高級(jí)技師考試題庫及答案2025一、機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)高級(jí)技師考試題庫及答案（一）選擇題1.數(shù)控機(jī)床的核心是（）。A.伺服系統(tǒng)B.數(shù)控系統(tǒng)C.反饋系統(tǒng)D.傳動(dòng)系統(tǒng)答案：B。數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心，它指揮機(jī)床各部分按照程序規(guī)定的動(dòng)作順序、速度和位移量等進(jìn)行工作。伺服系統(tǒng)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，反饋系統(tǒng)用于檢測(cè)和反饋實(shí)際位置等信息，傳動(dòng)系統(tǒng)是傳遞動(dòng)力的部分。2.下列哪種加工方法不屬于特種加工（）。A.電火花加工B.激光加工C.數(shù)控銑削加工D.電解加工答案：C。特種加工是直接利用電能、化學(xué)能、聲能、光能等進(jìn)行加工的方法，電火花加工利用電能蝕除金屬，激光加工利用激光能量加工，電解加工利用電化學(xué)作用加工。數(shù)控銑削加工是傳統(tǒng)的切削加工方法。3.刀具磨損的主要原因不包括（）。A.機(jī)械磨損B.化學(xué)磨損C.熱磨損D.電氣磨損答案：D。刀具磨損的主要原因有機(jī)械磨損（如磨粒磨損）、化學(xué)磨損（如擴(kuò)散磨損等）和熱磨損（高溫導(dǎo)致刀具材料性能下降），電氣磨損不是刀具磨損的主要原因。（二）判斷題1.表面粗糙度值越小，零件的表面質(zhì)量越好。（）答案：正確。表面粗糙度反映了零件表面微觀幾何形狀誤差，值越小，表面越光滑，零件的耐磨性、耐腐蝕性等性能越好，表面質(zhì)量也就越好。2.數(shù)控機(jī)床編程時(shí)，絕對(duì)坐標(biāo)編程和相對(duì)坐標(biāo)編程不能在同一程序中混合使用。（）答案：錯(cuò)誤。在數(shù)控機(jī)床編程中，絕對(duì)坐標(biāo)編程和相對(duì)坐標(biāo)編程可以在同一程序中混合使用，根據(jù)加工的需要靈活選擇，以方便編程和加工操作。3.加工中心與普通數(shù)控機(jī)床的主要區(qū)別在于它具有自動(dòng)換刀功能。（）答案：正確。加工中心是一種帶有刀庫和自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，它能夠在一次裝夾中完成多種工序的加工，通過自動(dòng)換刀功能提高了加工效率和精度，這是與普通數(shù)控機(jī)床的主要區(qū)別。（三）簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)。答案：數(shù)控機(jī)床具有以下特點(diǎn)：-加工精度高：數(shù)控機(jī)床是按照預(yù)定的程序進(jìn)行加工，消除了人為誤差，并且可以通過補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)一步提高加工精度，能達(dá)到較高的尺寸精度和形位精度。-加工效率高：可以在一次裝夾中完成多道工序的加工，減少了裝夾次數(shù)和輔助時(shí)間。同時(shí)，數(shù)控機(jī)床的切削速度和進(jìn)給速度可以根據(jù)加工情況進(jìn)行優(yōu)化，提高了切削效率。-適應(yīng)性強(qiáng)：只需改變加工程序，就可以加工不同形狀和尺寸的零件，適用于多品種、小批量的生產(chǎn)。-自動(dòng)化程度高：操作人員只需進(jìn)行程序輸入、工件裝夾等簡(jiǎn)單操作，機(jī)床就能自動(dòng)完成加工過程，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了對(duì)工人技術(shù)水平的依賴。-質(zhì)量穩(wěn)定：由于加工過程是由程序控制，避免了人為因素的影響，所以加工質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)品一致性好。-便于現(xiàn)代化管理：數(shù)控機(jī)床可以與計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助管理（MIS）等系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化管理和信息化管理。2.分析刀具磨損的過程及原因。答案：刀具磨損過程一般分為三個(gè)階段：-初期磨損階段：這是刀具開始切削的階段，由于刀具刃磨后表面微觀不平度較大，與工件接觸面積小，單位面積壓力大，所以磨損速度較快。同時(shí)，新刃磨的刀具表面存在微觀裂紋等缺陷，也容易導(dǎo)致磨損。