2025年中職自動(dòng)化（自動(dòng)控制基礎(chǔ)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：本大題共20小題，每小題2分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。1.自動(dòng)控制系統(tǒng)中，反饋環(huán)節(jié)的作用是（）A.消除干擾信號(hào)B.提高系統(tǒng)的精度C.增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.改變系統(tǒng)的輸入信號(hào)2.開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是（）A.系統(tǒng)有反饋環(huán)節(jié)B.控制精度較高C.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低D.抗干擾能力強(qiáng)3.以下屬于自動(dòng)控制系統(tǒng)基本組成部分的是（）A.控制器、被控對(duì)象、執(zhí)行器B.傳感器、放大器、執(zhí)行器C.控制器、放大器、被控對(duì)象D.傳感器、控制器、被控對(duì)象4.比例控制規(guī)律的特點(diǎn)是（）A.控制作用及時(shí)，能迅速反映偏差B.控制結(jié)果存在余差C.控制作用的強(qiáng)弱與偏差大小成正比D.以上都是5.積分控制規(guī)律的作用是（）A.消除余差B.提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度C.增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.減少干擾的影響6.微分控制規(guī)律的特點(diǎn)是（）A.根據(jù)偏差的變化速度進(jìn)行控制B.能有效抑制系統(tǒng)的振蕩C.對(duì)偏差變化反應(yīng)迅速D.以上都是7.對(duì)于一階系統(tǒng)，其時(shí)間常數(shù)T越大，則系統(tǒng)的響應(yīng)速度（）A.越快B.越慢C.不變D.不確定8.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ=1時(shí)，系統(tǒng)處于（）狀態(tài)。A.欠阻尼B.過(guò)阻尼C.臨界阻尼D.無(wú)阻尼9.自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指（）A.系統(tǒng)在擾動(dòng)作用下能恢復(fù)到原來(lái)平衡狀態(tài)的能力B.系統(tǒng)輸出能跟隨輸入信號(hào)變化的能力C.系統(tǒng)抵抗干擾的能力D.系統(tǒng)的控制精度10.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是在（）條件下定義的。A.零初始條件B.有初始條件C.任意初始條件D.特定初始條件11.單位階躍響應(yīng)曲線的上升時(shí)間tr反映了系統(tǒng)的（）A.響應(yīng)速度B.穩(wěn)態(tài)精度C.穩(wěn)定性D.抗干擾能力12.系統(tǒng)的帶寬越寬，則系統(tǒng)的（）A.響應(yīng)速度越快B.抗干擾能力越強(qiáng)C.穩(wěn)定性越好D.穩(wěn)態(tài)精度越高13.以下哪種控制方式不屬于閉環(huán)控制（）A.反饋控制B.前饋控制C.比例積分微分控制D.自適應(yīng)控制14.前饋控制的特點(diǎn)是（）A.根據(jù)干擾進(jìn)行控制B.能及時(shí)克服干擾對(duì)系統(tǒng)的影響C.控制作用超前D.以上都是15.自適應(yīng)控制系統(tǒng)能夠根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行狀況自動(dòng)調(diào)整（）A.控制器參數(shù)B.被控對(duì)象參數(shù)C.執(zhí)行器參數(shù)D.傳感器參數(shù)16.線性系統(tǒng)的特點(diǎn)是（）A.滿足疊加原理B.輸出與輸入呈線性關(guān)系C.系統(tǒng)參數(shù)不隨時(shí)間變化D.以上都是17.非線性系統(tǒng)的分析方法與線性系統(tǒng)相比（）A.更簡(jiǎn)單B.更復(fù)雜C.相同D.不確定18.采樣控制系統(tǒng)中，采樣周期T的選擇對(duì)系統(tǒng)性能的影響是（）A.T越小，系統(tǒng)精度越高B.T越大，系統(tǒng)穩(wěn)定性越好C.需要綜合考慮系統(tǒng)性能和成本等因素D.只影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度19.數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)方法有（）A.模擬化設(shè)計(jì)方法B.直接數(shù)字設(shè)計(jì)方法C.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法D.以上都是20.自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)中，超調(diào)量σp反映了系統(tǒng)的（）A.響應(yīng)速度B.穩(wěn)態(tài)精度C.相對(duì)穩(wěn)定性D.抗干擾能力第II卷（非選擇題共60分）（一）填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分，共10分。請(qǐng)?jiān)跈M線上填寫(xiě)正確答案。1.自動(dòng)控制系統(tǒng)按給定信號(hào)的特征可分為_(kāi)_____控制系統(tǒng)、______控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。