电气工程自动化控制知识难点解析

综合试卷第=PAGE1*2-11页（共=NUMPAGES1*22页） 综合试卷第=PAGE1*22页（共=NUMPAGES1*22页）PAGE①姓名所在地区姓名所在地区身份证号密封线1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和所在地区名称。2.请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。3.不要在试卷上乱涂乱画，不要在标封区内填写无关内容。一、选择题1.电气工程自动化控制系统中，PLC的基本功能不包括下列哪项？

a)输入处理

b)输出处理

c)数据存储

d)加密通信

2.下列哪种传感器属于模拟传感器？

a)位移传感器

b)温度传感器

c)红外传感器

d)触摸传感器

3.在PID控制中，如果系统响应速度过慢，应调整哪个参数？

a)预设参数

b)预设积分时间

c)预设微分时间

d)预设比例时间

4.下列哪种自动化控制系统中，反馈控制是最常用的？

a)开环控制系统

b)闭环控制系统

c)开环闭环控制系统

d)闭环开环控制系统

5.电气工程自动化控制中，PLC的编程语言不包括下列哪项？

a)结构化文本

b)功能块图

c)梯形图

d)汇编语言

6.下列哪种控制方法适用于对线性系统进行精确控制？

a)开环控制

b)闭环控制

c)预设控制

d)离散控制

7.在电气工程自动化控制系统中，变频器的主要作用是？

a)实现电机启动和停止

b)调节电机转速

c)控制电机转向

d)保护电机

8.下列哪种电气工程自动化控制系统的应用范围最广？

a)汽车生产线

b)食品加工生产线

c)矿山生产线

d)通信设备

答案及解题思路：

1.答案：d)加密通信

解题思路：PLC（可编程逻辑控制器）主要用于自动化控制系统的逻辑、顺序、定时、计数、算术运算等功能，不涉及数据加密，因此加密通信不属于其基本功能。

2.答案：b)温度传感器

解题思路：模拟传感器是指将物理量转换为与之成比例的连续变化的模拟信号的传感器。温度传感器输出的信号是连续变化的模拟信号，符合模拟传感器的定义。

3.答案：b)预设积分时间

解题思路：PID控制中的积分时间负责消除系统中的稳态误差，增加积分时间可以减慢系统的响应速度，适用于响应速度过慢的系统。

4.答案：b)闭环控制系统

解题思路：闭环控制系统通过反馈机制调整输出，保证系统达到并保持设定值，因此是最常用的自动化控制系统。

5.答案：d)汇编语言

解题思路：PLC编程语言通常包括梯形图、功能块图、结构化文本等，汇编语言由于其复杂性和不直观性，通常不作为PLC编程语言。

6.答案：b)闭环控制

解题思路：闭环控制通过不断调整控制量来补偿系统误差，适用于线性系统进行精确控制。

7.答案：b)调节电机转速

解题思路：变频器可以通过改变电机供电频率来调节电机转速，是电机调速的关键设备。

8.答案：b)食品加工生产线

解题思路：食品加工生产线应用广泛，对自动化程度要求高，因此其自动化控制系统应用范围较广。二、填空题1.电气工程自动化控制系统中，PLC的核心部件是处理单元（CPU）。

2.电气工程自动化控制中，传感器的作用是将非电信号转换为电信号。

3.在PID控制中，比例参数（Kp）用于调整系统的稳态误差。

4.电气工程自动化控制系统中，变频器可以实现电机的调速。

5.电气工程自动化控制中，PLC的编程语言有梯形图（LadderDiagram）、指令列表（InstructionList）、功能块图（FunctionBlockDiagram）和结构化文本（StructuredText）。

答案及解题思路：

1.答案：处理单元（CPU）

解题思路：PLC（可编程逻辑控制器）的核心部件是CPU，它负责接收输入信号、执行用户编写的程序指令以及输出控制信号。

2.答案：电信号

解题思路：传感器是检测和转换非电信号（如温度、压力、位移等）为电信号的装置，以便于后续的信号处理和控制。

3.答案：稳态误差

解题思路：PID控制器中的比例参数Kp调整的是系统的比例部分，主要影响系统在稳态时的误差，即系统达到稳态后与期望值的偏差。

4.答案：调速

解题思路：变频器通过调整输出电源的频率和电压，可以实现对电机转速的控制，即调速功能。

5.答案：梯形图（LadderDiagram）、指令列表（InstructionList）、功能块图（FunctionBlockDiagram）和结构化文本（StructuredText）