-正常磨損階段：經(jīng)過初期磨損后，刀具表面的微觀不平度得到改善，接觸面積增大，單位面積壓力減小，磨損速度趨于穩(wěn)定。在這個(gè)階段，刀具的磨損主要是由于機(jī)械磨損和化學(xué)磨損。機(jī)械磨損是指刀具與工件、切屑之間的摩擦，如磨粒磨損，切屑和工件表面的硬質(zhì)點(diǎn)會(huì)刮擦刀具表面，造成磨損?；瘜W(xué)磨損是指在高溫、高壓條件下，刀具材料與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如擴(kuò)散磨損，刀具材料中的元素與工件材料中的元素相互擴(kuò)散，導(dǎo)致刀具材料性能下降。-急劇磨損階段：當(dāng)?shù)毒吣p達(dá)到一定程度后，刀具的切削刃變鈍，切削力增大，切削溫度升高，磨損速度急劇加快。此時(shí)如果繼續(xù)使用刀具，會(huì)導(dǎo)致加工質(zhì)量下降，如尺寸精度超差、表面粗糙度增大等，甚至可能損壞刀具和機(jī)床。3.說明加工中心的主要組成部分及作用。答案：加工中心主要由以下幾部分組成：-基礎(chǔ)部件：包括床身、立柱、工作臺(tái)等，是加工中心的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，用于支撐和安裝其他部件，承受機(jī)床的靜載荷和切削力，要求具有足夠的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性。-主軸部件：由主軸、主軸電機(jī)、主軸軸承等組成，是加工中心的關(guān)鍵部件之一。主軸的作用是帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)切削運(yùn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速、功率、精度等性能直接影響加工質(zhì)量和效率。-進(jìn)給系統(tǒng)：包括伺服電機(jī)、滾珠絲杠、導(dǎo)軌等，用于實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)和刀具的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。伺服電機(jī)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)，滾珠絲杠將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌為運(yùn)動(dòng)部件提供導(dǎo)向和支撐，保證進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的精度和穩(wěn)定性。-刀庫及自動(dòng)換刀裝置：刀庫用于儲(chǔ)存刀具，自動(dòng)換刀裝置用于在加工過程中自動(dòng)更換刀具。根據(jù)刀庫的形式不同，有圓盤式刀庫、鏈?zhǔn)降稁斓?。自?dòng)換刀裝置能夠快速、準(zhǔn)確地將所需刀具更換到主軸上，提高了加工效率。-數(shù)控系統(tǒng)：是加工中心的控制核心，它接收來自編程設(shè)備的加工程序，經(jīng)過處理后發(fā)出控制信號(hào)，控制機(jī)床各部分的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)加工過程的自動(dòng)化。-輔助裝置：如潤滑裝置、冷卻裝置、排屑裝置等。潤滑裝置用于對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行潤滑，減少摩擦和磨損；冷卻裝置用于降低切削溫度，提高刀具壽命和加工質(zhì)量；排屑裝置用于及時(shí)排除加工過程中產(chǎn)生的切屑，保證加工環(huán)境的清潔和機(jī)床的正常運(yùn)行。（四）綜合分析題1.現(xiàn)有一個(gè)復(fù)雜形狀的零件需要在加工中心上進(jìn)行加工，試制定加工工藝方案，包括工藝路線、刀具選擇、切削參數(shù)確定等內(nèi)容。答案：以下是針對(duì)復(fù)雜形狀零件在加工中心上加工的工藝方案制定：-工藝路線：-零件分析：首先對(duì)零件的形狀、尺寸、精度要求、材料等進(jìn)行詳細(xì)分析，確定加工的難點(diǎn)和關(guān)鍵部位。例如，如果零件有復(fù)雜的曲面，需要考慮采用合適的加工方法和刀具。-毛坯選擇：根據(jù)零件的形狀和尺寸，選擇合適的毛坯類型，如鑄件、鍛件或型材。毛坯的尺寸應(yīng)適當(dāng)留出加工余量。-粗加工：采用較大的切削深度和進(jìn)給量，快速去除大部分余量，提高加工效率。一般先進(jìn)行平面銑削，然后進(jìn)行型腔銑削或輪廓銑削。粗加工時(shí)可以選擇較大直徑的立銑刀，以提高切削效率。-半精加工：在粗加工的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高零件的尺寸精度和表面質(zhì)量，為精加工做準(zhǔn)備。