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自動(dòng)控制理論（1）試題第一部分 選擇題一、單項(xiàng)選擇題(本大題共15小題，15小題，每小題2分，615小題每小題1分，共20分)1正弦函數(shù)sin的拉氏變換是（ ）A.B.C.D. 2一階系統(tǒng)G(s)=的放大系數(shù)K愈小，則系統(tǒng)的輸出響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)值（ ）A.不變B.不定C.愈小D.愈大3二階系統(tǒng)當(dāng)0c C.cc D.c與c無(wú)關(guān)7.設(shè)開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性G(j)=,當(dāng)=1rad/s時(shí)，其頻率特性幅值M(1)=( ) A.2 B. C.4 D.8.狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣(t)的重要性質(zhì)有( ) A. (0)=1 B.-1(t)=- (t) C. k(t)=k(t) D. (t1+t2)= (t1)+ (t2)9.比例環(huán)節(jié)的頻率特性相位移()=( ) A.90 B.-90 C.0 D.-18010.PI控制規(guī)律指的是( ) A.比例、微分 B.比例、積分 C.積分、微分 D.比例、積分、微分11.系統(tǒng)特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系統(tǒng)穩(wěn)定的( ) A.充分條件 B.必要條件 C.充分必要條件 D.以上都不是12.隨動(dòng)系統(tǒng)中常用的輸入信號(hào)是斜坡函數(shù)和( ) A.階躍函數(shù) B.脈沖函數(shù) C.正弦函數(shù) D.拋物線函數(shù)13.在系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中增加零點(diǎn)，將使系統(tǒng)的超調(diào)量p( ) A.增加 B.減小 C.不變 D.不定14.如果二階振蕩環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線存在峰值，則阻尼比的值為( ) A.00.707 B.00.707 D.115.運(yùn)算放大器的特點(diǎn)為( ) A.高輸入阻抗，高輸出阻抗 B.高輸入阻抗、低輸出阻抗 C.低輸入阻抗，高輸出阻抗 D.低輸入阻抗、低輸出阻抗二、填空題(每小題1分，共10分)1.根據(jù)控制系統(tǒng)元件的特性，控制系統(tǒng)可分為_ 控制系統(tǒng)、_控制系統(tǒng)。2.對(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個(gè)方面：穩(wěn)定性、快速性和_。3.信號(hào)流圖中，節(jié)點(diǎn)可以把所有_的信號(hào)疊加，并把疊加后的信號(hào)傳送到所有的_。4.用頻域法分析控制系統(tǒng)時(shí)，最常用的典型輸入信號(hào)是_。5.超前校正裝置的最大超前角所對(duì)應(yīng)的頻率m= 。6.二階振蕩環(huán)節(jié)的諧振頻率r與阻尼系數(shù)的關(guān)系為r=_。7.狀態(tài)方程=AX+Bu的解為X(t)=_。8.如果根軌跡位于實(shí)軸上兩個(gè)相鄰的開環(huán)極點(diǎn)之間，則在這兩個(gè)極點(diǎn)間必定存在_。9.在系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中增加極點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)的_性能是不利的。10.如果要求系統(tǒng)的快速性好，則_應(yīng)距離虛軸越遠(yuǎn)越好。三、名詞解釋(每小題2分，共10分)1.反饋控制系統(tǒng)2.穩(wěn)定性3.局部反饋校正4.最小相位系統(tǒng)5.主導(dǎo)極點(diǎn)四、簡(jiǎn)答題(每小題4分，共24分)1.試寫出閉環(huán)頻率特性性能指標(biāo)。2.在01,=0,1三種情況下，標(biāo)準(zhǔn)二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)特性分別是什么?3.試說明慣性環(huán)節(jié)G(s)=的頻率特性，并畫出其頻率特性的極坐標(biāo)圖。4.設(shè)開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=，試說明開環(huán)系統(tǒng)頻率特性極坐標(biāo)圖的起點(diǎn)和終點(diǎn)。5.試寫出PID控制器的傳遞函數(shù)。6.設(shè)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述為=X+1u y=1 0X 試判別系統(tǒng)狀態(tài)的可控性和可觀測(cè)性。