2025年大學(xué)（自動化）過程控制基礎(chǔ)測試試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共6題，每題5分)w1.過程控制系統(tǒng)中，被控對象的輸出變量是（）A.操縱變量B.被控變量C.干擾變量D.設(shè)定值w2.以下哪種控制規(guī)律能有效消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差（）A.P控制B.PI控制C.PD控制D.PID控制w3.過程控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)中，反映系統(tǒng)快速性的是（）A.超調(diào)量B.衰減比C.調(diào)節(jié)時間D.穩(wěn)態(tài)誤差w4.對于一階慣性環(huán)節(jié)，其時間常數(shù)T越大，系統(tǒng)響應(yīng)（）A.越快B.越慢C.不變D.先快后慢w5.反饋控制系統(tǒng)的特點是（）A.按偏差進行控制B.按給定值進行控制C.開環(huán)控制D.前饋控制w6.以下不屬于過程控制系統(tǒng)組成部分的是（）A.被控對象B.測量變送裝置C.執(zhí)行器D.計算機主機第II卷（非選擇題共70分）w7.（10分）簡述過程控制系統(tǒng)的基本組成及各部分的作用。w8.（1５分）什么是比例控制規(guī)律？比例控制有什么特點？w9.（15分）已知某過程控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=1/(Ts+1)，當(dāng)輸入為單位階躍信號時，求系統(tǒng)的響應(yīng)表達式，并分析時間常數(shù)T對系統(tǒng)響應(yīng)的影響。w10.（20分）材料：某溫度控制系統(tǒng)，被控對象為一個加熱爐，其傳遞函數(shù)為G0(s)=1/(10s+1)，采用PI控制器，比例系數(shù)Kp=2，積分時間Ti=5。當(dāng)系統(tǒng)受到一個階躍干擾，干擾幅度為5時，試分析系統(tǒng)的響應(yīng)情況。問題：（1）寫出該系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。（2）計算系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。（3）分析PI控制器對系統(tǒng)性能的改善作用。w11.（10分）材料：在一個流量控制系統(tǒng)中，被控對象的傳遞函數(shù)為G(s)=1/(5s+1)，采用PID控制器進行控制。問題：簡述PID控制器中比例、積分、微分控制作用的物理意義及對系統(tǒng)性能的影響。答案：w1.Bw2.Bw3.Cw4.Bw5.Aw6.Dw7.過程控制系統(tǒng)由被控對象、測量變送裝置、控制器、執(zhí)行器組成。被控對象是被控制的生產(chǎn)過程或設(shè)備；測量變送裝置用于測量被控變量并將其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號；控制器根據(jù)測量信號與設(shè)定值的偏差進行控制運算；執(zhí)行器根據(jù)控制器輸出信號改變操縱變量，以實現(xiàn)對被控變量的控制。w8.比例控制規(guī)律是指控制器的輸出信號與輸入偏差信號成比例關(guān)系。特點為控制作用及時、快速，但存在穩(wěn)態(tài)誤差；比例系數(shù)越大，控制作用越強，響應(yīng)速度越快，但穩(wěn)態(tài)誤差可能增大。w9.系統(tǒng)響應(yīng)表達式為y(t)=1-e^(-t/T)。時間常數(shù)T越大，系統(tǒng)響應(yīng)越慢，上升時間、調(diào)節(jié)時間變長，達到穩(wěn)態(tài)所需時間增加。w10.（1）閉環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=2(1+s/5)/[(10s+1)(1+s/5)+2]。（2）穩(wěn)態(tài)誤差為0。（3）PI控制器中比例作用使系統(tǒng)快速響應(yīng)，積分作用消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)控制精度。w11.比例控制作用的物理意義是根據(jù)偏差大小成比例地改變控制作用，能快速響應(yīng)偏差，減