半精加工時(shí)，適當(dāng)減小切削深度和進(jìn)給量，選擇較小直徑的刀具，對(duì)關(guān)鍵部位進(jìn)行加工。-精加工：采用較小的切削深度和進(jìn)給量，保證零件的最終尺寸精度和表面粗糙度要求。對(duì)于復(fù)雜曲面，可以采用球頭銑刀進(jìn)行加工，通過多軸聯(lián)動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)曲面的精確加工。-檢驗(yàn)：加工完成后，對(duì)零件進(jìn)行全面檢驗(yàn)，包括尺寸精度、形位精度、表面粗糙度等，確保零件符合設(shè)計(jì)要求。-刀具選擇：-粗加工刀具：選擇直徑較大、刀刃強(qiáng)度高的立銑刀，如硬質(zhì)合金立銑刀。根據(jù)零件的材料和加工余量，選擇合適的刀具齒數(shù)和幾何角度。例如，對(duì)于鋁合金材料，可以選擇齒數(shù)較多的立銑刀，以提高切削效率。-半精加工刀具：可以選擇直徑適中的立銑刀或球頭銑刀，刀具的刃口應(yīng)更加鋒利，以保證加工精度。對(duì)于一些有圓角的部位，可以選擇圓角立銑刀。-精加工刀具：通常選擇球頭銑刀，其刀刃形狀能夠更好地適應(yīng)復(fù)雜曲面的加工。刀具的精度和表面質(zhì)量要求較高，以保證零件的表面粗糙度。-切削參數(shù)確定：-切削速度：根據(jù)刀具材料、工件材料和加工要求確定。一般來說，硬質(zhì)合金刀具的切削速度比高速鋼刀具高。例如，加工鋁合金時(shí)，硬質(zhì)合金立銑刀的切削速度可以達(dá)到300-500m/min；加工鋼件時(shí)，切削速度一般在100-300m/min之間。-進(jìn)給量：進(jìn)給量與切削速度、刀具直徑、工件材料等有關(guān)。粗加工時(shí)，進(jìn)給量可以較大，一般在0.2-0.5mm/r；精加工時(shí)，進(jìn)給量應(yīng)較小，一般在0.05-0.2mm/r之間。-切削深度：粗加工時(shí)，切削深度可以較大，一般為刀具直徑的0.2-0.5倍；半精加工和精加工時(shí)，切削深度應(yīng)較小，一般在0.1-0.5mm之間。在實(shí)際加工中，需要根據(jù)加工中心的性能、刀具的實(shí)際情況和零件的加工要求，對(duì)切削參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和優(yōu)化。2.某工廠使用的數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)了加工精度不穩(wěn)定的問題，試分析可能的原因并提出解決措施。答案：數(shù)控機(jī)床加工精度不穩(wěn)定可能由以下原因引起，并對(duì)應(yīng)有相應(yīng)的解決措施：-機(jī)械方面：-原因：-導(dǎo)軌磨損：長(zhǎng)期使用后，導(dǎo)軌表面會(huì)出現(xiàn)磨損，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)精度下降，影響加工精度。-絲杠螺母副間隙：絲杠螺母副在使用過程中會(huì)產(chǎn)生磨損，導(dǎo)致間隙增大，使工作臺(tái)的定位精度和重復(fù)定位精度降低。-刀具磨損：刀具在切削過程中會(huì)逐漸磨損，導(dǎo)致切削力變化，從而影響加工精度。-夾具松動(dòng)：夾具在使用過程中可能會(huì)松動(dòng)，導(dǎo)致工件定位不準(zhǔn)確，影響加工精度。-解決措施：-對(duì)于導(dǎo)軌磨損，可以對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行修復(fù)或更換，如刮研導(dǎo)軌表面、更換導(dǎo)軌滑塊等。-對(duì)于絲杠螺母副間隙，可以通過調(diào)整預(yù)緊力或更換絲杠螺母副來消除間隙。-定期檢查刀具磨損情況，及時(shí)更換磨損的刀具，并根據(jù)刀具磨損規(guī)律調(diào)整切削參數(shù)。-檢查夾具的緊固情況，確保夾具安裝牢固，必要時(shí)對(duì)夾具進(jìn)行調(diào)整和修復(fù)。-電氣方面：-原因：-伺服系統(tǒng)故障：伺服電機(jī)的控制精度下降、編碼器故障等會(huì)導(dǎo)致進(jìn)給運(yùn)動(dòng)不準(zhǔn)確，影響加工精度。-數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)：如插補(bǔ)精度、反向間隙補(bǔ)償?shù)葏?shù)設(shè)置不準(zhǔn)確，會(huì)導(dǎo)致加工精度不穩(wěn)定。-電氣干擾：周圍環(huán)境中的電氣干擾可能會(huì)影響數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的正常工作，導(dǎo)致信號(hào)傳輸錯(cuò)誤，影響加工精度。