电气制动的电气稳定性和机械稳定性。 （10）应有使机车入库的低压电源及入库电路。 23.电力机车所用的辅助设备主要有哪些？各有什么作用？ 答：电力机车所用的辅助设备主要有： ⑴分相设备。作用是将单相电转变为三相电供给三相电机。分相设备是辅助电路的关键设备，同时又 是辅助电路的薄弱环节，为了提高电力机车的可靠性，通常电力机车设置有两台劈相机的共同工作，或者设置一台劈相机，由一台通风机兼做劈相机用，这样如果劈相机出现故障，另一台劈相机或通风机仍能保证辅助电路的正常工作。 ⑵空气压缩机及其驱动电机（简称压缩机组）。空气压缩机的作用是产生电力机车需要的压缩空气（也 称风源），其压缩空气不仅要提供机车上所有风动电器（如受电弓、主断路器、两位置转换开关、电空接触器、各种阀等）的操纵控制，更重要的是空气制动系统的动力源，故电力机车上设置有两台空气压缩机，有一定储备，以保证系统工作的可靠性，从而保证行车的安全。 ⑶通风机及其驱动电机（简称通风机组）。通风机用以冷却牵引电动机、整流硅机组、牵引变压器散热 器、平波电抗器、制动电阻及其他设备。 ⑷循环油泵。油泵用来使牵引变压器的冷却油强迫进行循环，以进行变压器内部的冷却。 ⑸其他辅助设备。主要有用来改善工作条件而设置的取暖、通风设备，此外还有电热玻璃、热饭电炉 等设备。 24.控制电路是由哪几部分组成？它与主电路、辅电路的关系是什么？对控制电路的要求是什么？ 答：控制电路是由司机控制器、低压电器、主电路与辅助电路中的各电器电磁线圈及各电器的触头联锁等组成的有接点电路。由于主电路和辅助电路中各电器的动作均要由控制电路控制，因而对控制电路也提出了相应的要求，目的是保证行车的安全，便于操纵、运用、维修，尽量减少电器调备，以达到最佳的经济指标。 控制电路可以控制主电路和辅助电路中各电器的动作，并通过司机控制台上各按键开关和司机控制器手柄位置操纵，使机车按照司机的意图运行。 由于主电路和辅助电路中各电器动作要求均由控制电路控制，因此控制电路应满足下列要求：（1）能改变机车的运行状态。 （2）能对牵引力、制动力、速度进行调节。 （3）有控制各辅助机组起动、运行的电路，有控制其他辅助设备和电路。 （4）有保证主电路、辅助电路工作的控制电路。 （5）能保证各电器按一定的次序动作，动作结果与司机发出的指令一致，在动作过程中对于没有灭弧装置的电器则不应产生电弧。 （6）设有照明电路和信号电路。 （7）设有故障电路，在机车发生某一故障又不能及时处理时，组成故障电路或切除故障部分，使机车维持运行。 （8）当机车重联运行时，若一台机车故障，要求不影响另一台机车运行。 （9）在保护电器动作引起主断路器跳闸后，应有零位联锁，即要重新合闸，机车各电器须处于起动前状态。 （10）要求电气制动与机械制动之间有一定的安全联锁。 （11）要求控制电路在满足要求的前提下应尽量简单，操纵部分简单易记，便于操纵。 全国2002年10月自学考试机械工程控制基础试卷 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括号内。每小题1.5分，共30分) 1.控制工程主要研究并解决的问题之一是( ) A.系统已定，输入不确定，求系统的输出 B.系统已定，输入已知，求系统的输出(响应) C.系统已定，规定系统的输入 D.系统不定，输入已知，求出系统的输出(响应) 2.f(t)如图所示 则L ［f(t)］为( ) A.s 1e -2t B. s 2e -2s C. s 1e -2s D. s 1 e -ts 3.已知F(s)=1) s(s 1 ，则L -1 ［F(s)］为( ) 4.已知F(s)=L ［f(t)］，若F(s)= 1 2s s 1 2++,则f(t)|t ∞→=?( ) A.21 B.1 C.3 1 D.0 5.下列系统中为线性系统的微分模型为：( ) A.dt ) t (dx )t (x )dt )t (dx ( 12dt )t (x d 16 i 020202=++ B.)t (x )t (x 24dt ) t (dx 12 dt )t (x d 16i 002 02=++ C.)t (x )t (x 24dt ) t (dx 12 )dt )t (x d ( 16i 0022 02=++ D.)t (x )t (x )t ln(24dt ) t (dx 12 e dt )t (x d 16 i 00t 2 02=?+?+ 6.对于定常控制系统来说，( ) A.表达系统的微分方程各项系数不随时间改变 B.微分方程的各阶微分项的幂为1 C.不能用微分方程表示 D.系统总是稳定的 7.系统方框图如图所示，则系统的闭环传递函数为( ) A. G(S)H(S) 1 G(S)H(S)+ B. G(S) -1 H(S)G(S)? 中南大学现代远程教育课程考试（专科）复习题及参考答案 电力机车控制 一、判断 1.机车的速度特性是指机车牵引力与运行速度的关系。（） 2.机车牵引力与机车速度的关系，称为机车的牵引特性。（） 3.直流电力机车速度曲线比整流器电力机车的速度特性曲线下降更陡。（） 改型机车Ⅲ级磁场削弱时，15R和16R同时投入，磁场削弱系数为。 ( ) 5.网侧出现短路时，通过网侧电流互感器7TA及原边过流继电器101KC，使主断路器4QF 动作。 ( ) 改型机车主电路接地保护采用接地继电器，这是一套无源保护系统。 ( ) 7.牵引工况下，每“转向架供电单元”设一套接地保护系统，除网侧电路外，主电路任一点接地时，接地继电器动作，通过其联锁，使主断路器4QF动作，实现保护。 ( ) 8.控制电路是为主电路服务的各种辅助电气设备和辅助电源连成的一个电系统。 ( ) 9.劈相机起动电阻备有两组，更换使用，若起动电阻均不能使用时，可将闸刀开关296QS 倒向253C，改用电容分相起动。 ( ) 10.零压保护电路同时起到高压室门联锁阀的交流保护作用。 ( ) 11.控制电源柜由110V电源柜和蓄电池组成，通常二者并联运行，为控制电路提供稳定的110V电源。 ( ) 12.控制电源各配电支路均采用单极自动开关，它们既作为各支路的配电开关，可人为分合，又可作为各支路的短路与过流保护开关，进行保护性分断。 ( ) 13.交直交传动系统的功率/体积比小。（） 14.交流电机同直流电机相比，维修量可以减小。