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2025年大学自动化技术基础（自动化基础）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）
本卷共20题，每题2分。在每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 自动化技术中，反馈控制的核心是（ ）
A. 检测偏差并纠正偏差
B. 实现系统的稳定运行
C. 提高系统的响应速度
D. 优化系统的性能指标
答案：A

2. 以下不属于自动化系统基本组成部分的是（ ）
A. 控制器
B. 执行器
C. 传感器
D. 显示器
答案：D

3. 在自动控制系统中，被控对象是指（ ）
A. 接受控制的设备或过程
B. 产生控制信号的装置
C. 对控制信号进行处理的部分
D. 执行控制动作的机构
答案：A

4. 比例控制的特点不包括（ ）
A. 反应快
B. 控制及时
C. 存在稳态误差
D. 能消除稳态误差
答案：D

5. 积分控制的作用主要是（ ）
A. 提高系统的响应速度
B. 消除稳态误差
C. 增强系统的稳定性
D. 改善系统的动态性能
答案：B

6. 微分控制主要用于（ ）
A. 提高系统的稳态精度
B. 改善系统的动态性能
C. 消除系统的干扰
D. 增强系统的稳定性
答案：B

7. 自动化系统中，开环控制系统的特点是（ ）
A. 系统结构简单
B. 控制精度高
C. 存在反馈环节
D. 能自动纠正偏差
答案：A

8. 闭环控制系统与开环控制系统相比，其优点是（ ）
A. 抗干扰能力强
B. 系统结构简单
C. 成本低
D. 响应速度快
答案：A

9. 以下哪种控制算法常用于温度控制系统（ ）
A. PID控制
B. 模糊控制
C. 神经网络控制
D. 自适应控制
答案：A

10. 在自动化生产线中，用于物料搬运的机器人属于（ ）
A. 工业机器人
B. 服务机器人
C. 特种机器人
D. 智能机器人
答案：A

11. 自动化技术在智能制造中的核心作用是（ ）
A. 提高生产效率
B. 降低成本
C. 实现智能化生产
D. 提升产品质量
答案：C

12. 传感器的主要功能是（ ）
A. 产生控制信号
B. 检测被测量并转换为电信号
C. 执行控制动作
D. 对控制信号进行放大
答案：B

第 II 卷（非选择题，共60分）
13. （10分）简述自动化技术的发展历程以及未来的发展趋势。
14. （10分）分析PID控制中比例、积分、微分控制参数对系统性能的影响。
15. （15分）某自动化控制系统采用闭环控制方式，被控对象为一个水箱水位。已知水箱进水流量为Q1，出水流量为Q2，水箱截面积为A。当水位设定值为h0时，试设计一个简单的PID控制器，说明其工作原理和参数调整方法。
16. （15分）材料：在工业自动化生产中，常常会遇到各种干扰因素影响系统的正常运行。例如，环境温度的变化会导致传感器测量误差，设备振动会影响执行机构的动作精度等。
问题：针对这些干扰因素，阐述自动化系统中可以采取哪些措施来提高系统的抗干扰能力。
17. （10分）材料：随着自动化技术的不断发展，智能工厂成为制造业的发展方向。智能工厂通过物联网、大数据、人工智能等技术实现生产过程的智能化管理和优化。
问题：请说明智能工厂中自动化技术与物联网、大数据、人工智能技术是如何相互融合的。

答案
13. 自动化技术的发展历程经历了从简单的自动化装置到复杂的自动化系统，再到智能化自动化的过程。未来发展趋势包括更加智能化、网络化、柔性化，与人工智能等技术深度融合，实现自主决策和自适应控制等。
14. 比例控制参数增大，系统响应速度加快，但稳态误差可能增大；积分控制参数增大，有助于消除稳态误差，但可能使系统响应变慢，甚至产生超调；微分控制参数增大，可以改善系统的动态性能，抑制超调，但对噪声敏感。
15. 工作原理：通过检测水箱实际水位h与设定值h0的偏差e，将偏差输入PID控制器，经过比例、积分、微分运算得到控制信号，调节进水流量Q1，使水位稳定在设定值。参数调整方法：根据系统响应情况，先调整比例系数，使系统有一定响应速度；再调整积分系数消除稳态误差；最后调整微分系数改善动态性能。
16. 对于环境温度变化的干扰，可以采用温度补偿传感器技术，对测量值进行修正；对于设备振动干扰，可在执行机构处增加减震装置，提高其动作精度。同时，采用滤波算法对传感器信号进行处理，去除噪声干扰；优化控制系统的结构，增强系统的稳定性和抗干扰能力。
17. 在智能工厂中，自动化技术通过物联网实现设备之间的互联互通和数据实时采集；大数据技术对采集到的大量生产数据进行分析处理，为自动化系统提供决策支持；人工智能技术用于优化生产流程、故障诊断和预测性维护等，与自动化技术深度融合，实现智能工厂的高效运行和管理。