2024年高等教育工學類自考-02237自動控制系統(tǒng)及應用筆試歷年真題薈萃含答案

2024年高等教育工學類自考-02237自動控制系統(tǒng)及應用筆試歷年真題薈萃含答案（圖片大小可自由調整）第1卷一.參考題庫(共30題)1.檢測儀表的性能指標是什么？簡述重要性能指標。2.簡述在使用光學式檢測儀與超聲波式檢測儀時應注意的事項。3.求下圖所示系統(tǒng)中輸入和擾動同時作用下的穩(wěn)態(tài)誤差。 4.傳遞函數(shù)的定義是對于線性定常系統(tǒng)，在（）的條件下，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與（）之比。5.水質自動監(jiān)測站點如何選擇？6.紫外（UV）吸收測量的基本方法和原理是什么？7.簡述操作指導控制系統(tǒng)的工作原理與特點。8.在選擇污水處理監(jiān)視控制方式時，應當考慮哪些因素與條件。9.智能控制系統(tǒng)的基本功能是什么？10.選擇控制方案時，總是力圖使調節(jié)通道的放大倍數(shù)（），干擾通道的放大倍數(shù)（）11.水泵的調速術有那些？常用的有那些？12.簡述閉環(huán)系統(tǒng)的控制原理并繪出其方框圖。13.在選擇儀表類型與檢測方法時，應綜合考慮那些因素與條件？當有些因素相互矛盾時，應如何考慮？14.在比例（P）串聯(lián)校正中，如果增加系統(tǒng)的增益，將使系統(tǒng)的（）變差。A、快速性B、抗高頻干擾能力C、穩(wěn)態(tài)精度D、穩(wěn)定性15.簡述計算機監(jiān)督控制系統(tǒng)工作原理與特點。16.簡述超聲波流量計的結構與方程。17.邏輯代數(shù)有哪些基本運算？有哪些基本性質？18.生化需氧量測量的基本方法和原理是什么？19.某調節(jié)系統(tǒng)采用比例積分作用調節(jié)器，在加入微分作用的后，最大偏差A（）余差C（）調節(jié)時間ts（）穩(wěn)定性n（）20.某調節(jié)系統(tǒng)采用比例積分作用調節(jié)器，先用純比例調整到合適的調節(jié)輸出，在加入積分作用的過程中，應（）21.積分環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性曲線可表述為：在ω=1處過L（ω）=20lgK點，斜率為（）的斜直線。22.執(zhí)行器按其能源型式可分為（）、（）、（）三大類。23.儀表基本誤差有以下幾種形式？24.恒壓給水系統(tǒng)的壓力控制點有哪些設置方式，各有什么特點？25.設某比例環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)為G（s）=100，則其對數(shù)相頻特性φ（ω）為（）A、0°B、45°C、90°D、-90°26.簡述自動控制系統(tǒng)過渡過程的基本形式。27.檢測儀器有哪些基本*部分組成？各有什么作用？28.水泵工況調節(jié)有哪些類型？29.什么是單面框架式、雙面框架式？30.頻率響應是系統(tǒng)對（）的穩(wěn)態(tài)響應，頻率特性包括（）和（）兩種特性。第1卷參考答案一.參考題庫1.參考答案:儀表的性能指標是評價儀表性能的好壞、質量優(yōu)劣的重要依據(jù)，它也是正確選擇和使用儀表，以達準確檢測之目的所必須的具備和了解的知識。2.參考答案: 1.免由于檢視窗口的污染引起的檢測誤差，應當定期清洗。 2.了避免由于來自上方直射日光等強光的射入引起的誤差，檢測儀的傳感部分常常放置在水面以下30~50cm處。 3.于MLSS檢測儀是根據(jù)光學原理測定MLSS濃度，當被檢測的混合液顏色變化影響透光率變化時，宜使用受其影響較小的透光散射光式檢測儀。 4.對MLSS檢測儀進行校正時，將MLSS的手分析值和MLSS檢測儀的測定值進行比較，并作成相關關系的曲線圖，用來校正檢測儀。手分析某一被檢測試樣后，依次稀釋該試樣，并求出與MLSS檢測儀測定值之間的相關關系，來校正MLSS檢測儀。 