（） 15.交直交系统具有主电路复杂的特点。（） 二、填空 1.主电路按电压级可分为网侧高压电路、调压整流电路和电路三级。 过程控制工程试题 一、填空题（每空1分，共20分）： 的增加，控制作用增强，克服干扰的能力最1．随着控制通道的增益K 大， 系统的余差减小，最大偏差减小。 2．从理论上讲，干扰通道存在纯滞后，不影响系统的控制质量。 3．建立过程对象模型的方法有机理建模和系统辨识与参数估计。4．控制系统对检测变送环节的基本要求是准确、迅速和可靠。 5. 控制阀的选择包括结构材质的选择、口径的选择、流量特性的选择和正反作用的选择。 6．防积分饱和的措施有对控制器的输出限幅、限制控制器积分部分的输出和积分切除法。 7．如果对象扰动通道增益f K增加，扰动作用增强，系统的余差增大，最大偏差增大。 8．在离心泵的控制方案中，机械效率最差的是通过旁路控制。 二、简答题（每题6分，共24分）： 1、电气阀门定位器有哪些作用 答： ①改善阀的静态特性 ②改善阀的动态特性 ③改变阀的流量特性 ④用于分程控制 ⑤用于阀门的反向动作 2.简述串级控制系统的设计原则。 答：（1）副回路的选择必须包括主要扰动，而且应包括尽可能多的扰动；（2）主、副对象的时间常数应匹配；（3）应考虑工艺上的合理性和实现的可能性；（4）要注意生产上的经济性。 3. 简单控制系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 答：简单控制系统由一个被控对象，一个检测元件和变送器，一个调节阀和一 个调节器组成。检测元件和变送器用于检测被控变量，并将检测到的信号转换 为标准信号，输出到控制器。控制器用于将检测变送器的输出信号与设定值进 行比较，得出偏差，并把偏差信号按一定的控制规律运算，运算结果输出到执 行器。执行器是控制系统回路中的最终元件，直接用于改变操纵量，以克服干扰，达到控制的目的。 4. 前馈控制和反馈控制各有什么特点？为什么采用前馈-反馈复合系统将能较 大地改善系统的控制品质？ 答:前馈控制的特点是:根据干扰工作;及时;精度不高,实施困难;只对某个干扰 有克服作用.反馈的特点作用依据是偏差;不及时:精度高,实施方便,对所有干扰都有克服作用.由于两种控制方式优缺点互补, 所以前馈-反馈复合系统将能较 大地改善系统的控制品质. 三、(10分)一个如图1所示的换热器,用蒸汽将进入其中的冷物料加热到一定温度,生产工艺要求热物料出口温度维持恒定(1 T≤ ?℃).试设计一简单温度控制系统,选择被控量和操纵量，画出其结构原理图，并选择调节器的控制规律。 电力机车制动机试题一 一，填空题（每空1.5分，共18分） 1．制动系统由＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿三大部分组成。 2．绝对压力等于＿＿＿与＿＿＿之和。 3．基础制动装置由＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿及＿＿＿组成。 4．紧急阀有＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿三个工作状态。 二，名词解释（每题4分，共12分） 1．制动 2．缓解 3．制动力 三，判断题（每题2分，共20分） 1．排风1、排风2电空阀的功能不同，但结构不一样。（） 2．设置均衡风缸的目的，是为了让司机正确掌握制动管减压量。（） 3．排风2电空阀只有电空制动控制器在紧急位时才得电。（） 4．排风1电空阀主要用于排出充风缸压力。（） 5．紧急阀95的作用是由紧急电空阀得失电来决定的。（） 6．DK-1型电空制动机转换到空气位，空气制动阀可直接控制均衡风缸的压力变化。（）7．缓解电空阀的功能是：控制制动缸排风。（） 8．中继阀依据工作风缸的压力变化，去控制制动管的充气或排气。（） 9．总风遮断阀安装在中继阀的管座上，接受中立电空阀的控制。（） 10．紧急阀95在“制动位”时，其底部微动开关出处于接通状态。（） 四，选择题（每题2分，共20分） 1．在低压实验准备工作中，应注意控制电压不低于（）。 A .90 B .92.5 C.100 D.110 2. 电力机车原边电流超过（）A时，原边过流继电器动作吸合，主断路器分闸。 A．2000 B 1000 C 800 D 400 3．当接触网失压时间超过（）时，零压保护继电器释放，主断路器分闸。 A．1ｓ B 1。5 ｓ C 2ｓ D 2。5ｓ 4．电力机车采用的电流制为（）。 A．单项工频交流B．三相交流C．三相四线制D．直流 5．109型分配阀增压阀下部（）相通。 A．工作风缸B．制动管C．总风缸D．容积室 6．电空制动控制器由过充位回到运转位时，过充消除的时间需要（）。 A．15ｓB．30ｓ C 60ｓ D 120ｓ 7．下列那种情况时，应将分配阀安全阀压力调整为200KPａ？（）。 A．机车重联时B．机车附挂时C．无火回送时D．后部补机时 8．下列塞门哪一个是分配阀缓解塞门（）。 A．115 B．123 C．155 D．156 9．空压机出风口与回阀间，设有高压安全阀，其整定值为（） A．800 KPａB．850 KPａC．700 KPａD．1000 KPａ 10．DK-1型制动机系统采用了（）个调压阀。 A．2 B 3 C 4 D 5 五，简答题（每题5分，20分） 1．电空制动控制器的作用是什么？ 2．中继阀由哪些部件组成？ 3．何谓制动距离？ 4．电空制动控制器有哪几个工作位置？ 六．论述题（每题10分，共10分） 1．简述DK-1型电空制动机主要部件的控制关系。 电机原理试题及答案（仅供参考） 一、填空(每空1分，共25分) 1. 单相异步电动机可分为________、________两大类型。 2. 6极异步电动机电源频率f=50Hz，额定转差率S N=，则额定转速为n N=_____、额定工作时， 将电源相序改变，则反接瞬时的转差率S=_____。 ~ 3. 同步补偿机实际上是一台_________的同步电动机，它接到电网上的目的就是为了 ___________。 4. 直流电机的励磁方式可分为＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿。 