2024年高等教育工學類自考-02237自動控制系統及應用歷年高頻考點試卷專家薈萃含答案（圖片大小可自由調整）第1卷一.參考題庫(共25題)1.水泵工況調節有哪些類型？2.檢測取樣的方法是什么？3.自動調節系統常用參數整定方法（）、（）、（）、（）。4.系統的穩態誤差與系統開環傳遞函數的增益、（）和（）有關。5.系統的穩態誤差與什么有關？6.簡述超聲波流量計的結構與方程。7.調節系統中調節器正、反的作用的確定是依據（）。8.方塊圖和傳遞函數有什么作用？9.氣動執行器由（）和（）兩個部分組成。10.圖表示的是（） A、比例調節器B、積分調節器C、慣性調節器D、比例積分調節器11.設系統的開環傳遞函數為：，用Nyquist圖分析該系統穩定性。12.簡述壓差流量計的結構與方程。13.水質自動監測站點如何選擇？14.串聯環節的對數頻率特性為各串聯環節的對數頻率特性的（）。15.自動控制系統由哪些形式？16.執行器按其能源型式可分為（）、（）、（）三大類。17.簡述ICA技術運行目標，ICA技術發展的限制性因素和促進性因素。18.差壓變送器可以用來測量（）、（）、（），和（）配套使用，可以測量（）19.離心泵的閥門調節與變速調節有那些差別？20.開環穩定，閉環（）；開環不穩定，閉環（）。21.怎樣由卡諾圖建立或簡化邏輯表發式？22.已知系統的閉環特征方程為S5+2S4+2S3+48S2-25S-50=0，試用勞斯判倨判別系統的穩定性如果不穩定請說明情況。23.ICA是什么？24.檢測儀表的性能指標是什么？簡述重要性能指標。25.紫外（UV）吸收測量的基本方法和原理是什么？第2卷一.參考題庫(共25題)1.分別簡述系統控制兩種主要方式（開環控制和閉環控制）的原理并分析優缺點。2.給水監控與調度系統的基本功能與常見組成方式是什么？3.調節閥有哪些常見類型？何為調節閥的理想特性與工作特性？4.檢測儀器有哪些基本*部分組成？各有什么作用？5.恒壓給水系統的壓力控制點有哪些設置方式？6.簡述恒壓給水系統壓力控制點位置及特點。7.積分環節的對數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。8.簡述恒浮力式液位計的結構與方程。9.簡要證明根軌跡總是關于實數軸對稱的。10.由于微分調節規律有超前作用，因此調節器加入微分作用主要是用（）11.設某比例環節傳遞函數為G（s）=100，則其對數相頻特性φ（ω）為（）A、0°B、45°C、90°D、-90°12.比較比例（P）調節器與慣性（T）調節器的異同，以及各自在自動控制系統中的作用。13.控制對象的調節通道的動態特性對過渡過程的影響是：調節通道時間常數愈大，則響應（），但調節通道時間常數過小，易產生（）問題；調節通道的純滯后使過渡過程質量（）14.調節閥與電磁閥的作用是各是什么？15.恒壓給水系統的壓力控制點有哪些設置方式，各有什么特點？16.簡述處理廠排出物的常規檢測項目。17.在比例（P）串聯校正中，如果增加系統的增益，將使系統的（）變差。A、快速性B、抗高頻干擾能力C、穩態精度D、穩定性18.比例環節的傳遞函數G（s）等于（）A、B、C、D、19.評價自動控制系統的過渡過程有哪些基本指標？20.對水泵及管理系統調節的意義是什么？21.寫出與下列對數幅頻特性對應的系統開環傳遞函數G（s）（設此系統為最小相位系統，且是單位負反饋系統），求出此系統的相位穩定裕量γ；判斷此系統是否穩定。 22.已知控制系統的開環傳遞函數為G（S）=試確定根軌跡的支數，起點和終點。若終點在無窮遠處，試確定漸進線和實軸的交點及漸進線的傾斜角。23.定值控制系統是按（）進行控制的，而前饋控制是按（）進行控制的；前者是（）環控制，后者是（）環控制。前饋控制一般應用于擾動（）和擾動（）與擾動（）的場合。24.簡化下圖所示的系統框圖，并傳遞函數 25.調節閥的流量特性有（）、（）和（），流量特性的選擇主要是與（）相匹配。