五、計(jì)算題(第1、2小題每題8分，第3、4小題每題10，共36分)1.設(shè)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為Gc(s)=，試求最大超調(diào)量p=9.6%、峰值時(shí)間tp=0.2秒時(shí)的閉環(huán)傳遞函數(shù)的參數(shù)和n的值。2.設(shè)系統(tǒng)微分方程為+2+3y= +u，試求該系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述。3.系統(tǒng)方框圖如下，試畫出其信號(hào)流圖，并求出傳遞函數(shù)。4.設(shè)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 G(s)= 試?yán)L制該系統(tǒng)的根軌跡，并求出使系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍。浙江省2002年1月高等教育自學(xué)考試自動(dòng)控制理論(二)試題參考答案課程代碼：02306一、單選擇題(15小題每小題2分，615小題每小題1分，共20分) 1.B 2.B 3.A 4.C 5.A 6.C 7.B 8.A 9.C 10.B 11.C 12.D 13.B 14.A 15.B二、填空題(每小題1分，共10分) 1.線性，非線性 2.準(zhǔn)確性 3.輸入支路，輸出支路 4.正弦函數(shù) 5. 6.n 7. (t)X(0)+t0(t-)Bu()d 8.分離點(diǎn) 9.動(dòng)態(tài) 10.閉環(huán)極點(diǎn)三、名詞解釋(每小題2分，共10分) 1.反饋控制系統(tǒng)根據(jù)被控量與給定值的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)，最后使系統(tǒng)消除偏差，達(dá)到被控量等于給定值的目的，是一種閉環(huán)控制系統(tǒng)。 2.系統(tǒng)在擾動(dòng)消失后，由初始偏差狀態(tài)恢復(fù)到原來(lái)平衡狀態(tài)的性能。 3.校正裝置Gc(s)反并接在前向通道的一個(gè)或幾個(gè)環(huán)節(jié)的兩端，形成局部反饋回路。 4.開環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)和零點(diǎn)均位于s左半平面的系統(tǒng)，稱為最小相位系統(tǒng)。 5.離虛軸最近的閉環(huán)極點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能影響最大，起著決定性的主導(dǎo)作用，稱為主導(dǎo)極點(diǎn)。四、1簡(jiǎn)答題(每小題4分，共24分) 1.閉環(huán)頻率特性性能指標(biāo)有： (1)諧振幅值Mr； (2)諧振頻率r; (3)截止頻率b； (4)頻帶寬度0b。 2.(1)01時(shí)，輸出響應(yīng)為衰減振蕩過程，穩(wěn)態(tài)值為1； (2)=0時(shí)，輸出響應(yīng)為等幅振蕩過程； (3)1時(shí)，輸出響應(yīng)為非周期過程。 (注：或用圖示說明也可) 3.慣性環(huán)節(jié)G(s)=的頻率特性為： G(j)= ()=-tg-1 慣性環(huán)節(jié)頻率特性的極坐標(biāo)圖如下圖所示 4.將G(s)化成時(shí)間常數(shù)表示形式： G(s)= G(j)= G(j)極坐標(biāo)圖起點(diǎn)：(0.5，j0) G(j)極坐標(biāo)圖終點(diǎn)：(0,j0), G(j)=-180，|G(j)|=0 5.PID控制器的傳遞函數(shù)為G(s)=Kp1+Tds。 6.rankB AB=rank=1n=2，系統(tǒng)狀態(tài)不完全可控。 rank =2=n，系統(tǒng)狀態(tài)完全可觀測(cè)。五、計(jì)算題(第1、2小題每小題8分，第3、4小題每題10分，共36分) 1.p=100%=9.6% =0.6 tp= n=19.6rad/s 2.a1=2,a2=3,b0=0,b1=1,b2=1 設(shè) 0=0,1=b1-a10=1-0=1 2=b2-a11-a20=1-1-30=-1 1=x2+u 2=-a2x1-a1x2+2u=-3x1-2x2-u 則系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式為： u y=1 0 3.信號(hào)流圖如下： 應(yīng)用梅森公式求傳遞函數(shù)： P1=G1G2G3G4G5, L1=-G1G2G3G4, L2=-G2G3H1, L3=-G3G4H2 4.(1)根軌跡的起點(diǎn)、終點(diǎn)及分支數(shù)： 三條根軌跡分支的起點(diǎn)分別為s1=0,s2=-2,s3=-4；終點(diǎn)為無(wú)窮遠(yuǎn)處。 (2)實(shí)軸上的根軌跡： 實(shí)軸上的0至-2和-4至-間的線段是根軌跡。 (3)漸近線： 漸近線的傾角分別為60，180。漸近線與實(shí)軸的交點(diǎn)為 a= =-2 (4)分離點(diǎn)： 根據(jù)公式 =0, 得： s1=-0.85,s2=-3.15因?yàn)榉蛛x點(diǎn)必須位于0和-2之間，可見s2不是實(shí)際的分離點(diǎn)，s1=-0.85才是實(shí)際分離點(diǎn)。 (5)根軌跡與虛軸的交點(diǎn)： 1=0, K=0; 2,3=2, K=48 根據(jù)以上結(jié)果繪制的根軌跡如下圖所示。 所要求系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍是：0K48。 自動(dòng)控制理論(3)試題一、單項(xiàng)選擇題(在每小題的四個(gè)備選答案中選出一個(gè)正確答案，并將其號(hào)碼填在題后的括號(hào)內(nèi)。15小題每小題2分，615小題每小題1分，共20分)1. 根據(jù)控制系統(tǒng)元件的特性，控制系統(tǒng)可分為( )A. 反饋控制系統(tǒng)和前饋控制系統(tǒng) B. 線性控制系統(tǒng)和非線性控制系統(tǒng)C. 定值控制系統(tǒng)和隨動(dòng)控制系統(tǒng) D. 連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)2. 設(shè)開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性G(j)=，當(dāng)=1rad/s時(shí)，其頻率特性幅值M(1)=( )A. 22 B. 2 C. 42 D. 2 43. 由電子線路構(gòu)成的控制器如圖，它是( )A. 超前校正裝置 B. 滯后校正裝置 C. 滯后超前校正裝置 D. 超前滯后校正裝置4. 如果二階振蕩環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線存在峰值，則阻尼比的值為( )A. 00.707 B. 00.707 D. 15. 系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是其特征方程式的所有根均在根平面的( )A. 實(shí)軸上 B. 虛軸上 C. 左半部分 D. 右半部分6. 積分環(huán)節(jié)的頻率特性相位移()為( )A. 90 B. -90 C. 0 D. -1807. 開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=,則實(shí)軸上的根軌跡為( )A. -2,) B. -5,2 C. (-,-5 D. 2,)8. 若系統(tǒng)的狀態(tài)方程為，則該系統(tǒng)的特征根為( )A. s1=-3, s2=-5B. s1=3, s2=5C. s1=-3, s2=5D. s1=3, s2=-59. 伯德圖中的高頻段反映了系統(tǒng)的( )A. 穩(wěn)態(tài)性能 B. 動(dòng)態(tài)性能 C. 抗高頻干擾能力 D. 以上都不是10. 在系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中增加零點(diǎn)，將使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能( )A. 變好 B. 變差 C. 不變 D. 不定11. 對(duì)于欠阻尼的二階系統(tǒng)，當(dāng)無(wú)阻尼自然振蕩頻率n保持不變時(shí)，( )A. 阻尼比越大，系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間ts越大 B. 阻尼比越大，系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間ts越小 C. 阻尼比越大，系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間ts不變 D. 阻尼比越大，系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間ts不定12. 狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣(t)的重要性質(zhì)有( )A. (0)=0 B. -1(t)=- (t) C. k(t)= (kt) D. (t1+t2)= (t1)+ (t2)13. 進(jìn)行串聯(lián)滯后校正后，校正前的穿越頻率C與校正后的穿越頻率的關(guān)系，通常是( )A. C= B. C C. C D. C與無(wú)關(guān)14. 隨動(dòng)系統(tǒng)中常用的輸入信號(hào)是拋物線函數(shù)和( )A. 階躍函數(shù) B. 脈沖函數(shù) C. 正弦函數(shù) D. 斜坡函數(shù)15. 常用的比例、積分與微分控制規(guī)律的另一種表示方法是( )A. PI B. PD C. ID D. PID二、填空題(每小題1分，共10分)1. 