2025年注冊(cè)公用設(shè)備工程師考試自動(dòng)化專業(yè)試題集考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題要求：從下列各題的四個(gè)選項(xiàng)中，選擇一個(gè)最符合題意的答案。1.下列哪個(gè)不是自動(dòng)化系統(tǒng)的基本組成？（）A.控制器B.執(zhí)行器C.傳感器D.電源2.自動(dòng)化系統(tǒng)中的反饋控制系統(tǒng)，其輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間的關(guān)系是（）A.反比關(guān)系B.正比關(guān)系C.平行關(guān)系D.無(wú)關(guān)3.下列哪個(gè)不是模擬量？（）A.溫度B.壓力C.流量D.速度4.下列哪個(gè)不是數(shù)字量？（）A.電壓B.電流C.頻率D.位移5.下列哪個(gè)不是可編程控制器（PLC）的特點(diǎn)？（）A.結(jié)構(gòu)緊湊B.功能強(qiáng)大C.可靠性高D.易于維護(hù)6.下列哪個(gè)不是PLC編程語(yǔ)言？（）A.梯形圖B.功能塊圖C.語(yǔ)句表D.邏輯圖7.下列哪個(gè)不是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線？（）A.CANB.MODBUSC.PROFINETD.TCP/IP8.下列哪個(gè)不是自動(dòng)化系統(tǒng)的安全措施？（）A.防雷接地B.環(huán)境監(jiān)測(cè)C.設(shè)備維護(hù)D.操作培訓(xùn)9.下列哪個(gè)不是自動(dòng)化系統(tǒng)的調(diào)試方法？（）A.模擬調(diào)試B.硬件調(diào)試C.軟件調(diào)試D.現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試10.下列哪個(gè)不是自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)內(nèi)容？（）A.設(shè)備保養(yǎng)B.系統(tǒng)監(jiān)控C.故障處理D.技術(shù)培訓(xùn)二、填空題要求：在下列各題的空白處填入正確的內(nèi)容。1.自動(dòng)化系統(tǒng)是指利用______、______、______等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的______、______和______。2.傳感器是將______轉(zhuǎn)換為_(kāi)_____的裝置。3.可編程控制器（PLC）是一種______、______、______、______的工業(yè)控制設(shè)備。4.工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線是一種______、______、______、______的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。5.自動(dòng)化系統(tǒng)的調(diào)試主要包括______、______、______和______。6.自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)主要包括______、______、______和______。三、簡(jiǎn)答題要求：簡(jiǎn)要回答下列各題。1.簡(jiǎn)述自動(dòng)化系統(tǒng)的基本組成。2.簡(jiǎn)述傳感器的分類及特點(diǎn)。3.簡(jiǎn)述可編程控制器（PLC）的編程語(yǔ)言。4.簡(jiǎn)述工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)。5.簡(jiǎn)述自動(dòng)化系統(tǒng)的調(diào)試方法。6.簡(jiǎn)述自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)內(nèi)容。四、論述題要求：論述自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的PID控制算法的基本原理及其在實(shí)際應(yīng)用中的重要性。1.解釋PID控制算法的三個(gè)基本參數(shù)：比例（P）、積分（I）和微分（D）。2.描述PID控制算法的數(shù)學(xué)模型。3.分析PID控制算法在不同控制場(chǎng)合下的優(yōu)缺點(diǎn)。4.舉例說(shuō)明PID控制算法在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用。五、計(jì)算題要求：計(jì)算以下自動(dòng)化系統(tǒng)中的參數(shù)。1.已知一個(gè)溫度控制系統(tǒng)，其被控對(duì)象傳遞函數(shù)為G(s)=K/(s+1)，要求設(shè)計(jì)一個(gè)比例-積分-微分（PID）控制器，使得系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)誤差為0.1℃時(shí)，過(guò)渡過(guò)程時(shí)間為10秒，超調(diào)量為10%。2.設(shè)一個(gè)控制系統(tǒng)，其開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=K/(s+1)(s+2)，要求設(shè)計(jì)一個(gè)比例-積分（PI）控制器，使得系統(tǒng)在單位階躍輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為0，超調(diào)量為20%，上升時(shí)間為2秒。六、設(shè)計(jì)題要求：設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。1.確定控制系統(tǒng)的被控對(duì)象，并給出其傳遞函數(shù)。2.設(shè)計(jì)一個(gè)合適的控制器，可以是PID控制器或其他控制器。3.描述控制器的設(shè)計(jì)過(guò)程，包括參數(shù)選擇和控制器結(jié)構(gòu)。4.分析控制系統(tǒng)的性能，包括穩(wěn)態(tài)誤差、過(guò)渡過(guò)程時(shí)間、超調(diào)量等。本次試卷答案如下：一、選擇題1.D解析：自動(dòng)化系統(tǒng)的基本組成包括控制器、執(zhí)行器、傳感器和電源，而電源不屬于自動(dòng)化系統(tǒng)的基本組成。2.A解析：反饋控制系統(tǒng)中的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)成反比關(guān)系，即輸出信號(hào)的減小會(huì)導(dǎo)致輸入信號(hào)的增大，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制。3.D解析：模擬量是指連續(xù)變化的物理量，如溫度、壓力、流量等，而數(shù)字量是指離散的數(shù)值，如電壓、電流、頻率等。4.A解析：數(shù)字量是指離散的數(shù)值，如電壓、電流、頻率等，而位移是一個(gè)連續(xù)變化的物理量，屬于模擬量。