2025年大學(xué)自動(dòng)化基礎(chǔ)應(yīng)用技術(shù)（自動(dòng)化基礎(chǔ)應(yīng)用技術(shù)案例）試題及答案

（考試時(shí)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：本大題共10小題，每小題3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。1.自動(dòng)化系統(tǒng)中，能夠?qū)Ρ豢貙ο蟮臓顟B(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并將信號反饋給控制器的是以下哪種裝置？A.執(zhí)行器B.傳感器C.運(yùn)算放大器D.繼電器2.在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線中，用于實(shí)現(xiàn)物料搬運(yùn)自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)是？A.機(jī)器人視覺技術(shù)B.自動(dòng)化倉儲技術(shù)C.物流傳輸技術(shù)D.智能控制算法3.自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，比例積分微分（PID）控制器的積分作用主要是用于？A.消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差B.加快系統(tǒng)響應(yīng)速度C.抑制系統(tǒng)超調(diào)量D.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性4.以下哪種自動(dòng)化技術(shù)常用于智能家居系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)家電設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和智能聯(lián)動(dòng)？A.工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)B.藍(lán)牙技術(shù)C.ZigBee技術(shù)D.光纖通信技術(shù)5.在自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，能夠根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的變化自動(dòng)調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)和工藝流程的系統(tǒng)是？A.柔性制造系統(tǒng)B.剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線C.數(shù)控加工中心D.自動(dòng)化裝配線6.自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，用于將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的設(shè)備是？A.數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）B.模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）C.可編程邏輯控制器（PLC）D.傳感器信號調(diào)理電路7.工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中，常用于機(jī)器人編程和示教的編程語言是？A.C語言B.BASIC語言C.機(jī)器人專用編程語言（如ABB的RAPID等）D.Python語言8.自動(dòng)化系統(tǒng)中的監(jiān)控軟件，主要功能不包括以下哪一項(xiàng)？A.設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示B.故障報(bào)警與記錄C.程序編寫與調(diào)試D.歷史數(shù)據(jù)查詢與分析9.在自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首先需要進(jìn)行的工作是？A.選擇控制器類型B.確定控制方案C.建立數(shù)學(xué)模型D.繪制電氣原理圖10.以下哪種自動(dòng)化技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中用于實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)駕駛和路徑規(guī)劃？A.全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)B.地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)C.車載傳感器技術(shù)D.以上都是第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共20分）答題要求：本大題共10個(gè)空，每空2分。請將答案填寫在題中的橫線上。1.自動(dòng)化系統(tǒng)主要由控制器、______、執(zhí)行器和被控對象組成。2.傳感器按工作原理可分為物理傳感器、化學(xué)傳感器和______傳感器。3.工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有總線型、星型、______和混合型。4.自動(dòng)化控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)主要包括穩(wěn)定性、______和準(zhǔn)確性。5.可編程邏輯控制器（PLC）的編程語言主要有梯形圖、______和功能塊圖。