2025年中职第二学年（工业仪表及自动化）控制系统调试基础测试题及答案.doc

2025年中职第二学年（工业仪表及自动化）控制系统调试基础测试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共40分）
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20题，每题2分)
1. 工业仪表及自动化中，控制系统的核心组成部分是（ ）
A. 传感器 B. 控制器 C. 执行器 D. 被控对象
2. 以下哪种控制方式能使系统快速响应给定值的变化（ ）
A. 比例控制 B. 积分控制 C. 微分控制 D. 比例积分控制
3. 在PID控制中，积分作用主要用于消除（ ）
A. 稳态误差 B. 动态误差 C. 比例系数过大的影响 D. 微分系数过大的影响
4. 控制系统的稳定性是指系统在受到扰动后（ ）
A. 能够快速回到初始状态 B. 能够保持在新的平衡状态
C. 不会出现振荡 D. 输出不会无限增大
5. 工业仪表中，用于检测温度的传感器是（ ）
A. 压力传感器 B. 热电偶 C. 流量传感器 D. 液位传感器
6. 自动化控制系统中，被控对象的输出量是（ ）
A. 给定值 B. 控制量 C. 反馈量 D. 被控量
7. 比例控制的特点是（ ）
A. 反应快，无稳态误差 B. 反应快，有稳态误差
C. 反应慢，无稳态误差 D. 反应慢，有稳态误差
8. 积分控制的输出与（ ）成正比。
A. 输入偏差的大小 B. 输入偏差的积分
C. 输入偏差的变化率 D. 时间
9. 微分控制的输出与（ ）成正比。
A. 输入偏差的大小 B. 输入偏差的积分
C. 输入偏差的变化率 D. 时间
10. 当控制系统的比例系数增大时，系统的（ ）
A. 稳定性增强 B. 响应速度加快
C. 稳态误差增大 D. 振荡加剧
11. 自动化控制系统中，反馈环节的作用是（ ）
A. 将被控量送回输入端与给定值比较 B. 将控制量送回输入端与给定值比较
C. 将给定值送回输入端与被控量比较 D. 将干扰量送回输入端与给定值比较
12. 工业仪表中，用于测量压力的仪表是（ ）
A. 温度计 B. 压力表 C. 流量计 D. 液位计
13. 在控制系统中，干扰作用是（ ）
A. 使系统输出量增大 B. 使系统输出量减小
C. 破坏系统的平衡状态 D. 使系统保持稳定
14. 比例积分控制适用于（ ）
A. 对快速性要求高的系统 B. 对稳定性要求高的系统
C. 对稳态精度要求高且有一定快速性要求的系统 D. 对动态性能要求高的系统
15. 自动化控制系统的性能指标不包括（ ）
A. 稳定性 B. 快速性 C. 准确性 D. 复杂性
16. 工业仪表中，用于检测流量的传感器是（ ）
A. 温度传感器 B. 压力传感器 C. 电磁流量计 D. 液位传感器
17. 控制系统的传递函数是描述系统（ ）之间关系的数学表达式。
A. 输入与输出 B. 控制量与被控量
C. 给定值与反馈量 D. 干扰量与输出量
18. 当系统的输入信号为阶跃信号时，系统的输出响应称为（ ）
A. 脉冲响应 B. 阶跃响应 C. 频率响应 D. 瞬态响应
19. 工业仪表中，用于检测液位的仪表是（ ）
A. 液位计 B. 温度计 C. 压力表 D. 流量计
20. 在PID控制系统中，微分时间常数Td增大时，系统的（ ）
A. 稳定性增强 B. 响应速度加快
C. 稳态误差增大 D. 振荡加剧

第II卷（非选择题，共60分）
21. 简答题：简述工业仪表及自动化控制系统中PID控制的原理及各参数的作用。(10分)
22. 简答题：说明自动化控制系统中反馈控制的工作原理，并举例说明其应用场景。(10分)
23. 分析题：某控制系统在运行过程中出现振荡现象，分析可能导致振荡的原因，并提出相应的解决措施。(15分)
24. 材料分析题：材料：在一个工业生产过程中，需要对温度进行精确控制。目前采用的控制系统在温度变化较大时，控制效果不理想，存在较大的稳态误差。已知该系统采用PID控制，比例系数K=控制器的输出与输入偏差的比值，积分时间常数Ti=积分作用的强弱，微分时间常数Td=微分作用的强弱。问题：请分析如何调整PID参数来改善系统的控制效果。(15分)
25. 设计题：设计一个简单的液位控制系统，要求说明系统的组成部分（包括传感器、控制器、执行器等），并简述其工作原理。(10分)

答案：1. B 2. C 3. A 4. D 5. B 6. D 7. B 8. B 9. C 10. B 11. A 12. B 13. C 14. C 15. D 16. C 17. A 18. B 19. A 20. B 21. PID控制原理是将比例、积分、微分三种控制作用结合起来，对控制系统进行综合控制。比例控制作用是根据偏差的大小成比例地输出控制信号，快速响应偏差，但存在稳态误差；积分控制作用是对偏差进行积分，消除稳态误差；微分控制作用是根据偏差的变化率输出控制信号，改善系统的动态性能。22. 反馈控制工作原理是将被控对象的输出量通过传感器检测出来，送回到输入端与给定值比较，得到偏差信号，控制器根据偏差信号产生控制作用，使被控对象的输出量趋近于给定值。应用场景如恒温控制系统，通过检测温度并与设定温度比较，控制加热或制冷设备。23. 可能原因：比例系数过大、积分时间常数过小、微分时间常数过大等。解决措施：适当减小比例系数、增大积分时间常数、减小微分时间常数等。24. 可适当增大比例系数K，增强系统对偏差的响应能力；增大积分时间常数Ti，加强积分作用以消除稳态误差；减小微分时间常数Td，避免微分作用过强导致振荡加剧。25. 组成部分：液位传感器用于检测液位高度，将液位信号转换为电信号；控制器根据液位偏差信号进行运算处理，输出控制信号；执行器如电动调节阀，根据控制信号调节液位。工作原理：液位传感器实时检测液位，与设定液位比较得到偏差，控制器根据偏差输出控制信号，驱动执行器调节液位，使液位保持在设定值。