2025年大学自动化基础应用技术（自动化基础应用技术案例）试题及答案

2025年大学自动化基础应用技术（自动化基础应用技术案例）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：本大题共10小题，每小题3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.自动化系统中，能够对被控对象的状态进行实时监测并将信号反馈给控制器的是以下哪种装置？A.执行器B.传感器C.运算放大器D.继电器2.在工业自动化生产线中，用于实现物料搬运自动化的关键技术是？A.机器人视觉技术B.自动化仓储技术C.物流传输技术D.智能控制算法3.自动化控制系统中，比例积分微分（PID）控制器的积分作用主要是用于？A.消除系统稳态误差B.加快系统响应速度C.抑制系统超调量D.提高系统稳定性4.以下哪种自动化技术常用于智能家居系统中，实现家电设备的远程控制和智能联动？A.工业以太网技术B.蓝牙技术C.ZigBee技术D.光纤通信技术5.在自动化生产过程中，能够根据生产任务的变化自动调整生产参数和工艺流程的系统是？A.柔性制造系统B.刚性自动化生产线C.数控加工中心D.自动化装配线6.自动化控制系统中，用于将模拟信号转换为数字信号的设备是？A.数模转换器（DAC）B.模数转换器（ADC）C.可编程逻辑控制器（PLC）D.传感器信号调理电路7.工业自动化领域中，常用于机器人编程和示教的编程语言是？A.C语言B.BASIC语言C.机器人专用编程语言（如ABB的RAPID等）D.Python语言8.自动化系统中的监控软件，主要功能不包括以下哪一项？A.设备状态实时显示B.故障报警与记录C.程序编写与调试D.历史数据查询与分析9.在自动化控制系统设计中，首先需要进行的工作是？A.选择控制器类型B.确定控制方案C.建立数学模型D.绘制电气原理图10.以下哪种自动化技术在智能交通系统中用于实现车辆的自动驾驶和路径规划？A.全球定位系统（GPS）技术B.地理信息系统（GIS）技术C.车载传感器技术D.以上都是第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共20分）答题要求：本大题共10个空，每空2分。请将答案填写在题中的横线上。1.自动化系统主要由控制器、______、执行器和被控对象组成。2.传感器按工作原理可分为物理传感器、化学传感器和______传感器。3.工业自动化网络的拓扑结构主要有总线型、星型、______和混合型。4.自动化控制系统的性能指标主要包括稳定性、______和准确性。5.可编程逻辑控制器（PLC）的编程语言主要有梯形图、______和功能块图。6.机器人的运动控制方式主要有点位控制、______和连续路径控制。7.自动化仓储系统主要由货架、堆垛机、______和管理控制系统组成。8.智能控制系统的主要类型有模糊控制系统、神经网络控制系统和______控制系统。9.在自动化生产中，常用的检测技术有光学检测、______和无损检测。10.自动化系统的故障诊断方法主要有基于信号处理的方法、基于______的方法和基于人工智能的方法。三、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.简述自动化控制系统中开环控制和闭环控制的区别。2.列举三种常见的工业机器人应用场景，并简要说明其作用。3.说明自动化仓储系统中货物存储方式的分类及特点。4.简述自动化控制系统设计中抗干扰措施的主要内容。四、案例分析题（共15分）答题要求：阅读以下案例，回答问题。某自动化生产线用于生产某种电子产品，其控制系统采用PLC作为控制器，通过传感器检测生产过程中的各项参数，并由执行器对生产设备进行控制。在生产过程中，发现产品质量不稳定，经过分析发现是由于温度控制不准确导致的。已知温度传感器将检测到的温度信号转换为4-20mA的电流信号，输入到PLC的模拟量输入模块，PLC根据设定的温度值与实际检测值进行比较，通过PID控制算法输出控制信号，驱动加热设备或冷却设备来调节温度。1.请分析温度控制不准确可能的原因。（5分）2.针对温度控制不准确的问题，提出可能的解决措施。（5分）3.简述PLC在该自动化生产线温度控制中的工作原理。（5分）五、设计题（共15分）答题要求：设计一个简单的自动化控制系统，用于控制一个水箱的水位。要求水箱水位保持在设定的高度范围内，当水位低于下限值时，水泵自动启动注水；当水位高于上限值时，排水阀自动打开排水。请画出控制系统的原理图，并简述各组成部分的作用。答案：第I卷1.B2.C3.A4.C5.A6.B7.C8.C9.C10.D第II卷1.传感器2.生物3.环型4.快速性5.语句表6.直线控制7.输送机8.专家9.电子检测10.故障模型三、简答题1.开环控制没有反馈环节，控制器仅根据输入信号控制执行器，对被控对象的输出不进行监测和调整。闭环控制有反馈环节，通过将被控对象的输出反馈到输入端与给定值比较，根据偏差调整控制器输出，使被控对象输出更接近给定值，控制精度更高。2.焊接作业：用于电子产品等的焊接，提高焊接质量和效率。搬运作业：在物流仓库中搬运货物，实现货物的快速转移。装配作业：对零部件进行精准装配，保证产品装配精度。3.分类：固定存储、随机存储、分类存储。特点：固定存储货物存放位置固定，查找方便但空间利用率可能不高；随机存储货物可存于任意位置，空间利用率高但查找时间长；分类存储按货物类别分区存储，兼具两者优点。4.硬件抗干扰：采用屏蔽技术、合理布线、增加滤波电路等。软件抗干扰：采用数字滤波、设置看门狗、故障诊断与恢复程序等。接地技术：正确设计接地系统，减少干扰。四、案例分析题1.温度传感器可能损坏，导致检测信号不准确。PID控制参数设置不合理，无法有效调节温度。加热或冷却设备故障，不能正常工作。模拟量输入模块可能存在误差或故障。2.更换温度传感器，确保检测信号准确。重新调整PID控制参数，通过实验优化。检查加热和冷却设备，维修或更换故障部件。对模拟量输入模块进行校准或更换。3.PLC的模拟量输入模块将4-20mA电流信号转换为数字信号，与设定温度值比较得到偏差。根据PID控制算法计算出控制信号，输出到相应的输出模块，驱动加热或冷却设备调节温度，使实际温度接近设定值。五、设计题控制系统原理图：水箱设有水位上限传感器、下限传感器，分别连接到PLC的输入端口。PLC输出端口连接水泵控