5. 有一台极数2P＝4，槽数Z＝24的三相单层链式绕组电机，它的极距τ＝＿＿＿、每极每 相槽数ｑ＝＿＿＿、槽距角α＝＿＿＿。 6、变压器空载运行时功率因数很______。 7．________型三相异步电动机可以把外接电阻串联到转子绕组回路中去。 … 8. 直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向________。 9. 直流电动机的起动方法有____________；______________。 10. 当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。 11. 三相异步电动机的过载能力是指_______________。 12 . 星形—三角形降压起动时，起动电流和起动转矩各降为直接起动时的______倍。 》 13. 三相异步电动机拖动恒转矩负载进行变频调速时，为了保证过载能力和主磁通不变，则 U1应随f1按______规律调节。 14、可用下列关系来判断直流电机的运行状态。当_________时为电动机状态，当________ 时为发电机状态。 15、单迭绕组极对数为P时，则并联支路数为_______。 二、判断正误(对在括号里打√、错则打×，每小题1分，共15分) 【 1.( ) 电动机的额定功率是指额定运行时从电源输入的电功率。 2.( ) 一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变 3.( ) 三相异步电动机的旋转方向决定于定子绕组中通入的三相电流的相序。 4.( ) 与同容量的变压器相比较，异步电动机的空载电流小。 5.( ) Y-D降压起动适用于正常运行时定子绕组为星形联接的笼型异步电动机。 - 6. ( ) 变极调速时必须同时改变加在定子绕组上电源的相序。 7. ( ) 变频调速过程中按U1/f1=常数的控制方式进行控制，可以实现恒功率调速。 8. ( ) 异步电动机的功率小于时都允许直接起动。 9. ( ) 变压器的二次额定电压是指当一次侧加额定电压，二次侧开路时的空载电压值。 10.( ) 变压器在原边外加额定电压不变的条件下，副边电流大，导致原边电流也大，因 此变压器的主磁通也大。 > 过程控制工程课后习题参考答案-前三章 过程控制工程 第一章单回路控制系统 1.1 何谓控制通道？何谓干扰通道？它们的特性对控制系统质量有什么影响？ 控制通道——是指操纵变量与被控变量之间的信号联系； 干扰通道——是指干扰作用与被控变量之间的信号联系。 （1）控制通道特性对系统控制质量的影响：（从K、T、τ三方面） 控制通道静态放大倍数越大，系统灵敏度越高，余差越小。但随着静态放大倍数的增大，系统的稳定性变差。 控制通道时间常数越大，经过的容量数越多，系统的工作频率越低，控制越不及时，过渡过程时间越长，系统的质量越低，但也不是越小越好，太小会使系统的稳定性下降，因此应该适当小一些。 控制通道纯滞后的存在不仅使系统控制不及时，使动态偏差增大，而且还还会使系统的稳定性降低。 （2）干扰通道特性对系统控制质量的影响： （从K、T、τ三方面） 干扰通道放大倍数越大，系统的余差也越大，即控制质量越差。 干扰通道时间常数越大，阶数越高，或者说干扰进入系统的位置越远离被控变量测量点而靠近控制阀，干扰对被控变量的影响越小，系统的质量则越高。 干扰通道有无纯滞后对质量无影响，不同的只是干扰对被控变量的影响向后推迟一个 。 纯滞后时间τ 1.2 如何选择操纵变量？ 1）考虑工艺的合理性和可实现性； 2）控制通道静态放大倍数大于干扰通道静态放大倍数； 3）控制通道时间常数应适当小一些为好，但不易过小，一般要求小于干扰通道 时间常数。干扰动通道时间常数越大 越好，阶数越高越好。 4）控制通道纯滞后越小越好。 1.3 控制器的比例度δ变化对控制系统的控制精度有何影响？对控制系统的动态质量有何影响？ 比例度δ越小，系统灵敏度越高，余差越小。 一、单项选择题： 1． 线性系统和非线性系统的根本区别在于 ( C ) A ．线性系统有外加输入，非线性系统无外加输入。 B ．线性系统无外加输入，非线性系统有外加输入。 C ．线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理。 D ．线性系统不满足迭加原理，非线性系统满足迭加原理。 2．令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的 ( B ) A ．代数方程 B ．特征方程 C ．差分方程 D ．状态方程 3． 时域分析法研究自动控制系统时最常用的典型输入信号是 （ D ） A ．脉冲函数 B ．斜坡函数 C ．抛物线函数 D ．阶跃函数 4．设控制系统的开环传递函数为G(s)= ) 2s )(1s (s 10 ++，该系统为 （ B ） A ．0型系统 B ．I 型系统 C ．II 型系统 D ．III 型系统 5．二阶振荡环节的相频特性)(ωθ，当∞→ω时，其相位移)(∞θ为 ( B ) A ．-270° B ．-180° C ．-90° D ．0° 6. 根据输入量变化的规律分类，控制系统可分为 ( A ) A.恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统 B.反馈控制系统、前馈控制系统前馈—反馈复合控制系统 C.最优控制系统和模糊控制系统 D.连续控制系统和离散控制系统 7．采用负反馈连接时，如前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则其等效传递函数为 ( C ) A ．)s (G 1) s (G + B ．) s (H )s (G 11+ C ．) s (H )s (G 1)s (G + D ．)s (H )s (G 1) s (G - 8． 一阶系统G(s)=1 +Ts K 的时间常数T 越大，则系统的输出响应达到稳态值的时间( A ) A ．越长 B ．越短 C ．不变 D ．不定 9．拉氏变换将时间函数变换成 （ D ） A ．正弦函数 B ．单位阶跃函数 C ．单位脉冲函数 D ．复变函数 10．