-解決措施：-對(duì)伺服系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)和維修，檢查伺服電機(jī)、編碼器等部件的工作狀態(tài)，如有故障及時(shí)更換。-重新設(shè)置數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)，根據(jù)機(jī)床的實(shí)際情況進(jìn)行精確的參數(shù)調(diào)整，如插補(bǔ)精度可以通過調(diào)整系統(tǒng)的插補(bǔ)算法和參數(shù)來提高。-采取抗干擾措施，如安裝濾波器、屏蔽電纜等，減少電氣干擾對(duì)系統(tǒng)的影響。-加工工藝方面：-原因：-切削參數(shù)選擇不當(dāng)：如切削速度、進(jìn)給量、切削深度過大，會(huì)導(dǎo)致切削力增大，引起振動(dòng)，影響加工精度。-工件材料不均勻：工件材料的硬度、密度等不均勻，會(huì)導(dǎo)致切削力變化，影響加工精度。-加工順序不合理：不合理的加工順序可能會(huì)導(dǎo)致工件變形，影響加工精度。-解決措施：-優(yōu)化切削參數(shù)，根據(jù)工件材料、刀具性能等因素選擇合適的切削速度、進(jìn)給量和切削深度，避免切削力過大。-對(duì)工件材料進(jìn)行檢驗(yàn)，確保材料質(zhì)量均勻。如果材料不均勻，可以在加工前進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，如退火等。-合理安排加工順序，先粗加工，后精加工，避免在精加工后進(jìn)行大量的粗加工，以減少工件變形。同時(shí)，對(duì)于容易變形的工件，可以采用適當(dāng)?shù)难b夾方式和加工工藝，如采用輔助支撐等。二、電氣自動(dòng)化專業(yè)高級(jí)技師考試題庫及答案（一）選擇題1.可編程邏輯控制器（PLC）中，以下哪種編程語言應(yīng)用最廣泛（）。A.梯形圖B.指令表C.功能塊圖D.結(jié)構(gòu)化文本答案：A。梯形圖是PLC最常用的編程語言，它類似于繼電器控制電路，形象直觀，易于理解和掌握，對(duì)于熟悉電氣控制的人員來說很容易上手，因此應(yīng)用最為廣泛。指令表是一種文本形式的編程語言，功能塊圖適用于一些復(fù)雜的邏輯編程，結(jié)構(gòu)化文本則更適合高級(jí)編程和復(fù)雜算法的實(shí)現(xiàn)，但它們的應(yīng)用范圍相對(duì)梯形圖較窄。2.交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法中，以下哪種調(diào)速方法屬于變極調(diào)速（）。A.改變定子繞組的磁極對(duì)數(shù)B.改變電源頻率C.改變轉(zhuǎn)差率D.改變電壓答案：A。變極調(diào)速是通過改變定子繞組的連接方式來改變磁極對(duì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。改變電源頻率是變頻調(diào)速的方法，改變轉(zhuǎn)差率常見于繞線式異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速，改變電壓一般用于調(diào)壓調(diào)速，但調(diào)速范圍有限。3.在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，以下哪種控制方式能夠消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差（）。A.比例控制B.積分控制C.微分控制D.比例-微分控制答案：B。積分控制的作用是對(duì)誤差進(jìn)行積分，只要存在誤差，積分作用就會(huì)不斷積累，直到誤差為零。因此，積分控制能夠消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。比例控制只能減小誤差，但不能完全消除誤差；微分控制主要用于改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差沒有直接影響；比例-微分控制結(jié)合了比例和微分的作用，主要是改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和減小誤差，但也不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。（二）判斷題1.PLC的輸入繼電器只能由外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)，不能在程序中用指令驅(qū)動(dòng)。（）答案：正確。