6.機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制方式主要有點(diǎn)位控制、______和連續(xù)路徑控制。7.自動(dòng)化倉儲系統(tǒng)主要由貨架、堆垛機(jī)、______和管理控制系統(tǒng)組成。8.智能控制系統(tǒng)的主要類型有模糊控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和______控制系統(tǒng)。9.在自動(dòng)化生產(chǎn)中，常用的檢測技術(shù)有光學(xué)檢測、______和無損檢測。10.自動(dòng)化系統(tǒng)的故障診斷方法主要有基于信號處理的方法、基于______的方法和基于人工智能的方法。三、簡答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡要回答問題。1.簡述自動(dòng)化控制系統(tǒng)中開環(huán)控制和閉環(huán)控制的區(qū)別。2.列舉三種常見的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用場景，并簡要說明其作用。3.說明自動(dòng)化倉儲系統(tǒng)中貨物存儲方式的分類及特點(diǎn)。4.簡述自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中抗干擾措施的主要內(nèi)容。四、案例分析題（共15分）答題要求：閱讀以下案例，回答問題。某自動(dòng)化生產(chǎn)線用于生產(chǎn)某種電子產(chǎn)品，其控制系統(tǒng)采用PLC作為控制器，通過傳感器檢測生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)參數(shù)，并由執(zhí)行器對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行控制。在生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)是由于溫度控制不準(zhǔn)確導(dǎo)致的。已知溫度傳感器將檢測到的溫度信號轉(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)定的溫度值與實(shí)際檢測值進(jìn)行比較，通過PID控制算法輸出控制信號，驅(qū)動(dòng)加熱設(shè)備或冷卻設(shè)備來調(diào)節(jié)溫度。1.請分析溫度控制不準(zhǔn)確可能的原因。（5分）2.針對溫度控制不準(zhǔn)確的問題，提出可能的解決措施。（5分）3.簡述PLC在該自動(dòng)化生產(chǎn)線溫度控制中的工作原理。（5分）五、設(shè)計(jì)題（共15分）答題要求：設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，用于控制一個(gè)水箱的水位。要求水箱水位保持在設(shè)定的高度范圍內(nèi)，當(dāng)水位低于下限值時(shí)，水泵自動(dòng)啟動(dòng)注水；當(dāng)水位高于上限值時(shí)，排水閥自動(dòng)打開排水。請畫出控制系統(tǒng)的原理圖，并簡述各組成部分的作用。答案：第I卷1.B2.C3.A4.C5.A6.B7.C8.C9.C10.D第II卷1.傳感器2.生物3.環(huán)型4.快速性5.語句表6.直線控制7.輸送機(jī)8.專家9.電子檢測10.故障模型三、簡答題1.開環(huán)控制沒有反饋環(huán)節(jié)，控制器僅根據(jù)輸入信號控制執(zhí)行器，對被控對象的輸出不進(jìn)行監(jiān)測和調(diào)整。閉環(huán)控制有反饋環(huán)節(jié)，通過將被控對象的輸出反饋到輸入端與給定值比較，根據(jù)偏差調(diào)整控制器輸出，使被控對象輸出更接近給定值，控制精度更高。2.焊接作業(yè)：用于電子產(chǎn)品等的焊接，提高焊接質(zhì)量和效率。搬運(yùn)作業(yè)：在物流倉庫中搬運(yùn)貨物，實(shí)現(xiàn)貨物的快速轉(zhuǎn)移。裝配作業(yè)：對零部件進(jìn)行精準(zhǔn)裝配，保證產(chǎn)品裝配精度。3.分類：固定存儲、隨機(jī)存儲、分類存儲。特點(diǎn)：固定存儲貨物存放位置固定，查找方便但空間利用率可能不高；隨機(jī)存儲貨物可存于任意位置，空間利用率高但查找時(shí)間長；分類存儲按貨物類別分區(qū)存儲，兼具兩者優(yōu)點(diǎn)。4.硬件抗干擾：采用屏蔽技術(shù)、合理布線、增加濾波電路等。軟件抗干擾：采用數(shù)字濾波、設(shè)置看門狗、故障診斷與恢復(fù)程序等。接地技術(shù)：正確設(shè)計(jì)接地系統(tǒng)，減少干擾。四、案例分析題1.溫度傳感器可能損壞，導(dǎo)致檢測信號不準(zhǔn)確。PID控制參數(shù)設(shè)置不合理，無法有效調(diào)節(jié)溫度。加熱或冷卻設(shè)備故障，不能正常工作。模擬量輸入模塊可能存在誤差或故障。2.更換溫度傳感器，確保檢測信號準(zhǔn)確。重新調(diào)整PID控制參數(shù)，通過實(shí)驗(yàn)優(yōu)化。檢查加熱和冷卻設(shè)備，維修或更換故障部件。對模擬量輸入模塊進(jìn)行校準(zhǔn)或更換。3.PLC的模擬量輸入模塊將4-20mA電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，與設(shè)定溫度值比較得到偏差。根據(jù)PID控制算法計(jì)算出控制信號，輸出到相應(yīng)的輸出模塊，驅(qū)動(dòng)加熱或冷卻設(shè)備調(diào)節(jié)溫度，使實(shí)際溫度接近設(shè)定值。五、設(shè)計(jì)題控制系統(tǒng)原理圖：水箱設(shè)有水位上限傳感器、下限傳感器，分別連接到PLC的輸入端口。PLC輸出端口連接水泵控