第3卷一.參考題庫(共25題)1.描述被控對象特性的參數是（）、（）和（）2.常用熱電阻有（）熱電阻和（）熱電阻。3.簡述高濁度混凝投藥控制的技術方法。4.什么是時域分析法？它的特點是？5.分析各種典型環節的動態特性極其特點。6.簡述呼吸儀的測定原理和主要測定方法。7.PLC的性能指標是什么？有哪些發展趨勢？8.溶解氧測量的基本方法和原理是什么？9.頻率響應是系統對（）的穩態響應，頻率特性包括（）和（）兩種特性。10.簡述分布式控制系統工作原理與特點。11.調節閥的理想流量特性有（）、（）、（）和拋物線特性。12.控制系統引入積分作用是為了（），但積分的引入會使系統（），引入微分作用是為了（）13.在選擇污水處理監視控制方式時，應當考慮哪些因素與條件。14.傳遞函數的定義是對于線性定常系統，在（）的條件下，系統輸出量的拉氏變換與（）之比。15.污水泵站組合運行有什么意義？16.典型二階系統阻尼比0 17.簡述自動控制系統分類。18.控制系統引入積分作用是為了（），但積分的引入會使系統（），引入微分作用是為了（）。某調節系統采用比例積分作用調節器，先用純比例調整到合適的調節輸出，在加入積分作用的過程中，應（）。19.在污泥濃度的檢測方式中，光學式檢測儀和超聲波式檢測儀的各自工作原理是什么？在使用中分別應注意哪些事項？20.自動控制系統可以采取哪些抗干擾措施？21.如下圖所示系統，可知： 該圖為具有（）負反饋和（）正反饋的直流調速系統； 圖中V是（）； 圖中Ld是（），它的作用是（）； 圖中GT是（），它的作用是（）； 改變轉速，應調節（）電位器； 整定額定轉速，應調節（）電位器； 系統的輸出量（或被控制量）是（）。22.調節器的Kc值愈大，表示調節作用（），Ti值愈大，表示積分作用（），Td值愈大表示微分作用（）23.串級控制系統中，副回路具有（）、（）、（）的特點，主回路起著（）、（）、（）的作用，主副回路相互配合，大大提高系統的控制質量。它的主回路是一個（），而副回路則是一個（）。24.水泵的調速術有那些？常用的有那些？25.儀表基本誤差有以下幾種形式？第1卷參考答案一.參考題庫1.參考答案: （1）通過水泵出水口管路上的閥門來改變管路特性，實現水泵工況點的調節； （2）改變水泵的轉速，從而改變水泵的特性曲線，實現水泵工況點的調節。2.參考答案:常規定時取樣（每日-常規檢測）、非常規定時取樣（適當日-全面檢測）、整日連續取樣、短時間內取混合試樣。3.參考答案:經驗法；衰減曲線法；臨界比例度法；反應曲線法4.參考答案:型次；階次5.參考答案:系統的穩態誤差與系統開環傳遞函數的增益、型次和階次有關。系統的穩態誤差與輸入信號形式性質及系統的結構和參數有關。6.參考答案: 1、結構：換能器+導軌 2、方程：Q=Avm/K7.參考答案:實現閉環回路的負反饋8.參考答案:方塊圖和傳遞函數是自動化理論的重要基礎。通過方塊圖可以直接看出各環節的聯系，及環節對信號的傳遞過程；而傳遞函數可以用來描述環節或自動控制系統的特性，將輸入-輸出關系一目了然表示出來。9.參考答案:執行機構；調節機構10.參考答案:C11.參考答案: 12.參考答案: 1、結構：差壓計+節流裝置（文丘里管、孔板、噴嘴） 2、方程：Q=Aoa√2g△p/r13.參考答案:在主要污染部分的上游設對照子站，監測本*區域污染前的水質狀況；在主要污染部分設立污染監測子站，監測本*地區貨城市對河流的污染程度，并追蹤污染情況的變化；在主要污染區的下游，設立水質自凈情況監測子站，檢查水的自凈情況以及帶給下游的污染物程度。14.參考答案:疊加15.參考答案: （1）閉環控制； （2）開環控制； （3）復合控制。16.參考答案:氣動；電動；液動17.參考答案: 控制目標有： ①維持污水廠連續運行 ②滿足排放標準 ③降低運行費用 ④實現污水處理廠的綜合運行，通過耦合幾個過程來降低污水處理廠的干擾，工藝的綜合運行將使得最優化利用反應器體積和系統總體優化成為可能。 