2025年高職化工自動化技術（自動化控制）期中測試卷

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______一、選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個正確答案，請將正確答案填入括號內）1.自動控制系統(tǒng)中，反饋檢測元件的作用是將（）。A.被控變量轉換為測量值B.被控變量轉換為控制信號C.給定值轉換為測量值D.給定值轉換為控制信號2.對于一個自動控制系統(tǒng)，其穩(wěn)定性取決于（）。A.干擾作用的大小B.系統(tǒng)的結構和參數(shù)C.被控對象的特性D.控制裝置的性能3.比例控制規(guī)律的特點是（）。A.反應快，控制及時，有余差B.反應慢，控制不及時，有余差C.反應快，控制及時，無余差D.反應慢，控制不及時，無余差4.積分控制規(guī)律的特點是（）。A.反應快，控制及時，有余差B.反應慢，控制不及時，有余差C.反應快，控制及時，無余差D.反應慢，控制不及時，無余差5.微分控制規(guī)律的特點是（）。A.反應快，控制及時，有余差B.反應慢，控制不及時，有余差C.反應快，控制及時，無余差D.反應慢，控制不及時，無余差6.在控制系統(tǒng)中，控制器的輸出信號與輸入信號之間的關系稱為（）。A.控制規(guī)律B.控制算法C.控制策略D.控制方式7.自動控制系統(tǒng)的過渡過程是指系統(tǒng)在（）作用下，由一個平衡狀態(tài)過渡到另一個平衡狀態(tài)的過程。A.干擾B.給定值C.控制作用D.干擾和給定值8.衰減振蕩過渡過程的品質指標不包括（）。A.最大偏差B.衰減比C.余差D.振蕩周期9.對于純滯后大的控制對象，為提高控制質量，可引入（）。A.比例控制B.積分控制C.微分控制D.前饋控制10.前饋控制系統(tǒng)是按照（）來進行控制的。A.被控變量的變化B.干擾作用的大小和方向C.給定值的變化D.控制作用的大小和方向二、多項選擇題（總共5題，每題5分，每題有兩個或兩個以上正確答案，請將正確答案填入括號內）1.自動控制系統(tǒng)按給定值信號的特點可分為（）。A.定值控制系統(tǒng)B.隨動控制系統(tǒng)C.程序控制系統(tǒng)D.開環(huán)控制系統(tǒng)2.控制系統(tǒng)的性能指標包括（）。A.穩(wěn)定性B.準確性C.快速性D.可靠性3.比例積分微分控制規(guī)律的特點是（）。A.反應快B.控制及時C.無余差D.能有效克服滯后4.下列屬于控制系統(tǒng)干擾因素的有（）。A.電源電壓波動B.負載變化C.環(huán)境溫度變化D.給定值變化5.前饋控制的優(yōu)點有（）。A.控制及時B.能有效克服主要干擾C.控制精度高D.結構簡單三、判斷題（總共10題，每題2分，判斷下列說法是否正確，正確的打√，錯誤的打×）1.自動控制系統(tǒng)中，被控對象是指需要控制的生產過程或設備。（）2.反饋控制系統(tǒng)是根據(jù)被控變量與給定值的偏差進行控制的。（）3.比例控制規(guī)律中，比例系數(shù)越大，控制作用越強，系統(tǒng)穩(wěn)定性越好。（）4.積分控制規(guī)律能消除系統(tǒng)的余差，但控制作用不及時。（）5.微分控制規(guī)律能根據(jù)被控變量的變化趨勢提前給出控制作用。（）6.控制系統(tǒng)的過渡過程中，最大偏差越小，控制質量越高。（）7.衰減比越大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性越好。（）8.前饋控制系統(tǒng)是一種開環(huán)控制系統(tǒng)。（）9.串級控制系統(tǒng)中，主控制器的輸出作為副控制器的給定值。（）10.均勻控制系統(tǒng)的目的是使兩個相互聯(lián)系又相互矛盾的變量能夠協(xié)調變化。（）四、簡答題（總共3題，每題10分）1.簡述自動控制系統(tǒng)的組成及各部分的作用。2.比例控制規(guī)律、積分控制規(guī)律和微分控制規(guī)律的優(yōu)缺點分別是什么？3.什么是控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性？如何判斷一個控制系統(tǒng)是否穩(wěn)定？五、綜合題（總共1題，20分）某化學反應器的溫度控制系統(tǒng)如圖所示。已知該反應器的溫度對象特性為：放大倍數(shù)K=10，時間常數(shù)T=10min，純滯后時間τ=5min。現(xiàn)采用比例積分微分控制規(guī)律，比例系數(shù)Kp=2，積分時間Ti=5min，微分時間Td=1min。當系統(tǒng)受到階躍干擾Δf=5時，試分析系統(tǒng)的過渡過程，并計算系統(tǒng)的最大偏差、衰減比和余差。（假設控制系統(tǒng)的給定值不變）答案：一、選擇題1.A2.B3.A4.C5.A6.A7.D8.D9.D10.B二、多項選擇題1.ABC2.ABC3.ABCD4.ABC5.ABC三、判斷題1.√2.√3.×4.√5.√6.√7.×8.√9.√10.√四、簡答題1.自動控制系統(tǒng)主要由被控對象、測量元件與變送器、控制器、執(zhí)行器組成。被控對象是需要控制的生產過程或設備；測量元件與變送器將被控變量轉換為測量信號；控制器根據(jù)測量信號與給定值的偏差進行運算并發(fā)出控制信號；執(zhí)行器接受控制信號并對被控對象施加控制作用。2.比例控制規(guī)律優(yōu)點：反應快，控制及時；缺點：有余差。積分控制規(guī)律優(yōu)點：能消除余差；缺點：控制作用不及時。微分控制規(guī)律優(yōu)點：反應快，能根據(jù)變化趨勢提前控制；缺點：不能單獨使用，對恒定干擾無作用。3.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在受到干擾作用后，能夠自動恢復到原來平衡狀態(tài)的能力。判斷穩(wěn)定性方法：通過分析系統(tǒng)的特征方程根的分布，若特征方程所有根的實部均為負，則系統(tǒng)穩(wěn)定；若有根實部為零或正，則系統(tǒng)不穩(wěn)定。五、綜合題1.首先根據(jù)已知條件計算系統(tǒng)的傳遞函數(shù)等參數(shù)。-系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：$G(s)=\frac{K}{(Ts+1)}e^{-\taus}$，代入數(shù)據(jù)得$G(s)=\frac{10}{(10s+1)}e^{-5s}$。-控制器傳遞函數(shù)為：$G_c(s)=K_p(1+\frac{1}{Tis}+Tds)$，代入數(shù)據(jù)得$G_c(s)=2(1+\frac{1}{5s}