2026年自动化（控制系统应用）试题及答案

2026年自动化（控制系统应用）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）（总共6题，每题5分，每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）w1.以下关于自动化控制系统中反馈环节的说法，正确的是（）A.反馈只能是负反馈B.反馈能提高系统的稳定性C.反馈会降低系统的精度D.正反馈在控制系统中更常用答案：Bw2.自动化控制系统中，PID控制器的三个参数分别是（）A.比例、积分、微分B.比例、积分、增益C.比例、微分、增益D.积分、微分、增益答案：Aw3.对于一个线性定常系统，其传递函数的分母多项式的根决定了系统的（）A.稳态性能B.动态性能C.稳定性D.精度答案：Cw4.以下哪种传感器常用于自动化控制系统中测量温度（）A.压力传感器B.光电传感器C.热电偶D.超声波传感器答案：Cw5.在自动化控制系统中，执行机构的作用是（）A.检测被控对象的状态B.对控制信号进行运算处理C.将控制信号转换为相应的动作D.产生控制信号答案：Cw6.自动化控制系统的开环传递函数为G(s)，其闭环传递函数为（）A.G(s)/(1+G(s))B.1/(1+G(s))C.G(s)/(1-G(s))D.1/(1-G(s))答案：A第II卷（非选择题共70分）w7.简答题（共20分）（简要回答下列问题，每题10分）（1）简述自动化控制系统中前馈控制的原理及优点。前馈控制是根据干扰的变化，在系统输出出现偏差之前，通过前馈控制器直接对干扰进行补偿控制。优点是能及时克服干扰影响，比反馈控制具有更好的抗干扰性能，可提高系统的动态品质，减少被控量的波动。（2）说明自动化控制系统中常用的控制算法有哪些，并简单介绍其中一种。常用控制算法有PID控制算法、模糊控制算法、神经网络控制算法等。以PID控制算法为例，它通过比例、积分、微分三个环节对偏差进行控制。比例环节能快速响应偏差，积分环节可消除稳态误差，微分环节能预测偏差变化趋势，使系统具有良好的动态和稳态性能。w8.分析题（共20分）（分析以下系统，回答问题，每题10分）已知一个自动化控制系统的方框图如下：[此处可简单描述一下方框图结构，比如有输入、控制器、被控对象、反馈环节等]（1）写出该系统的开环传递函数和闭环传递函数。设控制器传递函数为Gc(s)，被控对象传递函数为G(s)，反馈环节传递函数为H(s)。开环传递函数为Gc(s)G(s)，闭环传递函数为Gc(s)G(s)/(1+Gc(s)G(s)H(s))。（2）若系统的输入为单位阶跃信号，分析系统的稳态误差与哪些因素有关。系统稳态误差与系统的类型（0型、I型、II型等）、开环增益等因素有关。对于单位阶跃输入，0型系统存在稳态误差，其大小与开环增益成反比；I型系统稳态误差为0；II型及更高型系统稳态误差也为0，且对输入信号的跟踪性能更好。w9.设计题（共15分）设计一个简单的温度控制系统，要求采用PID控制器，被控对象为一个加热炉，温度范围为0-100℃，控制精度±1℃。请说明设计思路及步骤。设计思路：利用温度传感器检测加热炉温度，将温度信号反馈给PID控制器作为输入，PID控制器根据设定温度与实际温度的偏差进行运算，输出控制信号调节加热炉功率，从而实现温度控制。步骤：首先确定温度传感器类型并安装在加热炉合适位置；选择合适的PID控制器参数，可通过理论计算结合实际调试确定；搭建控制系统电路，包括传感器接口电路、PID控制器电路、功率调节电路等；进行系统调试，逐步调整PID参数，使系统达到控制精度要求。w10.案例分析题（共15分）材料：某自动化生产线在运行过程中出现产品质量不稳定的情况，经检测发现是控制系统中某个环节出现问题。该生产线采用了反馈控制系统，主要由传感器、控制器、执行机构和被控对象组成。（1）分析可能导致产品质量不稳定的原因有哪些。可能原因有传感器测量不准确，导致反馈信号失真；控制器参数设置不合理，不能有效调节被控对象；执行机构动作不准确或不稳定，无法准确执行控制信号；被控对象本身特性发生变化，如设备老化等，使得系统难以维持稳定控制。（2）针对上述可能原因，提出相应的解决措施。对于传感器问题，更换精