2025年電氣自動(dòng)化工程師考試專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練試題匯編考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.在直流電動(dòng)機(jī)的幾種啟動(dòng)方式中，既能減小啟動(dòng)電流，又能保持較大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方式是（）。A.直接啟動(dòng)B.串電阻啟動(dòng)C.減壓?jiǎn)?dòng)D.反接制動(dòng)啟動(dòng)2.線(xiàn)性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是在（）條件下定義的？A.零初始條件B.非零初始條件C.穩(wěn)態(tài)條件D.瞬態(tài)條件3.在PLC編程中，用于實(shí)現(xiàn)定時(shí)器或計(jì)數(shù)器功能的指令屬于（）。A.輸入/輸出指令B.數(shù)據(jù)處理指令C.控制指令D.通信指令4.下列哪種傳感器主要用于測(cè)量物體的位移或位置？（）A.溫度傳感器B.壓力傳感器C.光電傳感器D.磁敏傳感器5.在電力電子變流電路中，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的電路稱(chēng)為（）。A.逆變器B.整流器C.變壓器D.調(diào)壓器6.工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，Modbus串行通信協(xié)議通常采用哪種傳輸方式？（）A.全雙工B.半雙工C.單工D.無(wú)線(xiàn)傳輸7.能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出，使其始終保持在設(shè)定值附近的控制系統(tǒng)稱(chēng)為（）。A.開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)B.閉環(huán)控制系統(tǒng)C.恒值控制系統(tǒng)D.程序控制系統(tǒng)8.對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)差率s_n通常在（）范圍內(nèi)？A.0.1~0.2B.0.2~0.5C.0.5~1.0D.1.0~1.59.能夠根據(jù)輸入信號(hào)的模糊集合，通過(guò)模糊推理得出模糊輸出集合的控制系統(tǒng)稱(chēng)為（）。A.線(xiàn)性控制系統(tǒng)B.模糊控制系統(tǒng)C.預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)D.自適應(yīng)控制系統(tǒng)10.在進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)時(shí)，為了確保程序邏輯的正確性和可讀性，常采用的設(shè)計(jì)方法是（）。A.順控法B.亂序法C.隨機(jī)法D.混合法二、填空題（每空2分，共20分）1.電力電子器件通常工作在___和___狀態(tài)。2.自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成環(huán)節(jié)包括給定元件、比較元件、放大元件、___和___。3.PLC系統(tǒng)的硬件通常由中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、___、輸入/輸出接口電路和電源等組成。4.傳感器按被測(cè)量類(lèi)型可分為溫度傳感器、壓力傳感器、光電傳感器、___、___等。5.在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中，以太網(wǎng)（Ethernet）是目前應(yīng)用最廣泛的___網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。6.描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的主要性能指標(biāo)包括穩(wěn)定性、___、___和抗干擾性。7.電動(dòng)機(jī)的___是指電動(dòng)機(jī)在額定電壓下，輸出額定功率時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電流。8.所謂PLC的掃描工作方式，是指CPU按照一定的順序依次執(zhí)行___和___的過(guò)程。9.