2025 年高职机器人技术（自动化控制）下学期期中卷

2025年高职机器人技术（自动化控制）下学期期中卷

（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，请将正确答案填写在括号内）1.自动化控制系统中，能够对被控对象的被控量进行测量并将其转换为与给定值进行比较的信号的环节是（）A.控制器B.测量元件C.执行元件D.比较元件2.以下哪种控制方式不属于反馈控制（）A.比例控制B.前馈控制C.积分控制D.微分控制3.在PID控制器中，积分作用主要用于消除（）A.系统稳态误差B.系统动态误差C.系统超调量D.系统振荡4.对于二阶系统，当阻尼比ζ=1时，系统的响应特性为（）A.欠阻尼B.临界阻尼C.过阻尼D.无阻尼5.自动化控制系统的稳定性是指系统在受到外界干扰后（）A.能够回到初始状态B.能够保持在新的平衡状态C.不会发散D.以上都对6.开环控制系统的特点是（）A.有反馈环节B.结构简单，成本低C.抗干扰能力强D.控制精度高7.某控制系统的传递函数为G(s)=10/(s+1)(s+2)，其零点为（）A.0B.-1C.-2D.无零点8.当系统的输入信号为单位阶跃信号时，系统的输出响应称为（）A.单位脉冲响应B.单位阶跃响应C.单位斜坡响应D.单位加速度响应9.比例环节的传递函数为（）A.G(s)=KB.G(s)=1/TsC.G(s)=K/sD.G(s)=s/K10.自动化控制系统中，常用的数学模型有（）A.微分方程B.传递函数C.状态方程D.以上都是二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题至少有两个正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.以下属于自动化控制中常用的控制算法有（）A.PID控制B.模糊控制C.神经网络控制D.自适应控制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.复杂性3.以下哪些元件属于执行元件（）A.电机B.液压缸C.减速器D.传感器4.闭环控制系统的优点有（）A.控制精度高B.抗干扰能力强C.结构简单D.响应速度快5.传递函数的特点有（）A.与系统的结构和参数有关B.与输入信号无关C.只适用于线性定常系统D.是系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比三、判断题（总共10题，每题2分，请判断对错，在括号内打“√”或“×”）1.自动化控制系统中，被控对象是指被控制的设备或过程。（）2.比例控制能够提高系统的响应速度，但不能消除稳态误差。（）3.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。（）4.积分控制作用的强弱取决于积分时间常数T，T越大，积分作用越强。（）5.二阶系统的阻尼比ζ越大，系统的响应速度越快。（）6.开环控制系统适用于对控制精度要求较高的场合。（）7.控制系统的稳定性与系统的结构和参数有关，与初始条件无关。（）8.传递函数的分母多项式的根称为系统的极点。（）9.单位阶跃响应的上升时间是指响应曲线从稳态值的10%上升到90%所需的时间。（）10.模糊控制是一种基于数学模型的精确控制方法。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述PID控制器的工作原理及各参数对系统性能的影响。2.什么是自动化控制系统的稳定性？如何判断系统的稳定性？3.比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。五、综合题（总共1题，20分）已知某控制系统的传递函数为G(s)=10/(s^2+2s+10)，当输入信号为单位阶跃信号时，求系统的输出响应y(t)。答案：一、选择题1.B2.B3.A4.B5.D6.B7.D8.B9.A10.D二、多项选择题1.ABCD2.ABC3.AB4.AB5.ABCD三、判断题1.√2.√3.√4.×5.×6.×7.√8.√9.×10.×四、简答题1.PID控制器由比例、积分、微分三个环节组成。比例环节根据偏差的大小成比例地输出控制信号，增强系统响应速度；积分环节用于消除稳态误差；微分环节根据偏差变化率提前给出控制作用，改善系统动态性能。比例系数Kp增大，响应加快但超调可能增大；积分时间常数Ti增大，积分作用减弱，消除稳态误差时间变长；微分时间常数Td增大，微分作用增强，抑制超调但可能使系统抗干扰能力下降。2.自动化控制系统的稳定性是指系统在受到外界干扰后，能够自动恢复到原来的平衡状态或者达到新的平衡状态，并且不会产生持续的振荡或发散。判断系统稳定性的方法有多种，常见的有根据系统的特征方程的根来判断。如果特征方程的所有根都具有负实部，那么系统是稳定的；如果有根具有非负实部，那么系统是不稳定的。还可以通过劳斯判据等方法来判断系统的稳定性。3.开环控制系统优点：结构简单、成本低、调试方便。缺点：控制精度低，抗干扰能力差，适用于对控制精度要求不高的场合。闭环控制系统优点：控制精度高，抗干扰能力强。缺点：结构复杂，成本高，调试困难，存在稳定性问题，适用于对控制精度要求较高的场合。五、综合题首先将传递函数G(s)=10/(s^2+2s+10)进行化简，可得G(s)=10/[(s+1)^2+9]。单位阶跃信号的拉氏变换为1/s。则系统输出响应的拉氏变换Y(s)=G(s)×1/s=1