2025年大学大三（自动化）过程控制工程综合测试试题及答案

2025年大学大三（自动化）过程控制工程综合测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3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.以下哪种控制算法不属于过程控制中常用的基本控制算法？A.比例控制B.积分控制C.微分控制D.模糊控制2.过程控制系统中，被控对象的特性不包括以下哪一项？A.惯性B.滞后C.放大系数D.稳定性3.对于一个具有纯滞后的一阶被控对象，其传递函数形式为？A.G(s)=K/(Ts+1)B.G(s)=Ke^(-τs)/(Ts+1)C.G(s)=K/TsD.G(s)=K/(Ts^2+Ts+1)4.以下关于PID控制器参数整定的说法，错误的是？A.比例系数Kp增大，系统响应速度加快B.积分时间Ti增大，积分作用增强C.微分时间Td增大，微分作用增强D.合理的参数整定可使系统性能达到最佳5.在过程控制中，测量变送环节的作用是？A.将被控变量转换为标准信号B.对被控对象进行控制C.执行控制算法D.显示控制结果6.以下哪种控制系统属于开环控制系统？A.定值控制系统B.随动控制系统C.程序控制系统D.简单的手动控制系统7.过程控制系统的性能指标不包括？A.稳定性B.准确性C.快速性D.复杂性8.对于一个二阶系统，其阻尼比ζ的取值范围通常是？A.ζ<0B.0<ζ<1C.ζ=1D.ζ>19.以下哪种控制策略适用于非线性被控对象？A.传统PID控制B.自适应控制C.简单的比例控制D.积分控制10.过程控制中，被控变量的选择原则不包括？A.能够反映生产过程的关键性能B.可测量性好C.与干扰因素无关D.控制成本低第II卷（非选择题共70分）11.（10分）简述过程控制系统的组成部分及其作用。12.（15分）已知一个一阶被控对象的传递函数为G(s)=10/(5s+1)，采用比例控制，比例系数Kp=5，求系统的闭环传递函数，并分析系统的稳定性。13.（15分）在过程控制中，为什么要进行参数整定？常用的参数整定方法有哪些？14.（15分）材料：某化学反应过程中，反应温度对产品质量有重要影响。目前采用人工控制反应温度，波动较大，产品质量不稳定。现计划设计一个温度控制系统，采用PID控制器。问题：请阐述该温度控制系统的设计思路，包括被控对象、被控变量、控制变量、测量变送环节、控制器等部分的确定。15.（15分）材料：某工业生产过程中，被控对象的传递函数为G(s)=20/(10s+1)(5s+1)，采用PI控制，要求系统的稳态误差小于0.05。问题：计算PI控制器的参数Kp和Ki。答案：1.D2.D3.B4.B5.A6.D7.D8.B9.B10.C11.过程控制系统主要由被控对象、测量变送环节、控制器和执行器组成。被控对象是被控制的生产过程或设备；测量变送环节将被控变量转换为标准信号传送给控制器；控制器根据测量信号与设定值的偏差进行控制运算，输出控制信号；执行器根据控制信号对被控对象进行操作，以实现对被控变量的控制。12.闭环传递函数为G(s)/(1+G(s)Kp)=10/(5s+1+50)=10/(5s+51)。系统特征方程为5s+51=0，s=-51/5<0，系统稳定。13.进行参数整定是为了使控制系统达到最佳性能，满足稳定性、准确性和快速性要求。常用方法有经验试凑法、临界比例度法、衰减曲线法等。14.被控对象为化学反应装置；被控变量是反应温度；控制变量可选加热或冷却介质流量等；测量变送环节用温度传感器测量温度并转换为标准信号；控制器采用PID控制器，根据温度偏差进行控制运算，输出控制信号给执行器。15.系统开环传递函数为G(s)Kc=20Kc/(10s+1)(5s+1)=20Kc/(50s^2+15s+1)。对于PI控制，稳态误差ess=1/(Kc(1