2025 年高职机械设备装配与自动控制（自动控制）下学期期中试卷

2025年高职机械设备装配与自动控制（自动控制）下学期期中试卷

（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.实现自动控制C.将输出量返回到输入端并与输入量进行比较D.改变控制器的参数2.控制系统的传递函数取决于（）。A.系统的结构和参数B.输入信号C.输出信号D.干扰信号3.一阶系统的传递函数为G(s)=1/(Ts+1)，其时间常数T越大，则系统的响应（）。A.越快B.越慢C.不变D.先快后慢4.对于二阶系统，当阻尼比ζ=0时，系统的响应为（）。A.等幅振荡B.衰减振荡C.单调上升D.单调下降5.某系统的传递函数为G(s)=(s+2)/(s²+3s+2)，该系统为（）。A.一阶系统B.二阶系统C.三阶系统D.四阶系统6.比例控制器的控制作用是（）。A.成比例地反映输入信号的变化B.消除稳态误差C.加快系统的响应速度D.提高系统的稳定性7.积分控制器的输出与输入信号的（）成正比。A.大小B.变化率C.积分D.微分8.微分控制器的输出反映了输入信号的（）。A.大小B.变化率C.积分D.平均值9.PID控制器中，比例系数Kp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.振荡加剧10.若要提高系统的快速性，可适当增大（）。A.比例系数KpB.积分时间常数TiC.微分时间常数TdD.以上都不对二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填在括号内）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.线性控制系统2.控制系统的性能指标包括（）。A.稳定性B.快速性C.准确性D.复杂性3.下列属于一阶系统特性的是（）。A.响应曲线为指数曲线B.时间常数T决定响应速度C.无振荡D.稳态误差与输入信号有关4.对于二阶系统，影响其性能的参数有（）。A.自然频率ωnB.阻尼比ζC.时间常数TD.比例系数Kp5.PID控制器的优点有（）。A.原理简单B.适应性强C.鲁棒性好D.能兼顾系统的各方面性能三、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，被控对象是指需要进行控制的设备或过程。（）2.传递函数只与系统的结构和参数有关，与输入输出信号无关。（）3.一阶系统的单位阶跃响应最终能达到稳态值。（）4.二阶系统的阻尼比ζ越大，系统的振荡越剧烈。（）5.系统的传递函数分母多项式的阶次就是系统的阶数。（）6.比例控制器能消除系统的稳态误差。（）7.积分控制器能提高系统的稳定性。（）8.微分控制器能改善系统的动态性能，加快系统的响应速度。（）9.PID控制器中，积分作用主要用于消除稳态误差，微分作用主要用于加快系统的响应速度。（）10.控制系统的稳定性与系统的结构和参数无关。（）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组成部分及其作用。2.一阶系统的传递函数为G(s)=1/(Ts+1)，当输入为单位阶跃信号r(t)=1(t)时，求系统的输出响应y(t)。3.说明PID控制器中比例、积分、微分控制作用的原理及对系统性能的影响。五——综合分析题（总共2题，每题15分，请根据题目要求进行分析解答）1.已知某控制系统的传递函数为G(s)=10/(s²+2s+10)，当输入为单位阶跃信号时，求系统的响应特性，包括上升时间、峰值时间、调节时间、超调量等，并分析系统的稳定性。2.设计一个简单的温度控制系统，要求采用PID控制器，说明系统的工作原理、各组成部分的作用以及如何调整PID参数以满足系统性能要求。答案：一、单项选择题1.C2.A3.B4.A5.B6.A7.C8.B9.B10.A二、多项选择题1.ABC2.ABC3.ABCD4.AB5.ABCD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、控制器和执行元件组成。被控对象是被控制的设备或过程；测量元件用于测量被控量并将其反馈给控制器；控制器根据测量值与给定值的偏差进行控制决策；执行元件则根据控制器的输出信号对被控对象施加控制作用，使被控量达到预期值。2.系统的输出响应y(t)=1-e^(-t/T)。3.比例控制作用是成比例地反映输入信号的变化，能加快系统的响应速度，但不能消除稳态误差。积分控制作用是对输入信号进行积分，能消除稳态误差，但会使系统稳定性下降。微分控制作用反映输入信号的变化率，能改善系统的动态性能，加快响应速度，增强系统的稳定性。五、综合分析题1.系统的自然频率ωn=√10，阻尼比ζ=0.32。上升时间tr=0.32s，峰值时间tp=0.64s，调节时间ts（按±2%误差）≈3.2s，超调量σ%=33%。系统稳定，因为阻尼比大于0小于1。2.温度控制系统中，被控对象是需要控制温度的物体。测量元件测量实际温度并