2025年中職第二學年（工業(yè)儀表及自動化）控制系統(tǒng)調(diào)試基礎(chǔ)測試題及答案

（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題后的括號內(nèi)。1.工業(yè)儀表及自動化控制系統(tǒng)中，能夠?qū)Ρ豢貙ο蟮谋豢刈兞窟M行測量并將其轉(zhuǎn)換為標準信號輸出的裝置是（）A.控制器B.傳感器C.執(zhí)行器D.變送器2.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3.在自動控制系統(tǒng)中，被控對象是指（）A.接受控制的設(shè)備或過程B.產(chǎn)生控制信號的裝置C.執(zhí)行控制指令的部件D.對被控變量進行測量的元件4.對于一階慣性環(huán)節(jié)，當輸入為單位階躍信號時，其輸出響應(yīng)的特點是（）A.立即達到穩(wěn)態(tài)值B.按指數(shù)規(guī)律上升C.先上升后下降D.振蕩上升5.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指（）A.系統(tǒng)輸出能跟隨輸入變化B.系統(tǒng)能抑制干擾影響C.系統(tǒng)在擾動作用下能恢復到原平衡狀態(tài)D.系統(tǒng)能快速響應(yīng)輸入信號6.比例控制作用的強弱取決于（）A.比例系數(shù)B.積分時間常數(shù)C.微分時間常數(shù)D.控制精度7.積分控制作用的特點是（）A.能快速響應(yīng)偏差B.能消除穩(wěn)態(tài)誤差C.能提高系統(tǒng)穩(wěn)定性D.能減小超調(diào)量8.微分控制作用主要用于（）A.消除穩(wěn)態(tài)誤差B.提高系統(tǒng)響應(yīng)速度C.抑制系統(tǒng)振蕩D.增大系統(tǒng)增益9.自動控制系統(tǒng)中，反饋信號與給定信號比較后產(chǎn)生的偏差信號送往（）A.傳感器B.執(zhí)行器C.控制器D.被控對象10.以下哪種傳感器可用于測量溫度（）A.壓力傳感器B.熱電偶C.超聲波傳感器D.光電傳感器11.在控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器根據(jù)控制器輸出的控制信號，直接對（）進行操作。A.被控對象B.傳感器C.給定值D.偏差信號12.對于一個具有純滯后的系統(tǒng)，采用哪種控制方式可能更有效（）A.常規(guī)PID控制B.史密斯預估控制C.模糊控制D.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制13.控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性是指（）A.系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時的性能B.系統(tǒng)在動態(tài)過程中的性能C.系統(tǒng)對階躍輸入的響應(yīng)D.系統(tǒng)對斜坡輸入的響應(yīng)14.工業(yè)儀表的精度等級是根據(jù)（）來劃分的。A.測量誤差B.最大測量誤差C.相對誤差D.引用誤差15.以下哪種儀表屬于數(shù)字式儀表（）A.指針式電壓表B.動圈式電流表C.數(shù)字萬用表D.電子管電壓表16.在控制系統(tǒng)調(diào)試中，常用的測試工具不包括（）A.示波器B.萬用表C.信號發(fā)生器D.卡尺17.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是在（）條件下定義的。A.零初始條件B.非零初始條件C.任意初始條件D.穩(wěn)態(tài)條件18.對于二階系統(tǒng)，當阻尼比ζ=1時，系統(tǒng)處于（）狀態(tài)。A.欠阻尼B.過阻尼C.臨界阻尼D.無阻尼19.自動控制系統(tǒng)按給定值信號的特點可分為（）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.線性控制系統(tǒng)和非線性控制系統(tǒng)D.連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)20.以下哪種干擾屬于系統(tǒng)的內(nèi)部干擾（）A.電源波動B.負載變化C.元件老化D.電磁干擾第II卷（非選擇題，共60分）21.（10分）簡述工業(yè)儀表及自動化控制系統(tǒng)中傳感器、控制器、執(zhí)行器的作用及相互關(guān)系。22.（10分）什么是控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準確性和快速性？它們之間有怎樣的相互關(guān)系？23.（10分）已知某控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s2+2s+10)，試分析該系統(tǒng)的類型、阻尼比、自然頻率，并判斷其穩(wěn)定性。24.（15分）材料：在一個溫度控制系統(tǒng)中，采用熱電偶作為溫度傳感器，將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號。控制器根據(jù)傳感器送來的信號與設(shè)定溫度進行比較，然后輸出控制信號。執(zhí)行器為電動調(diào)節(jié)閥，根據(jù)控制信號調(diào)節(jié)閥門開度，從而控制進入加熱設(shè)備的熱水流量，實現(xiàn)對溫度的控制。問題：請分析該溫度控制系統(tǒng)的工作原理，并說明每個環(huán)節(jié)的作用。25.（15分）材料：某工業(yè)生產(chǎn)過程中，需要對液位進行精確控制?，F(xiàn)有一個簡單的液位控制系統(tǒng)，采用浮球液位計作為傳感器，將液位信號轉(zhuǎn)換為電信號?？刂破鞑捎贸Ｒ?guī)的PID控制器，根據(jù)傳感器送來的液位信號與設(shè)定液位進行比較，輸出控制信號。執(zhí)行器為氣動調(diào)節(jié)閥，根據(jù)控制信號調(diào)節(jié)閥門開度，從而控制液體的進出量，實現(xiàn)對液位的穩(wěn)定控制。問題：若該液位控制系統(tǒng)出現(xiàn)液位波動較大的情況，請分析可能的原因，并提出相應(yīng)的解決措施。答案：1.B2.B3.A4.B5.C6.A7.B8.B9.C10.B11.A12.B13.A14.D15.C16.D17.A18.C19.A20.C21.傳感器作用是對被控對象的被控變量進行測量并轉(zhuǎn)換為標準信號輸出。控制器接收傳感器輸出信號與給定值比較，根據(jù)偏差按控制規(guī)律輸出控制信號。執(zhí)行器根據(jù)控制器輸出信號對被控對象進行操作。相互關(guān)系：傳感器為控制器提供輸入信息，控制器根據(jù)此信息控制執(zhí)行器動作，執(zhí)行器作用于被控對象，被控對象的輸出又反饋給傳感器形成閉環(huán)控制。22.穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在擾動作用下能恢復到原平衡狀態(tài)的能力。準確性是指系統(tǒng)輸出與給定值的接近程度?？焖傩允侵赶到y(tǒng)對輸入信號的響應(yīng)速度。相互關(guān)系：穩(wěn)定性是系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)，準確性用于衡量系統(tǒng)控制精度，快速性影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度，三者相互關(guān)聯(lián)又相互制約，共同影響系統(tǒng)性能。23.該系統(tǒng)為二階系統(tǒng)。由傳遞函數(shù)可知ωn2=10，得ωn=√10；2ζωn=2，得ζ=1/√10。特征方程為s2+2s+10=0，判別式Δ=22-4×10=-36<0，所以系統(tǒng)穩(wěn)定。24.工作原理：熱電偶將溫度轉(zhuǎn)換為電信號傳至控制器，控制器比較信號與設(shè)定溫度，輸出控制信號給電動調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥根據(jù)信號調(diào)節(jié)熱水流量，從而控制溫度。傳感器作用是測量溫度并轉(zhuǎn)換信號；控制器作用是比較與控制；執(zhí)行器作用調(diào)節(jié)熱水流量實現(xiàn)溫度