變頻器的主要功能是改變交流電的___和___，以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。10.安全電壓通常指交流有效值不超過(guò)___伏，直流不超過(guò)___伏的電壓。三、判斷題（每題2分，共20分）1.任何反饋控制系統(tǒng)都能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（）2.在單相半波整流電路中，如果變壓器副邊電壓有效值為U_2，則負(fù)載上獲得的直流電壓平均值約為0.9U_2。（）3.PLC的輸入接口通常分為數(shù)字量輸入接口和模擬量輸入接口兩種。（）4.電機(jī)定子繞組中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)是轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的原因。（）5.CAN總線(xiàn)是一種常用的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，它支持多主通信方式。（）6.閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出會(huì)直接影響輸入，形成控制閉環(huán)。（）7.絕對(duì)誤差是指測(cè)量值與真值之間的差值，而相對(duì)誤差是指絕對(duì)誤差與真值之比。（）8.電力電子器件的開(kāi)關(guān)速度一般比繼電器快得多。（）9.在PLC梯形圖中，一個(gè)邏輯行從左到右表示邏輯關(guān)系的先后順序。（）10.電機(jī)轉(zhuǎn)矩是指使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的力矩。（）四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的缺點(diǎn)。2.簡(jiǎn)述PID控制器中比例（P）、積分（I）、微分（D）三種控制作用各自的功能。3.簡(jiǎn)述選擇PLC輸入/輸出模塊時(shí)應(yīng)考慮的主要因素。4.簡(jiǎn)述工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中傳感器選型需要考慮的主要因素。五、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某三相異步電動(dòng)機(jī)額定功率P_n=15kW，額定電壓U_n=380V，額定轉(zhuǎn)速n_n=1450r/min，額定功率因數(shù)cosφ_n=0.85，效率η_n=88%。試計(jì)算該電動(dòng)機(jī)的額定電流I_n（假設(shè)為Y接法）。2.已知某單位反饋控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=K/(s(s+2)(s+5))。試判斷當(dāng)K=10時(shí)，該系統(tǒng)的穩(wěn)定性（要求用勞斯判據(jù)）。六、分析題（每題15分，共30分）1.某工廠(chǎng)需要對(duì)一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，要求：?jiǎn)?dòng)時(shí)先串聯(lián)一個(gè)電阻R_start進(jìn)行限流，啟動(dòng)后電阻短接，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行。試畫(huà)出該控制要求的簡(jiǎn)單邏輯框圖，并說(shuō)明主要工作過(guò)程。2.簡(jiǎn)述在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，安全繼電器（安全PLC）的作用及其在實(shí)現(xiàn)安全功能時(shí)需要遵循的基本原則。---試卷答案一、選擇題1.B2.A3.C4.C5.B6.B7.B8.B9.B10.A二、填空題1.導(dǎo)通，關(guān)斷2.執(zhí)行元件，反饋元件3.輸入/輸出模塊（或I/O模塊）4.力學(xué)傳感器，位移傳感器5.現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)6.快速性，穩(wěn)態(tài)精度7.額定電流8.讀取輸入，執(zhí)行輸出9.頻率，電壓10.36，50三、判斷題1.×2.×3.√4.√5.√6.√7.√8.√9.√10.√四、簡(jiǎn)答題1.解析思路：分析直接啟動(dòng)對(duì)電源、電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)本身的影響。