根據(jù)控制系統(tǒng)信號(hào)的形式，控制系統(tǒng)可分為_控制系統(tǒng)、_控制系統(tǒng)。2. 對(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個(gè)方面：_、_和準(zhǔn)確性。3. 用時(shí)域法分析控制系統(tǒng)時(shí)，最常用的典型輸入信號(hào)是_。4. 二階振蕩環(huán)節(jié)的諧振峰值Mr與阻尼系統(tǒng)的關(guān)系為Mr=_。5. 如果根軌跡位于實(shí)軸上兩個(gè)相鄰的開環(huán)零點(diǎn)之間(其中一個(gè)零點(diǎn)可以位于無(wú)窮遠(yuǎn)處)，則在這兩個(gè)零點(diǎn)之間必定存在_。6. 超前校正裝置的最大超前角所對(duì)應(yīng)的頻率m=_。7. 一個(gè)控制系統(tǒng)的控制作用能否對(duì)系統(tǒng)的所有狀態(tài)產(chǎn)生影響，從而能對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)控制，稱為_。8. 系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的充分必要條件是其閉環(huán)傳遞函數(shù)的_都具有_。9. 如果要求系統(tǒng)的快速性好，則閉環(huán)極點(diǎn)應(yīng)距離_越遠(yuǎn)越好。10. 信號(hào)流圖中，節(jié)點(diǎn)可以把所有_的信號(hào)疊加，并把疊加后的信號(hào)傳送到所有的_。三、名詞解釋(每小題2分，共10分)1. 前饋控制系統(tǒng)2. 前向通路3. 頻率特性4. 系統(tǒng)可觀測(cè)問題5. 根軌跡四、簡(jiǎn)答題(每小題4分，共24分)1. 簡(jiǎn)述何為全局穩(wěn)定性，何為局部穩(wěn)定性?2. 試寫出PID控制器的傳遞函數(shù)。3. 設(shè)開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=,試說明開環(huán)系統(tǒng)頻率特性極坐標(biāo)圖的起點(diǎn)和終點(diǎn)。4. 在00),試分別畫出T1T2,T1=T2,T1T2的奈氏圖簡(jiǎn)圖，并判別穩(wěn)定性。35.滯后校正裝置對(duì)系統(tǒng)有哪些影響?36.若系統(tǒng)=AX的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣為(t,0)=，試問系統(tǒng)矩陣A為多少?五、計(jì)算題(共36分)37.由運(yùn)算放大器構(gòu)成PID控制器。畫出電路圖，并推導(dǎo)其傳遞函數(shù)。(10分)38.設(shè)單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G0(s)=求：二階最優(yōu)系統(tǒng)的K值及p%,ts = 。 (8分)39.題39圖是最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻漸近特性，試寫出其傳遞函數(shù)G(s)。(8分)40.設(shè)開環(huán)傳遞函數(shù)為,試?yán)L制根軌跡。(10分)自動(dòng)控制理論（5）試題一、單項(xiàng)選擇題(在每小題的四個(gè)備選答案中，選出一個(gè)正確答案，并將正確答案的序號(hào)填在題干的括號(hào)內(nèi)。15小題每小題2分，615小題每小題1分，共20分)1.根據(jù)給定值信號(hào)的特點(diǎn)分類，控制系統(tǒng)可分為( )。A.恒值控制系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)B.反饋控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)前饋反饋復(fù)合控制系統(tǒng)C.最優(yōu)控制系統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng)D.連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)2.開環(huán)系統(tǒng)頻率特性G(j)=，當(dāng)=1rad/s時(shí)，其頻率特性相角(1)=( )。A.45B.90C.135D.2703.奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)是利用系統(tǒng)的( )來(lái)判據(jù)閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個(gè)判別準(zhǔn)則。A.開環(huán)幅值頻率特性B.開環(huán)相角頻率特性C.開環(huán)幅相頻率特性D.閉環(huán)幅相頻率特性4.根軌跡上的點(diǎn)應(yīng)滿足的幅角條件為G(s)H(s)=( )。A.1B.1C.(2l+1)/2(l=0,1,2,)D.(2l+1)(l=0,1,2,)5.