2025年高職熱能動力工程技術（熱能系統(tǒng)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）（總共10題，每題4分，每題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求，請將正確選項填在括號內）1.以下哪種控制系統(tǒng)能有效克服對象的純滯后？（）A.比例控制系統(tǒng)B.積分控制系統(tǒng)C.微分控制系統(tǒng)D.比例積分控制系統(tǒng)2.熱工測量中，測量蒸汽流量常用的儀表是（）。A.孔板流量計B.渦輪流量計C.電磁流量計D.轉子流量計3.對于一個穩(wěn)定的控制系統(tǒng)，其傳遞函數的分母多項式的根應具有（）。A.正實部B.負實部C.零實部D.任意實部4.以下關于PID控制的說法，錯誤的是（）。A.P控制能快速響應偏差B.I控制能消除穩(wěn)態(tài)誤差C.D控制能改善系統(tǒng)的動態(tài)性能D.PID控制中比例系數越大越好5.在自動控制系統(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.設定值6.熱工自動化系統(tǒng)中，實現數據采集與處理功能的設備是（）。A.傳感器B.控制器C.執(zhí)行器D.數據采集站7.下列哪種控制規(guī)律能使系統(tǒng)的響應速度加快且超調量減小？（）A.比例控制B.比例積分控制C.比例微分控制D.積分微分控制8.關于熱工儀表的精度等級，以下說法正確的是（）。A.精度等級越高，測量誤差越小B.精度等級與測量誤差無關C.精度等級越低，測量誤差越小D.精度等級只與儀表價格有關9.在一個單回路控制系統(tǒng)中，控制器的正反作用選擇依據是（）。A.工藝安全要求B.被控對象的特性C.干擾的性質D.測量元件的特性10.熱工自動化系統(tǒng)中，用于將模擬信號轉換為數字信號的設備是（）。A.傳感器B.變送器C.數據采集卡D.執(zhí)行器第II卷（非選擇題，共60分）（總共4題，每題15分，答題要求：解答應寫出必要的文字說明、計算公式和重要步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。）11.簡述比例、積分、微分控制規(guī)律的特點及作用，并說明在實際熱工控制系統(tǒng)中如何合理選擇控制規(guī)律？12.某熱工對象的傳遞函數為G(s)=10/(3s+1)，采用比例控制，比例系數Kp=5，試求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數，并分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)誤差。13.畫出一個簡單的熱工單回路控制系統(tǒng)原理圖，并說明各組成部分的作用。14.材料：在某火力發(fā)電廠的熱控系統(tǒng)中，過熱蒸汽溫度是一個重要的被控參數。由于蒸汽流量、負荷等因素的變化，過熱蒸汽溫度容易出現波動?，F有一套過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)，采用PID控制算法。在運行過程中，發(fā)現系統(tǒng)的響應速度較慢，超調量較大。問題：請分析可能導致該問題的原因，并提出改進措施。答案：第I卷：1.C2.A3.B4.D5.B6.D7.C8.A9.B10.C第II卷：11.比例控制特點是反應快，能迅速響應偏差，但有穩(wěn)態(tài)誤差。積分控制能消除穩(wěn)態(tài)誤差，使系統(tǒng)輸出更接近設定值。微分控制能根據偏差變化率提前作用，改善系統(tǒng)動態(tài)性能。選擇時，若對象滯后小、負荷變化不大，可采用比例控制；若有穩(wěn)態(tài)誤差要求，可加入積分控制；若對象慣性大、負荷變化劇烈，可考慮加入微分控制。12.閉環(huán)傳遞函數為G(s)/(1+G(s)Kp)=10/(3s+1+50)=10/(3s+51)。系統(tǒng)穩(wěn)定，穩(wěn)態(tài)誤差為0。13.單回路控制系統(tǒng)原理圖：被控對象（如過熱器）、測量元件（如熱電偶）、變送器、控制器、執(zhí)行器（如調節(jié)閥）。測量元件測量被控變量并轉換為信號，變送器將信號轉換為標準信號，控制器根據偏差按控制規(guī)律輸出控制信號，執(zhí)行器根據控制信號調節(jié)操縱變量，從而控制被控變量。14.原因可能是比例系數過小，導致系統(tǒng)響應