2025年高职（机电一体化）自动化控制综合测试卷

2025年高职（机电一体化）自动化控制综合测试卷

（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。请将正确答案的序号填在题后的括号内。1.自动化控制系统中，能够对被控对象的被控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.测量变送环节D.被控对象2.以下哪种控制方式不属于反馈控制（）A.比例控制B.积分控制C.微分控制D.前馈控制3.对于一阶系统，其时间常数T越大，则系统的响应速度（）A.越快B.越慢C.不变D.不确定4.二阶系统的阻尼比ζ=0时，系统的响应为（）A.等幅振荡B.单调上升C.衰减振荡D.发散振荡5.自动控制系统的稳定性是指系统在受到外界干扰作用后，能够（）A.保持原有状态B.恢复到初始状态C.达到新的平衡状态D.持续振荡6.比例控制器的输出与输入偏差信号之间的关系是（）A.积分关系B.微分关系C.比例关系D.非线性关系7.积分控制作用的特点是（）A.能迅速消除偏差B.能提高系统的稳定性C.存在积分饱和现象D.能加快系统的响应速度8.微分控制作用主要用于（）A.消除系统的稳态误差B.提高系统的响应速度C.改善系统的稳定性D.抑制系统的噪声干扰9.以下哪种控制器的控制规律是P+I（）A.比例控制器B.积分控制器C.比例积分控制器D.比例微分控制器10.在PID控制器中，积分时间常数Ti增大时，积分作用（）A.增强B.减弱C.不变D.先增强后减弱1工业自动化仪表按其功能可分为（）A.检测仪表、显示仪表、调节仪表B.温度仪表、压力仪表、流量仪表C.电动仪表、气动仪表、液动仪表D.现场仪表、控制室仪表、盘装仪表12.热电偶温度计是利用（）原理工作的。A.热电效应B.热阻效应C.热膨胀效应D.热辐射效应13.压力传感器的输出信号通常为（）A.电流信号B.电压信号C.电阻信号D.电容信号14.流量测量中，常用的流量计有（）A.电磁流量计、涡街流量计、孔板流量计B.热电偶流量计、热电阻流量计、超声波流量计C.压力流量计、液位流量计、质量流量计D.容积式流量计、涡轮流量计、转子流量计15.以下哪种执行器属于电动执行器（）A.气动调节阀B.电动调节阀C.液动调节阀D.手动调节阀16.可编程逻辑控制器（PLC）的编程语言不包括（）A.梯形图B.指令表C.功能块图D.流程图17.PLC的输入/输出接口电路采用（）进行隔离。A.光电耦合器B.变压器C.继电器D.晶闸管18.工业以太网的特点不包括（）A.传输速率高B.可靠性高C.实时性好D.成本低19.自动化生产线中，用于物料搬运的设备有（）A.机器人、输送带、AGVB.传感器、控制器、执行器C.电机、减速机、联轴器D.气缸、液压缸、电动推杆20.智能控制系统的特点不包括（）A.具有学习能力B.具有自适应能力C.具有自组织能力D.具有确定性第II卷（非选择题共60分）21.（10分）简述自动化控制系统的组成及各部分的作用。22.（10分）什么是系统的传递函数？它有哪些特点？23.（10分）分析比例、积分、微分控制规律对系统性能的影响。材料题24.（15分）某温度控制系统，采用热电偶作为温度传感器，将温度信号转换为电压信号，经放大后送入PID控制器进行控制，控制器输出控制信号驱动电动调节阀调节加热功率，从而实现对温度的控制。已知热电偶的灵敏度为0.04mV/℃，放大倍数为100，PID控制器的比例系数KP=2，积分时间常数Ti=100s，微分时间常数Td=10s。当温度设定值为50℃，实际温度为40℃时，求：（1）传感器输出的电压信号；（2）PID控制器的输出控制信号；（3）说明比例、积分、微分控制作用在该系统中的具体表现。材料题25.（15分）某自动化生产线由输送单元、加工单元、装配单元和检测单元组成。输送单元负责将物料输送到各个加工位置；加工单元对物料进行加工处理；装配单元将加工好的零件进行装配；检测单元对装配好的产品进行质量检测。请设计一个基于PLC的控制系统，实现各单元之间的协调运行，并说明PLC的选型及各单元的控制要求。答案：1.C2.D3.B4.A5.C6.C7.C8.B9.C10.B11.A12.A13.B14.A15.B16.D17.A18.D19.A20.D21.自动化控制系统主要由控制器、执行器、测量变送环节、被控对象和反馈环节组成。控制器根据输入信号产生控制信号；执行器将控制信号转换为具体的动作；测量变送环节测量被控量并转换为信号传至输入端；被控对象是被控制的对象；反馈环节将被控量反馈到输入端与给定值比较。22.传递函数是在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。特点：只与系统结构参数有关，反映系统固有特性；可用于分析系统性能；便于研究系统动态特性。23.比例控制能快速响应偏差，减小稳态误差，但不能消除；积分控制可消除稳态误差，但响应速度慢，可能产生积分饱和；微分控制能提高响应速度，抑制超调，但对噪声敏感。24.（1）传感器输出电压信号为(40-50)×0.04×100=-40mV。（2）首先计算偏差e=40-50=-10℃。比例作用输出uP=KP×e=2×(-10)=-20。积分作用输出uI=KP/Ti×∫edt，这里近似计算uI=KP/Ti×e×t=2/100×(-10)×10=-2。微分作用输出uD=KP×Td×de/dt，这里近似计算uD=KP×Td×(e-e0)/Δt，假设采样周期Δt=1s，e0为上一时刻偏差，这里e0=0，则uD=2×10×(-10-0)/1=-200。所以PID控制器输出控制信号u=uP+uI+uD=-20-2-200=-222。（3）比例控制根据偏差大小立即产生控制作用，使系统快速响应；积分控制随时间积累偏差，消除稳态误差；微分控制根