解题思路：PLC的编程语言包括梯形图、指令列表、功能块图和结构化文本，这些语言提供了不同的编程方式，以满足不同用户的需求。梯形图类似于电气图纸，指令列表类似于汇编语言，功能块图提供模块化的编程方法，而结构化文本则更接近高级编程语言。三、判断题1.在电气工程自动化控制系统中，PLC可以实现与上位机的通信。

解题思路：可编程逻辑控制器（PLC）是电气工程自动化控制系统中的重要组成部分，它可以通过通信接口与上位机（如工业控制计算机）进行数据交换和指令传递。这是PLC实现集中管理和远程监控的基础功能。

答案：正确。

2.电气工程自动化控制中，温度传感器属于模拟传感器。

解题思路：温度传感器可以测量温度并将其转换为电信号输出。如果这个信号是连续的，那么它就是模拟信号。大多数温度传感器（如热电偶、热敏电阻）输出的是模拟信号。

答案：正确。

3.在PID控制中，积分参数（Ki）用于消除稳态误差。

解题思路：PID控制器由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成。积分参数Ki负责对系统过去的误差进行累积，从而消除稳态误差，使系统输出能够准确跟踪设定值。

答案：正确。

4.电气工程自动化控制系统中，闭环控制比开环控制具有更好的稳定性。

解题思路：闭环控制系统通过反馈机制来调整控制效果，能够根据系统的实际输出与期望输出之间的差异来调整控制输入，从而提高系统的稳定性和响应速度。相比之下，开环控制系统没有反馈机制，其控制效果容易受到外部干扰。

答案：正确。

5.电气工程自动化控制中，变频器可以提高电机的效率。

解题思路：变频器可以通过改变电源频率来调整电机的转速，从而实现节能。在不需要全速运行的情况下，使用变频器可以降低电机的输入功率，减少能量损失，提高电机效率。

答案：正确。

答案及解题思路：

1.正确。PLC可以通过通信模块实现与上位机的数据交换和指令传递。

2.正确。温度传感器通常输出模拟信号。

3.正确。积分参数Ki通过累积误差来消除稳态误差。

4.正确。闭环控制系统具有更好的稳定性和响应速度。

5.正确。变频器可以通过调整电机转速来提高效率。

：四、简答题1.简述电气工程自动化控制系统中，PLC的工作原理。

解题思路：PLC（可编程逻辑控制器）是电气工程自动化控制系统中常用的控制器，其工作原理主要包括输入、处理、输出三个阶段。具体而言，PLC首先通过输入模块接收外部信号，然后将这些信号进行处理，最后通过输出模块控制相应的执行机构。PLC的工作原理可以概括为以下几个步骤：

输入信号采集：通过输入模块将外部信号转换为数字信号；

程序执行：根据预设的程序，对输入信号进行处理；

输出信号控制：通过输出模块将处理后的信号输出，控制执行机构。

2.简述电气工程自动化控制中，传感器的分类。

解题思路：传感器是电气工程自动化控制系统中不可或缺的部件，其分类可以从不同角度进行划分。以下列举几种常见的传感器分类：

按照工作原理：电阻式、电感式、电容式、光电式等；

按照作用对象：温度传感器、压力传感器、流量传感器、位移传感器等；

按照输出信号：模拟量传感器、数字量传感器等。

3.简述电气工程自动化控制中，PID控制的原理。

解题思路：PID控制（比例积分微分控制）是电气工程自动化控制中常用的控制策略，其原理

比例环节：根据误差信号的比例大小，直接调整控制量；

积分环节：对误差信号进行积分，消除静态误差；

微分环节：对误差信号进行微分，预测误差趋势，提前调整控制量。

4.简述电气工程自动化控制系统中，变频器的应用领域。

解题思路：变频器是电气工程自动化控制系统中常用的调节设备，其应用领域广泛，以下列举一些常见的应用领域：

电机调速：实现电机的无级调速，提高设备运行效率；

节能降耗：降低电机运行能耗，减少能源浪费；

生产线自动化：实现生产线自动化控制，提高生产效率；

电梯控制：实现电梯的平稳启动、停止和运行。

5.简述电气工程自动化控制中，PLC的编程方法。

解题思路：PLC的编程方法主要有以下几种：

结构化文本（ST）：类似于高级编程语言，适合复杂逻辑控制；

顺序功能图（SFC）：以流程图形式表示控制逻辑，直观易懂；

功能块图（FBD）：以图形化方式表示控制逻辑，方便调试；

梯形图（LAD）：类似于继电器逻辑图，适合简单控制；

语句表（IL）：类似于汇编语言，适合复杂控制。

答案及解题思路：

1.答案：PLC的工作原理主要包括输入、处理、输出三个阶段。具体而言，PLC首先通过输入模块接收外部信号，然后将这些信号进行处理，最后通过输出模块控制相应的执行机构。