由電子線路構(gòu)成的控制器如圖，它是( )。A.超前校正裝置B.滯后校正裝置C.超前滯后校正裝置D.滯后超前校正裝置6.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)( )。A.與輸入信號(hào)有關(guān)B.與輸出信號(hào)有關(guān)C.完全由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定D.既由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定，也與輸入信號(hào)有關(guān)7.一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，( )。A.當(dāng)時(shí)間常數(shù)T較大時(shí)有超調(diào)B.當(dāng)時(shí)間常數(shù)T較小時(shí)有超調(diào)C.有超調(diào)D.無(wú)超調(diào)8.輸入為階躍信號(hào)時(shí)，如果( )，則積分環(huán)節(jié)的輸出信號(hào)的上升速度越快。A.輸入信號(hào)的幅度越小，積分時(shí)間常數(shù)越小B.輸入信號(hào)的幅度越小，積分時(shí)間常數(shù)越大C.輸入信號(hào)的幅度越大，積分時(shí)間常數(shù)越小D.輸入信號(hào)的幅度越大，積分時(shí)間常數(shù)越大9.二階振蕩環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)頻率特性相位移()在( )之間。A.0和90B.0和90C.0和180D.0和18010.伯德圖中的低頻段反映了系統(tǒng)的( )。A.穩(wěn)態(tài)性能B.動(dòng)態(tài)性能C.抗高頻干擾能力D.以上都不是11.系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)由變?yōu)?，則新系統(tǒng)( )。A.穩(wěn)定性變好B.穩(wěn)定性變壞C.穩(wěn)定性不變D.相對(duì)穩(wěn)定性變好12.系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則實(shí)軸上的根軌跡為( )。A.2,1和0,B.,2和1,0C.0,1和2,D.,0和1,213.超前校正裝置的頻率特性為，其最大超前相位角m為( )。A.sin-1B.sin-1C.sin-1D.sin-114.狀態(tài)空間描述，( )。A.只能描述系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)和行為B.只能描述系統(tǒng)的外部行為C.既能描述系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)和行為，又能描述系統(tǒng)的外部行為D.既不能描述系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)和行為，也不能描述系統(tǒng)的外部行為15.狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣(t)的重要性質(zhì)有( )。A.(0)=0B.-1(t)=(t)C.k(t)=(tk)D.(t1+t2)=(t1)+(t2)二、填空題(每小題1分，共10分)1.根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)是否形成閉合回路來(lái)分類，控制系統(tǒng)可分為_控制系統(tǒng)、_控制系統(tǒng)。2.線性控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是可以應(yīng)用_原理，而非線性控制系統(tǒng)則不能。3.方框圖的基本連接方式有串聯(lián)連接、并聯(lián)連接和_連接。4.分析穩(wěn)態(tài)誤差時(shí)，將系統(tǒng)分為0型系統(tǒng)、1型系統(tǒng)、2型系統(tǒng)，這是按開環(huán)傳遞函數(shù)的_環(huán)節(jié)數(shù)來(lái)分類的。5.用頻率法研究控制系統(tǒng)時(shí)，采用的圖示法分為極坐標(biāo)圖示法和_圖示法。6.系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是其閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)都在s平面_的左半部分。7.若要求系統(tǒng)的快速性好，則閉環(huán)極點(diǎn)應(yīng)距虛軸越_越好。8.二階系統(tǒng)的阻尼系數(shù)=_時(shí)，為最佳阻尼系數(shù)。這時(shí)系統(tǒng)的平穩(wěn)性與快速性都較理想。9.校正方式一般可分為串聯(lián)校正、并聯(lián)校正、局部_校正和前饋校正。10.可觀測(cè)性是說明系統(tǒng)的輸出量測(cè)值能否確定系統(tǒng)所有_的能力。