2025年高职（化工自动化技术）化工自动化系统设计基础试题及答案

2025年高职（化工自动化技术）化工自动化系统设计基础试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）（总共20题，每题2分，每题只有一个选项符合题意，请将正确答案填在括号内）1.化工自动化系统中，能够检测生产过程中的各种参数，并将其转换为电信号的装置是（）A.控制器B.执行器C.检测元件D.被控对象2.以下哪种控制规律能使系统的输出快速跟随输入的变化，且具有较强的抗干扰能力（）A.P控制B.PI控制C.PD控制D.PID控制3.在化工自动化系统中，被控变量通常是（）A.温度、压力、流量等工艺参数B.控制器的输出信号C.执行器的动作D.检测元件的输入信号4.自动化系统中，用于将控制器的输出信号转换为执行机构动作的装置是（）A.检测元件B.放大器C.执行器D.转换器5.当系统的给定值发生变化时，能使被控变量迅速、准确地回到给定值的控制方式是（）A.定值控制B.程序控制C.随动控制D.前馈控制6.化工自动化系统设计中，首先需要确定的是（）A.控制方案B.检测元件C.执行器D.被控对象7.以下哪种控制方式属于开环控制（）A.定值控制B.程序控制C.前馈控制D.反馈控制8.在PID控制中，积分作用的主要目的是（）A.加快系统响应速度B.消除稳态误差C.提高系统稳定性D.增强系统抗干扰能力9.化工自动化系统中，被控对象的特性不包括（）A.放大系数B.时间常数C.滞后时间D.控制精度10.自动化系统设计时，要考虑系统的安全性，以下措施中不属于安全措施的是（）A.冗余设计B.故障报警C.优化控制算法D.紧急停车装置11.对于具有较大滞后的被控对象，采用哪种控制方式效果较好（)A.简单P控制B.串级控制C.前馈控制D.比值控制12.在化工自动化系统中，检测元件的精度会直接影响（）A.控制质量B.系统稳定性C.执行器动作D控制器参数13.自动化系统中，执行器的气开、气关形式选择主要取决于（）A.工艺要求B.安全要求C.控制方案D.被控对象特性14.当系统受到干扰作用后，被控变量在控制器的作用下，经过一段时间逐渐稳定在新的数值上这一过程称为（）A.静态B.动态C.稳态D.过渡过程15.化工自动化系统设计中，需要对系统进行调试，调试的主要内容不包括（）A.控制器参数整定B.检测元件校验C.工艺流程优化D.执行器性能测试16.以下哪种控制算法不属于智能控制算法（）A.模糊控制B.神经网络控制C.PID控制D.专家控制l7.在化工自动化系统中，若要实现两个流量的比值保持恒定，应采用（）A.比值控制B.串级控制C.均匀控制D.分程控制18.自动化系统设计中，考虑系统的经济性，以下做法不正确的是（）A.选用性价比高的设备B.优化控制方案降低能耗C.增加不必要的控制环节D.合理利用现有设备19.对于非线性被控对象，哪种控制方法更适合（）A.传统PID控制B.自适应控制C.简单P控制D.位式控制20.化工自动化系统中，信号传输线路的敷设要考虑（）A.信号强度衰减B.电磁干扰C.线路长度D.以上都是第II卷（非选择题共60分）（总共5题，每题12分，请根据题目要求作答）21.简述化工自动化系统的组成部分及其作用。22.说明PID控制中比例、积分、微分控制作用的特点及相互关系。23.举例说明化工生产中常见的被控对象及其特性，以及如何根据其特性选择合适的控制方案。24.材料：在某化工生产过程中，反应釜的温度控制要求较高，现采用了PID控制系统，但在运行过程中发现温度波动较大，超调量也较大。问题：请分析可能导致这些问题的原因，并提出改进措施。25.材料：某化工装置需要控制进料流量和出料流量的比值，以保证产品质量稳定。问题：设计一个比值控制系统，说明系统的组成部分、工作原理及如何实现比值的稳定控制。答案：1.C2.D3.A4.C5.C6.A7.C8.B9.D10.C11.B12.A13.B14.D15.C16.C17.A18.C19.B20.D21.化工自动化系统主要由检测元件、控制器、执行器和被控对象组成。检测元件用于检测生产过程中的各种参数并转换为电信号；控制器接收检测信号，按照预定控制规律计算输出控制信号；执行器将控制器输出信号转换为执行机构动作，以改变被控变量；被控对象是生产过程中需要控制的工艺设备或生产环节。22.比例控制作用能快速响应偏差，偏差越大控制作用越强，但存在稳态误差；积分控制作用能消除稳态误差，通过对偏差的积分积累控制作用，但响应速度慢，可能使系统超调；微分控制作用能根据偏差变化率提前给出控制作用，增强系统稳定性，减小超调量。比例、积分、微分相互配合，比例提供基本控制，积分消除稳态误差，微分改善动态性能。23.例如反应釜温度控制，反应釜作为被控对象，具有较大的滞后和惯性。对于这种对象，单纯P控制难以消除稳态误差，可采用PID控制或串级控制。PID控制能较好地兼顾系统的快速性、稳定性和准确性；串级控制通过主副回路协同工作，可有效克服滞后，提高控制质量。24.原因可能是比例系数设置过大，导致系统响应过激，超调量增大；积分时间过长，使积分作用不及时，无法有效抑制偏差；微分时间设置不合理，未能充分利用偏差变化率提前控制等。改进措施：适当减小比例系数，缩短积分时间，调整微分时间，重新整定控制器参数，通过实际测试优化控制效果。25.比值控制系统由流量检测元件、比值器、控制器、执行器等组成。工作原理：通过检测