PLC的輸入繼電器用于接收外部輸入信號(hào)，其狀態(tài)取決于外部輸入設(shè)備（如按鈕、傳感器等）的狀態(tài)，在程序中不能用指令對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，只能讀取其狀態(tài)用于邏輯判斷。2.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能比交流電動(dòng)機(jī)好。（）答案：正確。直流電動(dòng)機(jī)可以通過改變電樞電壓、勵(lì)磁電流等方法實(shí)現(xiàn)平滑無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍寬，調(diào)速精度高，能夠滿足各種不同的調(diào)速要求。而交流電動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)的調(diào)速方法調(diào)速性能相對(duì)較差，雖然近年來變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展使交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能有了很大提高，但在某些對(duì)調(diào)速性能要求極高的場(chǎng)合，直流電動(dòng)機(jī)仍具有優(yōu)勢(shì)。3.自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在受到干擾作用后，能夠自動(dòng)恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)或跟蹤給定值的能力。（）答案：正確。穩(wěn)定性是自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)之一，當(dāng)系統(tǒng)受到外界干擾作用時(shí)，系統(tǒng)的輸出會(huì)偏離原來的平衡狀態(tài)，如果系統(tǒng)具有穩(wěn)定性，它能夠通過自身的調(diào)節(jié)作用，使輸出逐漸恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)或跟蹤給定值的變化。（三）簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述PLC的工作原理。答案：PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，其工作過程主要包括三個(gè)階段：-輸入采樣階段：PLC在這個(gè)階段對(duì)所有輸入端子的狀態(tài)進(jìn)行掃描，并將其狀態(tài)存入輸入映像寄存器中。在這個(gè)階段，輸入映像寄存器中的內(nèi)容會(huì)隨著輸入端子狀態(tài)的變化而更新，但在后續(xù)的程序執(zhí)行和輸出刷新階段，輸入映像寄存器中的內(nèi)容保持不變，不受輸入端子狀態(tài)變化的影響。-程序執(zhí)行階段：PLC按照用戶程序的順序，從第一條指令開始，逐條執(zhí)行程序。在執(zhí)行過程中，PLC根據(jù)輸入映像寄存器和內(nèi)部元件的狀態(tài)，進(jìn)行邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理，并將運(yùn)算結(jié)果存入相應(yīng)的寄存器或輸出映像寄存器中。-輸出刷新階段：在程序執(zhí)行完所有指令后，PLC將輸出映像寄存器中的內(nèi)容傳送到輸出鎖存器中，并通過輸出端子驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。輸出鎖存器中的內(nèi)容會(huì)保持到下一個(gè)輸出刷新階段。PLC不斷地重復(fù)上述三個(gè)階段，周而復(fù)始地進(jìn)行循環(huán)掃描，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的控制。這種工作方式保證了PLC程序執(zhí)行的順序性和可靠性，同時(shí)也避免了輸入信號(hào)的瞬間變化對(duì)程序執(zhí)行的影響。2.分析交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的原理及優(yōu)點(diǎn)。答案：交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的原理是基于交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：$n=\frac{60f(1-s)}{p}$，其中$n$為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，$f$為電源頻率，$s$為轉(zhuǎn)差率，$p$為磁極對(duì)數(shù)。