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2026年自动化工程（自动化技术）综合测试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 以下哪种控制系统不属于反馈控制系统？（ ）
A. 定值控制系统
B. 随动控制系统
C. 程序控制系统
D. 开环控制系统
2. 自动控制系统中，能将偏差信号转换为控制信号的是（ ）
A. 控制器
B. 被控对象
C. 测量元件
D. 执行器
3. 对于一阶系统，其时间常数T越大，则系统的响应速度（ ）
A. 越快
B. 越慢
C. 不变
D. 不确定
4. 二阶系统的阻尼比ζ=0时，系统的响应为（ ）
A. 等幅振荡
B. 衰减振荡
C. 单调上升
D. 单调下降
5. 以下哪种控制算法不属于传统控制算法？（ ）
A. 比例控制
B. 积分控制
C. 模糊控制
D. 微分控制
6. 数字PID控制器中，积分分离的作用是（ ）
A. 提高系统的稳定性
B. 消除系统的稳态误差
C. 加快系统的响应速度
D. 防止积分饱和
7. 以下哪种传感器不属于温度传感器？（ ）
A. 热电偶
B. 热电阻
C. 应变片
D. 热敏电阻
8. 工业自动化中常用的编程语言是（ ）
A. C语言
B. Java语言
C. PLC编程语言
D. Python语言
9. 以下哪种自动化设备不属于工业机器人？（ ）
A. 搬运机器人
B. 焊接机器人
C. 服务机器人
D. 装配机器人
10. 自动化生产线中，用于物料输送的设备是（ ）
A. 工业机器人
B. 输送带
C. 传感器
D. PLC控制器

第II卷（非选择题 共70分）
11. （10分）简述自动控制系统的组成及各部分的作用。
12. （10分）已知某一阶系统的传递函数为G(s)=1/(Ts+1)，当输入为单位阶跃信号时，求系统的响应表达式，并分析时间常数T对系统响应的影响。
13. （15分）论述数字PID控制器的基本原理及参数整定方法。
14. （15分）材料：在某自动化生产线上，需要对产品进行质量检测。目前采用人工检测的方式，效率低且容易出现误判。为了提高检测效率和准确性，计划引入自动化检测系统。
问题：请设计一个基于传感器和PLC的自动化检测系统方案，包括检测流程、传感器选型及PLC程序设计思路。
15. （20分）材料：随着工业4.0的发展，自动化技术在制造业中的应用越来越广泛。某工厂计划对现有生产线进行自动化升级改造，以提高生产效率和产品质量。
问题：请阐述自动化技术在工业4.0中的应用趋势，并结合该工厂的实际情况，提出具体的升级改造方案。

答案：1. D 2. A 3. B 4. A 5. C 6. D 7. C 8. C 9. C 10. B
11. 自动控制系统主要由控制器、被控对象、测量元件、执行器和比较元件组成。控制器根据偏差信号产生控制信号；被控对象是被控制的对象；测量元件检测被控量并反馈给比较元件；执行器根据控制信号对被控对象施加控制作用；比较元件将测量值与给定值进行比较得到偏差信号。
12. 系统响应表达式为c(t)=1-e^(-t/T)。时间常数T越大，系统响应越慢，上升时间和调节时间越长，但超调量越小，系统越稳定。
13. 数字PID控制器通过对偏差信号进行比例、积分、微分运算得到控制信号。参数整定方法有经验试凑法、扩充临界比例度法等。经验试凑法根据系统响应逐渐调整参数；扩充临界比例度法先使系统处于临界振荡状态，得到临界比例度和振荡周期，再根据公式计算PID参数。
14. 检测流程：产品进入检测区域，传感器检测相关参数，将信号传至PLC，PLC根据预设程序判断产品质量，合格则放行，不合格则报警。传感器选型：选用光电传感器检测产品外观尺寸，压力传感器检测产品内部压力等。PLC程序设计思路：读取传感器信号，与设定值比较，根据比较结果输出控制信号。
15. 自动化技术在工业4.0中的应用趋势包括智能化、网络化、集成化等。对于该工厂的升级改造方案：引入智能机器人进行生产操作；建立工业以太网实现设备联网和数据共享；将生产管理、设备控制等系统集成，实现整体优化，提高生产效率和产品质量。