公用设备工程师-专业基础（暖通空调、动力）-自动控制-4.1自动控制与自动控制系统的一般概念.docx

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1、公用设备工程师-专业基础（暖通空调、动力）-自动控制-4.1自动控制与自动控制系统的一般概念单选题1.按控制系统的动态特征，可将系统分类为()。2016年真题A.欠阻尼系（江南博哥）统和过阻尼系统B.开环控制系统和闭环控制系统C.单回路控制系统和多回路控制系统D.正反馈控制系统和负反馈控制系统 正确答案：B参考解析：A项，欠阻尼状态与过阻尼状态为二阶系统的传递函数的两种状态，不用于系统分类；B项，按控制系统输入与输出之间是否存在反馈回路即是否存在动态特征可将系统分类为开环控制系统和闭环控制系统，闭环控制系统有动态调整的过程，开环控制系统无动态调整过程；C项，按控制系统是否只包含唯一一个闭合反馈

2、回路可将系统分类为单回路控制系统和多回路控制系统；D项，按系统反馈信号与输入信号相减是否使产生的偏差越来越小可将系统分类为正反馈控制系统和负反馈控制系统。单选题2.下列概念中错误的是()。2014年真题A.闭环控制系统精度通常比开环系统高B.开环系统不存在稳定性问题C.反馈可能引起系统振荡D.闭环系统总是稳定的 正确答案：D参考解析：AD两项，闭环控制系统的特点是具有自动修正输出量偏差的能力、抗干扰性能好、控制精度高；缺点是结构复杂，如设计不好系统有可能不稳定，故D项错误。B项，开环系统一般没有稳定性的概念，稳定是针对闭环系统而言的。C项，只有闭环系统存在反馈，反馈增加了系统的复杂性，参数选取

3、不当可能引起系统振荡。单选题3.反馈控制的实质是()。2017年真题A.基于偏差的控制B.基于被控量状态的控制C.实现负反馈的过程D.按控制量控制的过程 正确答案：A参考解析：反馈控制是将系统的输出与给定（输入）进行比较，并力图保持两者之间的既定关系的一种控制，其实质是基于偏差的控制。单选题4.下列描述中，错误的是()。2013年真题A.反馈系统也称为闭环系统B.反馈系统的调节或控制过程是基于偏差的调节或控制的过程C.反馈控制原理就是按偏差控制原理D.反馈控制中偏差信号一定是输入信号与输出信号之差 正确答案：D参考解析：A项，反馈控制是指采用负反馈并利用偏差进行控制的过程，由于引入了被反馈量的

4、反馈信息，整个控制过程成为闭合的，因此反馈控制又称闭环控制。BC两项，反馈控制实质上是根据偏差进行控制的过程，又称按偏差控制，检测偏差用以消除偏差。D项，偏差信号是指实测信号与给定信号之差，并非输入与输出信号之差。单选题5.下列关于负反馈的描述中，不正确的是()。2012年真题A.负反馈系统利用偏差进行输出状态的调节B.负反馈能有利于生产设备或工艺过程的稳定运行C.闭环控制系统是含负反馈组成的控制系统D.开环控制系统不存在负反馈，但存在正反馈 正确答案：D参考解析：A项，反馈控制实质上是按照偏差进行控制和调节的过程；B项，负反馈的原理是将系统的输出信号引回输入端，与输入信号相减，形成偏差信号，

5、然后根据偏差信号产生相应的控制作用，目的是为了减小偏差，使生产设备或工艺过程稳定运行；C项，由于把输出信号引回到输入端，整个控制过程为闭合的，因此负反馈控制又称闭环控制；D项，负反馈是指无论是开环控制还是闭环控制，都存在反馈信号，若反馈信号与输入信号相减，使产生的偏差越来越小，则称之为负反馈，反之为正反馈。开环控制系统适用于简单的系统，它没有反馈环节，响应时间较长，成本较低。单选题6.由温度控制器、温度传感器、热交换器、流量计等组成的控制系统，其中被控对象是()。2014年真题A.温度控制器B.温度传感器C.热交换器D.流量计 正确答案：C参考解析：被控对象为被控制的机器、设备或生产过程中的全

