2025年高職工業(yè)自動化技術(shù)（工業(yè)控制技術(shù)）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）每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共20題，每題2分，每題給出的選項中，只有一項符合題目要求)1.工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中，反饋控制的核心作用是（）A.實現(xiàn)系統(tǒng)的快速響應(yīng)B.消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差C.提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力2.以下哪種編程語言常用于工業(yè)自動化控制中的邏輯編程（）A.C語言B.PythonC.LadderDiagram（梯形圖）D.Java3.在PID控制中，積分環(huán)節(jié)的作用是（）A.加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度B.消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差C.提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.抑制系統(tǒng)的超調(diào)量4.工業(yè)自動化系統(tǒng)中，傳感器的主要功能是（）A.執(zhí)行控制指令B.檢測被控對象的狀態(tài)C.實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換D.提供系統(tǒng)的動力5.以下哪種控制器屬于數(shù)字控制器（）A.PLCB.液壓控制器C.氣動控制器D.模擬電子控制器6.工業(yè)自動化生產(chǎn)線中，用于物料搬運的常見設(shè)備是（）A.機(jī)器人B.傳感器C.電機(jī)D.控制器7.自動化控制系統(tǒng)的性能指標(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.穩(wěn)定性D.抗干擾能力8.在工業(yè)自動化控制中，開環(huán)控制系統(tǒng)的特點是（）A.有反饋環(huán)節(jié)B.控制精度高C.結(jié)構(gòu)簡單D.能自動糾正偏差9.工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)自動化中的主要作用是（）A.實現(xiàn)設(shè)備之間的通信B.提供動力支持C.進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲D.執(zhí)行控制算法10.以下哪種電機(jī)常用于工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中的調(diào)速控制（）A.直流電機(jī)B.步進(jìn)電機(jī)C.同步電機(jī)D.異步電機(jī)11.自動化控制系統(tǒng)中，被控對象是指（）A.控制器B.傳感器C.執(zhí)行機(jī)構(gòu)D.被控制的生產(chǎn)過程或設(shè)備12.工業(yè)自動化中，PID控制器的三個參數(shù)分別是（）A.比例、積分、微分B.速度、加速度、位移C.電壓、電流、電阻D.溫度、壓力、流量13.以下哪種控制算法適用于具有大滯后特性的被控對象（）A.PID控制B.模糊控制C.史密斯預(yù)估控制D.自適應(yīng)控制14.工業(yè)自動化系統(tǒng)中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用是（）A.檢測被控量B.發(fā)出控制信號C.執(zhí)行控制指令D.實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換15.自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與以下哪個因素關(guān)系密切（）A.控制器的類型B.被控對象的特性C.傳感器的精度D.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功率16.在工業(yè)自動化控制中，智能控制的特點不包括（）A.能適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境B.具有學(xué)習(xí)能力C.完全不需要人工干預(yù)D.可實現(xiàn)優(yōu)化控制17.工業(yè)自動化生產(chǎn)線中，用于檢測產(chǎn)品質(zhì)量的設(shè)備通常是（）A.機(jī)器人B.傳感器C.電機(jī)D.控制器18.以下哪種通信協(xié)議常用于工業(yè)自動化設(shè)備之間的通信（）A.TCP/IPB.HTTPC.FTPD.SMTP19.工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中，前饋控制的作用是（）A.提前消除干擾影響B(tài).提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度C.增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差20.自動化控制系統(tǒng)中，信號調(diào)理電路的作用是（）A.放大信號B.濾波信號C.轉(zhuǎn)換信號形式D.以上都是第II卷（非選擇題共60分）（一）填空題（每題2分，共10分）請在橫線上填入合適的內(nèi)容。1.工業(yè)自動化控制系統(tǒng)主要由______、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和被控對象組成。2.常用的傳感器分類方法有按測量原理分類、按______分類等。