2025年大学本科三年级（自动化）工业控制综合测试试题及答案

2025年大学本科三年级（自动化）工业控制综合测试试题及答案

（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10题，每题3分)1.以下哪种控制算法常用于工业控制中对系统偏差的快速响应和消除？（）A.比例控制B.积分控制C.微分控制D.模糊控制2.在工业自动化控制系统中，PLC（可编程逻辑控制器）的编程语言不包括以下哪种？（）A.梯形图B.指令表C.C语言D.功能块图3.对于工业机器人的运动控制，以下哪种坐标系是最常用的？（）A.直角坐标系B.圆柱坐标系C.球坐标系D.关节坐标系4.工业控制中，PID控制器的参数整定通常不包括以下哪个方面的调整？（）A.比例系数B.积分时间常数C.微分时间常数D.采样周期5.以下哪种传感器常用于检测工业生产线上物体的位置？（）A.温度传感器B.压力传感器C.光电传感器D.加速度传感器6.在工业自动化系统中，用于实现设备之间通信的协议是（）A.TCP/IPB.HTTPC.ModbusD.FTP7.工业控制中，以下哪种控制策略适用于具有大惯性、纯滞后的系统？（）A.自适应控制B.预测控制C.智能控制D.前馈控制8.对于工业控制系统的抗干扰措施，以下说法错误的是（）A.采用屏蔽电缆可减少电磁干扰B.合理布置电源线和信号线可降低干扰C.增加系统的增益可提高抗干扰能力D.采用滤波电路可抑制高频干扰9.工业控制中，以下哪种设备常用于实现电机的调速控制？（）A.变频器B.接触器C.继电器D.熔断器10.在自动化生产线中，用于协调各设备动作顺序的是（）A.传感器B.控制器C.执行器D.定时器第II卷（非选择题，共70分）11.（10分）简述工业控制中开环控制系统和闭环控制系统的特点及应用场景。12.（15分）请详细说明PID控制器的工作原理，并举例说明其在工业控制中的应用。13.（15分）在工业自动化控制系统中，如何选择合适的传感器和执行器？请分别举例说明。14.（15分）材料：某工厂的自动化生产线中，有一台电机需要进行调速控制，以满足不同生产工艺的要求。已知电机的额定功率为10kW，额定转速为1450r/min。现有两种调速方案可供选择：方案一采用变频器调速，方案二采用直流调速器调速。问题：请分析这两种调速方案的优缺点，并根据该生产线的实际情况，选择一种合适的调速方案，并说明理由。15.（15分）材料：在某工业控制系统中，发现系统存在较大的干扰，导致控制精度下降。经过检查，发现干扰主要来自于外部的电磁辐射和电源波动。问题：针对这种情况，请提出至少三种有效的抗干扰措施，并简要说明其原理。答案：1.A2.C3.D4.D5.C6.C7.B8.C9.A10.D11.开环控制系统特点：结构简单、成本低、稳定性好，但控制精度低，对扰动无补偿能力。应用场景：适用于扰动较小、控制精度要求不高的场合，如简单的加热炉控制等。闭环控制系统特点：能自动补偿扰动影响，控制精度高，但结构复杂、成本高、稳定性设计要求高。应用场景：适用于对控制精度要求较高、存在较大扰动的系统，如电机调速控制、温度精确控制等。12.PID控制器工作原理：比例环节成比例地反映控制系统的偏差信号，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差；积分环节主要用于消除静差，提高系统的无差度；微分环节反映偏差信号的变化趋势，能在偏差信号变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。例如在温度控制系统中，通过PID控制器可精确控制温度，使温度稳定在设定值。13.选择传感器：根据测量的物理量选择，如测量温度选温度传感器，测量压力选压力传感器等。还要考虑精度、量程、响应时间等因素。例如测量管道内液体压力，选高精度压力传感器。选择执行器：根据控制要求和负载特性选择，如控制电机选变频器或调速器等。考虑输出功率、动作速度、可靠性等。例如控制阀门开度，选电动执行器。14.变频器调速优点：调速范围宽、效率高、功率因数高、可实现无级调速等。缺点：价格相对较高。直流调速器调速优点：调速精度高、调速范围宽。缺点：结构复杂、维护成本高。该生产线对调速精度有一定要求，且需经常改变转速，采用变频器调速更合适，能满足不同工艺要求，虽然价格高些，但综合效益好。15.抗干扰措施及原理：屏蔽措施，用金属屏蔽层减少电磁辐射干扰，屏蔽