6、部或一部分。题中所给控制系统中热交换器为被控对象，温度为被控制量，给定量（希望的温度）在温度控制器中设定，水流量是干扰量。单选题7.自动控制系统的基本性能要求是()。2018年真题A.在稳定的前提下，动态调节时间短、快速性和平稳性好、稳态误差小B.系统的性能指标不要相互制约C.系统为线性系统，性能指标为恒定值D.系统动态响应快速性、准确性和动态稳定性都达到最优 正确答案：A参考解析：A项，自动控制系统用于不同的目的，要求也往往不一样。但自动控制技术是研究各类控制系统共同规律的一门技术，对控制系统有一个共同的要求，一般可归结为稳定、准确、快速，即在稳定的前提下，动态调节时间短、快速性和平稳性好、

7、稳态误差小。B项，同一系统稳、准、快有时是相互制约的。C项，可用线性微分方程描述的系统称为线性控制系统，因此性能指标不一定为恒定值。D项，快速性好，可能会有强烈振荡；改善稳定性，控制过程可能过于迟缓，精度也可能变差。应根据具体问题具体分析，并有所侧重，因此快速性、准确性和动态稳定性不一定都能达到最优。单选题8.自动控制系统必要的组成环节有()。2017年真题A.被控对象，调节器，比较器，反馈回路，测量变送器B.被控对象，调节器，运算器，反馈控制回路，测量变送器C.被控对象，执行器，中继器，测量变送器D.被控对象，执行器，调节器，比较器，测量变送器 正确答案：A参考解析：自动控制系统是指能够对被

8、控对象的工作状态或某些物理量进行自动控制的整个系统。它一般由被控对象和控制装置组成。自动控制系统的组成环节有被控对象、调节器、比较器、反馈回路、测量变送器（A对）。单选题9.下列有关自动控制的描述正确的是()。2016年真题A.反馈控制的实质是按被控对象输出要求进行控制的过程B.只要引入反馈控制，就一定可以实现稳定的控制C.稳定的闭环控制系统总是使偏差趋于减小D.自动化装置包括变送器、传感器、调节器、执行器和被控对象 正确答案：C参考解析：A项，反馈控制实质上是一个按输出信号与输入信号偏差进行控制的过程；B项，由于反馈控制引入了被反馈量的反馈信息，因此可以减小系统的误差，并使系统的输出趋于所希

9、望的值，但这并不意味着扰动消除后系统能回到原来状态即稳定的控制；C项，稳定的闭环控制系统被控量偏离期望的初始偏差随时间的增长逐渐减小并趋于零；D项，自动控制系统是由被控对象、测量变送器、调节器和执行器组成，传感器不属于系统组成。单选题10.下列不属于自动控制系统的组成部分的是()。2013年真题A.被控对象B.测量变送器C.执行器D.微调器 正确答案：D参考解析：自动控制系统是指能够对被控对象的工作状态或某些物理量进行自动控制的整个系统。自动控制系统的组成部分包括：控制器、执行器、被控对象和测量变送器。微调器不属于自动控制系统的组成部分。单选题11.试判断下列中，为开环控制系统的是()。201

10、9年真题A.家用冰箱B.反馈系统C.交通指示红绿灯D.水箱液位控制系统 正确答案：C参考解析：开环控制系统是输出量对系统的控制作用不产生影响的系统，从结构上看输出量（被控量）与输入量之间不存在反馈通道的系统。C项，交通指示红绿灯根据时间进行，不根据交通流量进行控制，因此控制装置与被控对象之间只有顺向联系，为开环控制系统。单选题12.水温自动控制系统中，冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。系统中，除了对水温进行检测并形成反馈外，还增加了对冷水流量变化的测量，并配以适当的前馈控制，那么该系统能够应对的扰动量为()。2018年真题A.蒸汽流量的变化B.蒸汽温度的变化C.热水温度

