2025年大學(xué)本科三年級(jí)（自動(dòng)化）工業(yè)控制綜合測(cè)試試題及答案

（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30分）答題要求：每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。(總共10題，每題3分)1.以下哪種控制算法常用于工業(yè)控制中對(duì)系統(tǒng)偏差的快速響應(yīng)和消除？（）A.比例控制B.積分控制C.微分控制D.模糊控制2.在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，PLC（可編程邏輯控制器）的編程語(yǔ)言不包括以下哪種？（）A.梯形圖B.指令表C.C語(yǔ)言D.功能塊圖3.對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制，以下哪種坐標(biāo)系是最常用的？（）A.直角坐標(biāo)系B.圓柱坐標(biāo)系C.球坐標(biāo)系D.關(guān)節(jié)坐標(biāo)系4.工業(yè)控制中，PID控制器的參數(shù)整定通常不包括以下哪個(gè)方面的調(diào)整？（）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.采樣周期5.以下哪種傳感器常用于檢測(cè)工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)上物體的位置？（）A.溫度傳感器B.壓力傳感器C.光電傳感器D.加速度傳感器6.在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，用于實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間通信的協(xié)議是（）A.TCP/IPB.HTTPC.ModbusD.FTP7.工業(yè)控制中，以下哪種控制策略適用于具有大慣性、純滯后的系統(tǒng)？（）A.自適應(yīng)控制B.預(yù)測(cè)控制C.智能控制D.前饋控制8.對(duì)于工業(yè)控制系統(tǒng)的抗干擾措施，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.采用屏蔽電纜可減少電磁干擾B.合理布置電源線(xiàn)和信號(hào)線(xiàn)可降低干擾C.增加系統(tǒng)的增益可提高抗干擾能力D.采用濾波電路可抑制高頻干擾9.工業(yè)控制中，以下哪種設(shè)備常用于實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速控制？（）A.變頻器B.接觸器C.繼電器D.熔斷器10.在自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)中，用于協(xié)調(diào)各設(shè)備動(dòng)作順序的是（）A.傳感器B.控制器C.執(zhí)行器D.定時(shí)器第II卷（非選擇題，共70分）11.（10分）簡(jiǎn)述工業(yè)控制中開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)景。12.（15分）請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明PID控制器的工作原理，并舉例說(shuō)明其在工業(yè)控制中的應(yīng)用。13.（15分）在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，如何選擇合適的傳感器和執(zhí)行器？請(qǐng)分別舉例說(shuō)明。14.（15分）材料：某工廠(chǎng)的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)中，有一臺(tái)電機(jī)需要進(jìn)行調(diào)速控制，以滿(mǎn)足不同生產(chǎn)工藝的要求。已知電機(jī)的額定功率為10kW，額定轉(zhuǎn)速為1450r/min?，F(xiàn)有兩種調(diào)速方案可供選擇：方案一采用變頻器調(diào)速，方案二采用直流調(diào)速器調(diào)速。問(wèn)題：請(qǐng)分析這兩種調(diào)速方案的優(yōu)缺點(diǎn)，并根據(jù)該生產(chǎn)線(xiàn)的實(shí)際情況，選擇一種合適的調(diào)速方案，并說(shuō)明理由。15.（15分）材料：在某工業(yè)控制系統(tǒng)中，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在較大的干擾，導(dǎo)致控制精度下降。經(jīng)過(guò)檢查，發(fā)現(xiàn)干擾主要來(lái)自于外部的電磁輻射和電源波動(dòng)。問(wèn)題：針對(duì)這種情況，請(qǐng)?zhí)岢鲋辽偃N有效的抗干擾措施，并簡(jiǎn)要說(shuō)明其原理。答案：1.A2.C3.D4.D5.C6.C7.B8.C9.A10.D11.開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、穩(wěn)定性好，但控制精度低，對(duì)擾動(dòng)無(wú)補(bǔ)償能力。應(yīng)用場(chǎng)景：適用于擾動(dòng)較小、控制精度要求不高的場(chǎng)合，如簡(jiǎn)單的加熱爐控制等。閉環(huán)控制系統(tǒng)特點(diǎn)：能自動(dòng)補(bǔ)償擾動(dòng)影響，控制精度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要求高。應(yīng)用場(chǎng)景：適用于對(duì)控制精度要求較高、存在較大擾動(dòng)的系統(tǒng)，如電機(jī)調(diào)速控制、溫度精確控制等。12.PID控制器工作原理：比例環(huán)節(jié)成比例地反映控制系統(tǒng)的偏差信號(hào)，偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用，以減少偏差；積分環(huán)節(jié)主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的無(wú)差度；微分環(huán)節(jié)反映偏差信號(hào)的變化趨勢(shì)，能在偏差信號(hào)變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個(gè)有效的早期修正信號(hào)，從而加快系統(tǒng)的動(dòng)作速度，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。例如在溫度控制系統(tǒng)中，通過(guò)PID控制器可精確控制溫度，使溫度穩(wěn)定在設(shè)定值。13.選擇傳感器：根據(jù)測(cè)量的物理量選擇，如測(cè)量溫度選溫度傳感器，測(cè)量壓力選壓力傳感器等。還要考慮精度、量程、響應(yīng)時(shí)間等因素。例如測(cè)量管道內(nèi)液體壓力，選高精度壓力傳感器。選擇執(zhí)行器：根據(jù)控制要求和負(fù)載特性選擇，如控制電機(jī)選變頻器或調(diào)速器等。考慮輸出功率、動(dòng)作速度、可靠性等。例如控制閥門(mén)開(kāi)度，選電動(dòng)執(zhí)行器。14.變頻器調(diào)速優(yōu)點(diǎn)：調(diào)速范圍寬、效率高、功率因數(shù)高、可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速等。缺點(diǎn)：價(jià)格相對(duì)較高。直流調(diào)速器調(diào)速優(yōu)點(diǎn)：調(diào)速精度高、調(diào)速范圍寬。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)成本高。該生產(chǎn)線(xiàn)對(duì)調(diào)速精度有一定要求，且需經(jīng)常改變轉(zhuǎn)速，采用變頻器調(diào)速更合適，能滿(mǎn)足不同工藝要求，雖然價(jià)格高些，但綜合效益好。15.抗干擾措施及原理：屏蔽措施，用金屬屏蔽層減少電磁輻射干擾，屏蔽