超聲波式檢測儀的工作原理是將一對超聲波發(fā)射器與接收器相對安裝在測定管兩側，超聲波在傳播時被污泥中的固形物吸收和分散而發(fā)生衰減，其衰減量與污泥濃度稱正比，通過測定超聲波的衰減量來檢測污泥濃度。 使用超聲波式檢測儀應注意的事項如下： 1.氣泡將異常地增大超聲波的衰減量而引起檢測誤差。若氣泡較多時，應當采用帶有加壓消泡裝置的檢測儀，消泡后再檢測。另外，也要注意由于污泥的腐敗或攪拌后空氣卷入污泥中，使消泡困難，難去除氣泡對檢測值影響的情況。 2.有加壓消泡裝置時，應定期檢查加壓機構和空氣壓縮機，排出空氣罐中的水。 3.由于季節(jié)變化而引起污泥顆粒形狀的變化，或者由于污泥混合后不均質的情況，應用正常的污泥檢測結果來校正。 4.加壓消泡裝置時，由于檢測是按更換污泥—加壓—檢測的程序進行，每檢測一次約需要5min左右，因此，當泵間歇運行時，如隨著泵的啟動開始檢測的話，能夠順利地更換需要檢測的污泥。3.參考答案: 4.參考答案:初始條件為零；輸入量的拉式變換5.參考答案:在主要污染部分的上游設對照子站，監(jiān)測本*區(qū)域污染前的水質狀況；在主要污染部分設立污染監(jiān)測子站，監(jiān)測本*地區(qū)貨城市對河流的污染程度，并追蹤污染情況的變化；在主要污染區(qū)的下游，設立水質自凈情況監(jiān)測子站，檢查水的自凈情況以及帶給下游的污染物程度。6.參考答案: 測定方法：分光光度法， 原理：選一定波長的光照射被測物質溶液，測其吸光度，再依據(jù)吸光度計算出被測組份的含量。7.參考答案: 工作原理：在計算機的指揮下，定期地對生產過程中的參數(shù)作巡回檢測，并對其進行處理、分析、記錄及參數(shù)越限警報等。 特點：計算機不直接參與過程控制，而是有操作人員或別的控制裝置根據(jù)測量結果改變設定值或進行必要的操作。計算機的結果可以幫助、指導人的操作。8.參考答案: （1）處理廠的規(guī)模 （2）處理場的工藝布置 （3）工藝流程 （4）擴建可能性 （5）管理體制 （6）經(jīng)濟因素9.參考答案: 智能控制系統(tǒng)的基本功能是： （1）容錯性； （2）多模態(tài)性； （3）全局性； （4）混合模型和混合計算； （5）學習和聯(lián)想記憶能力； （6）動態(tài)自適應性； （7）組織協(xié)調能力。10.參考答案:增大；減小11.參考答案: （1）串級調速； （2）液力耦合器調速； （3）變頻調速。常用的是變頻調速。12.參考答案: 閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制原理如下： （1）檢測被控制量或輸出量的實際值； （2）將實際值與給定值進行比較得出偏差值； （3）用偏差值產生控制調節(jié)作用去消除偏差。 （4）其方框圖如下所示：13.參考答案: 應考慮因素與條件： （1）檢測的目的 （2）檢測的環(huán)境條件 （3）檢測精度、重現(xiàn)性與響應性 （4）維護管理性 （5）檢測對象的特殊性 （6）各種信號的特征 （7）檢測范圍。 當有些因素相互矛盾時，應：根據(jù)儀表設備的設計安裝的基本原則與注意事項，來選擇最合適的檢測方法必要的最小限度的儀表設備，使之既能滿足工藝設計與自動控制提出的檢測要求，又盡可能降低建設與運行費用。14.參考答案:D15.參考答案: 工作原理：在計算機監(jiān)督系統(tǒng)中，不斷檢測被控制對象的參數(shù)，計算機根據(jù)給定的工藝數(shù)據(jù)、管理命令和控制規(guī)律，計算出最優(yōu)設定值送給模擬調節(jié)器或DDC計算機，最后由模擬調節(jié)器或DDC計算機控制生產過程，從而使生產過程處于最優(yōu)工作情況。 特點：SCC系統(tǒng)較DDC系統(tǒng)更接近被控制過程變化的實際情況，它不僅可以進行設定值控制，同時還可以進行順序控制、最優(yōu)控制與自適應控制等。