2025年高职工业自动化技术（工业控制技术）试题及答案

2025年高职工业自动化技术（工业控制技术）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）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20题，每题2分，每题给出的选项中，只有一项符合题目要求)1.工业自动化控制系统中，反馈控制的核心作用是（）A.实现系统的快速响应B.消除系统的稳态误差C.提高系统的稳定性D.增强系统的抗干扰能力2.以下哪种编程语言常用于工业自动化控制中的逻辑编程（）A.C语言B.PythonC.LadderDiagram（梯形图）D.Java3.在PID控制中，积分环节的作用是（）A.加快系统的响应速度B.消除系统的稳态误差C.提高系统的稳定性D.抑制系统的超调量4.工业自动化系统中，传感器的主要功能是（）A.执行控制指令B.检测被控对象的状态C.实现信号的转换D.提供系统的动力5.以下哪种控制器属于数字控制器（）A.PLCB.液压控制器C.气动控制器D.模拟电子控制器6.工业自动化生产线中，用于物料搬运的常见设备是（）A.机器人B.传感器C.电机D.控制器7.自动化控制系统的性能指标中，调节时间反映了系统的（）A.响应速度B.稳态精度C.稳定性D.抗干扰能力8.在工业自动化控制中，开环控制系统的特点是（）A.有反馈环节B.控制精度高C.结构简单D.能自动纠正偏差9.工业以太网在工业自动化中的主要作用是（）A.实现设备之间的通信B.提供动力支持C.进行数据存储D.执行控制算法10.以下哪种电机常用于工业自动化控制系统中的调速控制（）A.直流电机B.步进电机C.同步电机D.异步电机11.自动化控制系统中，被控对象是指（）A.控制器B.传感器C.执行机构D.被控制的生产过程或设备12.工业自动化中，PID控制器的三个参数分别是（）A.比例、积分、微分B.速度、加速度、位移C.电压、电流、电阻D.温度、压力、流量13.以下哪种控制算法适用于具有大滞后特性的被控对象（）A.PID控制B.模糊控制C.史密斯预估控制D.自适应控制14.工业自动化系统中，执行机构的作用是（）A.检测被控量B.发出控制信号C.执行控制指令D.实现信号转换15.自动化控制系统的稳定性与以下哪个因素关系密切（）A.控制器的类型B.被控对象的特性C.传感器的精度D.执行机构的功率16.在工业自动化控制中，智能控制的特点不包括（）A.能适应复杂环境B.具有学习能力C.完全不需要人工干预D.可实现优化控制17.工业自动化生产线中，用于检测产品质量的设备通常是（）A.机器人B.传感器C.电机D.控制器18.以下哪种通信协议常用于工业自动化设备之间的通信（）A.TCP/IPB.HTTPC.FTPD.SMTP19.工业自动化控制系统中，前馈控制的作用是（）A.提前消除干扰影响B.提高系统的响应速度C.增强系统的稳定性D.减小系统的稳态误差20.自动化控制系统中，信号调理电路的作用是（）A.放大信号B.滤波信号C.转换信号形式D.以上都是第II卷（非选择题共60分）（一）填空题（每题2分，共10分）请在横线上填入合适的内容。1.工业自动化控制系统主要由______、控制器、执行机构和被控对象组成。2.常用的传感器分类方法有按测量原理分类、按______分类等。3.工业自动化中，PLC的编程语言除了梯形图，还有______、功能块图等。4.控制系统的稳定性分析方法有______、根轨迹法等。5.工业自动化生产线的布局形式有直线式、______、U形等。（二）简答题（每题5分，共20分）1.简述工业自动化控制系统中反馈控制的工作原理。2.列举三种常见的工业自动化传感器，并说明其测量的物理量。3.说明PID控制器中比例、积分、微分三个参数对系统性能的影响。4.简述工业以太网在工业自动化中的优势。（三）分析题（每题10分，共20分）结合工业自动化控制的相关知识进行分析。1.某工业自动化控制系统在运行过程中出现了较大的超调量，分析可能导致这种现象的原因，并提出改进措施。2.现有一个工业自动化生产线，生产过程中产品质量不稳定，试用所学知识分析可能的原因及解决方法。（四）综合应用题（10分）请根据以下材料回答问题：在一个工业自动化的物料输送系统中，采用了传送带进行物料输送。传送带由电机驱动，通过变频器实现调速控制。系统中安装了速度传感器用于检测传送带的运行速度，并且配备了PLC控制器来实现自动化控制。1.请描述该物料输送系统的控制原理。（5分）2.若传送带速度出现波动，分析可能的原因，并说明如何利用该系统中的设备进行调整。（5分）（五）设计题（10分）设计一个简单的工业自动化温度控制系统，要求：采用PID控制器，控制对象为一个加热炉，温度设定值为500℃，温度检测范围为0-1000℃，控制精度达到±5℃。请说明系统的组成部分及各部分的作用。答案：第I卷答案1.B2.C3.B4.B5.A6.A7.A8.C9.A10.A11.D12.A13.C14.C15.B16.C17.B18.A19.A20.D第II卷答案（一）填空题答案1.传感器2.被测量3.语句表4.劳斯判据5.环形（二）简答题答案1.反馈控制的工作原理是将系统输出量通过传感器检测出来，反馈到输入端与给定值进行比较，得到偏差信号。控制器根据偏差信号按照一定的控制算法产生控制信号，驱动执行机构动作，使系统输出量趋近于给定值，从而实现对被控对象的精确控制。2.常见的工业自动化传感器有：温度传感器，测量温度；压力传感器，测量压力；光电传感器，测量物体的有无、位置等。3.比例参数增大，系统响应速度加快，但超调量可能增大；积分参数能消除稳态误差，但积分作用过强可能使系统稳定性变差；微分参数可改善系统的动态性能，减小超调量，加快系统的响应速度。4.工业以太网在工业自动化中的优势有：通信速率高，可实现高速数据传输；兼容性好，能与多种设备连接；开放性强，便于系统扩展和集成；可靠性高，保证数据准确传输。（三）分析题答案1.出现较大超调量的原因可能是：比例系数过大，导致系统响应过激；微分作用不足，不能及时抑制超调。改进措施：适当减小比例系数，增加微分作用强度。2.产品质量不稳定可能原因：传感器精度不够，导致检测不准确；执行机构动作不准确；控制算法不合适。解决方法：更换高精度传感器；检查执行机构并维修；优化控制算法。（四）综合应用题答案1.控制原理：速度传感器检测传送带速度并反馈给PLC，PLC将实际速度与设定速度比较得到偏差，根据PID算法计算控制信号，通过变频器调节电机转速，从而实现对传送带速度的自动控制。2.速度波动原因：负载变化、变频器故障等。利用系统设备调整方法：若负载变化，PLC根据偏差调整控制信