2025年大学自动化基础应用技术（自动化应用）试题及答案.doc

2025年大学自动化基础应用技术（自动化应用）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. 以下哪种自动化技术主要用于实现生产过程的精确控制，确保产品质量的一致性？
A. 工业机器人技术
B. 传感器技术
C. 自动化控制系统
D. 数控技术

2. 自动化系统中的反馈环节作用是？
A. 将输入信号进行放大
B. 检测输出信号并与输入比较
C. 执行控制动作
D. 提供系统的动力

3. 下列关于PLC编程语言的说法，正确的是？
A. 梯形图是最常用的PLC编程语言，直观易懂
B. 指令表编程比梯形图更高效
C. 功能块图主要用于复杂逻辑控制
D. 顺序功能图不能用于流程控制

4. 自动化生产线中，用于物料搬运和定位的设备通常是？
A. 工业相机
B. 输送带
C. 机械手
D. 伺服电机

5. 自动化控制系统中，PID控制算法的三个参数分别是？
A. 比例、积分、微分
B. 增益、时间常数、延迟
C. 输入、输出、反馈
D. 设定值、测量值、控制值

6. 以下哪种传感器常用于检测物体的位置和距离？
A. 温度传感器
B. 压力传感器
C. 光电传感器
D. 加速度传感器

7. 工业4.0的核心技术不包括以下哪项？
A. 物联网
B. 大数据分析
C. 云计算
D. 传统制造工艺

8. 在自动化控制系统中，模拟量输入模块主要用于采集？
A. 开关量信号
B. 数字量信号
C. 连续变化的电信号
D. 脉冲信号

9. 自动化设备的故障诊断方法不包括？
A. 基于传感器数据的监测诊断
B. 人工经验判断
C. 基于机器学习的智能诊断
D. 随机猜测

10. 以下哪种自动化技术在智能家居领域应用广泛？
A. 机器人视觉技术
B. 自动化仓储技术
C. 智能控制系统
D. 工业以太网技术

第II卷（非选择题 共70分）

二、填空题（共15分）
答题要求：本大题共5小题，每空3分。请将答案填写在相应的横线上。

1. 自动化系统主要由______、执行机构、控制装置和反馈环节组成。
2. 传感器按工作原理可分为物理传感器、化学传感器和______传感器。
3. PLC的编程语言中，______适合描述复杂的逻辑关系和功能模块。
4. 工业机器人的主要组成部分包括机械本体、控制器、______和末端执行器。
5. 自动化控制系统的性能指标包括稳定性、______和准确性。

三、简答题（共20分）
答题要求：本大题共4小题，每题5分，请简要回答问题。

1. 简述自动化控制系统的基本组成和工作原理。
2. 说明传感器在自动化系统中的作用。
3. 列举三种常见的工业机器人应用场景。
4. 简述PID控制算法的工作原理。

四、分析题（共15分）
答题要求：本大题共3小题，每题5分。阅读以下材料，回答问题，并留出3行空白作答区域。

材料：某自动化生产线在运行过程中出现产品质量不稳定的问题。经过检查，发现是由于传感器检测精度下降导致对产品尺寸的测量不准确，从而影响了后续加工环节。

1. 分析传感器检测精度下降对自动化生产线的影响。
2. 提出一种解决传感器检测精度下降问题的方法。
3. 说明如何确保自动化生产线在解决问题后能够稳定运行？

五、设计题（共20分）
答题要求：本大题共2小题，每题10分。请根据题目要求进行设计，并留出3行空白作答区域。

1. 设计一个简单的自动化控制系统，用于控制一个水箱的水位。要求包括水位传感器、控制器、水泵等设备，并说明各设备的作用和工作流程。
2. 设计一个基于PLC的自动化程序，实现对一个电机的正反转控制，要求按下不同按钮实现电机的正反转，并具有过载保护功能。

答案：
一、选择题
1. C
2. B
3. A
4. C
5. A
6. C
7. D
8. C
9. D
10. C

二、填空题
1. 检测装置
2. 生物
3. 功能块图
4. 示教器
5. 快速性

三、简答题
1. 自动化控制系统基本组成包括检测装置、控制装置、执行机构和反馈环节。工作原理是检测装置检测被控对象的状态信息并反馈给控制装置，控制装置根据设定值与反馈值的偏差进行运算处理，输出控制信号驱动执行机构动作，使被控对象达到预期状态。
2. 传感器在自动化系统中用于检测各种物理量、化学量和生物量等信息，将其转换为电信号或其他可处理的信号，为控制系统提供输入数据，以便实现对生产过程的监测、控制和决策。
3. 常见工业机器人应用场景有汽车制造中的焊接、装配；电子制造中的芯片贴装；物流仓储中的货物搬运与分拣。
4. PID控制算法工作原理：比例环节根据偏差大小成比例输出控制作用，加快系统响应；积分环节对偏差进行积分，消除稳态误差；微分环节根据偏差变化率提前给出控制作用抑制超调。三部分作用相加得到最终控制量。

四、分析题
1. 传感器检测精度下降会导致对产品尺寸测量不准确，使得后续加工环节无法按照正确标准进行操作，从而影响产品质量，导致产品质量不稳定，可能出现次品率增加等问题。
2. 可对传感器进行校准或更换新的高精度传感器。
3. 对整个生产线进行全面调试，重新检测各环节参数，确保传感器正常工作且测量准确，优化控制算法参数，使生产线各设备协调运行，通过多次试生产验证稳定性。

五、设计题
1. 水位传感器实时检测水箱水位并将信号传至控制器。控制器根据水位设定值与检测值偏差控制水泵工作。水位低时，控制器输出信号使水泵启动注水；水位高时，控制器使水泵停止。作用：水位传感器检测水位，控制器处理信号并控制水泵，水泵实现水位调节。工作流程：水位变化，传感器检测，信号传控制器，控制器决策，控制水泵动作。
2. 当按下正转按钮，PLC程序中相应输入点接通，通过程序逻辑使电机正转接触器线圈得电，电机正转；按下反转按钮，反转接触器线圈得电，电机反转。设置过载保护：通过热继电器检测电机电流，当电流过大时，热继电器动作，其常闭触点断开，切断控制电路，电机停止运行，实现过载保护。