2025年大學(xué)本科三年級（自動化）自動化綜合階段測試試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共40分）答題要求：本卷共20小題，每小題2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。請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.以下哪種控制系統(tǒng)不屬于反饋控制系統(tǒng)？（）A.定值控制系統(tǒng)B.隨動控制系統(tǒng)C.程序控制系統(tǒng)D.開環(huán)控制系統(tǒng)2.傳遞函數(shù)的分母多項(xiàng)式等于零，則系統(tǒng)處于（）。A.穩(wěn)定狀態(tài)B.不穩(wěn)定狀態(tài)C.臨界穩(wěn)定狀態(tài)D.初始狀態(tài)3.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=1/(s2+2s+1)，其阻尼比ζ為（）。A.0B.0.5C.1D.24.一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度（）。A.越快B.越慢C.不變D.不確定5.二階系統(tǒng)的超調(diào)量σ%只與（）有關(guān)。A.阻尼比ζB.無阻尼自然頻率ωnC.阻尼比ζ和無阻尼自然頻率ωnD.輸入信號6.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與（）有關(guān)。A.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)B.輸入信號C.初始條件D.以上都是7.線性系統(tǒng)的疊加原理表明（）。A.多個(gè)輸入作用下的輸出等于各個(gè)輸入單獨(dú)作用下輸出之和B.系統(tǒng)的輸出與輸入成正比C.系統(tǒng)的輸出與輸入無關(guān)D.系統(tǒng)的輸出只與初始條件有關(guān)8.以下哪種校正方式屬于串聯(lián)校正？（）A.比例校正B.積分校正C.微分校正D.以上都是9.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與（）有關(guān)。A.系統(tǒng)的類型B.輸入信號的形式C.系統(tǒng)的增益D.以上都是10.對于單位反饋系統(tǒng)，其開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=K/(s(s+1)(s+2))，當(dāng)K增大時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差（）。A.增大B.減小C.不變D.不確定11.自動控制系統(tǒng)中，反饋檢測元件的作用是將被控量轉(zhuǎn)換為（）。A.控制信號B.反饋信號C.偏差信號D.輸入信號12.以下哪種傳感器不屬于溫度傳感器？（）A.熱電偶B.熱電阻C.霍爾傳感器D.熱敏電阻13.直流電動機(jī)的調(diào)速方法不包括（）。A.改變電樞電壓調(diào)速B.改變電樞回路電阻調(diào)速C.改變勵(lì)磁磁通調(diào)速D.改變電源頻率調(diào)速14.三相異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與（）有關(guān)。A.電源頻率B.磁極對數(shù)C.轉(zhuǎn)差率D.電源頻率和磁極對數(shù)15.晶閘管的導(dǎo)通條件是（）。A.陽極和陰極之間加正向電壓，門極不加電壓B.陽極和陰極之間加反向電壓，門極加正向電壓C.陽極和陰極之間加正向電壓，門極加正向觸發(fā)脈沖D.陽極和陰極之間加反向電壓，門極加反向觸發(fā)脈沖16.PWM控制技術(shù)中，占空比是指（）。A.高電平時(shí)間與周期之比B.低電平時(shí)間與周期之比C.高電平時(shí)間與低電平時(shí)間之比D.低電平時(shí)間與高電平時(shí)間之比17.以下哪種電力電子器件屬于全控型器件？（）A.晶閘管B.二極管C.絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）D.電力二極管18.數(shù)字控制系統(tǒng)中，采樣周期T的選擇應(yīng)考慮（）。A.系統(tǒng)的穩(wěn)定性B.系統(tǒng)的響應(yīng)速度C.系統(tǒng)的精度D.以上都是19.以下哪種編程語言常用于PLC編程？（）A.C語言B.BASIC語言C.梯形圖語言D.匯編語言20.智能控制系統(tǒng)不包括（）。A.模糊控制系統(tǒng)B.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)C.傳統(tǒng)PID控制系統(tǒng)D.專家控制系統(tǒng)第II卷（非選擇題，共60分）21.（10分）簡述自動控制系統(tǒng)的基本組成部分及其作用。22.（10分）已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=10/(s2+2s+10)，求系統(tǒng)的無阻尼自然頻率ωn、阻尼比ζ，并判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。23.（10分）設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的溫度控制系統(tǒng)，要求畫出系統(tǒng)原理圖，并說明各組成部分的作用。2材料：某自動生產(chǎn)線采用PLC控制，其控制要求如下：當(dāng)啟動按鈕按下后，電機(jī)M1啟動運(yùn)行，延時(shí)5秒后電機(jī)M2啟動運(yùn)行；當(dāng)停止按鈕按下后，電機(jī)M2先停止運(yùn)行，延時(shí)3秒后電機(jī)M1停止運(yùn)行。（1）（10分）根據(jù)上述控制要求，畫出PLC的梯形圖程序。（2）（10分）說明梯形圖中各邏輯元件的作用。25.（10分）論述智能控制在自動化領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。答案：1.D2.C3.C4.B5.A6.A7.A8.D9.D10.B11.B12.C13.D14.D15.C16.A17.C18.D19.C20.C21.自動控制系統(tǒng)主要由被控對象、測量元件、控制器和執(zhí)行元件組成。被控對象是被控制的設(shè)備或過程；測量元件用于檢測被控量，并將其轉(zhuǎn)換為電信號；控制器根據(jù)測量元件送來的反饋信號與給定值比較產(chǎn)生的偏差信號，按照一定的控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算，發(fā)出控制信號；執(zhí)行元件將控制器輸出的控制信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動被控對象的操縱信號，使被控量達(dá)到預(yù)期值。22.由傳遞函數(shù)G(s)=10/(s2+2s+10)可得，ωn2=10，所以ωn=√10；2ζωn=2，ζ=2/(2ωn)=2/(2√10)=1/√10。因?yàn)棣?gt;0，ωn>0，所以系統(tǒng)穩(wěn)定。23.溫度控制系統(tǒng)原理圖：由溫度傳感器檢測溫度，將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號傳送給控制器；控制器根據(jù)設(shè)定溫度與檢測溫度的偏差，按照控制算法輸出控制信號；控制信號驅(qū)動加熱或制冷設(shè)備，調(diào)節(jié)溫度。溫度傳感器用于檢測溫度，控制器進(jìn)行控制運(yùn)算，加熱或制冷設(shè)備執(zhí)行控制動作。24.（1）梯形圖程序：啟動按鈕連接常開觸點(diǎn)，停止按鈕連接常閉觸點(diǎn)，定時(shí)器T1設(shè)定延時(shí)5秒，定時(shí)器T2設(shè)定延時(shí)3秒，電機(jī)M1和M2分別用輸出繼電器控制。啟動按鈕按下，M1啟動，T1計(jì)時(shí)，T1時(shí)間到M2啟動；停止按鈕按下，M2先停止，T2計(jì)時(shí)，T2時(shí)間到M1停止。（2）常開觸點(diǎn)用于檢測按鈕按下狀態(tài)，常閉觸點(diǎn)用于檢測按鈕松開狀態(tài)，定時(shí)器用于實(shí)現(xiàn)延時(shí)功能，輸出繼電器用于控制電機(jī)啟動和停止。25.智能