電源方面，啟動(dòng)電流很大（可達(dá)額定電流的4-7倍），造成電網(wǎng)電壓降，影響其他設(shè)備；電動(dòng)機(jī)方面，啟動(dòng)電流大可能超過(guò)額定電流，產(chǎn)生較大銅損，發(fā)熱嚴(yán)重，可能縮短壽命，甚至燒毀繞組。答案要點(diǎn)：直接啟動(dòng)的缺點(diǎn)是啟動(dòng)電流大，可達(dá)額定電流的4-7倍，這將導(dǎo)致：①造成較大的電網(wǎng)電壓降，影響同電網(wǎng)其他設(shè)備的正常運(yùn)行；②啟動(dòng)電流過(guò)大，電動(dòng)機(jī)自身繞組發(fā)熱嚴(yán)重，可能降低壽命或燒毀。2.解析思路：分別闡述P、I、D三種控制作用的核心功能。P作用克服偏差，I作用消除穩(wěn)態(tài)誤差，D作用預(yù)測(cè)未來(lái)趨勢(shì)抑制超調(diào)。答案要點(diǎn)：*比例（P）作用：輸出與輸入誤差（設(shè)定值與實(shí)際值之差）成正比，誤差越大，控制作用越強(qiáng)，能夠快速響應(yīng)誤差，但可能產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)誤差。*積分（I）作用：輸出與輸入誤差對(duì)時(shí)間的積累成正比，只要存在誤差，積分作用就會(huì)持續(xù)增大（或減?。┹敵?，直到誤差為零，最終消除穩(wěn)態(tài)誤差，但可能導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)變慢，增加超調(diào)。*微分（D）作用：輸出與輸入誤差的變化率成正比，能預(yù)測(cè)誤差未來(lái)的趨勢(shì)，在誤差剛開(kāi)始變化時(shí)就產(chǎn)生控制作用，用以抑制超調(diào)和加快調(diào)整速度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，但對(duì)噪聲敏感。3.解析思路：從輸入信號(hào)類(lèi)型、輸出負(fù)載特性、電壓等級(jí)、電流容量、響應(yīng)速度、環(huán)境條件（溫度、濕度、振動(dòng)、干擾）、安裝方式等方面考慮。答案要點(diǎn)：*輸入信號(hào)類(lèi)型：是數(shù)字量還是模擬量？*輸出負(fù)載特性：是阻性、感性還是容性負(fù)載？負(fù)載電流大小？*電壓等級(jí)：輸入信號(hào)電壓是否與PLC輸入電壓匹配？*電流容量：輸入點(diǎn)需要驅(qū)動(dòng)多大電流？*響應(yīng)速度：對(duì)輸入信號(hào)的變化速率是否有要求？*環(huán)境條件：工作環(huán)境的溫度、濕度、振動(dòng)、電磁干擾等。*安裝方式：是導(dǎo)線(xiàn)輸入還是光纖輸入？安裝空間等。4.解析思路：結(jié)合傳感器的工作原理、測(cè)量范圍、精度、分辨率、穩(wěn)定性、響應(yīng)時(shí)間、線(xiàn)性度、環(huán)境適應(yīng)性（溫度、濕度、振動(dòng)、電磁干擾等）、成本、輸出信號(hào)類(lèi)型、安裝維護(hù)方便性等因素進(jìn)行選擇。答案要點(diǎn)：*測(cè)量對(duì)象與量程：傳感器能否準(zhǔn)確測(cè)量所需量，量程是否合適？*精度與分辨率：測(cè)量精度是否滿(mǎn)足控制要求？分辨率是否足夠高？*穩(wěn)定性與可靠性：傳感器在長(zhǎng)期使用中的性能是否穩(wěn)定？可靠性如何？*響應(yīng)時(shí)間：傳感器對(duì)被測(cè)量變化的響應(yīng)速度是否滿(mǎn)足要求？*環(huán)境適應(yīng)性：傳感器能否在預(yù)期的環(huán)境條件下正常工作？*輸出信號(hào)：輸出信號(hào)類(lèi)型（如電壓、電流、數(shù)字信號(hào)）是否便于后續(xù)處理？*成本與維護(hù)：傳感器的價(jià)格是否合理？安裝和維護(hù)是否方便？*安裝空間與方式：傳感器尺寸和安裝方式是否符合現(xiàn)場(chǎng)要求？五、計(jì)算題1.解析思路：使用三相異步電動(dòng)機(jī)的額定功率公式P_n=√3*U_n*I_n*η_n*cosφ_n，其中√3是線(xiàn)電壓與相電壓的比值（Y接法），解出額定電流I_n。注意單位換算（功率kW轉(zhuǎn)換為W）。計(jì)算過(guò)程：P_n=15kW=15000WU_n=380V(線(xiàn)電壓)η_n=0.88cosφ_n=0.85P_n=√3*U_n*I_n*η_n*cosφ_n15000=√3*380*I_n*0.88*0.85I_n=15000/(√3*380*0.88*0.85)I_n≈30.45A答案：該電動(dòng)機(jī)的額定電流I_n約為30.5A。