限制因素有： ①行業和國家立法較差或要求放松 ②不完善的教育—培訓—理解體系 ③對污水處理工業缺乏信賴和接受度 ④風險投資者或組織機構之間缺乏合作 ⑤缺乏應用ICA技術帶來的經濟利益的認識 ⑥測量工具不可靠、不穩定 ⑦污水處理廠設計存在限制性因素，排水收集系統不完善 ⑧ICA技術缺乏一定的透明度 ⑨缺乏軟件和儀器的行業規范。 促進因素有： ①逐漸嚴格的污水排放標準 ②對降低污泥產量的要求 ③經濟的驅動力 ④降低能量消耗和（或）增加能量產出的要求 ⑤污水處理廠逐漸復雜化的要求 ⑥新處理思想的出現 ⑦新型、高科技技術的出現。18.參考答案:壓力；壓差；液位；節流裝置；流量19.參考答案:變速調節改變水泵的特性曲線，閥門調節則是改變管路特性曲線。變速調節是一種節能的調節方式，閥門調節時一種耗能的調節方式。20.參考答案:不穩定；穩定21.參考答案: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。22.參考答案: 23.參考答案:ICA是污水處理系統的儀表、控制和自動化技術，簡稱為ICA技術。24.參考答案:儀表的性能指標是評價儀表性能的好壞、質量優劣的重要依據，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。25.參考答案: 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，再依據吸光度計算出被測組份的含量。第2卷參考答案一.參考題庫1.參考答案: 主要從三方面比較： 1、工作原理：開環控制系統不能檢測誤差，也不能校正誤差?？刂凭群鸵种聘蓴_的性能都比較差，而且對系統參數的變動很敏感。合閉環控制系統不管出于什么原因（外部擾動或系統內部變化），只要被控制量偏離規定值，就會產生相應的控制作用去消除偏差?？刂凭群鸵种聘蓴_的性能都比較差，而且對系統參數的變動很敏感。因此，一般僅用于可以不考慮外界影響，或慣性小，或精度要求不高的一些場合。 2、結構組成：開環系統沒有檢測設備，組成簡單，但選用的元器件要嚴格保證質量要求。閉環系統具有抑制干擾的能力，對元件特性變化不敏感，并能改善系統的響應特性。 3、穩定性：開環控制系統的穩定性比較容易解決。閉環系統中反饋回路的引入增加了系統的復雜性2.參考答案: 基本功能：（1）集中監控與控制； （2）預測咨詢系統； （3）設備管理與運轉臺賬； （4）管路臺賬； （5）管網計算與工況分析。 組成方式：自主控制子系統、管網事故處理子系統、設備管理子系統、預測子系統等。3.參考答案:按閥體與流通介質的關系可將調節閥分為直通式和隔膜式，按閥門控制信號的種類可分為氣動與電動調節閥。在閥前后壓差恒定時得到的流量特性稱為理想流量特性，在實際應用中，閥前后的壓差即在調節閥上的壓力降都是隨流量變化的，此時的流量特性就是工作流量特性。4.參考答案: 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：感受到被檢測參數的變化，直接從對象中提取被檢測參數的信息，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值的大小。 傳輸通道的作用：連接儀表的各個環節，給各環節的輸入和輸出提供通道。5.參考答案: （1）將控制點設在最不利點處，直接按最不利點水壓進行工況調節； （2）將控制點設于水泵出口，按該點的水壓進行工況調節，間接地保證最不利點的水壓穩定。6.參考答案: ①控制點設在水泵出口，特點：恒壓值H=Hsto+sgQ2、揚程浪費、管理方便。 ②控制點設在最不利，特點：無揚程浪費、較節能、工程管理不便。7.參考答案:（P150）-20dB/dec8.