2025 年高职化工自动化技术（自动化控制）期中测试卷

2025年高职化工自动化技术（自动化控制）期中测试卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填入括号内）1.自动控制系统中，反馈检测元件的作用是将（）。A.被控变量转换为测量值B.被控变量转换为控制信号C.给定值转换为测量值D.给定值转换为控制信号2.对于一个自动控制系统，其稳定性取决于（）。A.干扰作用的大小B.系统的结构和参数C.被控对象的特性D.控制装置的性能3.比例控制规律的特点是（）。A.反应快，控制及时，有余差B.反应慢，控制不及时，有余差C.反应快，控制及时，无余差D.反应慢，控制不及时，无余差4.积分控制规律的特点是（）。A.反应快，控制及时，有余差B.反应慢，控制不及时，有余差C.反应快，控制及时，无余差D.反应慢，控制不及时，无余差5.微分控制规律的特点是（）。A.反应快，控制及时，有余差B.反应慢，控制不及时，有余差C.反应快，控制及时，无余差D.反应慢，控制不及时，无余差6.在控制系统中，控制器的输出信号与输入信号之间的关系称为（）。A.控制规律B.控制算法C.控制策略D.控制方式7.自动控制系统的过渡过程是指系统在（）作用下，由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。A.干扰B.给定值C.控制作用D.干扰和给定值8.衰减振荡过渡过程的品质指标不包括（）。A.最大偏差B.衰减比C.余差D.振荡周期9.对于纯滞后大的控制对象，为提高控制质量，可引入（）。A.比例控制B.积分控制C.微分控制D.前馈控制10.前馈控制系统是按照（）来进行控制的。A.被控变量的变化B.干扰作用的大小和方向C.给定值的变化D.控制作用的大小和方向二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填入括号内）1.自动控制系统按给定值信号的特点可分为（）。A.定值控制系统B.随动控制系统C.程序控制系统D.开环控制系统2.控制系统的性能指标包括（）。A.稳定性B.准确性C.快速性D.可靠性3.比例积分微分控制规律的特点是（）。A.反应快B.控制及时C.无余差D.能有效克服滞后4.下列属于控制系统干扰因素的有（）。A.电源电压波动B.负载变化C.环境温度变化D.给定值变化5.前馈控制的优点有（）。A.控制及时B.能有效克服主要干扰C.控制精度高D.结构简单三、判断题（总共10题，每题2分，判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×）1.自动控制系统中，被控对象是指需要控制的生产过程或设备。（）2.反馈控制系统是根据被控变量与给定值的偏差进行控制的。（）3.比例控制规律中，比例系数越大，控制作用越强，系统稳定性越好。（）4.积分控制规律能消除系统的余差，但控制作用不及时。（）5.微分控制规律能根据被控变量的变化趋势提前给出控制作用。（）6.控制系统的过渡过程中，最大偏差越小，控制质量越高。（）7.衰减比越大，系统的稳定性越好。（）8.前馈控制系统是一种开环控制系统。（）9.串级控制系统中，主控制器的输出作为副控制器的给定值。（）10.均匀控制系统的目的是使两个相互联系又相互矛盾的变量能够协调变化。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述自动控制系统的组成及各部分的作用。2.比例控制规律、积分控制规律和微分控制规律的优缺点分别是什么？3.什么是控制系统的稳定性？如何判断一个控制系统是否稳定？五、综合题（总共1题，20分）某化学反应器的温度控制系统如图所示。已知该反应器的温度对象特性为：放大倍数K=10，时间常数T=10min，纯滞后时间τ=5min。现采用比例积分微分控制规律，比例系数Kp=2，积分时间Ti=5min，微分时间Td=1min。当系统受到阶跃干扰Δf=5时，试分析系统的过渡过程，并计算系统的最大偏差、衰减比和余差。（假设控制系统的给定值不变）答案：一、选择题1.A2.B3.A4.C5.A6.A7.D8.D9.D10.B二、多项选择题1.ABC2.ABC3.ABCD4.ABC5.ABC三、判断题1.√2.√3.×4.√5.√6.√7.×8.√9.√10.√四、简答题1.自动控制系统主要由被控对象、测量元件与变送器、控制器、执行器组成。被控对象是需要控制的生产过程或设备；测量元件与变送器将被控变量转换为测量信号；控制器根据测量信号与给定值的偏差进行运算并发出控制信号；执行器接受控制信号并对被控对象施加控制作用。2.比例控制规律优点：反应快，控制及时；缺点：有余差。积分控制规律优点：能消除余差；缺点：控制作用不及时。微分控制规律优点：反应快，能根据变化趋势提前控制；缺点：不能单独使用，对恒定干扰无作用。3.控制系统的稳定性是指系统在受到干扰作用后，能够自动恢复到原来平衡状态的能力。判断稳定性方法：通过分析系统的特征方程根的分布，若特征方程所有根的实部均为负，则系统稳定；若有根实部为零或正，则系统不稳定。五、综合题1.首先根据已知条件计算系统的传递函数等参数。-系统的传递函数为：$G(s)=\frac{K}{(Ts+1)}e^{-\taus}$，代入数据得$G(s)=\frac{10}{(10s+1)}e^{-5s}$。-控制器传递函数为：$G_c(s)=K_p(1+\frac{1}{Tis}+Tds)$，代入数据得$G_c(s)=2(1+\frac{1}{5s}