2025年高職自動(dòng)化（自動(dòng)化控制實(shí)驗(yàn)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______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(qǐng)將正確答案填入括號(hào)內(nèi)）1.在自動(dòng)化控制實(shí)驗(yàn)中，以下哪種傳感器常用于檢測(cè)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2.控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=1/(s+1)(s+2)，其閉環(huán)特征方程為（）A.s2+3s+3=0B.s2+2s+2=0C.s2+3s+2=0D.s2+2s+3=03.以下哪種控制算法能夠有效減少系統(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4.自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用是（）A.檢測(cè)被控對(duì)象的狀態(tài)B.對(duì)被控對(duì)象施加控制作用C.處理控制信號(hào)D.設(shè)定控制目標(biāo)5.對(duì)于二階系統(tǒng)，當(dāng)阻尼比ζ=0時(shí)，系統(tǒng)的響應(yīng)為（）A.單調(diào)上升B.等幅振蕩C.衰減振蕩D.發(fā)散振蕩6.在PID控制器中，積分時(shí)間常數(shù)Ti越大，積分作用（）A.越強(qiáng)B.越弱C.不變D.先強(qiáng)后弱7.自動(dòng)化控制實(shí)驗(yàn)中，常用的信號(hào)發(fā)生器可以產(chǎn)生（）A.正弦波信號(hào)B.方波信號(hào)C.三角波信號(hào)D.以上都是8.以下哪種編程語言常用于自動(dòng)化控制系統(tǒng)的編程？（）A.C語言B.PythonC.PLC編程語言D.Java9.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性取決于（）A.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)B.輸入信號(hào)的大小C.干擾信號(hào)的大小D.控制器的類型10.在自動(dòng)化控制實(shí)驗(yàn)中，示波器可以用來觀察（）A.電壓信號(hào)的波形B.電流信號(hào)的大小C.功率信號(hào)的變化D.電阻值的大小二、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(qǐng)將正確答案填入括號(hào)內(nèi)）1.自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，常用的控制方式有（）A.開環(huán)控制B.閉環(huán)控制C.復(fù)合控制D.智能控制2.以下哪些屬于傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)？（）A.靈敏度B.線性度C.遲滯D.重復(fù)性3.PID控制器的參數(shù)整定方法有（）A.經(jīng)驗(yàn)法B.臨界比例度法C.衰減曲線法D.響應(yīng)曲線法4.自動(dòng)化控制實(shí)驗(yàn)中，常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備有（）A.實(shí)驗(yàn)箱B.示波器C.信號(hào)發(fā)生器D.萬用表5.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.可靠性三、判斷題（總共10題，每題2分，請(qǐng)判斷對(duì)錯(cuò)，對(duì)的打√，錯(cuò)的打×）1.開環(huán)控制系統(tǒng)沒有反饋環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的輸出對(duì)控制作用沒有影響。（）2.傳感器的輸出信號(hào)一定是電信號(hào)。（）3.比例控制能夠快速響應(yīng)輸入信號(hào)的變化，但不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。（）4.積分控制的作用是消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，但可能會(huì)使系統(tǒng)的響應(yīng)速度變慢。（）5.微分控制能夠預(yù)測(cè)誤差的變化趨勢(shì)，加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度。（）6.自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，被控對(duì)象是指需要進(jìn)行控制的設(shè)備或過程。（）7.控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)只與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)，與輸入信號(hào)無關(guān)。（）8.在自動(dòng)化控制實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理可以使用專門的軟件進(jìn)行。（）9.系統(tǒng)的穩(wěn)定性與系統(tǒng)的增益有關(guān)，增益越大，系統(tǒng)越穩(wěn)定。（）10.智能控制是一種不需要人工干預(yù)的自動(dòng)控制方式。（）四、簡答題（總共3題，每題10分，請(qǐng)簡要回答問題）1.簡述自動(dòng)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(duì)系統(tǒng)性能的影響。3.在自動(dòng)化控制實(shí)驗(yàn)中，如何進(jìn)行系統(tǒng)的性能測(cè)試？五、綜合題（總共2題，每題15分，請(qǐng)?jiān)敿?xì)解答問題）1.已知一個(gè)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=K/(s(s+1)(s+2))，試分析當(dāng)K變化時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的K的取值范圍。2.設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的溫度控制系統(tǒng)，要求采用PID控制算法，簡述系統(tǒng)的組成、工作原理及控制過程。答案：一、選擇題1.C2.A3.D4.B5.B6.B7.D8.C9.A10.A二、多項(xiàng)選擇題1.ABCD2.ABCD3.ABCD4.ABCD5.ABC三、判斷題1.√2.×3.√4.√5.√6.√7.√8.√9.×10.×四、簡答題1.自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要由控制器、被控對(duì)象、傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成?？刂破鳟a(chǎn)生控制信號(hào)，傳感器檢測(cè)被控對(duì)象的狀態(tài)并反饋給控制器，執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)被控對(duì)象施加控制作用，被控對(duì)象是被控制的設(shè)備或過程。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)根據(jù)誤差大小產(chǎn)生控制作用，積分環(huán)節(jié)消除穩(wěn)態(tài)誤差，微分環(huán)節(jié)預(yù)測(cè)誤差變化趨勢(shì)。比例系數(shù)Kp越大，響應(yīng)速度越快但可能超調(diào)；積分時(shí)間常數(shù)Ti越大，積分作用越弱；微分時(shí)間常數(shù)Td越大，微分作用越強(qiáng)。3.進(jìn)行系統(tǒng)性能測(cè)試時(shí)，可通過輸入典型信號(hào)（如階躍信號(hào)、斜坡信號(hào)等），觀察系統(tǒng)的響應(yīng)曲線，分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和快速性。測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差、調(diào)節(jié)時(shí)間、超調(diào)量等性能指標(biāo)，評(píng)估系統(tǒng)性能。五、綜合題1.系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為s3+3s2+2s+K=0。根據(jù)勞斯判據(jù)，列出勞斯表：|s3|1|2||----|----|----||s2|3|K||s1|(6-K)/3|0||s?|K|0|要使系統(tǒng)穩(wěn)定，勞斯表第一列元素均大于零，即(6-K)/3>0且K>0，解得0<K<