2025年中職第二學(xué)年（化工儀表及自動(dòng)化）化工控制系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分100分）班級(jí)______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(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.化工控制系統(tǒng)中，能夠?qū)Ρ豢刈兞窟M(jìn)行測(cè)量并將其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的裝置是（）A.控制器B.執(zhí)行器C.檢測(cè)變送裝置D.被控對(duì)象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.在控制系統(tǒng)中，被控變量隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)稱(chēng)為（）A.控制曲線(xiàn)B.給定曲線(xiàn)C.干擾曲線(xiàn)D.過(guò)渡過(guò)程曲線(xiàn)4.對(duì)于一階慣性環(huán)節(jié)，其時(shí)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5.化工生產(chǎn)中，為了使控制系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性，一般希望系統(tǒng)的衰減比為（）A.4:1B.10:1C.1:4D.1:106.當(dāng)控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)為階躍信號(hào)時(shí)，輸出信號(hào)隨時(shí)間的變化過(guò)程稱(chēng)為（）A.階躍響應(yīng)B.脈沖響應(yīng)C.斜坡響應(yīng)D.正弦響應(yīng)7.以下不屬于控制器控制規(guī)律的是（）A.比例B.積分C.微分D.放大倍數(shù)8.在PID控制中，積分作用主要用于消除（）A.比例誤差B.穩(wěn)態(tài)誤差C.動(dòng)態(tài)誤差D.測(cè)量誤差9.對(duì)于一個(gè)控制系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為G(s)，若G(s)的極點(diǎn)全部位于s平面的左半平面，則系統(tǒng)（）A.穩(wěn)定B.不穩(wěn)定C.臨界穩(wěn)定D.無(wú)法判斷10.化工控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器的作用是（）A.接受控制器輸出信號(hào)，改變操縱變量B.測(cè)量被控變量并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)C.對(duì)被控對(duì)象施加控制作用D.產(chǎn)生控制信號(hào)11.當(dāng)系統(tǒng)的增益K增大時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性（）A.變好B.變差C.不變D.先變好后變差12.以下哪種控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但控制質(zhì)量不高（）A.開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)B.閉環(huán)控制系統(tǒng)C.串級(jí)控制系統(tǒng)D.前饋控制系統(tǒng)13.在控制系統(tǒng)中，干擾作用是（）A.使被控變量偏離給定值的因素B.使控制器輸出信號(hào)變化的因素C.使執(zhí)行器動(dòng)作的因素D.使檢測(cè)變送裝置工作的因素14.對(duì)于一個(gè)二階系統(tǒng)，其阻尼比ζ=0.5時(shí)，系統(tǒng)的響應(yīng)特性為（）A.無(wú)振蕩B.欠阻尼振蕩C.臨界阻尼D.過(guò)阻尼15.化工控制系統(tǒng)中，被控對(duì)象的特性不包括（）A.放大系數(shù)B.時(shí)間常數(shù)C.滯后時(shí)間D.控制規(guī)律16.當(dāng)控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)為斜坡信號(hào)時(shí)，輸出信號(hào)的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)的（）有關(guān)。A.比例系數(shù)B.積分系數(shù)C.微分系數(shù)及開(kāi)環(huán)增益D.開(kāi)環(huán)增益17.在控制系統(tǒng)中，若要提高系統(tǒng)的快速性，可適當(dāng)增大（）A.比例系數(shù)B.積分時(shí)間常數(shù)C.微分時(shí)間常數(shù)D.滯后時(shí)間18.以下哪種控制方式能及時(shí)克服干擾對(duì)被控變量的影響（）A.反饋控制B.前饋控制C.串級(jí)控制D.比值控制19.化工控制系統(tǒng)中，檢測(cè)變送裝置的精度會(huì)影響（）A.系統(tǒng)的穩(wěn)定性B.系統(tǒng)的準(zhǔn)確性C.系統(tǒng)的快速性D.系統(tǒng)帶寬20.對(duì)于一個(gè)控制系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為G(s)=1/(s+1)，該系統(tǒng)為（）A.一階系統(tǒng)B.二階系統(tǒng)C.三階系統(tǒng)D.四階系統(tǒng)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。