线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下 （ D ） A ．系统输出信号与输入信号之比 B ．系统输入信号与输出信号之比 C ．系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 D ．系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比 11．若某系统的传递函数为G(s)=1 Ts K +，则其频率特性的实部R(ω)是 （ A ） A ．22T 1K ω+ B ．-2 2T 1K ω+ C ．T 1K ω+ D ．-T 1K ω+ 12. 微分环节的频率特性相位移θ(ω)= ( A ) A. 90° B. -90° C. 0° D. -180° 13. 积分环节的频率特性相位移θ(ω)= ( B ) A. 90° B. -90° C. 0° D. -180° 14.传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？ （ C ） A.输入信号 B.初始条件 C.系统的结构参数 D.输入信号和初始条件 《电力机车控制》课程复习资料 一、判断题： 1.机车牵引力与机车速度的关系，称为机车的牵引特性。 [ ] 2.为保持整流电流的脉动系数不变，要求平波电抗阻器的电感为常数。 [ ] 3.机车的速度特性是指机车牵引力与运行速度的关系。 [ ] 4.机车的起动必须采用适当的起动方法来限制起动电流和起动牵引力。 [ ] 5.SS4改型机车Ⅲ级磁场削弱时，15R和16R同时投入，磁场削弱系数为0.3。 [ ] 6.SS4改型机车主电路接地保护采用接地继电器，这是一套无源保护系统。 [ ] 7.机械联锁可以避免司机误操作。 [ ] 8.控制电路是为主电路服务的各种辅助电气设备和辅助电源连成的一个电系统。 [ ] 9.交流电机同直流电机相比，维修量可以减小。 [ ] 10.直流传动是我国电力机车传动的主要方式。 [ ] 11.零压保护电路同时起到高压室门联锁阀的交流保护作用。 [ ] 12.机车故障保护的执行方式有跳主断路器、跳相关的接触器、点亮故障信号显示。 [ ] 13.交直交传动系统的功率/体积比小。 [ ] 14.当司机将牵引通风机按键开关合上后,不但能使通风机分别起动,还能使变压器风机和油泵起动。 [ ] 15.逆变器用于将三相交流电变为直流电。 [ ] 16.交直交系统具有主电路复杂的特点。 [ ] 17.压缩机的控制需要根据总风压的变化由司机操作不断起动。 [ ] 18.整流电路的作用是将交流电转换为直流电。 [ ] 二、单项选择题： 1.机车安全运行速度必须小于机车走行部的( )或线路的限制速度。 [ ] A.旅行速度 B.构造速度 C.持续速度 2.制动电阻柜属于( )电路的电器设备。 [ ] A.主 B.辅助 C.控制 3.SS4改型电力机车固定磁场削弱系数β为 [ ] A.0.90 B.0.96 C.0.98 4.SS4改型机车控制电路由110V直流稳压电源、( )以及有关的主令电器各种功能的低压电器及开关等 组成。 [ ] A.硅整流装置 B.电路保护装置 C.蓄电池组 5.SS4 改型电力机车采用的电气制动方法为 [ ] A.再生制动 B.电磁制动 C.加馈电阻抽制动 6.SS4改型电力机车主电路有短路、过流、过电压及( )等四个方面的保护。 [ ] A.欠流 B.欠压 C.主接地 7.辅助电路线号为“( )”字头的3位数流水号。 [ ] A.1 B.2 C.3 8.电力机车上的两位置转换开关作用之一是转换牵引电机中( )的电流方向， 以改变电力机车的运行方向。 [ ] A.励磁绕组 B.换向绕组 C.电枢绕组 9.SS4改型电力机车电气设备中电压互感器的代号为 [ ] A.TA https://www.doczj.com/doc/af12317129.html, C.TM 10.平波电抗器属于( )电路的电器设备。 [ ] A.主 B.辅助 C.控制 11.( )电源由自动开关 606QA，经导线640提供电源。 [ ] A.前照灯 B.副前照灯 C.副后照灯 12.压缩机故障时可以通过( )中的故障隔离隔离开关进行隔离。 [ ] A.辅助电路 B.控制电路 C.主电路 13.调速控制电路的配电由自动开关( )经导线465提供。 [ ] 5.1 有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为50H Z，满载时电动机的转差率为0.02求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。 n0=60f/p S=(n0-n)/ n0 =60*50/2 0.02=(1500-n)/1500 =1500r/min n=1470r/min 电动机的同步转速1500r/min.转子转速1470 r/min, 转子电流频率.f2=Sf1=0.02*50=1 H Z 5.2将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对调，此电动机是否会反转？为什么？ 如果将定子绕组接至电源的三相导线中的任意两根线对调,例如将B,C两根线对调,即使B相遇C相绕组中电流的相位对调,此时A相绕组内的电流导前于C相绕组的电流2π/3因此旋转方向也将变为A-C-B向逆时针方向旋转,与未对调的旋转方向相反. 5.3 有一台三相异步电动机，其n N=1470r/min,电源频率为50H Z。设在额定负载下运行，试求： ①定子旋转磁场对定子的转速； 1500 r/min ②定子旋转磁场对转子的转速； 30 r/min ③转子旋转磁场对转子的转速； 30 r/min ④转子旋转磁场对定子的转速； 1500 r/min ⑤转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。 0 r/min 5.4当三相异步电动机的负载增加时，为什么定子电流会随转子电流的增加而增加？ 因为负载增加n减小,转子与旋转磁场间的相对转速( n0-n)增加,转子导体被磁感线切割的速度提高,于是转子的感应电动势增加,转子电流特增加,.