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2026年自动化技术推广（控制应用）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）
请将正确答案的序号填在括号里。(总共6题，每题5分，每题只有一个正确答案)
w1. 以下哪种控制算法常用于处理具有大惯性、大延迟的系统？（ ）
A. 比例控制
B. 积分控制
C. 微分控制
D. 模糊控制
w2. 在自动化控制系统中，反馈环节的主要作用是（ ）。
A. 对输入信号进行预处理
B. 将输出信号与给定值比较并调整控制量
C. 增强系统的稳定性
D. 提高系统的响应速度
w3. 自动化控制系统中，PID控制器的三个参数分别是（ ）。
A. 比例、积分、微分
B. 比例、增益、微分
C. 积分、微分、增益
D. 比例、积分、增益
w4. 以下哪种传感器常用于检测物体的位置和距离？（ ）
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
w5. 自动化生产线中，用于协调各工位动作的控制器通常是（ ）。
A. 可编程逻辑控制器（PLC）
B. 单片机
C. 工控机
D. 机器人控制器
w6. 控制系统的稳定性与（ ）有关。
A. 系统的增益
B. 系统的响应时间
C. 系统的阻尼比
D. 以上都是

第II卷（非选择题 共70分）
w7. （10分）简述自动化控制系统的基本组成部分及其功能。

w8. （15分）解释PID控制器中比例、积分、微分控制作用的原理，并说明如何根据系统特性调整这三个参数。

w9. （15分）在一个自动化控制系统中，被控对象是一个温度控制系统，要求将温度稳定在设定值。已知系统存在一定的滞后和惯性，现有比例控制、积分控制、微分控制三种控制方式，请分析它们各自对系统的控制效果，并说明哪种控制方式更适合该系统，为什么？

w10. （20分）材料：某自动化生产线上有一台设备，需要对其运行状态进行监控和控制。该设备在运行过程中会产生多种信号，包括温度、压力、转速等。目前生产线的监控系统只能简单地显示这些信号的实时值，无法对设备的运行状态进行有效的判断和预警。
问题：请设计一个自动化控制系统，能够实时监测设备的运行状态，并在设备出现异常时及时发出警报。请详细说明系统的组成部分、各部分的功能以及工作流程。

w11. （20分）材料：随着工业自动化的发展，越来越多的工厂采用自动化生产线来提高生产效率和质量。然而，自动化生产线在运行过程中可能会出现各种故障，影响生产的正常进行。
问题：请分析自动化生产线可能出现的故障类型，并提出相应的故障诊断和排除方法。请结合具体的自动化生产线设备进行说明，例如某汽车零部件生产线上的装配机器人。

答案：
w1. D
w2. B
w3. A
w4. C
w5. A
w6. D
w7. 自动化控制系统基本组成部分包括控制器、被控对象、传感器、执行器等。控制器接收给定值与反馈信号，根据控制算法计算控制量；被控对象是被控制的设备或过程；传感器检测被控对象的相关参数并反馈给控制器；执行器根据控制器输出的控制量对被控对象进行操作，实现控制目标。
w8. 比例控制：根据偏差大小成比例输出控制量，偏差越大控制作用越强。积分控制：对偏差进行积分，消除稳态误差。微分控制：根据偏差变化率输出控制量，加快系统响应。调整参数时，比例系数影响系统响应速度和稳定性，积分时间常数影响消除稳态误差的速度，微分时间常数影响系统对变化的响应。
w9. 比例控制能快速响应偏差，但存在稳态误差。积分控制可消除稳态误差，但响应速度慢，易引起超调。微分控制能抑制超调，加快响应。该温度控制系统因有滞后和惯性，积分控制更适合，可消除稳态误差，虽响应慢但能稳定控制温度。
w10. 系统组成：传感器（温度、压力、转速传感器等）监测设备信号；控制器（PLC等）接收处理信号并判断；报警器在异常时报警；执行器（如电机调速装置等）调整设备运行。工作流程：传感器采集信号传至控制器，控制器分析判断，正常则继续监测，异常时控制执行器调整并触发报警器。
w11. 故障类型：机械故障（如机器人关节磨损）、电气故障（电机故障等）、程序故障（控制程序出错）。诊断方法：观察运行状态、检测传感器信号、分析监控数据。排除方法：更换磨损部件、维修电气故障、修正程序错误。如汽车零部件生产线上的装配机器人，关节磨损可更换关节部件；电机故障检测维修或更换电机；程序错误重新编写调试程序。