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2025年大学（自动化）过程控制基础测试试题及答案

（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：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共6题，每题5分)w1.过程控制系统中，被控对象的输出变量是（）A.操纵变量B.被控变量C.干扰变量D.设定值w2.以下哪种控制规律能有效消除系统的稳态误差（）A.P控制B.PI控制C.PD控制D.PID控制w3.过程控制系统的性能指标中，反映系统快速性的是（）A.超调量B.衰减比C.调节时间D.稳态误差w4.对于一阶惯性环节，其时间常数T越大，系统响应（）A.越快B.越慢C.不变D.先快后慢w5.反馈控制系统的特点是（）A.按偏差进行控制B.按给定值进行控制C.开环控制D.前馈控制w6.以下不属于过程控制系统组成部分的是（）A.被控对象B.测量变送装置C.执行器D.计算机主机第II卷（非选择题共70分）w7.（10分）简述过程控制系统的基本组成及各部分的作用。w8.（1５分）什么是比例控制规律？比例控制有什么特点？w9.（15分）已知某过程控制系统的传递函数为G(s)=1/(Ts+1)，当输入为单位阶跃信号时，求系统的响应表达式，并分析时间常数T对系统响应的影响。w10.（20分）材料：某温度控制系统，被控对象为一个加热炉，其传递函数为G0(s)=1/(10s+1)，采用PI控制器，比例系数Kp=2，积分时间Ti=5。当系统受到一个阶跃干扰，干扰幅度为5时，试分析系统的响应情况。问题：（1）写出该系统的闭环传递函数。（2）计算系统的稳态误差。（3）分析PI控制器对系统性能的改善作用。w11.（10分）材料：在一个流量控制系统中，被控对象的传递函数为G(s)=1/(5s+1)，采用PID控制器进行控制。问题：简述PID控制器中比例、积分、微分控制作用的物理意义及对系统性能的影响。答案：w1.Bw2.Bw3.Cw4.Bw5.Aw6.Dw7.过程控制系统由被控对象、测量变送装置、控制器、执行器组成。被控对象是被控制的生产过程或设备；测量变送装置用于测量被控变量并将其转换为标准信号；控制器根据测量信号与设定值的偏差进行控制运算；执行器根据控制器输出信号改变操纵变量，以实现对被控变量的控制。w8.比例控制规律是指控制器的输出信号与输入偏差信号成比例关系。特点为控制作用及时、快速，但存在稳态误差；比例系数越大，控制作用越强，响应速度越快，但稳态误差可能增大。w9.系统响应表达式为y(t)=1-e^(-t/T)。时间常数T越大，系统响应越慢，上升时间、调节时间变长，达到稳态所需时间增加。w10.（1）闭环传递函数为G(s)=2(1+s/5)/[(10s+1)(1+s/5)+2]。（2）稳态误差为0。（3）PI控制器中比例作用使系统快速响应，积分作用消除稳态误差，提高系统控制精度。w11.比例控制作用的物理意义是根据偏差大小成比例地改变控制作用，能快速响应偏差，减

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