2025年高職電氣自動化技術(shù)（自動化控制系統(tǒng)設計）下學期期末測試卷

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______一、單項選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個正確答案，請將正確答案填寫在括號內(nèi)）1.在自動化控制系統(tǒng)設計中，反饋環(huán)節(jié)的主要作用是（）A.消除干擾B.對被控對象進行控制C.將被控量的實際值與給定值進行比較D.實現(xiàn)系統(tǒng)的智能化2.以下哪種控制算法不屬于經(jīng)典控制算法（）A.比例控制B.模糊控制C.積分控制D.微分控制3.自動化控制系統(tǒng)中，被控對象的數(shù)學模型通常不包括以下哪種形式（）A.傳遞函數(shù)B.狀態(tài)方程C.邏輯表達式D.差分方程4.對于一個二階系統(tǒng)來說，其超調(diào)量主要取決于（）A.阻尼比B.自然頻率C.增益系數(shù)D.輸入信號5.在PID控制器中，積分環(huán)節(jié)的作用是（）A.加快系統(tǒng)響應速度B.消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差C.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性D.抑制系統(tǒng)噪聲6.自動化控制系統(tǒng)設計中，采樣周期的選擇主要考慮以下因素，除了（）A.系統(tǒng)的響應速度B.被控對象的特性C.計算機的運算速度D.傳感器的精度7.前饋控制的主要特點是（）A.基于偏差進行控制B.能夠提前對干擾進行補償C.控制精度高D.結(jié)構(gòu)簡單8.以下哪種編程語言常用于自動化控制系統(tǒng)的編程（）A.C++B.JavaC.PLC編程語言D.Python9.在自動化控制系統(tǒng)中，執(zhí)行元件的作用是（）A.檢測被控量B.對被控對象施加控制作用C.產(chǎn)生控制信號D.處理輸入信號10.閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)相比，主要優(yōu)點是（）A.結(jié)構(gòu)簡單B.成本低C.抗干擾能力強D.響應速度快二、多項選擇題（總共5題，每題5分，每題至少有兩個正確答案，請將正確答案填寫在括號內(nèi)）1.自動化控制系統(tǒng)設計中，常用的性能指標包括（）A.穩(wěn)定性B.快速性C.準確性D.復雜性2.以下哪些屬于現(xiàn)代控制理論的研究內(nèi)容（）A.最優(yōu)控制理論B.自適應控制理論C.智能控制理論D.經(jīng)典控制理論3.在自動化控制系統(tǒng)中，傳感器的作用有（）A.檢測被控量B.將非電量轉(zhuǎn)換為電量C.放大信號D.處理信號4.以下關于PID控制器參數(shù)調(diào)整的說法正確的是（）A.增大比例系數(shù)Kp可加快系統(tǒng)響應速度，但可能導致超調(diào)量增大B.增大積分時間常數(shù)Ti可減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，但可能使系統(tǒng)響應變慢C.增大微分時間常數(shù)Td可改善系統(tǒng)動態(tài)性能，抑制超調(diào)D.PID控制器參數(shù)調(diào)整需要綜合考慮系統(tǒng)性能要求和實際運行情況5.自動化控制系統(tǒng)設計中，系統(tǒng)總體設計的主要內(nèi)容包括（）A.確定系統(tǒng)的控制方案B.選擇合適的控制器和執(zhí)行元件C.設計系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)D.進行系統(tǒng)軟件編程三、判斷題（總共10題，每題2分，請判斷對錯，在括號內(nèi)打“√”或“×”）1.自動化控制系統(tǒng)中，被控對象的數(shù)學模型是唯一確定的。（）2.比例控制能夠消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。（）3.系統(tǒng)的穩(wěn)定性與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關。（）4.數(shù)字控制系統(tǒng)比模擬控制系統(tǒng)的抗干擾能力弱。（）5.前饋控制可以單獨使用來實現(xiàn)對系統(tǒng)的精確控制。（）6.模糊控制是一種基于精確數(shù)學模型的控制方法。（）7.在自動化控制系統(tǒng)設計中，采樣頻率越高越好。（）8.執(zhí)行元件的輸出功率越大越好。（）9.自動化控制系統(tǒng)的設計只需要考慮技術(shù)因素，不需要考慮經(jīng)濟因素。（）10.閉環(huán)控制系統(tǒng)中，反饋信號一定是負反饋信號。（）四、簡答題（總共3題，每題10分）1.簡述自動化控制系統(tǒng)設計的一般步驟。2.說明PID控制器的工作原理及其參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。3.舉例說明自動化控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的應用，并分析其控制原理。五、綜合應用題（總共2題，每題15分）1.設計一個簡單的溫度控制系統(tǒng)，要求采用PID控制算法，畫出系統(tǒng)的原理框圖，并簡述各部分的作用。2.已知一個二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=4/(s2+2s+4)，求該系統(tǒng)的自然頻率、阻尼比，并分析其動態(tài)性能。答案：一、單項選擇題1.C2.B3.C4.A5.B6.D7.B8.C9.B10.C二、多項選擇題1.ABC2.ABC3.AB4.ABCD5.ABC三、判斷題1.×2.×3.√4.×5.×6.×7.×8.×9.×10.×四、簡答題1.自動化控制系統(tǒng)設計一般步驟：確定控制任務和要求；建立被控對象數(shù)學模型；選擇控制方案；設計控制器；進行系統(tǒng)硬件設計；編寫系統(tǒng)軟件；系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化。2.PID控制器工作原理：比例環(huán)節(jié)根據(jù)偏差大小成比例輸出控制信號；積分環(huán)節(jié)對偏差進行積分，消除穩(wěn)態(tài)誤差；微分環(huán)節(jié)根據(jù)偏差變化率提前給出控制作用。比例系數(shù)增大加快響應但超調(diào)可能增大；積分時間常數(shù)增大減小穩(wěn)態(tài)誤差但響應變慢；微分時間常數(shù)增大改善動態(tài)性能抑制超調(diào)。3.如工業(yè)鍋爐溫度控制系統(tǒng)。控制原理：通過溫度傳感器檢測鍋爐溫度，將溫度信號傳至控制器與設定值比較得到偏差，控制器根據(jù)偏差按PID控制算法輸出控制信號，控制燃料閥門開度等，從而調(diào)節(jié)鍋爐溫度保持在設定值。五、綜合應用題1.溫度控制系統(tǒng)原理框圖：溫度傳感器檢測溫度信號傳至PID控制器，PID控制器根據(jù)偏差計算控制