2.答案：传感器可以从不同角度进行分类，例如按照工作原理、作用对象、输出信号等进行划分。

3.答案：PID控制（比例积分微分控制）是电气工程自动化控制中常用的控制策略，其原理包括比例环节、积分环节和微分环节。

4.答案：变频器在电气工程自动化控制系统中的应用领域广泛，包括电机调速、节能降耗、生产线自动化和电梯控制等。

5.答案：PLC的编程方法主要有结构化文本（ST）、顺序功能图（SFC）、功能块图（FBD）、梯形图（LAD）和语句表（IL）等。五、论述题1.论述电气工程自动化控制中，闭环控制系统与开环控制系统的区别。

答案：

闭环控制系统与开环控制系统的区别主要体现在以下几个方面：

（1）控制系统的反馈机制：闭环控制系统具有反馈机制，能够根据系统输出与设定值的偏差进行调节，而开环控制系统没有反馈机制，无法根据输出进行调节。

（2）稳定性：闭环控制系统由于具有反馈机制，能够提高系统的稳定性，减少扰动对系统的影响；而开环控制系统稳定性较差，容易受到外部干扰。

（3）精度：闭环控制系统由于具有反馈机制，可以实时调整输出，提高控制精度；开环控制系统精度较低，难以保证输出与设定值的准确匹配。

（4）抗干扰能力：闭环控制系统具有较强的抗干扰能力，能够抵御外界因素的干扰；开环控制系统抗干扰能力较弱，容易受到外界干扰。

解题思路：

阐述闭环控制系统和开环控制系统的定义；分析两者在反馈机制、稳定性、精度和抗干扰能力等方面的区别；结合实际案例说明这两种控制系统在实际应用中的优缺点。

2.论述电气工程自动化控制中，传感器在工业自动化中的应用。

答案：

传感器在工业自动化中的应用主要体现在以下几个方面：

（1）监测：传感器可以实时监测生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量等，为控制系统提供准确的数据。

（2）控制：传感器可以将监测到的数据传输给控制系统，控制系统根据这些数据调整执行机构的动作，实现精确控制。

（3）保护：传感器可以监测设备运行状态，一旦发觉异常，立即发出警报，防止发生。

（4）优化：传感器可以帮助企业优化生产过程，提高生产效率。

解题思路：

介绍传感器在工业自动化中的基本作用；分析传感器在监测、控制、保护和优化等方面的应用；结合实际案例说明传感器在工业自动化中的重要性。

3.论述电气工程自动化控制中，PID控制在实际应用中的重要性。

答案：

PID控制在实际应用中的重要性体现在以下几个方面：

（1）适用性：PID控制器具有广泛的适用性，适用于各种工业过程控制。

（2）稳定性：PID控制器能够保证系统的稳定性，减少系统振荡。

（3）精确性：PID控制器能够提高控制精度，满足工业生产对产品质量的要求。

（4）适应性：PID控制器可以根据实际生产情况进行调整，提高系统的适应性。

解题思路：

介绍PID控制器的定义和基本原理；分析PID控制在适用性、稳定性、精确性和适应性等方面的优势；结合实际案例说明PID控制在工业自动化中的重要性。

4.论述电气工程自动化控制中，变频器在提高电机效率方面的作用。

答案：

变频器在提高电机效率方面的作用主要体现在以下几个方面：

（1）降低能耗：变频器可以根据负载需求调整电机转速，实现节能降耗。

（2）提高电机效率：变频器能够使电机在最佳转速下运行，提高电机效率。

（3）延长电机寿命：变频器能够减少电机启动过程中的冲击，降低电机损耗，延长电机寿命。

（4）提高电机功能：变频器可以实现电机的软启动和软停止，提高电机功能。

解题思路：

介绍变频器的基本原理和作用；分析变频器在降低能耗、提高电机效率、延长电机寿命和提高电机功能等方面的作用；结合实际案例说明变频器在提高电机效率方面的应用价值。

5.论述电气工