1、自动控制原理期末试卷与答案 自动控制原理 1 一、 单项选择题（每小题 1 分，共 20 分） 1. 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（ c ） A.系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计 2. 惯性环节和积分环节的频率特性在（ d）上相等。 A.幅频特性的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D.穿越频率 3. 通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（ d ） A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件 4. 从 0 变化到 +时，延迟环节频率特性极坐 标图为（ a ） A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线 5. 当忽略电动
2、机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（ d ） A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节 6. 若系统的开环传 递函数为 10，则它的开环增益为（ c ） s(5s?2) A.1 B.2 C.5 D.10 7. 二阶系统的传递函数 G(s)?5，则该系统是（ b ） 2 s?2s?5 A.临界阻尼系统 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统 D.零阻尼系统 8. 若保持二阶系统的 不变，提高 n，则可以（ b ） A.提高上升时间和峰值时间 B.减少上升时间和峰值时间 C.提高上升时间和调整时间 D.减少上升时间和超调量 9. 一阶微分环节 G
3、(s)?1?Ts，当频率 ?1 时，则相频特性 ?G(j?)为（ a ） T A.45 B.-45 C.90 D.-90 10.最小相位系统的开环增益越大，其（ d ） A.振荡次数越多 B.稳定裕量越大 C.相位变化越小 D.稳态误差越小 11.设系统的特征方程为 D?s?s4?8s3?17s2?16s?5?0，则此系统 （ ） A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。 12.某单位反馈系统的开环传递函数为： G?s?k，当 k=（ ）时，闭环系统 s(s?1)(s?5) 临界稳定。 A.10 B.20 C.30 D.40 13.设系统的特征方程为 D?s?3s4?10s3?5
4、s2?s?2?0，则此系统中包含正实部特征的个数有（ ） A.0 B.1 C.2 D.3 14.单位反馈系统开环传递函数为 G?s? 差为（ ） 5，当输入为单位阶跃时，则其位置误 2s?6s?s A.2 B.0.2 C.0.5 D.0.05 15.若已知某串联校正装置的传递函 数为 Gc(s)?s?1，则它是一种（ ） 10s?1 A.反馈校正 B.相位超前校正 C.相位滞后 超前校正 D.相位滞后校正 16.稳态误差 ess 与误差信号 E(s)的函数关系为（ ） A.ess?limE(s) B.ess?limsE(s) s?0s?0 C.ess?limE(s) D.ess?limsE(s
5、) s?s? 17.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（ ） A.减小增益 B.超前校正 C.滞后校正 D.滞后 -超前 18.相位超前校正装置的奈氏曲线为（ ） A.圆 B.上半圆 C.下半圆 D.45弧线 19.开环传递函数为 G(s)H(s)=K,则实轴上的根轨迹为（ ） 3s(s?3) A.(-3， ) B.(0， ) C.(-， -3) D.(-3， 0) 20.在直流电动机调速系统中，霍尔传感器是用作（ ）反馈的传感器。 A.电压 B.电流 C.位移 D.速度 二、 填空题（每小题 1 分，共 10 分） 21.闭环控制系统又称为 22.一线性系统，当
6、输入是单位脉冲函数时，其输出象函数与相同。 23.一阶系统当输入为单位斜坡函数时，其响应的稳态误差恒为 24.控制系统线 性化过程中，线性化的精度和系统变量的 25.对于最小相位系统一般只要知道系统的就可以判断其稳定性。 26.一般讲系统的位置误差指输入是 27.超前校正是由于正相移的作用，使截止频率附近的明显上升，从而具有较大 的稳定裕度。 28.二阶系统当共轭复数极点位于 线上时，对应的阻尼比为 0.707。 29.PID 调节中的 “P”指的是控制器。 30.若要求系统的快速性好，则闭环极点应距虚轴越 _越好。 三、 名词解释（每小题 3 分，共 15 分） 31.稳定性 32.理想微分
7、环节 33.调整时间 34.正穿越 35.根轨迹 四、 简答题（每小题 5 分，共 25 分） 36.为什么说物理性质不同的系统，其传递函数可能相同 ? 举例说明。 37.一阶惯性系统当输入为单位阶跃函数时，如何用实验方法确定时间常数 T？其调整时间 ts 和时间常数 T 有何关系，为什么？ 38.什么是主导极点？主导极点起什么作用，请举例说明。 39.什么是偏差信号？什么是误差信号？它们之间有什么关系 ? 40.根轨迹的分支数如何判断？举例说明。 五、 计算题（第 41、 42 题每小题 5 分，第 43 、 44 题每小题 10 分，共 30分） 41.求图示方块图的传递函数，以 Xi (
8、s)为输入， X0 (s)为输出。 43.欲使图所示系统的单位阶跃响应的最大超调量为 20%，峰值时间为 2 秒，试确定 K 和 K1 值。 44.系统开环频率特性由实验求得，并已用渐近线表示出。试求该系统的开环传递函数。 (设系统是最小相位系统 )。 自动控制原理 2 一、 单项选择题（每小题 1 分，共 20 分） 1. 系统已给出，确定输入，使输出尽可能符合给定的最佳要求，称为（ ） A.最优控制 B.系统辨识 C.系统分析 D.最优设计 2. 与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（ ）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控 制信号。 A.输出量 B.输入量 C.扰动量 D.设定
9、量 3. 在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（ ）指标密切相关。 A.允许的峰值时间 B.允许的超调量 C.允许的上升时间 D.允许的稳态误差 4. 主要用于产生输入信号的元件称为（ ） A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件 5. 某典型环节的传递函数是 G?s?1，则该环节是（ ） 5s?1 A.比例环节 B.积分环节 C.惯性环节 D.微分环节 6. 已知系统的微分方程为 3?0?t?6x?0?t?2x0?t?2xi?t?，则系统的传递函数是（ ） x 21 B. 3s2?6s?23s2?6s?2 21C.2 D.2 2s?6s?32s?6s?3A. 7.
