2025年中職（化工儀表及自動化）自動化控制試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共40分）答題要求：本卷共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.自動化控制系統(tǒng)中，被控對象是指（）A.接受控制的設備或過程B.產(chǎn)生控制信號的裝置C.執(zhí)行控制動作的機構D.對被控變量進行測量的元件2.閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是（）A.控制器B.被控對象C.檢測裝置D.執(zhí)行器3.比例控制規(guī)律的特點是（）A.反應快，控制及時，有余差B.控制緩慢，無余差C.反應快，無余差D.控制緩慢，有余差4.積分控制規(guī)律的作用是（）A.消除余差B.加快控制速度C.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性D.減小系統(tǒng)振蕩5.微分控制規(guī)律的特點是（）A.根據(jù)偏差變化速度進行控制B.根據(jù)偏差大小進行控制C.根據(jù)被控變量大小進行控制D.根據(jù)干擾大小進行控制6.對于一個具有比例積分控制規(guī)律的控制器，當比例度增大時，其（）A.控制作用增強B.控制作用減弱C.積分作用增強D.積分作用減弱7.自動控制系統(tǒng)的過渡過程中，衰減振蕩過程的衰減比一般以（）為宜。A.4:1-10:1B.1:1-2:1C.2:1-4:1D.10:1-20:18.被控變量的設定值隨時間任意變化的控制系統(tǒng)稱為（）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)9.化工生產(chǎn)中，常見的被控變量不包括（）A.溫度B.壓力C.化學反應速度D.設備體積10.檢測變送環(huán)節(jié)的作用是（）A.將被控變量轉(zhuǎn)換為標準信號B.將控制信號轉(zhuǎn)換為執(zhí)行機構的動作C.對被控對象進行控制D.產(chǎn)生控制信號11.執(zhí)行器的輸入信號一般為（）A.0-10mAB.4-20mAC.0-5VD.1-5V12.氣動執(zhí)行器的主要組成部分不包括（）A.氣缸B.活塞C.閥門定位器D.電動馬達13.電動執(zhí)行器的特點是（）A.推力大，動作迅速B.結構簡單，價格便宜C.控制精度高，便于遠傳D.適用于易燃易爆場合14.調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)Kv表示（）A.調(diào)節(jié)閥全開時，單位時間內(nèi)通過的流體體積B.調(diào)節(jié)閥全關時，單位時間內(nèi)通過的流體體積C.調(diào)節(jié)閥開度為50%時，單位時間內(nèi)通過的流體體積D.調(diào)節(jié)閥開度變化時，單位時間內(nèi)通過的流體體積15.氣開式調(diào)節(jié)閥是指（）A.當信號壓力增大時，閥門開度增大B.當信號壓力增大時，閥門開度減小C.當信號壓力為零時，閥門全開D.當信號壓力為零時，閥門全關16.選擇調(diào)節(jié)閥的氣開或氣關形式主要考慮（）A.工藝要求B.安全要求C.流量大小D.被控變量17.自動控制系統(tǒng)中，干擾作用是指（）A.對被控變量產(chǎn)生影響的外界因素B.對控制信號產(chǎn)生影響的外界因素C.對控制器產(chǎn)生影響的外界因素D.對執(zhí)行器產(chǎn)生影響的外界因素18.前饋控制系統(tǒng)的特點是（）A.根據(jù)干擾進行控制，控制及時B.根據(jù)被控變量進行控制，控制精度高C.根據(jù)偏差進行控制，消除余差D.根據(jù)控制信號進行控制，動作迅速19.串級控制系統(tǒng)中，主控制器的作用是（）A.克服主要干擾B.克服次要干擾C.對副控制器進行控制D.對被控對象進行控制20.均勻控制系統(tǒng)的目的是（）A.使兩個相互聯(lián)系的變量能夠均勻變化B.使被控變量保持恒定C.使控制作用迅速有效D.使系統(tǒng)穩(wěn)定性增強第II卷（非選擇題，共60分）二、填空題（每空1分，共10分）答題要求：請在橫線上填上正確的答案。1.自動化控制系統(tǒng)主要由______、______、______、______和______組成。2.控制器的控制規(guī)律主要有______、______和______。3.調(diào)節(jié)閥的流量特性主要有______、______、______和______。三、簡答題（每題5分，共20分）答題要求：簡要回答問題，答案要準確、簡潔。1.簡述閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作原理。2.比例控制規(guī)律中比例度的大小對控制效果有何影響？3.什么是調(diào)節(jié)閥的理想流量特性？常見的理想流量特性有哪些？4.簡述串級控制系統(tǒng)的特點。四、分析題（每題10分，共20分）答題要求：閱讀給定材料，分析相關問題，并進行回答。材料：某化工生產(chǎn)過程中，需要對反應釜內(nèi)的溫度進行精確控制。采用了一個以溫度為被控變量的控制系統(tǒng)，控制器采用比例積分控制規(guī)律，檢測變送環(huán)節(jié)采用熱電偶溫度計，執(zhí)行器采用氣動調(diào)節(jié)閥。在運行過程中，發(fā)現(xiàn)溫度波動較大，控制效果不理想。1.請分析可能導致溫度波動較大的原因。2.針對上述問題，提出改進措施。五、設計題（10分）答題要求：根據(jù)給定的被控對象和控制要求，設計一個簡單的自動化控制系統(tǒng)。被控對象：一個水箱，要求保持水箱水位恒定?？刂埔螅寒斔渌坏陀谠O定值時，進水閥門打開；當水箱水位高于設定值時，排水閥門打開。請畫出該控制系統(tǒng)的原理圖，并說明各組成部分的作用。答案：一、選擇題1.A2.A3.A4.A5.A6.B7.A8.B9.D10.A11.B12.D13.C14.A15.A16.B17.A18.A19.A20.A二、填空題1.控制器、被控對象、檢測變送環(huán)節(jié)、執(zhí)行器、比較環(huán)節(jié)2.比例控制、積分控制、微分控制3.直線流量特性、等百分比流量特性、拋物線流量特性、快開流量特性三、簡答題1.閉環(huán)控制系統(tǒng)通過檢測被控變量，并將其反饋到輸入端與設定值進行比較，得到偏差信號。控制器根據(jù)偏差信號產(chǎn)生控制信號，作用于執(zhí)行器，使被控變量趨近于設定值。2.比例度增大，比例控制作用減弱，系統(tǒng)穩(wěn)定性增強，但余差增大；比例度減小，比例控制作用增強，系統(tǒng)響應加快，但穩(wěn)定性變差，可能產(chǎn)生振蕩。3.調(diào)節(jié)閥的理想流量特性是指在調(diào)節(jié)閥前后壓差固定的情況下，調(diào)節(jié)閥的流量與開度之間的關系。常見的理想流量特性有直線流量特性、等百分比流量特性、拋物線流量特性和快開流量特性。4.串級控制系統(tǒng)的特點包括：能迅速克服進入副回路的干擾；改善了被控對象的特性，提高了系統(tǒng)的工作頻率；對負荷變化有一定的自適應能力。四、分析題1.可能導致溫度波動較大的原因有：比例積分參數(shù)設置不當；熱電偶溫度計測量不準確；氣動調(diào)節(jié)閥工作不穩(wěn)定；反應釜存在較大的熱量干擾。2.改進措施：重新調(diào)整比例積分參數(shù)；檢查熱電偶溫度計并進行校準；檢查氣動調(diào)節(jié)閥，確保其正常工作；加強對反應釜熱量干擾的監(jiān)測和控制，如改善保溫措施等。五、設計