船舶轮机自动控制操作评估试卷及答案

船舶轮机自动控制操作评估试卷及答案考试时长：120分钟满分：100分试卷名称：船舶轮机自动控制操作评估试卷考核对象：轮机工程专业学生/轮机员职业资格考生题型分值分布：-判断题（10题，每题2分）总分20分-单选题（10题，每题2分）总分20分-多选题（10题，每题2分）总分20分-案例分析（3题，每题6分）总分18分-论述题（2题，每题11分）总分22分总分：100分---一、判断题（每题2分，共20分）1.船舶轮机自动控制系统中，PLC（可编程逻辑控制器）主要用于执行逻辑运算和顺序控制。2.在船舶自动舵系统中，罗经误差会导致航向控制不稳定，但可通过自动舵的航向修正功能消除。3.船舶主推进装置的负荷控制中，电子调速器比机械调速器响应速度更快。4.船舶锅炉给水自动控制系统中，采用PID控制算法可以完全消除水位的波动。5.船舶机舱的通风系统自动控制主要目的是降低舱室温度，无需考虑湿度控制。6.船舶燃油经济性自动控制系统中，负荷优化算法可以提高船舶的燃油消耗率。7.船舶自动报警系统中，火警探测器的误报率应低于0.5次/1000小时。8.船舶轮机自动控制系统的可靠性指标通常用平均故障间隔时间（MTBF）衡量。9.船舶压载水处理系统自动控制中，超声波液位计比浮球液位计精度更高。10.船舶应急电源自动切换系统中，ATS（自动转换开关）的切换时间应小于10秒。二、单选题（每题2分，共20分）1.船舶轮机自动控制系统中，用于实现闭环控制的核心部件是（）。A.传感器B.执行器C.控制器D.人机界面2.船舶自动舵系统中，航向保持精度要求最高的工况是（）。A.慢速航行B.快速航行C.恒定航向D.急转弯操作3.船舶锅炉给水自动控制系统中，常用的前馈控制算法是（）。A.P控制B.PI控制C.PID控制D.F控制4.船舶燃油经济性自动控制系统中，负荷优化算法的主要目标是在保证推进效率的前提下（）。A.降低转速B.提高油耗C.增加功率D.减少振动5.船舶机舱通风系统自动控制中，湿度控制的主要目的是（）。A.降低舱室温度B.防止设备腐蚀C.提高人员舒适度D.减少能耗6.船舶自动报警系统中，火警探测器的灵敏度应（）。A.越低越好B.越高越好C.与环境温度无关D.与报警级别无关7.船舶轮机自动控制系统的可靠性指标中，MTTR（平均修复时间）越小，表示（）。A.系统故障率越高B.系统故障率越低C.系统响应速度越慢D.系统精度越低8.船舶压载水处理系统自动控制中，常用的液位检测方法是（）。A.超声波液位计B.浮球液位计C.电磁流量计D.机械液位计9.船舶应急电源自动切换系统中，ATS的切换时间要求主要取决于（）。A.系统成本B.系统可靠性C.船舶类型D.操作人员习惯10.船舶轮机自动控制系统中，用于实现数据采集和处理的硬件是（）。A.传感器B.执行器C.控制器D.人机界面三、多选题（每题2分，共20分）1.船舶轮机自动控制系统中，常用的控制算法包括（）。A.P控制B.PI控制C.PID控制D.F控制E.神经网络控制2.船舶自动舵系统中，影响航向控制精度的因素包括（）。A.罗经精度B.船舶吃水C.风力影响D.船舶速度E.舵机响应时间3.船舶锅炉给水自动控制系统中，常用的传感器包括（）。A.液位传感器B.温度传感器C.压力传感器D.流量传感器E.氧含量传感器4.船舶燃油经济性自动控制系统中，影响燃油消耗率的因素包括（）。A.船舶速度B.船舶吃水C.航行环境D.主机负荷E.船舶类型5.船舶机舱通风系统自动控制中，常用的控制目标包括（）。A.温度控制B.湿度控制C.气体浓度控制D.能耗控制E.舱室压力控制6.船舶自动报警系统中，常用的报警类型包括（）。A.火警报警B.油位低报警C.温度过高报警D.振动异常报警E.湿度异常报警7.船舶轮机自动控制系统的可靠性指标包括（）。A.MTBFB.MTTRC.可用率D.可维护性E.精度8.