參考答案: 1、結構：浮標、滑輪、指針、平衡錘、標尺 2、方程：hm=常數9.參考答案: 10.參考答案:克服容量滯后11.參考答案:A12.參考答案: 比例調節器的輸出電壓與輸入電壓成正比。其輸出量能立即響應輸入量的變化。 慣性調節器的穩態輸出量和比例環節相同。但對突變的階躍信號，它的輸出量則不是突變的，而是一個逐漸變化的過程。其變化的快慢程度，取決于慣性時間常數T，T越大，則變化越慢。 在自動控制系統中，比例調節器常用于調節系統的增益，有時也用作反相器或信號隔離等。 在自動控制系統中，慣性調節器相當于一個緩沖環節，它能抑制瞬時突發脈沖信號對系統的沖擊，使系統運行更加平穩。13.參考答案:愈慢；振蕩；變差14.參考答案:在各類閥門中，電磁閥起對管路的通斷控制作用，相當于管路開關；調節閥起流量的調節作用，改變調節閥的開啟度就可以改變通過的流量。15.參考答案: 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； 特點：無揚程浪費，較節能；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，間接地保證最不利點的水壓穩定。 特點：揚程浪費，工程管理方便。16.參考答案: （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。17.參考答案:D18.參考答案:B19.參考答案: 評價自動控制系統的過渡過程基本指標有： （1）最大偏差A； （2）過渡時間ts； （3）余差C； （4）衰減比； （5）振蕩周期Tp。20.參考答案:管道系統是給水排水工程的重要組成部分，水泵更是極為常見的給水排水設備。以給水工程為例，輸配水管網擔負著輸送、分配水的任務，它的造價占給水系統總造價的主要部分；管道系統往往是由水泵加壓供水的有壓系統，與水泵及水泵站的關系密切，它的運行費用在給水系統運行費用構成中占第一位。采取技術措施，合理地調節水泵、管道系統工況，保證用戶的用水要求，并最大限度地節約能耗、降低費用，是十分重要而有意義的工作。21.參考答案: 22.參考答案: 23.參考答案:偏差；干擾；閉；開；可測；顯著；頻繁24.參考答案: 25.參考答案:快開；等百分比；線性；廣義對象特性第3卷參考答案一.參考題庫1.參考答案:放大系數；時間常數；滯后時間2.參考答案:鉑；銅3.參考答案: 1、泥沙顆粒比表面積法 2、數學模型法 3、透光脈動絮凝檢測技術的應用4.參考答案: 所謂時域分析，是指對控制系統施加一定的輸入信號，根據系統輸出量的時域表達式（時間t的函數）來評價系統的性能，并找出系統結構、參數與這些性能之間的關系。時域分析法的目的是不必求解系統的微分方程，以微分方程判斷出系統運動的主要特征，而從工程角度分析系統運動規律。 特點：時域分析法是一種在時間域中對系統進行分析的方法，不僅直觀，而且比較準確，可以提供系統時間響應的全部信息。 這是一種直接方法，而且比較準確，可以提供系統時間響應的全部信息.5.參考答案: ①比例環節也稱放大環節，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輸入信號的變化。傳遞函數：G（s）=k（k為放大系數），Y（s）=KX（s），y（t）=kx（t）。 ②一階環節也稱一階慣性環節，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定狀態。傳遞函數：G（s）=k/Ts+1，X（s）=A/S（xu=A）。 ③積分環節：只要有輸入信號存在，輸出信號就一直等速的增加或減小，隨著時間而積累變化。傳遞函數：G（s）=k/b*s；Y（s）=kX（s）/TiS；y（t）=k/Ti；∫x（t）dt。 ④微分環節：微分作用的輸出變化與微分相同和輸入信號的變化速度成比例而與輸入信號大小無關，即輸入信號變化速度愈快，微分時間越長，微分環節輸出信號也愈大。