2025年高职（自动化技术）自动化控制阶段测试题及答案

2025年高职（自动化技术）自动化控制阶段测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）本大题共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。1.以下哪种控制方式不属于自动化控制的基本方式？（）A.开环控制B.闭环控制C.半闭环控制D.手动控制2.开环控制系统的特点是（）。A.系统有反馈环节B.控制精度较高C.结构简单，成本低D.能自动补偿扰动影响3.在闭环控制系统中，被控量与给定值的偏差信号经控制器运算后，产生的控制作用是用来（）。A.消除或减小偏差B.增大偏差C.保持偏差不变D.对偏差进行积分4.自动化控制系统中，传感器的作用是（）。A.将被控量转换为电信号B.将给定值转换为电信号C.将偏差信号转换为电信号D.检测被控对象的输出信号5.下列属于数字控制器优点的是（）。A.控制精度低B.灵活性差C.抗干扰能力强D.编程复杂6.PID控制器中，P代表（）。A.比例B.积分C.微分D.增益7.比例控制作用的特点是（）。A.能消除余差B.控制及时，反应快C.能消除偏差的变化趋势D.具有记忆功能8.积分控制作用的特点是（）。A.能快速响应偏差B.能消除余差C.控制作用及时D.对偏差变化敏感9.微分控制作用的特点是（）。A.能消除余差B.能根据偏差变化速度进行控制C.控制作用缓慢D.对偏差大小敏感10.当控制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与输入信号的比值称为（）。A.超调量B.上升时间C.稳态误差D.调节时间11.系统的稳定性是指系统在受到扰动作用后，（）。A.能迅速恢复到原来状态B.能保持原有平衡状态或恢复到原有平衡状态的能力C.输出信号不断增大D.输出信号不断减小12.自动控制系统的动态性能指标中，调节时间反映了系统的（）。A.响应速度B.稳态精度C.抗干扰能力D.稳定性13.下列哪种方法不属于提高系统稳定性的措施？（）A.增加系统的开环增益B.引入负反馈C.调整控制器参数D.增加系统的阻尼比14.对于二阶系统，当阻尼比ζ=1时，系统的阶跃响应为（）。A.等幅振荡B.单调上升C.衰减振荡D.发散振荡15.线性系统的叠加原理表明，当系统有多个输入信号时，系统的输出等于（）。A.各个输入信号单独作用时输出的乘积B.各个输入信号单独作用时输出的和C.各个输入信号单独作用时输出的平均值D.其中一个输入信号单独作用时的输出16.自动控制系统中，执行器的作用是（）。A.将电信号转换为被控对象的输出信号B.将被控量转换为电信号C.将偏差信号转换为电信号D.根据控制器输出信号对被控对象施加控制作用17.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18.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.C语言19.PLC的输入输出模块中，输入模块的作用是（）。A.将外部输入信号转换为PLC内部的数字信号B.将PLC内部的数字信号转换为外部输出信号C.对输入信号进行放大D.对输入信号进行滤波20.在PLC编程中，常开触点对应的指令是（）。A.LDB.LDIC.OUTD.AND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部分及其作用。22.（10分）比较开环控制和闭环控制的优缺点。23.（10分）已知一个控制系统的传递函数为G(s)=10/(s^2+2s+10)，求该系统的阻尼比ζ和自然频率ωn。24.（15分）材料：某温度控制系统采用PID控制器，被控对象的传递函数为G(s)=1/(s(0.1s+1))，要求系统的稳态误差小于0.01，调节时间小于1s。问题：设计该PID控制器的参数。25.（15分）材料：某液位控制系统，采用PLC进行控制。液位传感器将液位信号转换为4～20mA的电流信号，输入到PLC的模拟量输入模块。PLC根据设定的液位值与实际液位值的偏差，通过PID算法计算出控制量，输出到电动调节阀，调节液位。问题：简述该液位控制系统的工作原理，并画出系统的控制框图。答案：1.D2.C3.A4.D5.C6.A7.B8.B9.B10.C11.B12.A13.A14.B15.B16.D17.B18.D19.A20.A21.自动化控制系统主要由控制器、被控对象、传感器、执行器等组成。控制器根据传感器检测到的被控对象的输出信号与给定值的偏差，按照一定的控制算法产生控制信号。被控对象是被控制的设备或过程。传感器用于检测被控对象的输出信号，并将其转换为电信号。执行器根据控制器的输出信号对被控对象施加控制作用，使被控对象的输出达到预期值。22.开环控制优点：结构简单、成本低、工作稳定。缺点：控制精度低，不能自动补偿扰动影响。闭环控制优点：控制精度高，能自动补偿扰动影响。缺点：结构复杂、成本高，存在稳定性问题。23.传递函数G(s)=10/(s^2+2s+10)，与标准形式G(s)=ωn^2/(s^2+2ζωns+ωn^2)对比，可得ωn^2=10，2ζωn=2，解得ωn=√10，ζ=1/√10。24.首先根据被控对象传递函数G(s)=1/(s(0.1s+1))，计算系统的开环增益K=10。为使稳态误差小于0.01，根据稳态误差公式，采用PI控制，设比例系数Kp，积分系数Ki。调节时间要求小于1s，通过调整Kp和Ki的值，结合系统性能指标进行优化计算，最终确定合适的Kp和Ki值。25.工作原理：液位传感器检测液位信号转换为4～20mA电流信号输入PLC模拟量输入模块，PLC