2025年中职自动化（自动控制基础）试题及答案

2025年中职自动化（自动控制基础）试题及答案

（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，将正确答案填入括号内）1.自动控制系统中，反馈信息是指（）。A.控制变量的实际值B.控制变量的设定值C.干扰变量的实际值D.输出变量的实际值2.控制系统的稳定性是指（）。A.系统输出能跟随输入的变化B.系统抗干扰的能力C.系统响应的快速性D.系统在扰动作用下，能恢复到原来平衡状态的能力3.比例控制系统的比例系数越大，系统的（）。A.稳定性越好B.响应速度越快C.稳态误差越大D.振荡越剧烈4.积分控制作用的特点是（）。A.能迅速响应偏差B.能消除稳态误差C.能提高系统的稳定性D.能加快系统的响应速度5.微分控制作用的特点是（）。A.反映偏差信号的变化趋势B.能消除稳态误差C.能提高系统的稳定性D.能加快系统的响应速度6.若要提高系统的快速性，应增加（）。A.比例系数B.积分时间常数C.微分时间常数D.反馈系数7.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8.单位阶跃响应的稳态值反映了系统的（）。A.稳定性B.快速性C.准确性D.动态性能9.二阶系统的阻尼比ζ越小，系统的（）。A.振荡越剧烈B.响应速度越快C.稳态误差越小D.稳定性越好10.控制系统的性能指标中，反映系统快速性的指标是（）。A.上升时间B.调整时间C.峰值时间D.以上都是二、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，将正确答案填入括号内）1.自动控制系统按给定信号的特征可分为（）。A.恒值控制系统B.随动控制系统C.程序控制系统D.反馈控制系统2.控制系统的基本要求有（）。A.稳定性B.快速性C.准确性D.复杂性3.下列属于比例控制特点的有（）。A.反应快B.控制及时C.无滞后D.不能消除稳态误差4.系统的动态性能指标包括（）。A.上升时间B.调整时间C.超调量D.稳态误差5.二阶系统的性能指标与阻尼比ζ的关系正确的是（）。A.ζ越小，上升时间越短B.ζ越小，超调量越大C.ζ越大，调整时间越长D.ζ=1时，系统为临界阻尼系统三、填空题（总共10题，每题2分，将正确答案填在横线上）1.自动控制系统主要由______、______、______和______组成。2.反馈控制系统是根据______与______的偏差进行控制的系统。3.比例控制的比例系数增大时，系统的稳态误差______，响应速度______。4.积分控制能消除系统的______，但会使系统的稳定性______。5.微分控制能反映偏差信号的______，有助于提高系统的______。6.系统的传递函数是在______条件下，系统输出量的______与输入量的______之比。7.单位阶跃响应的上升时间是指响应曲线从______上升到______所需的时间。8.二阶系统的阻尼比ζ决定了系统的______，当ζ=0时，系统为______系统。9.控制系统的稳定性是系统能够正常工作的______条件。10.若系统的传递函数为G(s)，则其频率特性G(jω)=______。四、简答题（总共2题，每题10分）1.简述自动控制系统的组成部分及其作用。2.分析比例、积分、微分控制作用对系统性能的影响。五、计算题（总共1题，20分）已知系统的传递函数为G(s)=10/(s²+2s+10)，求系统的单位阶跃响应。答案：一、选择题1.D2.D3.B4.B5.A6.A7.A8.C9.A10.D二、多项选择题1.ABC2.ABC3.ABD4.ABC5.BCD三、填空题1.控制器、被控对象、测量变送装置、执行器2.给定值、被控量3.减小、加快4.稳态误差、降低5.变化趋势、稳定性6.零初始、拉氏变换、拉氏变换7.稳态值的10%、稳态值的90%8.响应特性、无阻尼9.首要10.G(jω)=10/((jω)²+2jω+10)四、简答题1.自动控制系统主要由控制器、被控对象、测量变送装置和执行器组成。-控制器：根据给定值与反馈信号的偏差，按照一定的控制规律产生控制信号，对被控对象进行控制。-被控对象：是控制系统中需要控制的设备或过程，其输出量为被控量。-测量变送装置：用于测量被控量，并将其转换为与给定值同类型的信号，反馈给控制器。-执行器：接收控制器的控制信号，对被控对象施加控制作用，以改变被控量。2.比例控制：比例系数增大，系统响应速度加快，稳态误差减小，但稳定性变差。积分控制：能消除稳态误差，但会使系统稳定性降低，响应速度变慢。微分控制：能反映偏差信号的变化趋势，有助于提高系统的稳定性和响应速度，但对稳态误差无直接作用。五、计算题1.首先将传递函数G(s)=10/(s²+2s+10)进行变换：-分母配方得：s²+2s+10=(s+1)²+9-则G(s)=10/((s+1)²+9)2.求系统的单位阶跃响应：-单位阶跃输入R(s)=1/s-系统输出Y(s)=G(s)R(s)=10/s((s+1)²+9)-对Y(s)进行拉氏反变换：-将10/s((s+1)²+9)分解为部分分式：-设10/s((s+1)²+9)=A/s+(Bs+C)/((s+1)²+9)-通分后得：10=A((s+1)²+9)+(Bs+C)s-令s=0，得10=A(1+9)，解得A=1-展开并整理得：10=A(s²+2s+10)+Bs²+Cs=(A+B)s²+(2A+C)s+10A-比较系数得：A+B=0，2A+C=0，A=1-解得B=-1，C=-2-则Y(s)=1/s-(s+2)/((s+1)²+9)-进一步变形为：Y(s)=1/s-(s+1)/((s+1)²+9)-1/((s+1)²+9)-根据拉氏反变换公式：-