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2026年自动化（过程控制系统）考题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
（总共6题，每题5分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在题后的括号内）
w1. 过程控制系统中，被控对象的特性不包括以下哪一项？（ ）
A. 自衡特性
B. 无自衡特性
C. 比例特性
D. 积分特性
w2. 以下哪种控制规律能消除系统的稳态误差？（ ）
A. 比例控制
B. 积分控制
C. 微分控制
D. 比例积分控制
w3. 对于一阶惯性环节，其时间常数T越大，（ ）。
A. 响应速度越快
B. 响应速度越慢
C. 稳态精度越高
D. 稳态精度越低
w4. 串级控制系统中，主控制器的作用是（ ）。
A. 克服副回路内的干扰
B. 克服主回路内的干扰
C. 克服主副回路内的干扰
D. 以上都不对
w5. 前馈控制系统的特点是（ ）。
A. 基于偏差进行控制
B. 基于扰动进行控制
C. 控制作用及时
D. 控制精度高
w6. 在过程控制系统中，以下哪个参数通常不是控制器的参数？（ ）
A. 比例系数
B. 积分时间
C. 微分时间
D. 时间常数

第II卷（非选择题 共70分）
w7. （10分）简述过程控制系统的组成部分及其作用。

w8. （15分）已知某被控对象的传递函数为G(s)=1/(2s+1)，采用比例控制，比例系数Kp=2，求系统的闭环传递函数，并分析系统的稳定性。

w9. （15分）在一个温度控制系统中，被控对象为一个加热炉，其传递函数为Gp(s)=1/(5s+1)，采用比例积分控制，比例系数Kp=1，积分时间Ti=10，若系统受到一个阶跃干扰，幅度为5，求系统的稳态误差。

材料：某化工生产过程中，需要对反应釜的温度进行精确控制。反应釜的温度受到多种因素的影响，如进料流量、搅拌速度等。为了实现良好的温度控制，采用了串级控制系统。主控制器控制反应釜的温度，副控制器控制进料流量。
w10. （20分）
（1）请简述串级控制系统的工作原理。
（2）分析串级控制系统相对于单回路控制系统的优点。

答案：
w1. D
w2. B
w3. B
w4. B
w5. B
w6. D
w7. 过程控制系统由被控对象、测量变送装置、控制器和执行器组成。被控对象是需要控制的生产过程或设备；测量变送装置用于检测被控变量并将其转换为标准信号；控制器根据测量信号与设定值的偏差进行运算，给出控制信号；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。
w8. 系统的开环传递函数为G(s)Kp=2/(2s+1)，闭环传递函数为G(s)/(1+G(s)Kp)=1/(2s+3)。根据闭环传递函数的特征方程2s+3=0，解得s=-3/2，系统稳定。
w9. 系统的开环传递函数为G(s)Kp(1+1/Tis)=1/(5s+1)×1×(1+1/10s)=(1+1/10s)/(5s+1)。对于阶跃干扰，稳态误差为0。
w10. （1）串级控制系统中，主控制器根据主变量与设定值的偏差进行控制，其输出作为副控制器的设定值。副控制器根据副变量与主控制器输出的偏差进行控制，输出控制信号驱动执行器动作。通过主副回路的协同工作，提高系统的控制性能。（2）优点：能迅速克服进入副回路的干扰；改善被控对象的动态特性，提高系统的工作频率；对负荷变化有较强的适应能力。