但是，由于被控制過程的復雜性，其數(shù)學模型的建立比較困難，所以，如果此時根據(jù)數(shù)學模型計算最有設定值，很難實現(xiàn)SCC系統(tǒng)。16.參考答案: 1、結構：換能器+導軌 2、方程：Q=Avm/K17.參考答案: 邏輯代數(shù)基本運算有： （1）單變量運算：“非”函數(shù)，“是”函數(shù)； （2）雙變量（多變量）運算：“與”函數(shù)，“或”函數(shù)。 基本性質為：置換律、結合律。18.參考答案: 生化需氧量（BOD）測量的基本方法：五天培養(yǎng)法、檢壓法、庫倫法、微生物電極法等。 五天培養(yǎng)法：水樣經(jīng)過稀釋后，在（20±1℃）條件下培養(yǎng)5天，求出培養(yǎng)前后水樣中溶解氧含量，二者的差值記為BOD5。如果水樣的五日生化需氧量未超過7mg/L，則不必進行稀釋，可直接測定。 檢壓法：將水樣置于裝有一個以CO2吸收劑小池的密閉培養(yǎng)瓶中，當水樣中的有機物被微生物氧化分解時，消耗的溶解氧則由氣體管中的氧氣補充，產生的CO2又被吸收池中的吸收劑吸收，結果導致密閉系統(tǒng)的壓力降低，用壓力計測出的壓力降低值來求出水樣中的BOD值，在實際測量中，先用葡萄糖—谷氨酸標準溶液校正壓力計，即可從壓力計中直接讀出水樣的BOD值。19.參考答案:減??；不變；縮短；提高20.參考答案:減小調節(jié)器的放大倍數(shù)21.參考答案:（P150）-20dB/dec22.參考答案:氣動；電動；液動23.參考答案: 1、絕對誤差 2、相對誤差 3、引用誤差 4、引用誤差最大值24.參考答案: 1）將控制點設最不利點處，直接按最不利點水壓進行工況調節(jié)； 特點：無揚程浪費，較節(jié)能；但工程管理不便。 2）將控制點設水泵出口，按該點的水壓進行工況調節(jié)，間接地保證最不利點的水壓穩(wěn)定。 特點：揚程浪費，工程管理方便。25.參考答案:A26.參考答案: 1、單調過程：y→xo 2、非周期發(fā)散過程y不趨近于xo 3、衰減振蕩過程y→xo 4、等幅振蕩過程y不趨近于xo 5、發(fā)散震蕩過程27.參考答案: 檢測儀器的基本組成部分有傳感器、變換器、顯示器以及連接它們的傳輸通道。 傳感器的作用：感受到被檢測參數(shù)的變化，直接從對象中提取被檢測參數(shù)的信息，并轉換成一相應的輸出信號。 變換機的作用：將傳感器的輸出信號進行遠距離傳送、放大、線性變化貨轉變成統(tǒng)一的信號，供給顯示器等。 顯示器的作用：想觀察者顯示被檢測數(shù)值的大小。 傳輸通道的作用：連接儀表的各個環(huán)節(jié)，給各環(huán)節(jié)的輸入和輸出提供通道。28.參考答案: （1）通過水泵出水口管路上的閥門來改變管路特性，實現(xiàn)水泵工況點的調節(jié)； （2）改變水泵的轉速，從而改變水泵的特性曲線，實現(xiàn)水泵工況點的調節(jié)。29.參考答案: 單面框架式??是具有臺式操作盤和單面垂直屏式監(jiān)視盤兩種功能的儀表盤。由于上面垂直部分高度增大，可使整體尺寸縮小。特別適合因安裝場地緊張需要小型盤的情況。 雙面框架式??是具有臺式操作盤和單面屏式監(jiān)視盤兩種功能的儀表盤。監(jiān)視室內的配線均作為室內配線處理。30.參考答案:諧波輸入；幅頻；相頻第2卷一.參考題庫(共30題)1.簡述呼吸儀的測定原理和主要測定方法。2.方塊圖和傳遞函數(shù)有什么作用？3.已知某控制系統(tǒng)框圖如下圖所示，則該系統(tǒng)在單位階躍信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差為（） A、0B、∞C、1/K1D、K14.什么是控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，快速性，準確性？5.簡述處理廠排出物的常規(guī)檢測項目。6.常用熱電阻有（）熱電阻和（）熱電阻。7.