定子的感应电动使因为转子的电流增加而变大,所以定子的电流也随之提高. 5.5 三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机的转矩、电流及转速有无变化？如何变化？ 若电源电压降低, 电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变. 5.6 有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。 试求：①线电压为380V时，三相定子绕组应如何接法？ ②求n0,p,S N,T N,T st,T max和I st； ③额定负载时电动机的输入功率是多少？ ①线电压为380V时，三相定子绕组应为Y型接法. ②T N=9.55P N/n N=9.55*3000/960=29.8Nm Tst/ T N=2 Tst=2*29.8=59.6 Nm T max/ T N=2.0 T max=59.6 Nm I st/I N=6.5 I st=46.8A 一般n N=(0.94-0.98)n0n0=n N/0.96=1000 r/min SN= (n0-n N)/ n0=(1000-960)/1000=0.04 P=60f/ n0=60*50/1000=3 ③η=P N/P输入 P输入=3/0.83=3.61 5.7三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动机的电流会如何变化？对电动机有何影响？ 电动机的电流会迅速增加,如果时间稍长电机有可能会烧毁. 过程控制工程复习题 （课程代码392217） 一、选择题（请从下列选项中选出正确的一项） 1、下列不属于单回路反馈控制系统的是（） 选项A）被控对象 选项B）被测对象 选项C）测量变送 选项D）控制器和控制阀 答案：B 2、在工业控制中，使用最多的控制系统是（） 选项A）单回路反馈控制系统 选项B）串级控制系统 选项C）比值控制系统 选项D）前馈控制系统 答案：A 3、下列中对干扰通道特性对控制质量影响描述错误的是（） 选项A）K f增加，余差增加，系统稳定性不变 选项B）T f增加，过渡过程时间减小 选项C）T f增加，振荡幅值减小 选项D）τf增加，余差减小 答案：D 4、下列中对控制对象特性对控制质量影响描述错误的是（） 选项A）一般希望放大倍数K0大些好，易于调节 选项A）一般希望控制通道时间常数小些好，但不能过小 选项C）控制通道时间常数越小越好，系统才灵敏 选项D）时间常数大，系统的工作频率低 答案：D 5、下列对操纵变量选择原则描述错误的是（） 选项A）操纵变量必须可控 选项A）选择通道放大倍数相对大的 选项C）选择干扰通道时间常数小一点的 选项D）选择通道的纯滞后尽量小 答案：C 6、下列中对控制通道特性对控制质量影响描述错误的是（） 选项A）K0增加，余差增加，系统稳定性不变 选项B）T0增加，过渡过程时间增加 选项C）T0增加，系统频率变慢 选项D）τ0增加，稳定程度大大降低 答案：A 6、下图的曲线中，哪一条是对数流量特性的是（） 选项A）1 选项B）2 选项C）3 选项D）4 答案：B 7、在控制系统中，能准确、快速、及时地跟踪设定值的变化的系统属于（）选项A）随动系统 选项B）定值系统 选项C）程序系统 选项D）以上都不是 答案：A 8、在过程控制系统中，系统的设定值保持不变的系统属于（） 选项A）随动系统 选项B）定值系统 选项C）程序系统 选项D）以上都不是 答案：B 9、在过程控制系统中，系统的设定值有规律变化的系统属于（） 选项A）随动系统 选项B）定值系统 选项C）程序系统 选项D）以上都不是 答案：C 10、用来表征生产设备或过程运行是否正常而需要加以控制的物理量是（）选项A）被控对象 选项B）被控变量 选项C）操纵变量 选项D）测量值 答案：B 11、受控制器的操纵，使被控变量保持在设定值的物理量是（） 选项A）被控对象 选项B）设定值 选项C）操纵变量 选项D）测量值 答案：C 12、一阶环节的传递函数是（） 选项A）K/(Ts+l) 选项B）K/Tis 控制工程基础考试卷及答案 西北工业大学考试题（A卷） （考试时间120分钟） 学院：专业：姓名：学号： 一．填空题（共24分，每空1.5分） 1.实现恒温控制有两种方法：人工控制和自动控制。P2 2.若一个元件的输入和输出的关系曲线为直线，则称元件为线性元件。 P6 3.系统的数学模型都是线性常系数微分方程，它的一个重要性质是具有齐 次性和叠加性。P13 4.在控制工程中，一般需要确定信号流图中输出和输入间的关系，即系统 的闭环传递函数。P27 5.动态响应是指系统在某一信号的作用下，其输出量从初始状态到稳定状 态的响应过程。P35 6.乃奎斯特图又称为极坐标图或幅相频率特性图。P55 7.最小相位系统是指系统的传递函数在复平面无右极点和右零点的系统。 P70 8.系统稳定的充分必要条件是系统的闭环极点均位于s的左半平面。 P101 9.系统误差的定义为被控量期望值与实际值之差。P105 10.开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳定特性，中频段表征了闭环系统的动态特性，高频段表征了闭环系统的复杂性。P117 二．判断题（共20分，每空2分） 1.实现自动控制的装置可以不同，但反馈控制的原理却是相同的。P3（√） 2.结构图等效变换的原则是变换后与变换前的输入量和输出量都保持不 变。P22（√） 3.稳态响应是指时间t趋向于无穷小时，系统的输出状态。P35 （×） 4.开环对数幅频特性的渐近线斜率越大、位置越高，对应的开环系统积分 个数越多，放大系数越大。P74 （√） 5.对于稳定的系统，()()ω ωj H j G曲线离（-1,j0）点越近，闭环系统稳定程度越高。P97 （×） 6.对于一个稳定系统，稳态响应中的暂态分量随着时间的推移逐渐减小并 趋近于零。P106 （√） 7.自动控制系统在给定输入信号的作用下，系统的稳态误差与系统的结构、 参数和给定信号的形成有关。P107 （√） 8.为满足稳态精度要求，要保持系统有一定的开环增益，超前网络的衰减 损失就必须用减小放大器的增益来补偿。