11、的变化D.冷水流量的变化 正确答案：D参考解析：反馈控制系统是一个输出量直接或间接地返回到输入端，参与系统控制，即输出量（被控量）与输入量之间存在反馈通道的系统。一个闭环控制系统含有三个要素：取得偏差。参考输入信号与反馈信号比较得到偏差信号，由测量变送器组成的反馈元件和比较元件共同完成，反馈信号是被控量的函数。改造偏差。由控制器完成，将偏差信号改造成具有合适的控制规律和足够功率的控制量，作用于受控对象。按偏差进行反馈调节。当受控对象受到各种扰动引起被控量变化时，测出偏差量，按偏差进行控制和调节。该系统的受控对象为冷水，被控变量为温度，则扰动量为冷水流量变化，可通过增加前馈测量来应对。单选题13

12、.从自动控制原理的观点看，家用空调机的温度传感器应为()。2008年真题A.输入元件B.反馈元件C.比较元件D.执行元件 正确答案：B参考解析：将系统的输出量馈送到输入端，并与输入进行比较的过程即为反馈。反馈信号的符号与被比较信号相反时称为负反馈，相同时称为正反馈。温度传感器测量室内的温度，并将该温度馈送到输入端，并与给定温度进行比较，因此温度传感器为反馈元件。单选题14.从自动控制原理的观点看，电机组运行时频率控制系统的“标准50Hz”应为()。2006年真题A.输入量（或参考输入量）B.输出量（或被控制量）C.反馈量D.干扰量 正确答案：A参考解析：频率控制系统的被控制量为系统的实际频率，

13、“标准50Hz”的频率为实际频率的期望值，即输入量（或参考输入量）。单选题15.从自动控制原理的观点看，家用电冰箱工作时，房间的室温为()。2005年真题A.给定量（或参考输入量）B.输出量（或被控制量）C.反馈量D.干扰量 正确答案：D参考解析：家用电冰箱控制系统如图4-1-1所示。该系统的被控对象是电冰箱箱体，被控量是箱体内的温度Tc，给定量（输入量）是给定温度Tr（Tr通过箱体内控制盒旋钮给出或通过按键设定），干扰输入是环境温度（房间温度）或电冰箱门开启等，执行元件是电动机和压缩机。图4-1-1家用电冰箱控制系统示意图单选题16.前馈控制系统是对干扰信号进行补偿的系统，是()。2011年

14、真题A.开环控制系统B.闭环控制系统和开环控制系统的复合C.能消除不可测量的扰动系统D.能抑制不可测量的扰动系统 正确答案：A参考解析：有扰动补偿开环控制称为按扰动补偿的控制方式或前馈控制系统。前馈控制的基本概念是测取进入过程的干扰（包括外界干扰和设定值变化），并按其信号产生合适的控制作用去改变操纵变量，使受控变量维持在设定值上。其与反馈控制比较，其特点为：是开环控制系统；对所测干扰反应快，控制及时；采用专用调节器；只能克服系统中所能测量的干扰。单选题17.从自动控制原理的观点看，下列哪一种系统为开环控制系统？()2007年真题A.家用空调机温度控制系统B.家用电热水器恒温控制系统C.家用电冰

15、箱温度控制系统D.国内现有的无人操作交通红绿灯自动控制系统 正确答案：D参考解析：ABC三项，家用空调机温度控制系统、家用电热水器恒温控制系统、家用电冰箱温度控制系统均为恒温控制，即期望温度与实际温度之间的差值很小，系统内存在温度反馈调节，因此这三种系统均为闭环控制系统。D项，国内现有的无人操作交通红绿灯自动控制系统的控制根据时间进行，而不是根据交通流量进行控制，因此控制装置与被控对象之间只有顺向联系，为开环控制系统。单选题18.从自动控制原理的观点看，下列哪种系统为闭环控制系统？()2009年真题A.普通热水加热式暖气设备的温度调节B.遥控电视机的定时开机（或关机）控制系统C.抽水马桶的水箱