當(dāng)磁極對(duì)數(shù)$p$和轉(zhuǎn)差率$s$不變時(shí)，通過改變電源頻率$f$，就可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速具有以下優(yōu)點(diǎn)：-調(diào)速范圍寬：可以實(shí)現(xiàn)從零速到額定轉(zhuǎn)速甚至更高轉(zhuǎn)速的平滑調(diào)速，滿足不同生產(chǎn)工藝的要求。-調(diào)速精度高：能夠精確地控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，調(diào)速精度可以達(dá)到較高的水平，適用于對(duì)轉(zhuǎn)速精度要求較高的場(chǎng)合。-節(jié)能效果顯著：在負(fù)載變化時(shí)，可以根據(jù)負(fù)載的大小自動(dòng)調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率，使電動(dòng)機(jī)始終運(yùn)行在高效區(qū)，從而降低能耗。例如，在風(fēng)機(jī)、水泵等負(fù)載中，通過變頻調(diào)速可以大幅降低電能消耗。-啟動(dòng)性能好：采用變頻調(diào)速可以實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流小，對(duì)電網(wǎng)的沖擊小，同時(shí)也可以減少對(duì)電動(dòng)機(jī)和機(jī)械設(shè)備的沖擊，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。-動(dòng)態(tài)響應(yīng)快：能夠快速響應(yīng)負(fù)載的變化，及時(shí)調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。3.說明自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及各部分的作用。答案：自動(dòng)控制系統(tǒng)一般由以下幾個(gè)部分組成：-給定環(huán)節(jié)：用于產(chǎn)生給定信號(hào)，它是系統(tǒng)的輸入量，代表了系統(tǒng)期望的輸出值。例如，在溫度控制系統(tǒng)中，給定環(huán)節(jié)可以是一個(gè)設(shè)定溫度的裝置，它給出了系統(tǒng)要控制的目標(biāo)溫度。-檢測(cè)環(huán)節(jié)：用于檢測(cè)系統(tǒng)的輸出量，并將其轉(zhuǎn)換為與給定信號(hào)相同的物理量和量級(jí)，以便進(jìn)行比較。檢測(cè)環(huán)節(jié)通常由各種傳感器組成，如溫度傳感器、壓力傳感器等。-比較環(huán)節(jié)：將給定信號(hào)和檢測(cè)環(huán)節(jié)輸出的反饋信號(hào)進(jìn)行比較，得到偏差信號(hào)。偏差信號(hào)反映了系統(tǒng)實(shí)際輸出與期望輸出之間的差值，是控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的依據(jù)。-放大環(huán)節(jié)：由于偏差信號(hào)一般比較微弱，不能直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，因此需要通過放大環(huán)節(jié)將偏差信號(hào)進(jìn)行放大，以獲得足夠的功率來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。放大環(huán)節(jié)可以是電壓放大器、功率放大器等。-執(zhí)行環(huán)節(jié)：根據(jù)放大后的偏差信號(hào)，驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象，使系統(tǒng)的輸出量發(fā)生變化，以減小偏差。執(zhí)行環(huán)節(jié)通常由各種執(zhí)行器組成，如電動(dòng)機(jī)、調(diào)節(jié)閥等。-被控對(duì)象：是控制系統(tǒng)要控制的對(duì)象，它可以是一個(gè)物理裝置、一個(gè)生產(chǎn)過程或一個(gè)系統(tǒng)。例如，在液位控制系統(tǒng)中，被控對(duì)象就是儲(chǔ)存液體的容器。-反饋環(huán)節(jié)：將系統(tǒng)的輸出量通過檢測(cè)環(huán)節(jié)反饋到比較環(huán)節(jié)，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋環(huán)節(jié)的作用是使系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)際輸出情況進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，提高系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性。