2025年高职工业过程自动化技术（过程控制工程）试题及答案.doc

2025年高职工业过程自动化技术（过程控制工程）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20题，每题2分，每题只有一个选项符合题意）
1. 以下哪种控制系统能对工业过程中的被控对象进行精确控制，使其输出量尽可能接近给定值？
A. 开环控制系统
B. 闭环控制系统
C. 手动控制系统
D. 复合控制系统
2. 在工业过程自动化中，用于检测被控对象的输出信号，并将其反馈到控制器输入端的元件是？
A. 传感器
B. 执行器
C. 控制器
D. 变送器
3. 对于PID控制器，其中的积分作用主要用于？
A. 快速消除系统的稳态误差
B. 提高系统的响应速度
C. 改善系统的稳定性
D. 抑制系统的干扰
4. 工业过程中，被控对象的数学模型通常不包括以下哪种形式？
A. 传递函数
B. 微分方程
C. 逻辑表达式
D. 状态空间表达式
5. 当工业过程控制系统的输入信号为单位阶跃信号时，其输出响应的上升时间反映了系统的？
A. 响应速度
B. 稳态精度
C. 稳定性
D. 抗干扰能力
6. 以下哪种控制算法适用于具有大滞后特性的工业过程控制？
A. 比例控制
B. 积分控制
C. 微分控制
D. 史密斯预估控制
7. 在工业自动化控制系统中，为了提高系统的可靠性，常采用的冗余技术不包括？
A. 硬件冗余
B. 软件冗余
C. 时间冗余
D. 人员冗余
8. 工业过程自动化中，被控对象的特性参数不包括？
A. 放大倍数
B. 时间常数
C. 滞后时间
D. 控制精度
9. 对于一个稳定的工业过程控制系统，其开环传递函数的极点应位于复平面的？
A. 右半平面
B. 左半平面
C. 虚轴上
D. 原点
10. 工业自动化系统中，常用的编程语言不包括？
A. 梯形图
B. 语句表
C. C语言
D. 功能块图
11. 在工业过程控制中，以下哪种传感器可用于测量温度？
A. 压力传感器
B. 热电偶
C. 超声波传感器
D. 光电传感器
12. 对于一个二阶系统，其阻尼比的大小对系统的响应特性有重要影响。当阻尼比小于1时，系统的响应为？
A. 单调上升
B. 衰减振荡
C. 等幅振荡
D. 发散振荡
13. 工业过程自动化中，执行器的作用是？
A. 检测被控对象的输出信号
B. 将控制器的输出信号转换为被控对象的控制动作
C. 对被控对象进行数学建模
D. 实现系统的逻辑控制
14. 以下哪种控制策略不属于智能控制范畴？
A. 模糊控制
B. 神经网络控制
C. 自适应控制
D. 常规PID控制
15. 在工业自动化系统中，用于实现人机交互的设备通常是？
A. 控制器
B. 传感器
C. 触摸屏
D. 执行器
16. 工业过程中，被控对象的动态特性可以通过以下哪种实验方法来获取？
A. 阶跃响应实验
B. 静态特性测试
C. 逻辑分析
D. 数学推导
17. 对于一个具有纯滞后的工业过程控制系统，采用以下哪种控制算法可以有效改善系统的控制性能？
A. 前馈控制
B. 反馈控制
C. 串级控制
D. 比值控制
18. 工业自动化系统中，通信网络的作用不包括？
A. 实现设备之间的数据传输
B. 提高系统的可靠性
C. 便于系统的集中监控和管理
D. 改变被控对象的特性
19 在工业过程控制中，以下哪种控制器可以根据系统的运行状态自动调整控制参数？
A. 固定参数PID控制器
B. 自适应PID控制器
C. 常规控制器
D. 手动控制器
20. 工业自动化领域中，常用于实现顺序控制的编程语言是？
A. 梯形图
B. 功能块图
C. 顺序功能图
D. 语句表

第II卷（非选择题，共60分）
（总共3题，每题20分）
21. 请简述工业过程自动化系统的组成部分及其作用。
22. 某工业过程的被控对象传递函数为G(s)=10/(s(2s + 1))，采用比例控制，比例系数Kp = 5。当输入为单位阶跃信号时，求系统的稳态误差，并分析比例系数对系统性能的影响。
23. 随着工业自动化的发展，智能控制技术在工业过程控制中得到了广泛应用。请结合实际工业场景，论述智能控制技术（如模糊控制、神经网络控制等）相对于传统控制技术（如PID控制）的优势和应用领域。

答案：
1. B
2. A
3. A
4. C
5. A
6. D
7. D
8. D
9. B
10. C
11. B
12. B
13. B
14. D
15. C
16. A
17. A
18. D
19. B
20. C
21. 工业过程自动化系统主要由传感器、控制器、执行器和被控对象组成。传感器用于检测被控对象的各种物理量，并将其转换为电信号；控制器接收传感器的信号，按照预定的控制算法进行运算，产生控制信号；执行器根据控制器的输出信号，对被控对象实施控制动作；被控对象是工业过程中需要控制的设备或生产过程。
22. 系统的开环传递函数为G(s)H(s)=50/(s(2s + 1))。对于单位阶跃输入，系统的稳态误差为1/(1 + Kp lim(s→0)G(s)H(s)) = 1/(1 + 50 ∞) = 0。比例系数增大，系统的响应速度加快，但可能会导致系统稳定性下降。
23. 智能控制技术在工业过程控制中具有诸多优势。模糊控制适用于难以建立精确数学模型的复杂系统，能根据经验和模糊规则进行控制，具有较强的鲁棒性。神经网络控制可通过学习数据来自动调整控制参数，对非线性、时变系统有良好的适应性。在实际工业场景中，如化工生产中的复杂反应过程、机器人控制等领域，智能控制技术能更好地应对不确定性和复杂工况，提高生产效率和产品质量，相比传统PID控制具有更广阔的应用前景。