3.工業(yè)自動化中，PLC的編程語言除了梯形圖，還有______、功能塊圖等。4.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法有______、根軌跡法等。5.工業(yè)自動化生產(chǎn)線的布局形式有直線式、______、U形等。（二）簡答題（每題5分，共20分）1.簡述工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中反饋控制的工作原理。2.列舉三種常見的工業(yè)自動化傳感器，并說明其測量的物理量。3.說明PID控制器中比例、積分、微分三個參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。4.簡述工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)自動化中的優(yōu)勢。（三）分析題（每題10分，共20分）結(jié)合工業(yè)自動化控制的相關(guān)知識進(jìn)行分析。1.某工業(yè)自動化控制系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)了較大的超調(diào)量，分析可能導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因，并提出改進(jìn)措施。2.現(xiàn)有一個工業(yè)自動化生產(chǎn)線，生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，試用所學(xué)知識分析可能的原因及解決方法。（四）綜合應(yīng)用題（10分）請根據(jù)以下材料回答問題：在一個工業(yè)自動化的物料輸送系統(tǒng)中，采用了傳送帶進(jìn)行物料輸送。傳送帶由電機(jī)驅(qū)動，通過變頻器實現(xiàn)調(diào)速控制。系統(tǒng)中安裝了速度傳感器用于檢測傳送帶的運行速度，并且配備了PLC控制器來實現(xiàn)自動化控制。1.請描述該物料輸送系統(tǒng)的控制原理。（5分）2.若傳送帶速度出現(xiàn)波動，分析可能的原因，并說明如何利用該系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行調(diào)整。（5分）（五）設(shè)計題（10分）設(shè)計一個簡單的工業(yè)自動化溫度控制系統(tǒng)，要求：采用PID控制器，控制對象為一個加熱爐，溫度設(shè)定值為500℃，溫度檢測范圍為0-1000℃，控制精度達(dá)到±5℃。請說明系統(tǒng)的組成部分及各部分的作用。答案：第I卷答案1.B2.C3.B4.B5.A6.A7.A8.C9.A10.A11.D12.A13.C14.C15.B16.C17.B18.A19.A20.D第II卷答案（一）填空題答案1.傳感器2.被測量3.語句表4.勞斯判據(jù)5.環(huán)形（二）簡答題答案1.反饋控制的工作原理是將系統(tǒng)輸出量通過傳感器檢測出來，反饋到輸入端與給定值進(jìn)行比較，得到偏差信號。控制器根據(jù)偏差信號按照一定的控制算法產(chǎn)生控制信號，驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，使系統(tǒng)輸出量趨近于給定值，從而實現(xiàn)對被控對象的精確控制。2.常見的工業(yè)自動化傳感器有：溫度傳感器，測量溫度；壓力傳感器，測量壓力；光電傳感器，測量物體的有無、位置等。3.比例參數(shù)增大，系統(tǒng)響應(yīng)速度加快，但超調(diào)量可能增大；積分參數(shù)能消除穩(wěn)態(tài)誤差，但積分作用過強(qiáng)可能使系統(tǒng)穩(wěn)定性變差；微分參數(shù)可改善系統(tǒng)的動態(tài)性能，減小超調(diào)量，加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度。4.工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)自動化中的優(yōu)勢有：通信速率高，可實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸；兼容性好，能與多種設(shè)備連接；開放性強(qiáng)，便于系統(tǒng)擴(kuò)展和集成；可靠性高，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳輸。（三）分析題答案1.出現(xiàn)較大超調(diào)量的原因可能是：比例系數(shù)過大，導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)過激；微分作用不足，不能及時抑制超調(diào)。改進(jìn)措施：適當(dāng)減小比例系數(shù)，增加微分作用強(qiáng)度。2.產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定可能原因：傳感器精度不夠，導(dǎo)致檢測不準(zhǔn)確；執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作不準(zhǔn)確；控制算法不合適。解決方法：更換高精度傳感器；檢查執(zhí)行機(jī)構(gòu)并維修；優(yōu)化控制算法。（四）綜合應(yīng)用題答案1.控制原理：速度傳感器檢測傳送帶速度并反饋給PLC，PLC將實際速度與設(shè)定速度比較得到偏差，根據(jù)PID算法計算控制信號，通過變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)對傳送帶速度的自動控制。2.速度波動原因：負(fù)載變化、變頻器故障等。利用系統(tǒng)設(shè)備調(diào)整方法：若負(fù)載變化，PLC根據(jù)偏差調(diào)整控制信