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2026年自动化工程师（过程控制）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）
（总共8题，每题5分，每题给出的选项中，只有一项符合题目要求，请将正确答案填写在括号内）

w1. 以下关于过程控制中反馈控制的说法，正确的是（ ）
A. 反馈控制是基于当前测量值来调整控制作用
B. 反馈控制能够及时消除干扰对系统的影响
C. 反馈控制的控制作用总是超前于干扰作用
D. 反馈控制不需要测量被控变量

答案：A

w2. 在过程控制系统中，被控对象的特性不包括以下哪一项（ ）
A. 放大系数
B. 时间常数
C. 滞后时间
D. 控制精度

答案：D

w3. 对于一个一阶惯性环节，其传递函数为（ ）
A. G(s)=K/(Ts + 1)
B. G(s)=K/s(Ts + 1)
C. G(s)=K/Ts
D. G(s)=K

答案：A

w4. 以下哪种控制规律能有效消除系统的稳态误差（ ）
A. P控制
B. PI控制
C. PD控制
D. PID控制

答案：B

w5. 在过程控制中，测量变送环节的作用是（ ）
A. 将被控变量转换为标准信号输出
B. 对被控对象进行控制
C. 产生控制作用
D. 消除干扰

答案：A

w6. 过程控制系统的过渡过程中，如果被控变量在设定值附近来回振荡，且振幅逐渐减小，这种情况属于（ ）
A. 发散振荡过程
B. 等幅振荡过程
C. 衰减振荡过程
D. 非周期衰减过程

答案：C

w7. 某控制系统的稳定性裕度主要通过以下哪个指标来衡量（ ）
A. 放大系数
B. 相位裕度和幅值裕度
C. 时间常数
D. 滞后时间

答案：B

w8. 在串级控制系统中，主控制器的输出作为（ ）
A. 副控制器的给定值
B. 调节阀的控制信号
C. 被控对象的输入
D. 测量变送环节的输入

答案：A

第II卷（非选择题，共60分）

w9. （10分）简述过程控制系统的组成部分及其作用。

过程控制系统主要由被控对象、测量变送环节、控制器、执行器组成。被控对象是被控制的生产过程或设备；测量变送环节将被控变量转换为标准信号传送给控制器；控制器根据测量信号与设定值的偏差进行运算，产生控制信号；执行器根据控制信号对被控对象施加控制作用，以实现对被控变量的控制。

w10. （15分）已知某过程控制系统的被控对象传递函数为G0(s)=1/(5s + 1)，采用PI控制，比例系数Kp = 2，积分时间常数Ti = 10，试求该控制系统的闭环传递函数。

首先，PI控制器的传递函数为Gc(s)=Kp(1 + 1/Tis)。

则系统的开环传递函数G(s)=Gc(s)G0(s)=2(1 + 1/10s)×1/(5s + 1)=(2 + 1/5s)/(5s + 1)。

闭环传递函数Φ(s)=G(s)/(1 + G(s))=((2 + 1/5s)/(5s + 1))/(1 + (2 + 1/5s)/(5s + 1))=(2 + 1/5s)/(5s + 1 + 2 + 1/5s)=(2 + 1/5s)/(5s + 3 + 1/5s)=(10s + 1)/(25s² + 16s + 1)。

w11. （15分）在一个温度控制系统中，被控对象的温度变化范围为0 -
100℃，要求系统的稳态误差不超过±1℃。已知该系统采用比例控制，放大系数K = 5，试分析该系统能否满足稳态误差要求。

对于比例控制系统，稳态误差ess = 1/(1 + K)×设定值变化量。

假设设定值有±1℃的变化，此时稳态误差ess = 1/(1 + 5)×1 = 1/6℃＜1℃。

所以该系统能满足稳态误差要求。

w12. （20分）材料：某化工生产过程中，需要对反应釜内的温度进行精确控制。目前采用的控制系统在面对一些突然的外界干扰时，控制效果不太理想，温度波动较大。

问题：请分析可能导致这种情况的原因，并提出改进措施。

可能原因：
1. 控制器参数设置不合理，如比例系数、积分时间常数等不合适，不能有效应对干扰。
2. 测量变送环节存在误差或滞后，导致反馈信号不准确。
3. 执行器响应速度慢，不能及时调整控制作用。

改进措施：
1. 重新整定控制器参数，采用更合适的控制规律，如PID控制，根据实际情况优化比例、积分、微分系数。
2. 检查测量变送环节，确保测量准确且及时传递信号，可更换更精确的传感器等设备。
3. 更换响应速度更快的执行器，如采用新型调节阀等，提高对控制信号的响应能力，从而更好地应对干扰，稳定反应釜内温度。