控制對象的調節(jié)通道的動態(tài)特性對過渡過程的影響是：調節(jié)通道時間常數(shù)愈大，則響應（），但調節(jié)通道時間常數(shù)過小，易產生（）問題；調節(jié)通道的純滯后使過渡過程質量（）8.定值控制系統(tǒng)是按（）進行控制的，而前饋控制是按（）進行控制的；前者是（）環(huán)控制，后者是（）環(huán)控制。前饋控制一般應用于擾動（）和擾動（）與擾動（）的場合。9.采用頻域分析法分析自動控制系統(tǒng)時，有兩種方法分別是？10.設單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 已知系統(tǒng)的誤差響應為 試求系統(tǒng)的阻尼比ξ、自然振蕩頻率ωn和穩(wěn)態(tài)誤差ess。11.簡述自動控制系統(tǒng)分類。12.怎樣由卡諾圖建立或簡化邏輯表發(fā)式？13.下列屬于比例加積分（PI）調節(jié)器的傳遞函數(shù)的是（）A、B、C、D、14.串級控制系統(tǒng)中，副回路具有（）、（）、（）的特點，主回路起著（）、（）、（）的作用，主副回路相互配合，大大提高系統(tǒng)的控制質量。它的主回路是一個（），而副回路則是一個（）。15.在選擇儀表類型與檢測方法時，應綜合考慮那些因素與條件？當有些因素相互矛盾時，應如考慮？16.典型二階系統(tǒng)阻尼比0 17.單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 試求：（1）位置誤差系數(shù)，速度誤差系數(shù)和加速度誤差系數(shù)； (2)當參考輸入為r×1(t)，rt×1(t)和rt2×1(t)時系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。18.簡述COD自動檢測儀，UV計，TOC自動檢測儀和TOD自動檢測儀的工作原理。19.檢定0~1.6kgf/cm2的標準壓力表，發(fā)現(xiàn)其最大絕對誤差為0.0056kgf/cm2。因此，該表的最大引用誤差為（），儀表實際的準確度等級為（）20.分析各種典型環(huán)節(jié)的動態(tài)特性極其特點。21.開環(huán)穩(wěn)定，閉環(huán)（）；開環(huán)不穩(wěn)定，閉環(huán)（）。22.集散控制系統(tǒng)是一種分布型控制系統(tǒng)，其特點是信息管理（），而控制（），其控制規(guī)律的運算是通過（）實現(xiàn)的。23.方框圖的基本連接方式？24.簡述可編程控制器的基本組成？25.傳遞函數(shù)通過（）與（）之間信息的傳遞關系，來描述系統(tǒng)本身的動態(tài)特征。26.控制對象的干擾通道的動態(tài)特性對過渡過程的影響是：干擾通道的時間常數(shù)愈大，對被控變量的影響（）；干擾通道容量滯后愈多，則調節(jié)質量（）；干擾通道的純滯后對調節(jié)質量（）27.說明巴氏計量槽的工作原理，為什么在污水處理廠的最終出水管渠中經(jīng)常采用巴氏計量槽來計量其總處理水量？28.流量測量儀表有哪些類型？在給水排水工程中常用的有哪些？29.差壓變送器可以用來測量（）、（）、（），和（）配套使用，可以測量（）30.描述被控對象特性的參數(shù)是（）、（）和（）第2卷參考答案一.參考題庫1.參考答案:呼吸儀可以測定活性污泥的呼吸速率，呼吸速率是單位時間單位體積的微生物所消耗的溶解氧的量。呼吸速率反映了活性污泥最重要的兩個生化過程：微生物的生長和底物的消耗。呼吸儀也可成為BOD監(jiān)測儀，但不要與BOD5相混淆，因為呼吸儀是在幾分鐘內使用適應廢水性質的微生物來測定其所消耗的溶解氧的量。2.參考答案:方塊圖和傳遞函數(shù)是自動化理論的重要基礎。通過方塊圖可以直接看出各環(huán)節(jié)的聯(lián)系，及環(huán)節(jié)對信號的傳遞過程；而傳遞函數(shù)可以用來描述環(huán)節(jié)或自動控制系統(tǒng)的特性，將輸入-輸出關系一目了然表示出來。3.參考答案:A4.