2.比例積分微分控制規(guī)律的表達(dá)式為_(kāi)_____。3.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是系統(tǒng)輸出的______與輸入的______之比。4.二階系統(tǒng)的固有頻率ωn反映了系統(tǒng)的______。5.采樣定理指出，為了能從采樣信號(hào)中不失真地恢復(fù)原連續(xù)信號(hào)，采樣頻率fs應(yīng)滿足______。（二）簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分，共20分。簡(jiǎn)要回答問(wèn)題。1.簡(jiǎn)述自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本工作原理。2.比例控制、積分控制和微分控制各有什么特點(diǎn)？3.如何判斷一個(gè)系統(tǒng)是穩(wěn)定的？4.簡(jiǎn)述前饋控制與反饋控制的區(qū)別。（三）分析題（共15分）答題要求：本大題共1小題，15分。分析以下自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程，并回答問(wèn)題。某溫度控制系統(tǒng)，采用熱電偶作為溫度傳感器，將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)放大器放大后送入控制器?？刂破鞲鶕?jù)設(shè)定溫度與實(shí)際溫度的偏差，按照比例積分控制規(guī)律輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)加熱裝置對(duì)被控對(duì)象（如加熱爐）進(jìn)行加熱或降溫，以保持溫度恒定。1.該系統(tǒng)的被控對(duì)象是什么？（3分）2.系統(tǒng)的傳感器是什么？（3分）3.控制器采用了什么控制規(guī)律？（3分）4.簡(jiǎn)述該系統(tǒng)的工作過(guò)程。（6分）（四）設(shè)計(jì)題（共10分）答題要求：本大題共1小題，10分。設(shè)計(jì)一個(gè)液位控制系統(tǒng)，要求采用液位傳感器檢測(cè)液位高度，通過(guò)控制器控制水泵的啟停，使液位保持在設(shè)定值。請(qǐng)畫(huà)出系統(tǒng)的原理圖，并說(shuō)明各組成部分的作用。（五）綜合題（共5分）答題要求：本大題共1小題，5分。結(jié)合自動(dòng)控制基礎(chǔ)的知識(shí)，談?wù)勀銓?duì)智能控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)的理解。答案：1.B2.C3.A4.D5.A6.D7.B8.C9.A10.A11.A12.A13.B14.D15.A16.D17.B18.C19.D20.C填空題答案：1.恒值、隨動(dòng)2.u(t)=Kp[e(t)+1/Ti∫e(t)dt+Tdde(t)/dt]3.拉氏變換、拉氏變換4.響應(yīng)速度5.fs≥2fmax簡(jiǎn)答題答案：1.自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本工作原理是通過(guò)檢測(cè)被控對(duì)象的輸出信號(hào)（如溫度、壓力、液位等），與給定信號(hào)進(jìn)行比較，得到偏差信號(hào)。控制器根據(jù)偏差信號(hào)，按照一定的控制規(guī)律產(chǎn)生控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，使被控對(duì)象的輸出達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。2.比例控制特點(diǎn)：控制作用及時(shí)，能迅速反映偏差；控制作用的強(qiáng)弱與偏差大小成正比；控制結(jié)果存在余差。積分控制特點(diǎn)：能消除余差。微分控制特點(diǎn)：根據(jù)偏差的變化速度進(jìn)行控制，對(duì)偏差變化反應(yīng)迅速，能有效抑制系統(tǒng)的振蕩。3.對(duì)于線性定常系統(tǒng)，可通過(guò)系統(tǒng)的特征方程的根來(lái)判斷穩(wěn)定性。若特征方程的所有根都具有負(fù)實(shí)部，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的；若有根具有非負(fù)實(shí)部，則系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。對(duì)于非線性系統(tǒng)，穩(wěn)定性分析較為復(fù)雜，常用的方法有相平面法、描述函數(shù)法等。4.前饋控制是根據(jù)干擾信號(hào)進(jìn)行控制，控制作用超前，能及時(shí)克服干擾對(duì)系統(tǒng)的影響；反饋控制是根據(jù)系統(tǒng)輸出的偏差進(jìn)行控制，控制作用滯后。前饋控制主要用于克服可測(cè)干擾，反饋控制用于糾正系統(tǒng)輸出與給定值之間的偏差。分析題答案：1.被控對(duì)象是加熱爐。2.傳感器是熱電偶。3.控制器采用了比例積分控制規(guī)律。4.工作過(guò)程：熱電偶將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)放大器放大后送入控制器?？刂破鞲鶕?jù)設(shè)定溫度與實(shí)際溫度的偏差，按照比例積分控制規(guī)律輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)加熱裝置對(duì)加熱爐進(jìn)行加熱或降溫，使加熱爐的溫度保持恒定。設(shè)計(jì)題答案：原理圖：液位傳感器→控制器→繼電器→水泵→水箱。液位傳感器檢測(cè)水箱液位高度并將信號(hào)傳至控制器