2025年中职第二学年（化工仪表及自动化）化工控制系统调试测试题及答案

2025年中职第二学年（化工仪表及自动化）化工控制系统调试测试题及答案

（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。请将正确答案的序号填在括号内。1.化工控制系统中，能够对被控变量进行测量并将其转换为标准信号的装置是（）A.控制器B.执行器C.检测变送装置D.被控对象2.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3.在控制系统中，被控变量随时间的变化曲线称为（）A.控制曲线B.给定曲线C.干扰曲线D.过渡过程曲线4.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5.化工生产中，为了使控制系统具有良好的稳定性，一般希望系统的衰减比为（）A.4:1B.10:1C.1:4D.1:106.当控制系统的输入信号为阶跃信号时，输出信号随时间的变化过程称为（）A.阶跃响应B.脉冲响应C.斜坡响应D.正弦响应7.以下不属于控制器控制规律的是（）A.比例B.积分C.微分D.放大倍数8.在PID控制中，积分作用主要用于消除（）A.比例误差B.稳态误差C.动态误差D.测量误差9.对于一个控制系统，其传递函数为G(s)，若G(s)的极点全部位于s平面的左半平面，则系统（）A.稳定B.不稳定C.临界稳定D.无法判断10.化工控制系统中，执行器的作用是（）A.接受控制器输出信号，改变操纵变量B.测量被控变量并转换为标准信号C.对被控对象施加控制作用D.产生控制信号11.当系统的增益K增大时，系统的稳定性（）A.变好B.变差C.不变D.先变好后变差12.以下哪种控制系统结构简单、成本低，但控制质量不高（）A.开环控制系统B.闭环控制系统C.串级控制系统D.前馈控制系统13.在控制系统中，干扰作用是（）A.使被控变量偏离给定值的因素B.使控制器输出信号变化的因素C.使执行器动作的因素D.使检测变送装置工作的因素14.对于一个二阶系统，其阻尼比ζ=0.5时，系统的响应特性为（）A.无振荡B.欠阻尼振荡C.临界阻尼D.过阻尼15.化工控制系统中，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.控制规律16.当控制系统的输入信号为斜坡信号时，输出信号的稳态误差与系统的（）有关。A.比例系数B.积分系数C.微分系数及开环增益D.开环增益17.在控制系统中，若要提高系统的快速性，可适当增大（）A.比例系数B.积分时间常数C.微分时间常数D.滞后时间18.以下哪种控制方式能及时克服干扰对被控变量的影响（）A.反馈控制B.前馈控制C.串级控制D.比值控制19.化工控制系统中，检测变送装置的精度会影响（）A.系统的稳定性B.系统的准确性C.系统的快速性D.系统带宽20.对于一个控制系统，其传递函数为G(s)=1/(s+1)，该系统为（）A.一阶系统B.二阶系统C.三阶系统D.四阶系统第II卷（非选择题，共60分）（一）填空题（共10分）答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请在横线上填写正确答案。1.化工控制系统一般由检测变送装置、______、执行器和被控对象组成。2.比例控制规律的表达式为______。3.控制系统的稳定性是指系统在受到干扰作用后，能够______恢复到原来平衡状态的能力。4.当系统的输入信号为单位阶跃信号时，系统输出响应的稳态值称为______。5.串级控制系统中，主控制器的输出作为______的给定值。（二）简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。1.简述化工控制系统的组成及各部分的作用。2.说明比例、积分、微分控制规律的特点及适用场合。3.什么是系统的过渡过程？过渡过程的品质指标有哪些？4.简述前馈控制与反馈控制的区别与联系。（三）计算题（共15分）答题要求：本大题共2小题，第1小题7分，第2小题8分。解答应写出必要的文字说明、计算步骤和答案。1.已知某控制系统的传递函数为G(s)=10/(s+1)(2s+1)，求系统的单位阶跃响应。2.某控制系统的方块图如下，已知G1(s)=2/(s+1)，G2(s)=3/(s+2)，H(s)=1，求系统的传递函数。（四）案例分析题（共10分）答题要求：阅读以下案例，回答问题。某化工生产过程中，对某一反应釜的温度进行控制。采用了PID控制系统，控制器的比例系数Kp=2，积分时间常数Ti=10，微分时间常数Td=2。在运行过程中，发现温度波动较大，超调量也较大。1.分析温度波动较大、超调量较大的原因可能有哪些？（5分）2.针对上述问题，提出改进措施。（5分）（五）设计题（共5分）答题要求：设计一个简单的液位控制系统，要求画出控制系统的方块图，并说明各部分的作用。答案：第I卷答案：1.C2.B3.D4.B5.A6.A7.D8.B9.A10.A11.B12.A13.A14.B15.D16.D17.C18.B19.B20.A第II卷答案：（一）1.控制器2.u(t)=Kp(e(t))3.自动4.稳态误差5.副控制器（二）1.检测变送装置测量被控变量并转换为标准信号；控制器根据检测信号与给定值比较产生控制信号；执行器接受控制信号改变操纵变量；被控对象是被控制的生产过程。2.比例控制反应快，无稳态误差，但存在余差，适用于干扰较小、对控制精度要求不高场合；积分控制能消除稳态误差，但控制作用缓慢，易使系统超调；微分控制能改善系统动态性能，加快响应速度，适用于对象容量滞后大、干扰变化剧烈场合。3.系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。品质指标有衰减比、超调量、最大偏差、余差、过渡时间等。4.区别：前馈控制基于干扰进行控制，能及时克服干扰；反馈控制基于偏差控制。联系：前馈控制常与反馈控制结合，构成前馈-反馈控制系统，提高控制质量。（三）1.先将传递函数分解为部分分式，再求拉氏反变换得到单位阶跃响应。2.利用方块图化简规则逐步求出系统传递函数。（四）1.可能原因：比例系数Kp过小，积分时间常数Ti过大，微分时间常数Td不合适等。2.措施：适当增大比例系数Kp，减