16、水位控制系统D.商店、宾馆的自动门的开、闭门启闭系统 正确答案：C参考解析：闭环系统与开环系统最大区别在于是否存在反馈调节。存在反馈调节的为闭环系统。C项，抽水马桶的水箱水位控制系统中存在反馈环节，通过水位的高低来控制是否进水，因此抽水马桶的水箱水位控制系统为闭环系统。单选题19.关于线性定常系统的传递函数，不正确的表述是()。2016年真题A.零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量拉氏变换之比B.只取决于系统的固有参数和系统结构，与输入量的大小无关C.系统的结构参数一样，但输入、输出的物理量不同，则代表的物理意义不同D.可作为系统的动态数学模型 正确答案：D参考解析：A项，线性定常系统的

17、定义为：零初始条件下，线性定常系统输出量的拉氏变换与输入量拉氏变换之比；B项，传递函数反映系统的固有特性，只与系统的结构和固有参数有关，与输入信号和初始条件无关；C项，传递函数不能作为系统的动态数学模型，许多性质不同的系统具有相同的传递函数，只是传递函数的物理意义不同；D项，只有当初始条件为零时，传递函数才能表征系统的动态特征。单选题20.试判断下列元件的动态方程中的哪个是线性方程？()2009年真题A.B.C.D. 正确答案：C参考解析：线性控制系统的特点是可以应用叠加原理。当系统存在几个输入信号时，系统的输出信号等于各个输入信号分别作用于系统时系统输入信号之和。线性控制系统可用如下线性方程

18、描述：式中，r（t）为系统的输入量；c（t）为系统的输出量；ai（t）为系数，i0，1，n；bj（t）为系数，j0，1，m。非线性控制系统不能应用叠加原理，如方程中含有变量及其导数的高次幂或乘积项。A项中存在变量的2阶导数，BD两项中存在正弦函数，ABD项均为非线性定常系统。单选题21.下列描述系统的微分方程中，r（t）为输入变量，c（t）为输出变量，方程中为非线性时变系统的是()。2010年真题A.B.C.D. 正确答案：C参考解析：非线性系统是指系统中存在非线性元件，且需用非线性微分方程来描述的系统。A项，方程是线性常微分方程，系统是线性定常系统。B项，只有输出一阶导数的系数是时间函数t，

19、系统是线性时变系统。C项，有输出变量c（t）的开平方项，其系数是时间函数b（t），系统是非线性时变系统。D项，方程为线性定常方程，系统是线性定常系统。单选题22.自动控制系统的正常工作受到很多条件的影响，保证自动控制系统正常工作的先决条件是()。2011年真题A.反馈性B.调节性C.稳定性D.快速性 正确答案：C参考解析：稳定性是指动态过程的振荡倾向和系统能够恢复平衡状态的能力。由于系统往往存在着惯性，当系统的各个参数分配不当时，将会引起系统的振荡而失去工作能力。输出量偏离平衡状态后应该随着时间收敛并且最后回到初始的平衡状态。因此稳定性是系统能正常工作的首要条件。单选题23.描述实际控制系统中

20、某物理环节的输入与输出关系时，采用的是()。2012年真题A.输入与输出信号B.输入与输出信息C.输入与输出函数D.传递函数 正确答案：D参考解析：实际控制系统中所出现的信号，当通过某一环节传递时其大小和状态都要发生变化，但其输出与输入有一定的函数关系，环节的输入输出关系采用传递函数表示。单选题24.反馈控制的实质是一个按()控制的过程。A.控制器B.控制量C.偏差D.被控量 正确答案：C参考解析：反馈控制实质上是一个按偏差进行控制的过程，首先参考输入信号与反馈信号比较得到偏差信号，然后将偏差信号改造成具有合适的控制规律和足够功率的控制量、作用于受控对象，最后按偏差进行反馈调节，所以反馈控制也