2.解析思路：判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性需要檢查閉環(huán)特征方程s(s(s+2)(s+5))+K=0的根是否全部位于s平面左半平面。使用勞斯判據(jù)，列出勞斯表，檢查第一列元素符號(hào)變化情況。若第一列無(wú)符號(hào)改變或只有一次符號(hào)改變，則系統(tǒng)穩(wěn)定；否則不穩(wěn)定。特征方程為s^3(s+2)(s+5)+K=0，即s^4+7s^3+10s^2+0s+K=0。計(jì)算過(guò)程：特征方程：s^4+7s^3+10s^2+K=0勞斯表：s^4|110s^3|7Ks^2|10-7K/7|0s^1|K/(10-K/7)|0s^0|0|0檢查第一列元素：1,7,10-K/7,K/(10-K/7)。要使系統(tǒng)穩(wěn)定，第一列所有項(xiàng)必須為正。10-K/7>0=>K<70K/(10-K/7)>0=>K>0且10-K/7>0=>K<70條件為K<70。當(dāng)K=10時(shí)，10<70，滿(mǎn)足條件。答案：當(dāng)K=10時(shí)，勞斯表第一列所有項(xiàng)均為正（1,7,10-10/7,10/(70-10/7)=10/(630/7)=70/63>0），因此該系統(tǒng)的根全部位于s平面左半平面，系統(tǒng)是穩(wěn)定的。六、分析題1.解析思路：畫(huà)出邏輯框圖需包含電動(dòng)機(jī)、啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、接觸器（KM1，主觸點(diǎn)用于電動(dòng)機(jī)主回路，輔助觸點(diǎn)用于控制回路）、時(shí)間繼電器（KT，其延時(shí)閉合觸點(diǎn)串聯(lián)在KM1線(xiàn)圈回路中）、限流電阻R_start。說(shuō)明工作流程：?jiǎn)?dòng)時(shí)按下啟動(dòng)按鈕，接通KM1和KT線(xiàn)圈；KM1主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)串聯(lián)R_start啟動(dòng)；KT開(kāi)始計(jì)時(shí)；時(shí)間到，KT延時(shí)閉合觸點(diǎn)閉合，接通KM1的輔助回路；KM1輔助觸點(diǎn)閉合，自鎖；同時(shí)KM1主觸點(diǎn)斷開(kāi)，將R_start短接。停止時(shí)按下停止按鈕，斷開(kāi)KM1和KT線(xiàn)圈，電動(dòng)機(jī)停止。答案要點(diǎn)：邏輯框圖（文字描述代替）：[啟動(dòng)按鈕]--(常開(kāi))-->[KM1線(xiàn)圈]--(常閉)-->[停止按鈕]||||-->[KM1輔助觸點(diǎn)]--(自鎖)--|||-->[KT線(xiàn)圈]--(常閉)-->[停止按鈕]||-->[KT延時(shí)閉合觸點(diǎn)]--(串聯(lián))-->[KM1線(xiàn)圈]電動(dòng)機(jī)[接觸器KM1主觸點(diǎn)][限流電阻R_start]|||[電源]-----------(主回路)-----------(主回路)-----------(短接點(diǎn))[電源]-----------(輔助回路)-----------工作過(guò)程：1.啟動(dòng)：按下啟動(dòng)按鈕，接通KM1和KT線(xiàn)圈。KM1主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)M串聯(lián)限流電阻R_start啟動(dòng)；KT開(kāi)始計(jì)時(shí)。2.延時(shí)：經(jīng)過(guò)預(yù)設(shè)時(shí)間T后，KT延時(shí)閉合觸點(diǎn)閉合。3.短接與自鎖：KT延時(shí)閉合觸點(diǎn)閉合，接通KM1的輔助回路。KM1輔助觸點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖。同時(shí)，KM1主觸點(diǎn)斷開(kāi)，將限流電阻R_start短接。4.運(yùn)行：電動(dòng)機(jī)M脫離R_start，在額定電壓下正常運(yùn)行。5.停止：按下停止按鈕，斷開(kāi)KM1和KT線(xiàn)圈。KM1主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)均斷開(kāi)，解除自鎖。電動(dòng)機(jī)M停止運(yùn)行。2.解析思路：安全繼電器（或安全PLC）的核心作用是確保在發(fā)生危險(xiǎn)