2025 年高职机电一体化技术（自动控制系统）期中测试卷

2025年高职机电一体化技术（自动控制系统）期中测试卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、单项选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.自动控制系统中，反馈环节的作用是（）A.消除干扰信号B.提高系统的精度C.改变系统的输入信号D.对系统的输出进行调整2.下列关于开环控制系统的说法，正确的是（）A.系统结构简单，成本低B.能自动补偿干扰对输出的影响C.控制精度高D.适用于对控制精度要求较高的场合3.比例控制系统的比例系数增大时，系统的（）A.稳定性增强B.响应速度加快C.稳态误差增大D.输出信号减小4.积分控制作用的特点是（）A.能迅速响应输入信号的变化B.能消除系统的稳态误差C.能提高系统的稳定性D.能抑制干扰信号5.微分控制作用主要用于（）A.提高系统的稳态精度B.消除系统的稳态误差C.改善系统的动态性能D.抑制干扰信号6.在自动控制系统中，被控对象是指（）A.执行控制任务的装置B.产生控制信号的装置C.被控制的生产过程或设备D.对被控量进行测量的装置7.自动控制系统的基本性能要求不包括（）A.稳定性B.快速性C.准确性D.可靠性8.下列属于线性控制系统的是（）A.具有饱和特性的控制系统B.具有死区特性的控制系统C.由线性元件组成的控制系统D.由非线性元件组成的控制系统9.自动控制系统的传递函数是在（）条件下定义的。A.零初始条件B.非零初始条件C.任意初始条件D.稳定初始条件10.控制系统的频率特性是指系统对（）的响应特性。A.阶跃信号B.斜坡信号C.脉冲信号D.正弦信号二、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，请将正确答案填写在括号内）1.自动控制系统按输入信号的特征可分为（）A.恒值控制系统B.随动控制系统C.程序控制系统D.开环控制系统2.控制系统的基本组成部分包括（）A.控制器B.被控对象C.执行器D.测量元件3.下列关于闭环控制系统的说法，正确的有（）A.系统具有自动修正偏差的能力B.控制精度较高C.结构复杂，但抗干扰能力强D.适用于对控制精度要求不高的场合4.比例积分微分（PID）控制器中，积分作用的优点是（）A.能消除稳态误差B.能提高系统的稳定性C.能加快系统的响应速度D.能抑制干扰信号5.控制系统的性能指标包括（）A.稳定性指标B.快速性指标C.准确性指标D.可靠性指标三、判断题（总共10题，每题2分，判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×）1.自动控制系统中，开环控制系统比闭环控制系统更稳定。（）2.比例控制系统的比例系数越大，系统的稳态误差越小。（）3.在控制系统中，积分控制作用能消除系统的稳态误差，但可能会降低系统的稳定性。（）4.微分控制作用能抑制系统的高频噪声，提高系统的抗干扰能力。（）5.被控对象是自动控制系统中接受控制信号并产生被控量的部分。（）6.自动控制系统的传递函数只取决于系统的结构和参数，与输入信号无关。（）7.控制系统的频率特性反映了系统对不同频率正弦输入信号的稳态响应特性。（）8.线性控制系统的输出与输入之间满足线性关系，而非线性控制系统则不满足。（）9.闭环控制系统中，反馈信号与输入信号相减，形成偏差信号。（）10.自动控制系统的性能指标中，稳定性是最重要的指标。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答下列问题）1.简述自动控制系统的基本组成及各部分的作用。2.比较比例、积分、微分控制作用的特点。3.说明自动控制系统的性能要求及其相互关系。五、综合分析题（总共2题，请结合所学知识，对下列问题进行综合分析和解答）1.已知某控制系统的传递函数为G(s)=10/(s²+2s+10)，试分析该系统的稳定性、快速性和准确性，并说明理由。（15分）2.设计一个简单的温度控制系统，要求说明系统的组成部分、工作原理及控制策略。（15分）答案：一、单项选择题1.B2.A3.B4.B5.C6.C7.D8.C9.A10.D二、多项选择题1.ABC2.ABCD3.ABC4.A5.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控制器、被控对象、执行器和测量元件组成。控制器产生控制信号；被控对象是被控制的生产过程或设备；执行器接收控制信号并对被控对象施加控制作用；测量元件测量被控量并将其反馈给控制器。2.比例控制作用能迅速响应输入信号变化，输出与输入成比例，但存在稳态误差；积分控制作用能消除稳态误差，但响应速度慢，可能降低稳定性；微分控制作用能改善系统动态性能，加快响应速度，抑制高频噪声，但对稳态误差无作用。3.自动控制系统性能要求包括稳定性、快速性和准确性。稳定性是系统正常工作的基础；快速性要求系统能快速响应输入信号；准确性要求系统输出能准确跟踪输入信号。三者相互关联，稳定性是前提，快速性和准确性相互制约。五、综合分析题1.系统传递函数分母特征方程为s²+2s+10=0，计算判别式Δ=2²-4×10=-36<0，所以系统稳定。由于阻尼比ζ=2/(2×√10)=0.316，自然频率ωn=√10≈3.16，系统响应有一定快速性。但存在稳态误差，因为是二阶系统有稳态误差。2.温度控制系统由温度传感器（测量元件）、控制器、加热或制冷设备（执行器）和被控对象（待