2026 年高职自动化（控制系统设计）试题及答案

2025年高职自动化（控制系统设计）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.以下哪种控制算法常用于消除系统的稳态误差（）A.比例控制B.积分控制C.微分控制D.比例积分控制2.在自动控制系统中，被控对象是指（）A.产生控制作用的装置B.接受控制并输出被控量的元件C.被控制的生产过程或设备D.检测被控量的装置3.闭环控制系统的核心是（）A.被控对象B.控制器C.检测装置D.执行机构4.自动化控制系统设计中，首先要确定的是（）A.控制方案B.被控量C.控制精度D.系统稳定性5.对于一个二阶系统，其超调量主要与（）有关A.阻尼比B.自然频率C.增益D.时间常数6.下列哪种传感器不属于位置传感器（）A.光电编码器B.光栅尺C.温度传感器D.磁栅尺7.PID控制器中，积分作用的主要目的是（）A.加快系统响应速度B.提高系统稳定性C.消除稳态误差D.改善系统动态性能8.自动控制系统按给定信号的特征可分为（）A.恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统B.线性控制系统和非线性控制系统C.连续控制系统和离散控制系统D.开环控制系统和闭环控制系统9.在控制系统设计中，为了提高系统的抗干扰能力，应（）A.增大开环增益B.减小阻尼比C.增加积分环节D.采用负反馈控制10.自动化控制系统中，执行机构的作用是（）A.产生控制信号B.检测被控量C.将控制信号转换为被控对象的操作量D.对被控对象进行数学建模二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填在括号内）1.自动控制系统的性能指标包括（）A.稳定性B.准确性C.快速性D.可靠性E.灵活性2.以下属于工业自动化控制系统应用领域的有（）A.智能制造B.机器人控制C.电力系统D.智能家居E.航空航天3.控制系统设计中，常用的数学模型有（）A.微分方程B.传递函数C.状态方程D.逻辑表达式E.真值表4.影响系统稳定性的因素有（）A.系统结构B.开环增益C.阻尼比D.外界干扰E.传感器精度5.自动化控制系统中的控制器类型有（）A.比例控制器B.积分控制器C.微分控制器D.模糊控制器E.神经网络控制器三、判断题（总共10题，每题2分，判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×）1.开环控制系统没有反馈环节，所以不能对输出进行控制。（）2.系统的稳定性与系统的结构和参数有关，与外界干扰无关。（）3.比例控制能快速响应输入信号，但不能消除稳态误差。（）4.积分控制可以消除系统的稳态误差，但可能会使系统的响应速度变慢。（）5.微分控制主要用于改善系统的动态性能，能减小超调量，加快系统响应。（）6.在自动控制系统中，传感器的作用是将被控量转换为电信号。（）7.闭环控制系统比开环控制系统的抗干扰能力强。（）8.自动化控制系统设计中，只要满足稳定性要求，系统就一定能正常工作。（）9.系统的准确性主要用稳态误差来衡量，稳态误差越小，系统准确性越高。（）10.执行机构的选择只需要考虑其输出力的大小，不需要考虑其他因素。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述自动化控制系统的组成部分及其作用。2.说明PID控制器的工作原理及各参数对系统性能的影响。3.如何提高自动化控制系统的可靠性？五、综合题（总共2题，每题15分）1.设计一个简单的温度控制系统，要求说明系统的组成、控制方案及工作过程。2.已知一个二阶系统的传递函数为G(s)=4/(s²+2s+4)，求该系统的自然频率、阻尼比，并分析其动态性能。答案1.选择题1.B2.C3.B4.B5.A6.C7.C8.A9.D10.C2.多项选择题1.ABC2.ABCDE3.ABC4.ABC5.ABCDE3.判断题1.×2.×3.√4.√5.√6.×7.√8.×9.√10.×4.简答题1.自动化控制系统主要由被控对象、控制器、检测装置、执行机构和给定环节组成。被控对象是被控制的生产过程或设备；控制器产生控制信号；检测装置检测被控量；执行机构将控制信号转换为操作量作用于被控对象；给定环节提供给定信号。2.PID控制器由比例、积分、微分三个环节组成。比例环节能快速响应输入，比例系数影响系统的响应速度和稳态误差；积分环节用于消除稳态误差，积分时间常数影响积分作用的强弱；微分环节改善系统动态性能，微分时间常数影响微分作用的强弱。3.提高自动化控制系统可靠性的方法有：采用冗余设计，如硬件冗余、软件冗余；提高元器件质量；进行可靠性设计，如容错设计、故障诊断与修复；加强系统的抗干扰能力；定期维护和测试系统。5.综合题1.温度控制系统组成：温度传感器检测温度，将温度信号转换为电信号传送给控制器；控制器根据设定温度与检测温度的偏差，按照控制算法输出控制信号；执行机构如加热丝或制冷设备，根据控制信号调节温度。控制方案可采用PID控制。工作过程：温度传感器实时检测温度，若温度低于设定值，控制器输出信号使加热丝工作升温；若高于设定值，控制器使制冷设备工作降温。2.对于传递函数G(s)=4/(s²+2s+