船舶压载水处理系统自动控制中，常用的控制策略包括（）。A.液位控制B.流量控制C.氯化控制D.过滤控制E.排放控制9.船舶应急电源自动切换系统中，ATS的主要功能包括（）。A.电源切换B.电压检测C.电流检测D.保护功能E.数据记录10.船舶轮机自动控制系统中，常用的通信协议包括（）。A.ModbusB.CANC.EthernetD.RS-485E.Profibus四、案例分析（每题6分，共18分）案例1：某船舶的主机负荷控制系统采用PID控制算法，但实际运行中发现负荷响应滞后较大，导致系统超调严重。请分析可能的原因并提出改进措施。案例2：某船舶的压载水处理系统在自动运行时，经常出现液位控制不稳定，导致压载泵频繁启停。请分析可能的原因并提出解决方案。案例3：某船舶的应急电源自动切换系统在测试时，发现切换时间超过15秒，导致部分关键设备断电。请分析可能的原因并提出改进措施。五、论述题（每题11分，共22分）论述题1：论述船舶轮机自动控制系统对提高船舶航行安全性和经济性的作用，并举例说明。论述题2：论述船舶轮机自动控制系统中的故障诊断与维护策略，并分析其重要性。---标准答案及解析一、判断题1.√2.√3.√4.×（PID控制可以减小波动，但不能完全消除）5.×（通风系统需兼顾温度和湿度）6.√7.√8.√9.√10.√解析：4.PID控制虽然能显著减小水位波动，但完全消除波动在实际系统中难以实现。5.通风系统需同时控制温度和湿度，以维持舱室环境舒适。二、单选题1.C2.B3.C4.A5.C6.B7.B8.A9.B10.D解析：4.负荷优化算法的主要目标是在保证推进效率的前提下降低油耗。7.MTTR越小，表示系统修复速度越快，故障率越低。三、多选题1.A,B,C2.A,B,C,D,E3.A,B,C,D,E4.A,B,C,D,E5.A,B,C,D,E6.A,B,C,D,E7.A,B,C,D8.A,B,C,D,E9.A,B,C,D,E10.A,B,C,D,E解析：1.船舶轮机自动控制系统中，常用的控制算法包括P、PI、PID。8.压载水处理系统控制策略包括液位、流量、氯化、过滤、排放。四、案例分析案例1：可能原因：1.PID参数整定不当，导致响应滞后和超调。2.系统存在干扰因素，如负荷变化频繁。3.控制器采样时间过长，导致响应延迟。改进措施：1.重新整定PID参数，采用分段PID或自适应PID算法。2.增加前馈控制，补偿干扰因素。3.缩短控制器采样时间，提高响应速度。案例2：可能原因：1.液位传感器精度不足或安装位置不当。2.控制算法参数整定不当，导致振荡。3.系统存在干扰因素，如压载泵启停时的水锤效应。解决方案：1.更换高精度液位传感器，并优化安装位置。2.重新整定控制算法参数，采用抗振荡控制策略。3.增加缓冲装置，减少水锤效应。案例3：可能原因：1.ATS切换时间过长，可能由于继电器触点容量不足或控制逻辑复杂。2.电源检测电路故障，导致切换延迟。3.系统存在干扰因素，如电源波动。改进措施：1.优化ATS控制逻辑，缩短切换时间。2.检查电源检测电路，确保其正常工作。3.增加电源滤波装置，减少干扰。五、论述题论述题1：船舶轮机自动控制系统通过实时监测和自动调节机舱设备，显著提高了船舶航行安全性和经济性。作用：1.安全性：自动舵系统可保持船舶航向稳定，避免碰撞；自动报警系统可及时发现火警、油位低等异常情况，保障人员安全；应急电源系统确保关键设备供电，提高船舶生存能力。2.经济性：燃油经济性自动控制系统通过优化主机负荷，降低油耗；锅炉给水自动控制系统确保锅炉高效运行，减少能源浪费。举例：自动舵系统在恶劣天气下自动保持航向，避免因操作失误导致事故；燃油经济性控制系统通过实时调整主机转速，降低油耗10%以上。论述题2：船舶轮机自动控制系统的故障诊断与维护策略对保障船舶正常运行至关重要。故障诊断与维护策略：1.预防性维护：定期检查传感器、执行器等