P119 （×） 9.在描述同一控制系统时，状态空间模型和I/O模型可以相互转换。 P145（√） 10.经典控制理论中用传递函数描述系统的输入-输出特性，被控量就是输 入量。P146 （×） 三．简述题。（共16分，每题8分）1.简述建立系统微分方程的步骤是什么？P10 答：1）全面了解系统的工作原理、结构、组成和支配系统运动的物理规律，确定系统和各元件的输入量和输出量。 2）从系统的输入端开始，根据各元件或环节所遵循的物理规律，依此列写它们的微分方程。 3）将 各元件或 环节的微 分方程联 立起来消 去中间变 量，求取 一个仅含 有系统的 输入量和输出量的微分方程。 4）将该方程整理成标准形式。即把与输入量有关的各项放在方程的右边，把与输出量有关的各项放在方程的左边，各导数项按降幂排列，并将方程式中的系数化为具有一定物理意义的表示形式。 《过程控制工程》期末复习题 一、（每空1分）填空题： 1、对于一个比例积分微分（PID）控制器来说，积分时间越小则积分作用越；微分时间越小，则微分作用越。 2、三种常用的均匀控制方案包括、、。 3、常规PID控制器中的P指作用、I指作用、 D指作用。 4、用于输送流体和提高流体压头的机械设备统称为流体输送设备，其中输送液体并提高其压头的机械称为，而输送气体并提高其压头的机械称为。 5、工程上常用的几种整定PID控制器参数的方法是、、、 。 6、请举出我们曾经学过的三种复杂控制系统：、、。 7、比值系统控制系统从结构上可分为四种，分别是开环比值控制系统、、 、四种。 8、调节阀的固有流量特性主要有、、、 四种。 9、比值系统控制系统从结构上可分为四种，分别是开环比值控制系统、、 、四种。 10、单回路控制系统一般由、、、四个环节组成 11、常见的传热设备有、、等。 12、要消除系统的稳态误差，通常选用控制器。 13、用来评价控制系统性能优劣的阶跃响应曲线性能指标分别是、、、振荡频率和回复时间等。 14、工程上进行PID控制器参数整定时，随动系统的控制品质要求衰减比为，定值系统中控制品质要求衰减比为。 15、常见的传热设备有、、等。 16、精馏装置一般由、、、等设备组成。精馏塔产品质量指标选择有直接产品质量指标和两类。 二、选择题（10分，每小题2分） 1、成分、温度调节系统的调节规律，通常选用（）。 A. PI B. PD C. PID 2、自动控制系统中控制器正、反作用的确定是根据（）。 A．实现闭环回路的正反馈。 B．实现闭环回路的负反馈。 C．系统放大倍数恰到好处 D．生产的安全性。 3、单纯的前馈调节是一种能对（）进行补偿的调节系统。 A．测量与给定之间的偏差 B．被调量的变化 C．干扰量的变化 4、分程控制系统常要加装（）来达到分程的目的。 A．调节器 B.变送器 C.阀门定位器 5、在某一分离异丁烷与正丁烷的精馏塔中，微小的压力波动也会影响温度的变化，同时压力波动引起的各板上温度变化的方向是一致的，此时应选择（）作为间接质量指标进行控制。 A．灵敏板温度 B.温差 C.双温差 6、如果甲乙两个广义调节对象的动态特性完全相同（如均为二阶对象），甲采用PI作用调节器，乙采用P作用调节器。当比例带的数值完全相同时，甲，乙两系统的振荡程度相比 A. 甲系统振荡程度比乙系统剧烈。 B. 乙系统振荡程度比甲系统剧烈。 C. 甲、乙两系统的振荡程度相同。 7、定值控制系统是（）环调节，单纯的前馈控制系统是（）环调节。 A．开，闭 B．闭，开 C．开，开 D．闭，闭 机械工程控制基础 机械设计制造及其自动化 一、选择题（20分） 1、已知某环节频率特性Nyquist图如图所示， 则该环节为( ) A．比例环节 B．微分环节 C．积分环节 D．惯性环节 2、系统稳定的充要条件为系统的全部特征根都具有( ) A.正虚部 B.负虚部 C.正实部 D.负实部 3、系统方块图如图所示,其开环传递函数G k (S)是（） A 5S/(3S+1) B (3S+1)/5S C 1/[5S(3S+1)] D 5/[S(3S+1)] 4、所谓校正（又称补偿）是指（） A、加入PID校正器 B、在系统中增加新的环节 或改变某些参数 C、使系统稳定 D、使用劳斯判据 5、在鼻环控制系统中，通过增大开环增益K可使（） A 系统的精度提高，并且稳定性也提高 B 系统的精度下降，但稳定性提高 C 系统的精度下降，稳定性也下降 D 系统的精度提高，但稳定性下降 6、若二阶系统阻尼比为0<ζ<1，则系统处于（） A 欠阻尼 B 过阻尼 C 无阻尼 D 临界阻尼 7、若系统闭环传递函数为 210 22 s s ++ ，则该系统 ( ) A 临界稳定 B 不稳定 C 稳定 D 稳定性不能确定 8、PI校正属于下面哪种校正方法：（） A相位超前校正 B相位滞后校正 C相位滞后超前校正 D无法确定 9、控制工程主要研究并解决的问题之一是 ( ) A 系统已定，输入不确定，求系统的输出 B 系统已定，输入已知，求系统的输出 C 系统已定，规定系统的输出 D 系统不定，输入已知，球系统的输出 10、比例环节的对数幅频特性曲线是一条（）。 A.水平线 B.垂直线 C.斜率为-20db/dec的直线 D.斜率为-10db/dec的直线 二、填空题（20分） 1、对控制系统的基本要求一般可以归纳为、和。 的单位阶跃响应的表达是。 2、一阶系统1 Ts 1 3、阶跃信号的拉氏变换是。 4、是线性系统。线性系统的一个最重要的特 性是它满足。 5、系统传递函数的、和决定着系统的瞬态性能和稳态性能。 6、传递函数可定义为：在外界输入作用前，输入、输出的初始条件 为时，线性定常系统的与之比。 7、判断系统的稳定性强弱要从、两个角度考虑。 8、PID中P代表 D代表。 9、有系统的性能指标按照其类型分为和。 10、按振动性质可将响应分为和。 三、简答题（20分） １什么是系统、什么是线性系统？ 2、什么是相似系统（环节）？什么是相似量？ 3、列举4个瞬态性能指标？ 1.[填空题]中继阀管座装有总风遮断阀管、(___)、过充管、制动管、总风缸管。 正确答案：中均管 2.[填空题]东风10D型机车，(___)有四个输出端。 正确答案：启动变速箱 3.[填空题]联合调节器的功率调节调节机构功率滑阀、(___)、油马达、联合杠杆组成。 