21、称为按偏差控制。单选题25.能够实现自动控制任务，由()等组成的系统称为自动控制系统。A.输入和输出量B.被控量和给定量C.输入和扰动量D.控制器和被控对象 正确答案：D参考解析：自动控制系统是指能够对被控对象的工作状态或某些物理量进行自动控制的整个系统。它一般由被控对象和控制装置（控制器）组成。其中被控对象是指要求实现自动控制的机器、设备或生产过程；控制装置是指对被控对象起控制作用的设备的总体。单选题26.开环控制系统的输出()。A.参与系统的反馈调节B.不参与系统的反馈调节C.与输入有反馈通路D.无扰动参与 正确答案：B参考解析：自动控制系统的基本控制形式是开环控制系统和闭环控制系统。开环

22、控制系统是指输出量对系统的控制作用不产生影响，且从结构上看输出量（被控量）与输入量之间不存在反馈通道的系统。开环控制系统优点是结构简单、成本低、响应快，但抗干扰能力差，控制精度低，适用于干扰不强烈、控制要求不高的场合。单选题27.开环控制系统与闭环控制系统最本质的区别是()。A.开环控制系统的输出对系统无控制作用，闭环控制系统的输出对系统有控制作用B.开环控制系统的输入对系统无控制作用，闭环控制系统的输入对系统有控制作用C.开环控制系统不一定有反馈回路，闭环控制系统有反馈回路D.开环控制系统不一定有反馈回路，闭环控制系统也不一定有反馈回路 正确答案：A参考解析：按照有无反馈测量装置分类，控制系

23、统分为两种基本形式，即开环系统和闭环系统。开环系统是输出量对系统的控制作用不产生影响的系统，而闭环系统是输出量对系统的控制作用产生影响的系统，又称反馈系统。单选题28.水温自动控制系统如图4-1-2所示。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。该系统中的扰动量为()。图4-1-2A.蒸汽流量B.热水温度C.热交换器D.冷水流量 正确答案：D参考解析：如图4-1-2所示，该系统的工作原理是：温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温，并在温度控制器中与给定温度相比较，若低于给定温度，其偏差值使蒸汽阀门开大，进入热交换器的蒸汽量加大，热水温度升高，直至偏差

24、为零。如果由于某种原因，冷水流量加大，则流量值由流量计测得，通过温度控制器，开大阀门，使蒸汽量增加，提前进行控制，实现按冷水流量进行顺馈补偿，保证热交换器出口的水温不发生大的波动。其中，热交换器是被控对象，实际热水温度为被控量，给定量（希望温度）在控制器中设定，冷水流量是干扰量。单选题29.图4-1-3是一个液位控制系统原理图。该系统的干扰量为()。图4-1-3A.气动阀门B.注入液体量Q1C.浮子D.Q2 正确答案：D参考解析：自动控制器通过实际液位与希望液位的比较，并通过调整气动阀门的开度，对误差进行修正，从而保持液位不变。绘制该控制系统的方框图如图4-1-4：图4-1-4控制器主要作用是

25、比较、放大；浮子是液面高度的反馈检测元件；Q2为系统的干扰量；气动阀门为执行机构；被控对象是水箱。单选题30.下列不属于对自动控制系统基本要求的是()。A.稳定性B.快速性C.连续性D.准确性 正确答案：C参考解析：自动控制系统的基本要求为稳定性（系统的固有特性）、快速性（用调节时间来衡量，时间越短，快速性越好）和准确性（用稳态误差来衡量，越小精度越高、准确性越好）。单选题31.下列各式是描述系统的微分方程，其中，r（t）为输入变量，c（t）为输出量，判断()是非线性时变系统。A.B.C.D. 正确答案：C参考解析：具有线性微分方程式的系统称为线性系统，当微分方程式的系数是常数时，相应的系统称线性定常（或线性时不变）系统。当微分方程式的系数是时间的函数时，相应的系统称线性时变系统。如果控制系统含有分布参数，那么描述系统的微分方程应是偏微分方程。如果系统中存在非线性元件，则需用非线性微分方程来描述，这种系统称非线性系统。A项，方程是线性常微分方程，系统是线性定常系统。B项，系数是关于时间t的函数，系统是线性时变系统。C项，方程中存在变量的开平方项，且系数是关于时间t的函数，系统是非线性时变系统。D项，方程中存在变量的平方项，系统是非线性定常系统。