2025年高職自動化（控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______一、選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個(gè)正確答案，請將正確答案填在括號內(nèi)）1.以下哪種控制算法常用于消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差（）A.比例控制B.積分控制C.微分控制D.比例積分控制2.在自動控制系統(tǒng)中，被控對象是指（）A.產(chǎn)生控制作用的裝置B.接受控制并輸出被控量的元件C.被控制的生產(chǎn)過程或設(shè)備D.檢測被控量的裝置3.閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是（）A.被控對象B.控制器C.檢測裝置D.執(zhí)行機(jī)構(gòu)4.自動化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首先要確定的是（）A.控制方案B.被控量C.控制精度D.系統(tǒng)穩(wěn)定性5.對于一個(gè)二階系統(tǒng)，其超調(diào)量主要與（）有關(guān)A.阻尼比B.自然頻率C.增益D.時(shí)間常數(shù)6.下列哪種傳感器不屬于位置傳感器（）A.光電編碼器B.光柵尺C.溫度傳感器D.磁柵尺7.PID控制器中，積分作用的主要目的是（）A.加快系統(tǒng)響應(yīng)速度B.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性C.消除穩(wěn)態(tài)誤差D.改善系統(tǒng)動態(tài)性能8.自動控制系統(tǒng)按給定信號的特征可分為（）A.恒值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)B.線性控制系統(tǒng)和非線性控制系統(tǒng)C.連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)D.開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)9.在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，應(yīng)（）A.增大開環(huán)增益B.減小阻尼比C.增加積分環(huán)節(jié)D.采用負(fù)反饋控制10.自動化控制系統(tǒng)中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用是（）A.產(chǎn)生控制信號B.檢測被控量C.將控制信號轉(zhuǎn)換為被控對象的操作量D.對被控對象進(jìn)行數(shù)學(xué)建模二、多項(xiàng)選擇題（總共5題，每題5分，每題有兩個(gè)或兩個(gè)以上正確答案，請將正確答案填在括號內(nèi)）1.自動控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)包括（）A.穩(wěn)定性B.準(zhǔn)確性C.快速性D.可靠性E.靈活性2.以下屬于工業(yè)自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的有（）A.智能制造B.機(jī)器人控制C.電力系統(tǒng)D.智能家居E.航空航天3.控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，常用的數(shù)學(xué)模型有（）A.微分方程B.傳遞函數(shù)C.狀態(tài)方程D.邏輯表達(dá)式E.真值表4.影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素有（）A.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)B.開環(huán)增益C.阻尼比D.外界干擾E.傳感器精度5.自動化控制系統(tǒng)中的控制器類型有（）A.比例控制器B.積分控制器C.微分控制器D.模糊控制器E.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器三、判斷題（總共10題，每題2分，判斷下列說法是否正確，正確的打√，錯(cuò)誤的打×）1.開環(huán)控制系統(tǒng)沒有反饋環(huán)節(jié)，所以不能對輸出進(jìn)行控制。（）2.系統(tǒng)的穩(wěn)定性與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)，與外界干擾無關(guān)。（）3.比例控制能快速響應(yīng)輸入信號，但不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。（）4.積分控制可以消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，但可能會使系統(tǒng)的響應(yīng)速度變慢。（）5.微分控制主要用于改善系統(tǒng)的動態(tài)性能，能減小超調(diào)量，加快系統(tǒng)響應(yīng)。（）6.在自動控制系統(tǒng)中，傳感器的作用是將被控量轉(zhuǎn)換為電信號。（）7.閉環(huán)控制系統(tǒng)比開環(huán)控制系統(tǒng)的抗干擾能力強(qiáng)。（）8.自動化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，只要滿足穩(wěn)定性要求，系統(tǒng)就一定能正常工作。（）9.系統(tǒng)的準(zhǔn)確性主要用穩(wěn)態(tài)誤差來衡量，穩(wěn)態(tài)誤差越小，系統(tǒng)準(zhǔn)確性越高。（）10.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇只需要考慮其輸出力的大小，不需要考慮其他因素。（）四、簡答題（總共3題，每題10分）1.簡述自動化控制系統(tǒng)的組成部分及其作用。2.說明PID控制器的工作原理及各參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。3.如何提高自動化控制系統(tǒng)的可靠性？五、綜合題（總共2題，每題15分）1.設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的溫度控制系統(tǒng)，要求說明系統(tǒng)的組成、控制方案及工作過程。2.已知一個(gè)二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=4/(s2+2s+4)，求該系統(tǒng)的自然頻率、阻尼比，并分析其動態(tài)性能。答案1.選擇題1.B2.C3.B4.B5.A6.C7.C8.A9.D10.C2.多項(xiàng)選擇題1.ABC2.ABCDE3.ABC4.ABC5.ABCDE3.判斷題1.×2.×3.√4.√5.√6.×7.√8.×9.√10.×4.簡答題1.自動化控制系統(tǒng)主要由被控對象、控制器、檢測裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和給定環(huán)節(jié)組成。被控對象是被控制的生產(chǎn)過程或設(shè)備；控制器產(chǎn)生控制信號；檢測裝置檢測被控量；執(zhí)行機(jī)構(gòu)將控制信號轉(zhuǎn)換為操作量作用于被控對象；給定環(huán)節(jié)提供給定信號。2.PID控制器由比例、積分、微分三個(gè)環(huán)節(jié)組成。比例環(huán)節(jié)能快速響應(yīng)輸入，比例系數(shù)影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)態(tài)誤差；積分環(huán)節(jié)用于消除穩(wěn)態(tài)誤差，積分時(shí)間常數(shù)影響積分作用的強(qiáng)弱；微分環(huán)節(jié)改善系統(tǒng)動態(tài)性能，微分時(shí)間常數(shù)影響微分作用的強(qiáng)弱。3.提高自動化控制系統(tǒng)可靠性的方法有：采用冗余設(shè)計(jì)，如硬件冗余、軟件冗余；提高元器件質(zhì)量；進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)，如容錯(cuò)設(shè)計(jì)、故障診斷與修復(fù)；加強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力；定期維護(hù)和測試系統(tǒng)。5.綜合題1.溫度控制系統(tǒng)組成：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；執(zhí)行機(jī)構(gòu)如加熱絲或制冷設(shè)備，根據(jù)控制信號調(diào)節(jié)溫度?？刂品桨缚刹捎肞ID控制。工作過程：溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測溫度，若溫度低于設(shè)定值，控制器輸出信號使加熱絲工作升溫；若高于設(shè)定值，控制器使制冷設(shè)備工作降溫。2.對于傳遞函數(shù)G(s)=4/(s2+2s+