5.D解析：可編程控制器（PLC）的特點(diǎn)包括結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)大、可靠性高和易于維護(hù)，但不包括易于編程。6.D解析：PLC編程語(yǔ)言包括梯形圖、功能塊圖、語(yǔ)句表和結(jié)構(gòu)化文本，邏輯圖不是PLC的編程語(yǔ)言。7.B解析：工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線包括CAN、MODBUS、PROFINET和以太網(wǎng)等，而TCP/IP是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，不屬于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線。8.D解析：自動(dòng)化系統(tǒng)的安全措施包括防雷接地、環(huán)境監(jiān)測(cè)、設(shè)備維護(hù)和操作培訓(xùn)，其中操作培訓(xùn)是為了確保操作人員的安全。9.D解析：自動(dòng)化系統(tǒng)的調(diào)試方法包括模擬調(diào)試、硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，其中現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試是在實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的調(diào)試。10.D解析：自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)內(nèi)容包括設(shè)備保養(yǎng)、系統(tǒng)監(jiān)控、故障處理和技術(shù)培訓(xùn)，其中技術(shù)培訓(xùn)是為了提高維護(hù)人員的技能。二、填空題1.傳感器、執(zhí)行器、控制器、自動(dòng)化、優(yōu)化、高效、可靠解析：自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)傳感器、執(zhí)行器、控制器等設(shè)備實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化、優(yōu)化、高效和可靠。2.信號(hào)、電信號(hào)解析：傳感器是將各種物理量（如溫度、壓力、流量等）轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置。3.結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)大、可靠性高、易于維護(hù)解析：可編程控制器（PLC）具有結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)大、可靠性高和易于維護(hù)等特點(diǎn)。4.通信速率高、抗干擾能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性好、易于擴(kuò)展解析：工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線具有通信速率高、抗干擾能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性好和易于擴(kuò)展等特點(diǎn)。5.模擬調(diào)試、硬件調(diào)試、軟件調(diào)試、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試解析：自動(dòng)化系統(tǒng)的調(diào)試包括模擬調(diào)試、硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，以確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。6.設(shè)備保養(yǎng)、系統(tǒng)監(jiān)控、故障處理、技術(shù)培訓(xùn)解析：自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)包括設(shè)備保養(yǎng)、系統(tǒng)監(jiān)控、故障處理和技術(shù)培訓(xùn)，以保證系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。四、論述題1.P參數(shù)表示比例作用，I參數(shù)表示積分作用，D參數(shù)表示微分作用。解析：PID控制算法通過(guò)比例、積分和微分三個(gè)參數(shù)來(lái)調(diào)整控制器的輸出，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的精確控制。2.PID控制算法的數(shù)學(xué)模型為：u(t)=Kp*e(t)+Ki*∫e(t)dt+Kd*de(t)/dt，其中u(t)為控制器輸出，e(t)為誤差信號(hào)，Kp、Ki、Kd分別為比例、積分、微分系數(shù)。3.PID控制算法在不同控制場(chǎng)合下的優(yōu)缺點(diǎn)：-優(yōu)點(diǎn)：易于理解、調(diào)整方便、適用范圍廣、穩(wěn)定性好。-缺點(diǎn)：對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化敏感、可能產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)誤差、難以處理非線性系統(tǒng)。4.PID控制算法在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用：-溫度控制：在加熱、冷卻等過(guò)程中，PID控制算法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的精確控制。-流量控制：在流體輸送過(guò)程中，PID控制算法可以保證流量穩(wěn)定，提高生產(chǎn)效率。-壓力控制：在壓縮、膨脹等過(guò)程中，PID控制算法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的精確控制。五、計(jì)算題1.設(shè)計(jì)PID控制器參數(shù)：-穩(wěn)態(tài)誤差：εss=0.1℃-過(guò)渡過(guò)程時(shí)間：Tt=10秒-超調(diào)量：O%=10%解析：根據(jù)PID控制器參數(shù)計(jì)算公式，可得：Kp=0.1/(Tt*O%)=0.1/(10*0.1)=1Ki=0.1/(Tt*εss)=0.1/(10*0.1)=1Kd=(O%)^2/(Tt*εss)=0.1^2/(10*0.1)=0.012.設(shè)計(jì)PI控制器參數(shù)：-穩(wěn)態(tài)誤差：εss=0-超調(diào)量：O%=20%-上升時(shí)間：Tt=2秒解析：根據(jù)PI控制器參數(shù)計(jì)算公式，可得：Kp=0/(Tt*O%)=0Ki=0/(Tt*εss)=0Kd=(O%)^2/(Tt*εss)=0.2^2/(2*0)=無(wú)限大六、設(shè)計(jì)題1.被控對(duì)象傳遞函數(shù)：G(s)=K/(s+1)(s+2)解析：根據(jù)被控對(duì)象的特點(diǎn)，選擇合適的控制器結(jié)構(gòu)，如PID控制器。2.