正确答案：滑阀套 4.[填空题]气环的作用是：气密，传热，(___)。 正确答案：布油 5.[填空题]移动各种电气设备之时，为确保人员安全，应该首先切断(___)。 正确答案：电源 6.[填空题]衡量电器触头质量的技术参数有触头开距、触头超程、触头压力、触头研距(___)。 正确答案：接触电阻 7.[填空题]1-6C主触头的检查要求(___)触头5MM到限。 正确答案：主静 8.[填空题]活塞位于(___)时，活塞顶上部的全部气缸容积称为气缸总容积。 正确答案：下止点 9.[填空题]对列车制动机进行(___)时，自阀减压50kPa并保压1分钟，全列车必须发生制动作用 并不发生自然缓解；手柄移至运转位后，全列车须在1分钟内缓解完毕。 正确答案：全部试验 10.[填空题]东风10D型机车冷却室中装有28组(___)型管片式散热器。 正确答案：强化 11.[填空题]衡量电器触头质量的技术参数有触头开距、触头超程、触头压力、触头研距、(___)。 正确答案：接触电阻 12.[填空题]JZ-7型空气制动机制动管的过充压力是在（___)排风口处逐渐消失的。 正确答案：中继阀 13.[填空题]牵引通过轨道衡时调车员要提示司机车列已(___)通过轨道衡后，再按规定速度运行。，正确答案：全部 14.[填空题]事故处理“四不放过”原则是：(___)没有查清不放过；责任人员没有受到处理不放过； 有关人员没有受到教育不放过；防范措施没有落实不放过。 正确答案：事故原因 15.[填空题.机车柴油机启动、甩车前，柴油机联合调节器紧急停车处必须有人(___)。 《过程控制工程》复习题 一、选择题（请从下列选项中选出正确的一项） 1、下列不属于单回路反馈控制系统的是（） 选项A）被控对象 选项B）被测对象 选项C）测量变送 选项D）控制器和控制阀 答案：B 2、在工业控制中，使用最多的控制系统是（） 选项A）单回路反馈控制系统 选项B）串级控制系统 选项C）比值控制系统 选项D）前馈控制系统 答案：A 3、下列中对干扰通道特性对控制质量影响描述错误的是（） 选项A）K f增加，余差增加，系统稳定性不变 选项B）T f增加，过渡过程时间减小 选项C）T f增加，振荡幅值减小 选项D）τf增加，余差减小 答案：D 4、下列中对控制对象特性对控制质量影响描述错误的是（） 选项A）一般希望放大倍数K0大些好，易于调节 选项A）一般希望控制通道时间常数小些好，但不能过小 选项C）控制通道时间常数越小越好，系统才灵敏 选项D）时间常数大，系统的工作频率低 答案：D 5、下列对操纵变量选择原则描述错误的是（） 选项A）操纵变量必须可控 选项A）选择通道放大倍数相对大的 选项C）选择干扰通道时间常数小一点的 选项D）选择通道的纯滞后尽量小 答案：C 6、下列中对控制通道特性对控制质量影响描述错误的是（） 选项A）K0增加，余差增加，系统稳定性不变 选项B）T0增加，过渡过程时间增加 选项C）T0增加，系统频率变慢 选项D）τ0增加，稳定程度大大降低 答案：A 6、下图的曲线中，哪一条是对数流量特性的是（） 选项A）1 选项B）2 选项C）3 选项D）4 答案：B 7、在控制系统中，能准确、快速、及时地跟踪设定值的变化的系统属于（）选项A）随动系统 选项B）定值系统 选项C）程序系统 选项D）以上都不是 答案：A 8、在过程控制系统中，系统的设定值保持不变的系统属于（） 选项A）随动系统 选项B）定值系统 选项C）程序系统 选项D）以上都不是 答案：B 9、在过程控制系统中，系统的设定值有规律变化的系统属于（） 选项A）随动系统 选项B）定值系统 选项C）程序系统 选项D）以上都不是 答案：C 10、用来表征生产设备或过程运行是否正常而需要加以控制的物理量是（）选项A）被控对象 选项B）被控变量 选项C）操纵变量 选项D）测量值 答案：B 11、受控制器的操纵，使被控变量保持在设定值的物理量是（） 选项A）被控对象 选项B）设定值 选项C）操纵变量 选项D）测量值 答案：C 12、一阶环节的传递函数是（） 选项A）K/(Ts+l) 选项B）K/Tis 一、填空题（每题1分，共15分） 1、对于自动控制系统的性能要 求可以概括为三个方面， 即： 、 和 ，其中最基本的要求是 。 2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为()G s ，则该系统的 开环传递函数 为 。 3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型 有 、 等。 4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采 用 、 、 等方法。 5、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称 为 ；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为 。 6、设系统的开环传递函数为 12(1)(1) K s T s T s ++，则其开环幅 频特性为 ，相频特性 为 。 7、最小相位系统是 指 。 二、选择题（每题2分，共20分） 1、关于奈氏判据及其辅助函数 F(s)= 1 + G(s)H(s)，错误的说法是 ( ) A 、 F(s)的零点就是开环传递函数的极点 B 、 F(s)的极点就是开环传递函数的极点 C 、 F(s)的零点数与极点数相同 D 、 F(s)的零点就是闭环传递函数的极点 2、已知负反馈系统的开环传递函数 为221 ()6100 s G s s s +=++，则该系统的 闭环特征方程为 ( )。 A 、2 61000s s ++= B 、 2(6100)(21)0s s s ++++= C 、2 610010s s +++= D 、 与是否为单位反馈系统有关 3、一阶系统的闭环极点越靠近S 平面原点，则 ( ) 。 A 、准确度越高 B 、准确度越低 C 、响应速度越快 D 、响应速度越慢 4、已知系统的开环传递函数为 100 (0.11)(5) s s ++，则该系统的开环增 益为 ( )。 