2026 年高职自动化与控制工程（控制系统调试）试题及答案

2025年高职自动化与控制工程（控制系统调试）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.在控制系统调试中，以下哪种方法常用于检测系统的稳定性？（）A.阶跃响应测试B.频率响应测试C.静态特性测试D.动态特性测试2.对于PID控制器，积分时间常数的作用是（）。A.加快系统响应速度B.消除系统稳态误差C.改善系统稳定性D.增强系统抗干扰能力3.自动化控制系统中，反馈环节的主要作用是（）。A.对输入信号进行预处理B.将输出信号送回输入端与给定值比较C.增加系统的复杂性D.提高系统的响应速度4.调试过程中，若发现系统输出出现持续振荡，可能的原因是（）。A.比例系数过大B.积分时间常数过小C.微分时间常数过大D.以上都有可能5.在检测控制系统的精度时，主要关注的指标是（）。A.响应时间B.超调量C.稳态误差D.调节时间6.自动化系统中，传感器的作用是（）。A.将电信号转换为非电信号B.将非电信号转换为电信号C.对信号进行放大D.对信号进行滤波7.对于一个线性控制系统，其传递函数的分母多项式决定了系统的（）。A.稳定性B.响应特性C.稳态精度D.动态特性8.在调试过程中，若要改变系统的响应速度，可调整（）。A.比例系数B.积分时间常数C.微分时间常数D.以上均可9.自动化控制系统的基本组成部分不包括（）。A.控制器B.执行器C.传感器D.放大器10.当系统输入为单位阶跃信号时，系统输出的稳态值与输入值的差值称为（）。A.超调量B.稳态误差C.调节时间D.上升时间二、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.控制系统调试中，常用的测试信号有（）。A.阶跃信号B.斜坡信号C.正弦信号D.脉冲信号2.PID控制器中，比例、积分、微分控制作用的特点分别是（）。A.比例控制作用能快速响应偏差B.积分控制作用能消除稳态误差C.微分控制作用能预测偏差变化趋势D.比例控制作用能改善系统稳定性3.自动化控制系统的性能指标包括（）。A.稳定性B.响应特性C.稳态精度D.可靠性4.在调试过程中，若要优化系统的性能，可采取的措施有（）。A.调整控制器参数B.改进传感器的安装位置C.优化执行器的选型D.增加系统的复杂性5.以下哪些属于自动化控制系统中的干扰因素（）。A.电源波动B.环境温度变化C.电磁干扰D.机械振动三、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.控制系统的稳定性与系统的结构和参数无关。（）2.PID控制器的比例系数越大，系统的响应速度越快，但可能会导致系统不稳定。（）3.反馈控制系统中，反馈信号与输入信号的极性相同。（）4.自动化控制系统的精度越高，其响应速度一定越快。（）5.传感器的精度直接影响控制系统的测量精度。（）6.在控制系统调试中，只需要关注系统的动态性能，不需要考虑稳态性能。（）7.对于线性控制系统，其传递函数是唯一的。（）8.执行器的作用是将控制器输出的控制信号转换为被控对象的动作。（）9.系统的响应特性只与系统的传递函数有关，与输入信号无关。（）10.自动化控制系统中，干扰因素只会影响系统的稳态性能，不会影响动态性能。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答以下问题）1.简述PID控制器的工作原理及各参数的作用。2.在控制系统调试中，如何判断系统是否稳定？简述常用的判断方法。3.请说明自动化控制系统中传感器、控制器和执行器之间的关系。五、综合题（总共2题，每题15分，请结合所学知识，分析并解决以下问题）1.已知某控制系统的传递函数为G(s)=10/(s^2+5s+6)，当输入为单位阶跃信号时，求系统的响应特性，包括超调量、调节时间、稳态误差等。2.在一个实际的自动化控制系统调试过程中，发现系统输出存在较大的稳态误差。请分析可能导致稳态误差的原因，并提出相应的解决措施。答案：一、选择题1.A2.B3.B4.D5.C6.B7.A8.D9.D10.B二、多项选择题1.ABCD2.ABC3.ABCD4.ABC5.ABCD三、判断题1.×2.√3.×4.×5.√6.×7.√8.√9.×10.×四、简答题1.PID控制器由比例、积分、微分三个环节组成。比例环节根据偏差大小成比例输出控制信号，加快系统响应；积分环节消除稳态误差；微分环节根据偏差变化率提前作用，改善系统动态性能。2.常用判断方法有：根据系统特征方程根的位置判断，若根均在左半平面则稳定；通过阶跃响应判断，若响应曲线最终收敛则稳定；利用劳斯判据判断，若劳斯表第一列元素均为正，则系统稳定。3.传感器将被控对象的物理量转换为电信号传至控制器，控制器根据输入信号与给定值比较后的偏差进行运算，输出控制信号给执行器，执行器根据控制信号对被控对象进行操作，从而实现对系统的控制。五、综合题1.首先将传递函数化为标准形式，求出特征根，进而得到系统的自然频率和阻尼比。根据相关公式计算超调量、调节时间。稳态误差根据系统类型和输入信号计算。具体计算过程：特征方程为s^2+5s+6=0，解得特征根s1=-2，s2=-3。自然频率wn=√6，阻尼比ζ=5/(2√6)。超调量σ%=exp(-ζπ/√(1-ζ^2))×100%；调节时间ts根据经验公式计算。稳态误差ess=0（因为系统