2025年高职（电气自动化技术）电气自动化控制系统试题及答案

2025年高职（电气自动化技术）电气自动化控制系统试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）答题要求：本卷共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.以下哪种控制方式不属于电气自动化控制系统的基本控制方式？A.开环控制B.闭环控制C.半闭环控制D.复合控制2.在自动控制系统中，能够对系统的输出量进行测量，并将其反馈到输入端与给定值进行比较的环节是？A.控制器B.执行器C.传感器D.比较器3.对于一个典型的PID控制器，其比例系数、积分时间常数和微分时间常数对系统性能的影响，以下说法错误的是？A.比例系数越大，系统响应越快，但可能会产生超调B.积分时间常数越大，积分作用越强，能消除稳态误差C.微分时间常数越大，微分作用越强，能抑制系统的快速变化D.合理调整这三个参数可使系统达到较好的控制效果4.电气自动化控制系统中，常用的编程语言不包括以下哪种？A.梯形图（LAD）B.指令表（STL）C.功能块图（FBD）D.C语言5.以下哪种电机调速方法不属于电气调速？A.改变磁极对数调速B.改变转差率调速C.改变电源频率调速D.机械变速调速6.在PLC控制系统中，如果要实现定时功能，通常会使用以下哪个指令？A.LDB.ANDC.TIMD.OUT7.自动控制系统的稳定性是指？A.系统在扰动作用下能恢复到原平衡状态的能力B.系统输出量跟随输入量变化的能力C.系统对不同频率输入信号的响应特性D.系统在给定输入下输出的准确性8.以下关于传感器的说法，错误的是？A.传感器是将非电量转换为电量的装置B.传感器的精度越高越好C.传感器的线性度会影响测量结果的准确性D.不同类型的传感器适用于不同的测量场景9.对于一个三相异步电动机的正反转控制电路，需要改变以下哪个参数来实现反转？A.电源相序B.电机转速C.电机电压D.电机电流10.在工业自动化中，常用于检测物体位置的传感器是？A.温度传感器B.压力传感器C.光电传感器D.湿度传感器11.以下哪种控制系统属于恒值控制系统？A.电机调速系统B.温度控制系统C.机器人轨迹控制系统D.液位控制系统12.电气自动化控制系统中，用于实现逻辑控制的核心部件是？A.继电器B.接触器C.可编程逻辑控制器（PLC）D.变频器13.当系统输入为单位阶跃信号时，系统输出响应的上升时间是指？A.输出从初始值上升到稳态值的90%所需的时间B.输出从初始值上升到稳态值的50%所需的时间C.输出从初始值上升到稳态值的10%所需的时间D.输出从初始值上升到稳态值的63.2%所需的时间14.以下关于直流电动机调速的说法，正确的是？A.弱磁调速只能使电动机转速向上调B.电枢回路串电阻调速效率高C.降压调速适用于恒功率负载D.调速范围与调速方法无关15.在电气自动化控制系统中，用于实现信号放大和转换的电路是？A.电源电路B.控制电路C.驱动电路D.放大电路16.以下哪种自动化设备常用于工业生产线上的物料搬运？A.机器人B.传感器C.变频器D.可编程控制器17.自动控制系统的稳态误差是指？A.系统在稳态时输出量与输入量之间的误差B.系统在动态过程中输出量与输入量之间的误差C.系统在启动阶段输出量与输入量之间的误差D.系统在停止阶段输出量与输入量之间的误差18.对于一个简单的液位控制系统，液位传感器检测到液位低于设定值时，系统应采取的控制动作是？A.打开排水阀B.关闭排水阀C.启动水泵D.停止水泵19.以下哪种通信方式常用于工业自动化控制系统中设备之间的远距离通信？A.RS232B.RS485C.USBD.CAN20.在电气自动化控制系统设计中，首先要确定的是？A.控制方案B.设备选型C.系统架构D.技术指标第II卷（非选择题，共60分）（一）填空题（每题2分，共10分）答题要求：请在每题的横线上填写正确答案。1.自动控制系统的性能指标主要包括稳定性、______、准确性。2.PLC的编程语言中，梯形图是通过______来表示逻辑关系的。3.直流电动机的调速方法有电枢回路串电阻调速______、弱磁调速。4.传感器的静态特性指标有线性度、灵敏度、______等。5.在三相异步电动机的Y-Δ启动控制中，启动时电动机接成______形。（二）简答题（每题5分，共20分）答题要求：简要回答问题，语言简洁明了。1.简述开环控制系统和闭环控制系统的特点及适用场合。2.说明PLC控制系统的工作过程。3.什么是电机的调速范围和调速精度？4.简述传感器在电气自动化控制系统中的作用。（三）分析题（每题10分，共20分）答题要求：根据题目所给信息进行分析解答，要有必要的文字说明。1.分析一个简单的温度控制系统的工作原理，该系统采用PID控制器，温度传感器检测温度，电加热器作为执行器。当温度低于设定值时，如何通过PID控制器调节电加热器的功率来使温度达到设定值？2.某三相异步电动机在运行过程中出现转速下降的情况，请分析可能的原因及对应的解决方法。（四）设计题（10分）答题要求：根据给定的控制要求，设计一个电气自动化控制系统。材料：设计一个基于PLC的三相异步电动机正反转控制系统，要求实现电动机的正反转控制，并具有过载保护功能。请描述控制系统的硬件组成和软件设计思路。（五）综合应用题（10分）答题要求：结合所学知识，解决实际问题，要有详细的解题过程。材料：在一个工业生产线上，需要对物料进行分拣。已知有三种不同颜色的物料，分别为红色、蓝色和绿色。要求设计一个基于传感器和PLC的物料分拣控制系统，能够根据物料颜色将其分拣到不同的位置。请说明系统整体设计方案，包括传感器的选型、PLC的控制程序设计思路等。答案：1.C2.D3.B4.D5.D6.C7.A8.B9.A10.C11.B12.C13.B14.A15.D16.A17.A18.C19.B20.D填空题答案：1.快速性2.图形符号3.降压调速4.重复性5.Y简答题答案：1.开环控制系统结构简单、成本低、稳定性好，但控制精度低，适用于对控制精度要求不高的场合。闭环控制系统通过反馈实现高精度控制，能自动克服扰动影响，但结构复杂、成本高，适用于对控制精度要求较高的场合。2.PLC控制系统工作过程包括输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段。输入采样阶段读取输入信号状态存入输入映像寄存器；程序执行阶段按程序逻辑运算处理；输出刷新阶段将输出映像寄存器内容传送到输出端子。3.调速范围指电动机能达到的最高转速与最低转速之比。调速精度指电动机实际转速与给定转速的接近程度。4.传感器在电气自动化控制系统中用于检测各种物理量，将其转换为电信号，为控制器提供输入信息，实现对系统的监测和控制，保证系统正常运行和精确控制。分析题答案：1.当温度低于设定值时，PID控制器根据偏差大小及变化率计算控制量。偏差为设定温度减去实际温度，若偏差较大，比例作用使电加热器功率快速增加；积分作用逐渐累积偏差，使功率持续增加以消除稳态误差；微分作用根据偏差变化率调整功率变化速度，避免超调。最终使温度达到设定值。2.转速下降可能原因及解决方法：电源电压过低，检查电源电压并调整；电机过载，检查负载并减轻或更换电机；电机绕组短路或断路，检修电机绕组；机械故障，检查传动部件并修复。设计题答案：硬件组成：PLC、接触器、热继电器、按钮等。软件设计思路