請(qǐng)?jiān)跈M線(xiàn)上填寫(xiě)正確答案。1.化工控制系統(tǒng)一般由檢測(cè)變送裝置、______、執(zhí)行器和被控對(duì)象組成。2.比例控制規(guī)律的表達(dá)式為_(kāi)_____。3.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在受到干擾作用后，能夠______恢復(fù)到原來(lái)平衡狀態(tài)的能力。4.當(dāng)系統(tǒng)的輸入信號(hào)為單位階躍信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)輸出響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)值稱(chēng)為_(kāi)_____。5.串級(jí)控制系統(tǒng)中，主控制器的輸出作為_(kāi)_____的給定值。（二）簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡(jiǎn)要回答問(wèn)題。1.簡(jiǎn)述化工控制系統(tǒng)的組成及各部分的作用。2.說(shuō)明比例、積分、微分控制規(guī)律的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合。3.什么是系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程？過(guò)渡過(guò)程的品質(zhì)指標(biāo)有哪些？4.簡(jiǎn)述前饋控制與反饋控制的區(qū)別與聯(lián)系。（三）計(jì)算題（共15分）答題要求：本大題共2小題，第1小題7分，第2小題8分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、計(jì)算步驟和答案。1.已知某控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s+1)(2s+1)，求系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)。2.某控制系統(tǒng)的方塊圖如下，已知G1(s)=2/(s+1)，G2(s)=3/(s+2)，H(s)=1，求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。（四）案例分析題（共10分）答題要求：閱讀以下案例，回答問(wèn)題。某化工生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)某一反應(yīng)釜的溫度進(jìn)行控制。采用了PID控制系統(tǒng)，控制器的比例系數(shù)Kp=2，積分時(shí)間常數(shù)Ti=10，微分時(shí)間常數(shù)Td=2。在運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)溫度波動(dòng)較大，超調(diào)量也較大。1.分析溫度波動(dòng)較大、超調(diào)量較大的原因可能有哪些？（5分）2.針對(duì)上述問(wèn)題，提出改進(jìn)措施。（5分）（五）設(shè)計(jì)題（共5分）答題要求：設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的液位控制系統(tǒng)，要求畫(huà)出控制系統(tǒng)的方塊圖，并說(shuō)明各部分的作用。答案：第I卷答案：1.C2.B3.D4.B5.A6.A7.D8.B9.A10.A11.B12.A13.A14.B15.D16.D17.C18.B19.B20.A第II卷答案：（一）1.控制器2.u(t)=Kp(e(t))3.自動(dòng)4.穩(wěn)態(tài)誤差5.副控制器（二）1.檢測(cè)變送裝置測(cè)量被控變量并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；控制器根據(jù)檢測(cè)信號(hào)與給定值比較產(chǎn)生控制信號(hào)；執(zhí)行器接受控制信號(hào)改變操縱變量；被控對(duì)象是被控制的生產(chǎn)過(guò)程。2.比例控制反應(yīng)快，無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差，但存在余差，適用于干擾較小、對(duì)控制精度要求不高場(chǎng)合；積分控制能消除穩(wěn)態(tài)誤差，但控制作用緩慢，易使系統(tǒng)超調(diào)；微分控制能改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，加快響應(yīng)速度，適用于對(duì)象容量滯后大、干擾變化劇烈場(chǎng)合。3.系統(tǒng)從一個(gè)平衡狀態(tài)過(guò)渡到另一個(gè)平衡狀態(tài)的過(guò)程。品質(zhì)指標(biāo)有衰減比、超調(diào)量、最大偏差、余差、過(guò)渡時(shí)間等。4.區(qū)別：前饋控制基于干擾進(jìn)行控制，能及時(shí)克服干擾；反饋控制基于偏差控制。聯(lián)系：前饋控制常與反饋控制結(jié)合，構(gòu)成前饋-反饋控制系統(tǒng)，提高控制質(zhì)量。（三）1.先將傳遞函數(shù)分解為部分分式，再求拉氏反變換得到單位階躍響應(yīng)。2.利用方塊圖化簡(jiǎn)規(guī)則逐步求出系統(tǒng)傳遞函數(shù)。（四）1.可能原因：比例系數(shù)Kp過(guò)小，積分時(shí)間常數(shù)Ti過(guò)大，微分時(shí)間常數(shù)Td不合適等。2.措施：適當(dāng)增大比例系數(shù)Kp，減