10、 引出点前移越过一个方块图单元时，应在引出线支路上（ ） A.并联越过的方块图单元 B.并联越过的方块图单元的倒数 C.串联越过的方块图单元 D.串联越过的方块图单元的倒数 78. 设一阶系统的传递 G(s)?，其阶跃响应曲线在 t=0 处的切线斜率为（ ） s?2 A.7 B.2 C.7 D.1 22 9. 时域分析的性能指标，哪个指标是反映相对稳定性的（ ） A.上升时间 B.峰值时间 C.调整时间 D.最大超调量 10. 二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为（ ） A.谐振频率 B.截止频率 C.最大相位频率 D.固有频率 11. 设系统的特征方程为 D?s?s4?2s3?s2?2
11、s?1?0，则此系统中包含正实部特征的个数为（ ） A.0 B.1 C.2 D.3 12. 一般为使系统有较好的稳定性 ,希望相位裕量 ?为（ ） A.0 15? B.15? 30? C.30? 60? D.60? 90? 13. 设一阶系统的传递函数是 G?s?2，且容许误差为 5%， 则其调整时间为（ ） s?1 14. A.1 B.2 C.3 D.4 某一系统的速度误差为零，则该系统的开环传递函数可能是（ ） A.s?dKKK B. C. D.2 s(s?a)(s?b)s(s?a)Ts?1s(s?a) 4，当输入为单位斜坡时，其加速度误 s2(s2?3s?2)15. 单位反馈系统开环传递
12、函数为 G?s? 差为（ ） A.0 B.0.25 C.4 D.? 16. 若已知某串联校正装置的传递函数为 Gc(s)?s?1，则它是一种（ ） 0.1s?1 17. A.相位超前校正 B.相位滞后校正 C.相位滞后 超前校正 D.反馈校正 确定根轨迹大致走向，一般需要用（ ）条件就够了。 A.特征方程 B.幅角条件 C.幅值条件 D.幅值条件 +幅角条件 某校正环节传递函数 Gc(s)?18. 100s?1，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（ ） 10s?1 A.(0， j0) B.(1， j0) C.(1， j1) D.(10， j0) 19. 系统的开环传递函数为 K，则实轴上的根轨迹为
13、（ ） s(s?1)(s?2) A.(-2， -1)和（ 0， ） B.(-， -2)和 (-1， 0) C.(0， 1)和 (2， ) D.(-， 0)和 (1， 2) 20. A、 B 是高阶系统的二个极点，一般当极点 A 距离虚轴比极点 B 距离虚轴大于（ ）时，分析系统时可忽略极点 A。 A.5 倍 B.4 倍 C.3 倍 D.2 倍 二、 填空题（每小题 1 分，共 10 分） 21.“经典控制理论 ”的内容是以 22.控制系统线性化过程中，变量的偏移越小，则线性化的精度。 23.某典型环节的传递函数是 G(s)?1，则系统的时间常数是。 s?2 24.延迟环节不改变系统的幅频特性，
14、仅使发生变化。 25.若要全面地评价系统的相对稳定性，需要同时根据相位裕量和 26.一般讲系统 的加速度误差指输入是 27.输入相同时，系统型次越高，稳态误差越。 28.系统主反馈回路中最常见的校正形式是和反馈校正 29.已知超前校正装置的传递函数为 Gc(s)?2s?1，其最大超前角所对应的频率0.32s?1 ?m? 30.若系统的传递函数在右半 S 平面上没有 三、 名词解释（每小题 3 分，共 15 分） 31.数学模型 32.反馈元件 33.最大超调量 34.频率响应 35.幅值裕量 四、 简答题（每小题 5 分，共 25 分） 36.开环控制系统和闭环控制系统的主要特点是什么？ 37.如何用实验方法求取系统的频率 特性函数？ 38.伯德图中幅频特性曲线的首段和传递函数的型次有何关系？ 39.根轨迹与虚轴的交点有什么作用 ? 举例说明。 40.系统闭环零点、极点和性能指标的关系。 五、 计算题（第 41、 42 题每小题 5 分，第 43 、 44 题每小题 10 分，共 30分） 41.根据图示系统结构图，求系统传递函数 C(s)/R(s)。 42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。