傳遞函數：G（s）=Td*S，Y（s）=Td*S*X（s）；y（t）=Td*dx（t）/dt。 ⑤純滯后環節：當輸入信號產生一個階躍變化時，他的輸出信號即不是立刻反應輸入信號的變化，也不是慢慢的反應，而是要經過一段純滯后時間以后才等量的復現輸入信號的變化。 傳遞函數：G（s）=e-zs，Y（s）=e﹣zs*X（s）；y（t）=x（t-τ）。6.參考答案: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。7.參考答案: PLC的性能指標：1.存儲容量，2.I/O點數，3.掃描速度，4.指令的功能與數量，5.內部元件的種類與數量，6.特殊功能單元，7.課擴展能力。 發展趨勢：1.向高速度、大容量方向發展，2.向超大型、超小型兩個方向發展，3.PLC大力開發智能模塊，加強聯網通信能力，4.增強外部故障的檢測與處理能力，5.編程語言多樣化。8.參考答案: 碘量法：在水中加入硫酸錳和堿性碘化鉀，水中的溶解氧將二價的錳氧化成四價錳，?并生成氫氧化物沉淀。加酸后，沉淀溶解，四價錳又可氧化碘離子而釋放出與溶解氧量相當的游離碘。以淀粉為指示劑，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定釋放出的碘，可計算出溶解氧含量。 高錳酸鉀法：用高錳酸鉀氧化亞鐵離子，消除干擾，過量的高錳酸鉀用草酸鈉溶液除去，生成的高價鐵離子用氟化鉀掩蔽。 疊氮化鈉修正法：疊氮化鈉在酸性條件下將亞硝酸根分解破壞。 膜電極法：氧敏感膜電極浸沒在電解質溶液中的兩個金屬電極和氧選擇性半透膜組成。氧半透膜只允許透過半透膜和其他氣體，而幾乎完全阻擋水和溶解性固體。透過膜的氧在陰極上還原，產生的擴散電流與水樣中氧的濃度成正比，將濃度信號變成電信號，由電流計讀出。 電導測定法：利用非導電元素或化合物與溶解氧反應產生能導電的離子，如氧化氮氣與溶解氧生成硝酸根離子，增加電導率，即可求得溶解氧含量。9.參考答案:諧波輸入；幅頻；相頻10.參考答案: 工作原理：是以微型計算機為主的連接結構，主要考慮信息的存取方法、傳輸延遲時間、信息吞吐量、網絡擴展的靈活性、可靠性與投資等因素。 特點：1）分散性。2）集中性。3）有通訊功能。11.參考答案:直線特性；對數特性；快開特性12.參考答案:消除余差；產生振蕩現象；克服容量滯后13.參考答案: （1）處理廠的規模 （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）經濟因素14.參考答案:初始條件為零；輸入量的拉式變換15.參考答案:在污水提升泵站中，使用微機控制變速與定速水泵組合運行，可以保持進水位的穩定，降低能耗，提高自動化程度。17.參考答案: （1）按信號傳遞是否關閉：①閉環控制；②開環控制 （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18.參考答案:消除余差；不穩定；克服容量滯后；減小放大倍數19.參考答案: 光學式檢測儀又分為投射光式、散射光式、和投射光式，投射光式檢測儀將裝有式樣的測定管夾在對置的一對光源和受光器中間，照射在試樣上的光被SS吸收并散射，到達受光器的透射量發生衰減。根據受光器得到的透光亮與SS濃度的相關關系檢測MLSS。散射光式檢測儀從光源發射到試樣的光因SS存在而形成散射，根據受光器接收的散射光量與SS濃度的相關關系，檢測MLSS濃度。透光散射光式檢測儀根據受光器得到的透光量與SS濃度的相關關系來檢測MLSS濃度。 在使用光學式檢測儀時應注意以下事項：???????????????????????????????????????????????????????????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