（四）綜合分析題1.設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路，包括硬件電路設(shè)計(jì)和梯形圖程序設(shè)計(jì)。答案：-硬件電路設(shè)計(jì)：-主電路：三相電源通過斷路器QF引入，然后經(jīng)過接觸器KM1和KM2的主觸點(diǎn)連接到三相異步電動(dòng)機(jī)。接觸器KM1控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，KM2控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。為了防止KM1和KM2同時(shí)吸合造成電源短路，在它們的線圈電路中要進(jìn)行互鎖。同時(shí)，在電路中還應(yīng)安裝熱繼電器FR用于過載保護(hù)。-控制電路：控制電路由PLC的輸出繼電器控制接觸器的線圈。輸入部分包括正轉(zhuǎn)按鈕SB1、反轉(zhuǎn)按鈕SB2和停止按鈕SB3，它們分別連接到PLC的輸入端子。PLC的輸出端子分別連接接觸器KM1和KM2的線圈。-梯形圖程序設(shè)計(jì)：-輸入分配：假設(shè)正轉(zhuǎn)按鈕SB1連接到X0，反轉(zhuǎn)按鈕SB2連接到X1，停止按鈕SB3連接到X2；輸出分配：KM1接觸器線圈連接到Y(jié)0，KM2接觸器線圈連接到Y(jié)1。-梯形圖程序：-首先，使用停止按鈕X2進(jìn)行總停止控制，將其常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在程序的起始部分。-對(duì)于正轉(zhuǎn)控制，當(dāng)按下正轉(zhuǎn)按鈕X0時(shí)，輸出繼電器Y0得電并自鎖，同時(shí)通過Y0的常閉觸點(diǎn)對(duì)Y1進(jìn)行互鎖，防止反轉(zhuǎn)接觸器KM2吸合。-對(duì)于反轉(zhuǎn)控制，當(dāng)按下反轉(zhuǎn)按鈕X1時(shí)，輸出繼電器Y1得電并自鎖，同時(shí)通過Y1的常閉觸點(diǎn)對(duì)Y0進(jìn)行互鎖，防止正轉(zhuǎn)接觸器KM1吸合。以下是具體的梯形圖程序邏輯描述：|梯形圖網(wǎng)絡(luò)|邏輯描述||----|----||網(wǎng)絡(luò)1|LDX2<br>ANDNOTX0<br>ANDNOTX1<br>OUTM0（輔助繼電器，用于總控制）||網(wǎng)絡(luò)2|LDM0<br>ANDX0<br>ORY0<br>ANDNOTY1<br>OUTY0（正轉(zhuǎn)輸出）||網(wǎng)絡(luò)3|LDM0<br>ANDX1<br>ORY1<br>ANDNOTY0<br>OUTY1（反轉(zhuǎn)輸出）|在實(shí)際編程中，還可以根據(jù)需要添加一些保護(hù)功能，如過載保護(hù)等。2.某工業(yè)生產(chǎn)過程中需要對(duì)溫度進(jìn)行精確控制，采用PID控制器，分析PID控制器各參數(shù)的作用及如何進(jìn)行參數(shù)整定。答案：-PID控制器各參數(shù)的作用：-比例系數(shù)（Kp）：比例控制是根據(jù)偏差的大小來進(jìn)行控制的，比例系數(shù)Kp決定了控制器對(duì)偏差的響應(yīng)速度。Kp越大，控制器對(duì)偏差的響應(yīng)越迅速，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用越強(qiáng)，但可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)超調(diào)，甚至不穩(wěn)定。Kp過小，則系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用較弱，響應(yīng)速度慢，可能會(huì)使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差增大。-積分時(shí)間常數(shù)（Ti）：積分控制的作用是消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。積分時(shí)間常數(shù)Ti表示積分作用的強(qiáng)弱，Ti越小，積分作用越強(qiáng)，積分項(xiàng)積累的速度越快，能夠更快地消除穩(wěn)態(tài)誤差，但可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)變差，出現(xiàn)較大的超調(diào)。Ti越大，積分作用越弱，消除穩(wěn)態(tài)誤差的速度越慢。