參考答案:穩(wěn)定指控制系統(tǒng)在外作用消失后自動恢復原有平衡狀態(tài)或自動地趨向于一個新的穩(wěn)定平衡狀態(tài)的能力。5.參考答案: （1）流量與其他有關量：1.各處理設施的進水流量 2.沉砂池的水位 3.沉砂量、篩渣量 4.初次沉淀池的排泥量 5.供氣量，氣水比，單位曝氣池容積的供氣量 6.回流污泥量，回流比 7.剩余污泥量 8.濃縮污泥量 9.消化氣產量、循環(huán)氣量 10.投藥量（混凝劑等）、投藥率 11.濾餅或脫水污泥重量 12.其他雜用水量 13.各種設施與設備的耗電量 14.燃料用量（重油、消化氣等） 15.焚燒的灰分量 （2）污水與污泥的質?：水溫、pH值、ss、?vss?、DO、BOD、COD、有機氮、總磷、污水沉降比等指標。6.參考答案:鉑；銅7.參考答案:愈慢；振蕩；變差8.參考答案:偏差；干擾；閉；開；可測；顯著；頻繁9.參考答案:一種是直接用系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性分析閉環(huán)系統(tǒng)的性能。另一種是根據(jù)開環(huán)頻率特性和已有的標準線圖求得閉環(huán)頻率特性，再用閉環(huán)頻率特性來分析閉環(huán)系統(tǒng)的性能。10.參考答案: 11.參考答案: （1）按信號傳遞是否關閉：①閉環(huán)控制；②開環(huán)控制 （2）按工作原理：①反饋控件；②前饋控件；③復合控件 （3）按輸入量形成：①恒值控件；②隨動控件；③程序控件12.參考答案:基本方法是：化步伐邏輯關系式或真值表中的各項對應地填入圖中，標為“1”，余下的空格填為“0”；當響鈴的偶數(shù)個格（對稱的）皆為“1”時，就可將之合并簡化為邏輯表達式的一項，其余變量之間為邏輯乘關系，其余“0”項不考慮。13.參考答案:C14.參考答案:先調；快調；粗調；后調；慢調；細調；定值控制系統(tǒng)；隨動控制系統(tǒng)15.參考答案: 應考慮因素與條件：（1）檢測的目的 （2）檢測的環(huán)境條件 （3）檢測精度、重現(xiàn)性與響應性 （4）維護管理性 （5）檢測對象的特殊性 （6）各種信號的特征 （7）檢測范圍。 當有些因素相互矛盾時，應：根據(jù)儀表設備的設計安裝的基本原則與注意事項，來選擇最合適的檢測方法必要的最小限度的儀表設備，使之既能滿足工藝設計與自動控制提出的檢測要求，又盡可能降低建設與運行費用。17.參考答案: 18.參考答案: COD自動檢測儀是將指定的檢測步驟自動化了的儀器，每隔1~2h間歇自動檢測，根據(jù)氧化分解的條件有酸性法檢測儀和堿性法檢測儀。 UV計利用溶解性有機物吸收紫外線范圍波長光的特性，將水樣連續(xù)送進測定瓶，用紫外線照射，然后根據(jù)其吸光度來檢測其污染程度。 TOC?自動檢測儀工作原理是在水樣中加酸，用氮氣吹脫水中的無機碳，然后在高溫與催化劑存在的條件下，使水樣通過含有一定氧濃度的載流氣體進行燃燒，用非分散型紅外線分析儀檢測氣體燃燒爐中的CO2濃度，據(jù)此求出水樣中有機碳濃度。 TOD自動檢測儀的原理是將水樣和含有一定量氧的載流氣體一樣，送入高溫加熱后的催化劑填充燃燒管中，使水樣中的有機物氧化分解，然后測定消耗的氧量。19.參考答案:0.35%；0.520.參考答案: ①比例環(huán)節(jié)也稱放大環(huán)節(jié)，特點是當輸入信號變化時輸出信號會同時以一定的比例復現(xiàn)輸入信號的變化。傳遞函數(shù)：G（s）=k（k為放大系數(shù)），Y（s）=KX（s），y（t）=kx（t）。 ②一階環(huán)節(jié)也稱一階慣性環(huán)節(jié)，當輸入信號做階躍變化后，輸出信號立刻以最大速度開始變化，曲線斜率最大，而后變化速度開始放慢，并越來越慢，最后達到一個新的穩(wěn)定狀態(tài)。傳遞函數(shù)：G（s）=k/Ts+1，X（s）=A/S（xu=A）。 ③積分環(huán)節(jié)：只要有輸入信號存在，輸出信號就一直等速的增加或減小，隨