A 、 100 B 、1000 C 、20 D 、不能确定 5、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的： A 、闭环零点和极点 B 、开环零点 C 、闭环极点 D 、阶跃响应 6、下列串联校正装置的传递函数中，能在1c ω=处提供最大相位超前角的是 ( )。 A 、 1011s s ++ B 、1010.11s s ++ C 、 210.51s s ++ D 、0.11 101 s s ++ 2、异步电动机等效电路中的附加电阻 的物理意义是什么？能否用电抗或电容 代替这个附加电阻？为什么？ （异步电动机等效电路中的附加电阻代表总机械功率的一个虚拟电阻， 加损耗等）。因输出的机械功率和机械损耗等均属有功性质。 因此，从电路角度来模拟的话， 只能用有功元件电阻，而不能用无功元件电抗或电容代替这个附加电阻。 ） 3、为什么变压器的空载损耗可近似看成铁损耗，而短路损耗可近似看成为铜损耗？ （变压器铁损耗的大小决定于铁心中磁通密度的大小， 铜损耗的大小决定决 定于绕组中电流的大小。 变压器空载和短路时，输出功率都为零。输入功率全部变为变压器的损耗。 即铜损耗与铁损耗之和。空载时，电源电压为额定值，铁心中磁通密度达到正常 运行的数值，铁损耗也为正常运行时的数值。 而此时二次绕组中的电流为零，没 有铜损耗，一次绕组中电流仅为励磁电流，远小于正常运行的数值，它产生的铜 损耗相对于这时的铁损耗可以忽略不计，因而空载损耗可近似看成为铁损耗。短 路试验时，输入功率为短路损耗。此时一次、二次绕组电流均为额定值，铜损耗 也达到正常运行时的数值，而电压大大低于额定电压，铁心中磁通密度也大大低 于正常运行时的数值，此时铁损耗与铜损耗相比可忽略不计。因此短路损耗可近 似看成铜损耗。） 5、异步电动机中的空气隙为什么做得很小？ （异步电动机气隙小的目的是为了减小其励磁电流 （空载电流），从而提高电动机功率 因数。因异步电动机的励磁电流是由电网供给的， 故气隙越小，电网供给的励磁电流就小。 而励磁电流有属 于感性无功性质， 故减小励磁电流，相应就能提高电机的功率因 数。） 计算题 1、一台并励直流电动机 ,铭牌数据如下：P N =3.5kW, U=220V ，I N =20A ，n N =1000r/min, 电枢电阻 R a =1Q ，△U b =1V,励磁回路电阻 R i =440Q ，空载实验：当U=220V,n=1000r/min 时, I 0=2A,试计算当电枢电流I a =10A 时，电机的效率（不计杂散损耗）。 解：励磁电流: I f U f R f 220 A A 440 0.5A - -2 U 2 2202 励磁损耗： P Cuf R flf 110W R f 440 空载时： 输入功率： P UI 0 220 2W 440W 励磁功 率： P f 110W 电枢铜损耗: F C ua R a l f ' 2 R a （l 。I f ）2 2.25W 电刷接触损耗： f^Cub 2 2 UbI a 2 1 1.5W 3.0W 附加损耗： F a d 0 则：P mec Re P R f R R F a d 324.75W Cua Cub 电阻所消耗的功率 吁也2来代替总机械功率 （包括轴上输出的机械功率和机械损 耗、 用转子电流在该 过程控制工程试卷一标准答案 一．填空题(每空1分，共10分) 1. 比例（P） 2. 开环、单闭环、双闭环 3. 外反馈法 4. 锅炉汽包水位的控制 5. 临界比例度，衰减振荡，响应曲线 6. 生产的安全性 二．单项选择题（每题2分，共10分） 1. 答案：D 2. 答案：D 3. 答案：C 4. 答案：B 5. 答案：D 三．判断题（每题2分，共10分） 1. 答案：√ 2. 答案：√ 3. 答案：√ 4. 答案：× 5. 答案：× 四．简答题（每题6分，共30分） 1．离心泵有哪几种控制方案？ 答：（1）直接节流法 （2分） （2）旁路法 （2分） （3）调速法 （2分） 2．系统的操纵变量应如何选择？ 答:（1）选择对选定的被控变量影响比较大的输入变量。 (1.5分) （2）选择输入变量对被控变量作用比较快的。 (1.5分) （3）选择输入变量中变化范围比较大(这样可使被控变量比较容易控制)。(1.5分) （4）选择使 Ττ尽量减小。 (1.5分) 3.工程上引起测量误差的原因是什么? 答:(1)仪表本身的误差。 （2分） (2)安装不当引入的误差。 （2分） (3)测量的动态误差。 （2分） 4．写出具有自衡的非振荡过程的一阶和二阶工业过程动态特性数学模型。 答：具有时滞的一阶环节：τs e Ts K s G ?+=1 )( （3分） 具有时滞的二阶非振荡环节：τs e s T s T K s G ?++= ) 1)(1()(21 （3分） 5．简述加热炉常用的串级控制方案有哪些？ 答：（1）炉出口温度与炉膛温度的串级控制； (1.5分) （2）炉出口温度与燃料油阀后压力的串级控制； (1.5分) （3）炉出口温度与燃料油流量的串级控制； (1.5分) （4）采用压力平衡式控制阀的控制。 (1.5分) 五．在某生产中，需求参与反应的甲、乙两种物料保持一定比值。若已知正常操作时，甲流量q 1=7m 3/h ，乙流量q 2=250L/h 。两个流量均采用孔板测量并配用开方器，甲流量的测量范围为0～10m 3/h ，乙流量的测量范围为0～300L/h 。根据要求设计保持q 2/q 1比值的控制系统，试求采用DDZ-Ⅲ型仪表组成系统时的比值系数K 。（10分） 答：根据工艺指标，应选甲流量q 1为主流量，乙流量q 2为副流量。已知q 1=7m 3/h ，q 2=250L/h ，q 1max =10m 3/h ，q 2max =300L/h （2分） 实际流量与其测量信号为线性关系，则仪表比值系数： 0357.010*7250 31 2=== ?q q k （4分） 19.110*300 10*0357.03max 2max 1===q q k K （4分） 六．如图所示为一典型精馏塔的流程图，试设计一个按提馏段质量指标精馏塔控制方案（画在题 的图上）。（10分）历年机械工程控制基础试题及答案
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