2025年高職（自動化技術(shù)）自動化控制階段測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共40分）本大題共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。1.以下哪種控制方式不屬于自動化控制的基本方式？（）A.開環(huán)控制B.閉環(huán)控制C.半閉環(huán)控制D.手動控制2.開環(huán)控制系統(tǒng)的特點是（）。A.系統(tǒng)有反饋環(huán)節(jié)B.控制精度較高C.結(jié)構(gòu)簡單，成本低D.能自動補償擾動影響3.在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，被控量與給定值的偏差信號經(jīng)控制器運算后，產(chǎn)生的控制作用是用來（）。A.消除或減小偏差B.增大偏差C.保持偏差不變D.對偏差進(jìn)行積分4.自動化控制系統(tǒng)中，傳感器的作用是（）。A.將被控量轉(zhuǎn)換為電信號B.將給定值轉(zhuǎn)換為電信號C.將偏差信號轉(zhuǎn)換為電信號D.檢測被控對象的輸出信號5.下列屬于數(shù)字控制器優(yōu)點的是（）。A.控制精度低B.靈活性差C.抗干擾能力強D.編程復(fù)雜6.PID控制器中，P代表（）。A.比例B.積分C.微分D.增益7.比例控制作用的特點是（）。A.能消除余差B.控制及時，反應(yīng)快C.能消除偏差的變化趨勢D.具有記憶功能8.積分控制作用的特點是（）。A.能快速響應(yīng)偏差B.能消除余差C.控制作用及時D.對偏差變化敏感9.微分控制作用的特點是（）。A.能消除余差B.能根據(jù)偏差變化速度進(jìn)行控制C.控制作用緩慢D.對偏差大小敏感10.當(dāng)控制系統(tǒng)的輸入信號為單位階躍信號時，系統(tǒng)輸出響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)值與輸入信號的比值稱為（）。A.超調(diào)量B.上升時間C.穩(wěn)態(tài)誤差D.調(diào)節(jié)時間11.系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在受到擾動作用后，（）。A.能迅速恢復(fù)到原來狀態(tài)B.能保持原有平衡狀態(tài)或恢復(fù)到原有平衡狀態(tài)的能力C.輸出信號不斷增大D.輸出信號不斷減小12.自動控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)中，調(diào)節(jié)時間反映了系統(tǒng)的（）。A.響應(yīng)速度B.穩(wěn)態(tài)精度C.抗干擾能力D.穩(wěn)定性13.下列哪種方法不屬于提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施？（）A.增加系統(tǒng)的開環(huán)增益B.引入負(fù)反饋C.調(diào)整控制器參數(shù)D.增加系統(tǒng)的阻尼比14.對于二階系統(tǒng)，當(dāng)阻尼比ζ=1時，系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為（）。A.等幅振蕩B.單調(diào)上升C.衰減振蕩D.發(fā)散振蕩15.線性系統(tǒng)的疊加原理表明，當(dāng)系統(tǒng)有多個輸入信號時，系統(tǒng)的輸出等于（）。A.各個輸入信號單獨作用時輸出的乘積B.各個輸入信號單獨作用時輸出的和C.各個輸入信號單獨作用時輸出的平均值D.其中一個輸入信號單獨作用時的輸出16.自動控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器的作用是（）。A.將電信號轉(zhuǎn)換為被控對象的輸出信號B.將被控量轉(zhuǎn)換為電信號C.將偏差信號轉(zhuǎn)換為電信號D.根據(jù)控制器輸出信號對被控對象施加控制作用17.以下哪種執(zhí)行器屬于電動執(zhí)行器？（）A.氣動調(diào)節(jié)閥B.電動調(diào)節(jié)閥C.液動調(diào)節(jié)閥D.手動調(diào)節(jié)閥18.可編程邏輯控制器（PLC）的編程語言不包括（）。A.梯形圖B.指令表C.功能塊圖D.C語言19.PLC的輸入輸出模塊中，輸入模塊的作用是（）。A.將外部輸入信號轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部的數(shù)字信號B.將PLC內(nèi)部的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為外部輸出信號C.對輸入信號進(jìn)行放大D.對輸入信號進(jìn)行濾波20.在PLC編程中，常開觸點對應(yīng)的指令是（）。A.LDB.LDIC.OUTD.AND第II卷（非選擇題，共60分）21.（10分）簡述自動化控制系統(tǒng)的組成部分及其作用。22.（10分）比較開環(huán)控制和閉環(huán)控制的優(yōu)缺點。23.（10分）已知一個控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s^2+2s+10)，求該系統(tǒng)的阻尼比ζ和自然頻率ωn。24.（15分）材料：某溫度控制系統(tǒng)采用PID控制器，被控對象的傳遞函數(shù)為G(s)=1/(s(0.1s+1))，要求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差小于0.01，調(diào)節(jié)時間小于1s。問題：設(shè)計該PID控制器的參數(shù)。25.（15分）材料：某液位控制系統(tǒng)，采用PLC進(jìn)行控制。液位傳感器將液位信號轉(zhuǎn)換為4～20mA的電流信號，輸入到PLC的模擬量輸入模塊。PLC根據(jù)設(shè)定的液位值與實際液位值的偏差，通過PID算法計算出控制量，輸出到電動調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)液位。問題：簡述該液位控制系統(tǒng)的工作原理，并畫出系統(tǒng)的控制框圖。答案：1.D2.C3.A4.D5.C6.A7.B8.B9.B10.C11.B12.A13.A14.B15.B16.D17.B18.D19.A20.A21.自動化控制系統(tǒng)主要由控制器、被控對象、傳感器、執(zhí)行器等組成。控制器根據(jù)傳感器檢測到的被控對象的輸出信號與給定值的偏差，按照一定的控制算法產(chǎn)生控制信號。被控對象是被控制的設(shè)備或過程。傳感器用于檢測被控對象的輸出信號，并將其轉(zhuǎn)換為電信號。執(zhí)行器根據(jù)控制器的輸出信號對被控對象施加控制作用，使被控對象的輸出達(dá)到預(yù)期值。22.開環(huán)控制優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、成本低、工作穩(wěn)定。缺點：控制精度低，不能自動補償擾動影響。閉環(huán)控制優(yōu)點：控制精度高，能自動補償擾動影響。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，存在穩(wěn)定性問題。23.傳遞函數(shù)G(s)=10/(s^2+2s+10)，與標(biāo)準(zhǔn)形式G(s)=ωn^2/(s^2+2ζωns+ωn^2)對比，可得ωn^2=10，2ζωn=2，解得ωn=√10，ζ=1/√10。24.首先根據(jù)被控對象傳遞函數(shù)G(s)=1/(s(0.1s+1))，計算系統(tǒng)的開環(huán)增益K=10。為使穩(wěn)態(tài)誤差小于0.01，根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差公式，采用PI控制，設(shè)比例系數(shù)Kp，積分系數(shù)Ki。調(diào)節(jié)時間要求小于1s，通過調(diào)整Kp和Ki的值，結(jié)合系統(tǒng)性能指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化計算，最終確定合適的Kp和Ki值。25.工作原理：液位傳感器檢測液位信號轉(zhuǎn)換為4～20mA電流信號輸入PLC模擬量輸入模塊，PLC