大學(xué)（自動化）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2026年綜合測試題

（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，請將正確答案填寫在括號內(nèi)）1.以下哪種控制算法不屬于傳統(tǒng)PID控制的衍生算法？（）A.模糊PID控制B.自適應(yīng)PID控制C.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制D.比例-微分控制2.在自動控制系統(tǒng)中，能將偏差信號轉(zhuǎn)換為控制信號的裝置是（）A.控制器B.執(zhí)行器C.測量變送器D.被控對象3.對于一個二階系統(tǒng)，其阻尼比ζ的取值范圍通常是（）A.ζ＜0B.0＜ζ＜1C.ζ=1D.ζ＞14.自動控制系統(tǒng)中，反饋環(huán)節(jié)的作用是（）A.消除干擾B.提高系統(tǒng)精度C.增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性D.以上都是5.以下哪種傳感器不常用于自動化控制系統(tǒng)中的位置檢測？（）A.光電傳感器B.超聲波傳感器C.溫度傳感器D.電感式接近開關(guān)6.數(shù)字PID控制器中，積分分離的目的是（）A.提高系統(tǒng)響應(yīng)速度B.消除積分飽和C.增強(qiáng)比例作用D.減小微分作用7.在控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)中，超調(diào)量反映了系統(tǒng)的（）A.快速性B.穩(wěn)定性C.準(zhǔn)確性D.平穩(wěn)性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.PythonD.LadderDiagram（梯形圖）9.對于一個線性定常系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)的分母多項(xiàng)式的次數(shù)（）分子多項(xiàng)式的次數(shù)。A.大于B.小于C.等于D.不一定10.自動控制系統(tǒng)按輸入信號的特征可分為（）A.恒值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)B.開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)C.連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)D.線性控制系統(tǒng)和非線性控制系統(tǒng)二、多項(xiàng)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，請將正確答案填寫在括號內(nèi)，多選、少選、錯選均不得分）1.以下哪些屬于自動化控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件？（）A.直流電動機(jī)B.交流電動機(jī)C.電磁閥D.傳感器2.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法有（）A.勞斯判據(jù)B.奈奎斯特判據(jù)C.根軌跡法D.狀態(tài)空間分析法3.以下哪些因素會影響控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差？（）A.系統(tǒng)類型B.開環(huán)增益C.輸入信號類型D.傳感器精度4.自動化控制系統(tǒng)中常用的抗干擾措施有（）A.屏蔽技術(shù)B.濾波技術(shù)C.接地技術(shù)D.隔離技術(shù)5.以下哪些屬于現(xiàn)代控制理論的研究內(nèi)容？（）A.狀態(tài)空間法B.最優(yōu)控制C.自適應(yīng)控制D.智能控制三、判斷題（總共10題，每題2分，請判斷下列說法的正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”）1.開環(huán)控制系統(tǒng)一定比閉環(huán)控制系統(tǒng)的精度高。（）2.比例控制作用能快速響應(yīng)偏差，但不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。（）3.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)只取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，與輸入信號無關(guān)。（）4.二階系統(tǒng)的阻尼比越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快。（）5.數(shù)字控制器比模擬控制器更容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法。（）6.自動控制系統(tǒng)中，干擾只能來自外部環(huán)境。（）7.狀態(tài)空間表達(dá)式能全面描述系統(tǒng)的動態(tài)特性，包括輸入、輸出和內(nèi)部狀態(tài)。（）8.在PID控制中，積分時間常數(shù)越大，積分作用越強(qiáng)。（）9.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與系統(tǒng)的初始條件無關(guān)。（）10.智能控制主要用于解決傳統(tǒng)控制難以處理的復(fù)雜系統(tǒng)控制問題。（）四、簡答題（總共3題每題10分，每題答案字?jǐn)?shù)150字到200字之間）1.簡述PID控制的基本原理及其三個參數(shù)（比例、積分、微分）對系統(tǒng)性能的影響。2.說明自動控制系統(tǒng)中反饋控制的工作原理，并舉例說明其在實(shí)際生活中的應(yīng)用。3.闡述控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性概念，并說明如何通過勞斯判據(jù)判斷線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性。五、設(shè)計(jì)題（總共1題，20分，答案字?jǐn)?shù)150字到200字之間）設(shè)計(jì)一個簡單的溫度控制系統(tǒng)，要求實(shí)現(xiàn)對某一空間溫度的精確控制。已知該空間的初始溫度為25℃，目標(biāo)溫度為30℃，溫度傳感器的輸出范圍為0-5V對應(yīng)溫度范圍為0-50℃，控制器采用PID控制器，執(zhí)行元件為電加熱器，加熱功率可根據(jù)控制信號調(diào)節(jié)。請畫出該溫度控制系統(tǒng)的原理框圖，并簡要說明各部分的作用。答案：一、1.D2.A3.B4.D5.C6.B7.D8.D9.A10.A二、1.ABC2.ABC3.ABC4.ABCD5.ABCD三、1.×2.√3.√4.×5.√6.×7.√8.×9√10.√四、1.PID控制通過比例、積分、微分作用對偏差進(jìn)行控制。比例參數(shù)Kp影響響應(yīng)速度和穩(wěn)態(tài)誤差；積分參數(shù)Ki消除穩(wěn)態(tài)誤差但可能導(dǎo)致響應(yīng)變慢；微分參數(shù)Kd改善系統(tǒng)動態(tài)性能，抑制超調(diào)。2.反饋控制根據(jù)輸出與給定值的偏差調(diào)整控制量。如空調(diào)，通過溫度傳感器檢測室內(nèi)溫度與設(shè)定溫度比較，控制器調(diào)節(jié)壓縮機(jī)等運(yùn)行，使室內(nèi)溫度穩(wěn)定在設(shè)定值。3.穩(wěn)定性指系統(tǒng)在擾動作用下能恢復(fù)到原平衡狀態(tài)且無振蕩發(fā)散。勞斯判據(jù)通過判斷特征方程系數(shù)構(gòu)成的勞斯表第一列元素符號，確定系統(tǒng)穩(wěn)定性，若全為正，系統(tǒng)穩(wěn)定