三、名詞解釋(每小題2分，共10分)1.隨動(dòng)控制系統(tǒng)2.傳遞函數(shù)3.最小相位系統(tǒng)4.頻率特性5.最小實(shí)現(xiàn)四、簡(jiǎn)答題(每小題4分，共24分)1.試寫出二階振蕩環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。2.試寫出一階慣性環(huán)節(jié)的單位斜坡響應(yīng)。3.設(shè)開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=,試說明開環(huán)系統(tǒng)頻率特性極坐標(biāo)圖的起點(diǎn)和終點(diǎn)。4.試說明遲延環(huán)節(jié)G(s)=e-s的頻率特性，并畫出其頻率特性極坐標(biāo)圖。5.設(shè)系統(tǒng)特征方程為s4+2s3+3s2+4s+5=0試用勞斯穩(wěn)定判據(jù)判別該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。6.設(shè)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述為=X+u y=1 0 X試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。五、計(jì)算題(1，4小題每小題8分，2，3小題每小題10分，共36分)1. 系統(tǒng)方框圖如下，試畫出其信號(hào)流圖，并求出傳遞函數(shù)。2.設(shè)單位反饋（即H(s)=1）系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=，試求其單位階躍響應(yīng)時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差ess。3.設(shè)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(S)=試?yán)L制該系統(tǒng)的根軌跡，并求出使系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍。4.設(shè)系統(tǒng)微分方程為+9+8y=4+u，試求該系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述。自動(dòng)控制理論（6）試題一、單項(xiàng)選擇題（本大題共15小題，110小題每小題1分，1115小題每小題2分，共20分）在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其代碼填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選或未選均無(wú)分。1.從0變化到+時(shí)，遲延環(huán)節(jié)頻率特性極坐標(biāo)圖為（）A.圓B.半圓C.橢圓D.雙曲線 2.時(shí)域分析中最常用的典型輸入信號(hào)是（）A.脈沖函數(shù)B.斜坡函數(shù)C.階躍函數(shù)D.正弦函數(shù)3.計(jì)算根軌跡漸近線傾角的公式為（）A.B. C. D. 4.傳遞函數(shù)反映了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，它與下列哪項(xiàng)因素有關(guān)？（）A.輸入信號(hào)B.初始條件C.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)D.輸入信號(hào)和初始條件5.滯后校正裝置的最大滯后相位趨近（）A.-90B. -45C.45D.906.狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣(t)的重要性質(zhì)有（）A. （t2-t1）(t1-t0)= (t2-t1)+ (t1-t0)B. （t2-t1）(t1-t0)= (t2-t0)C. （t2-t1）(t1-t0)= (t1-t2)(t0-t1)D. （t2-t1）(t1-t0)= (t1-t2)+ (t0-t1)7.采用系統(tǒng)的輸入、輸出微分方程對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)描述是（）A.系統(tǒng)各變量的動(dòng)態(tài)描述B.系統(tǒng)的外部描述C.系統(tǒng)的內(nèi)部描述D.系統(tǒng)的內(nèi)部和外部描述8.利用奈奎斯特圖可以分析閉環(huán)控制系統(tǒng)的（）A.穩(wěn)態(tài)性能B.動(dòng)態(tài)性能C.穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能D.抗擾性能9.有一線性系統(tǒng)，其輸入分別為u1(t)和u2(t)時(shí)，輸出分別為y1(t)和y2(t)。當(dāng)輸入為a1u1(t)+a2u2(t)時(shí)(a1,a2為常數(shù))，輸出應(yīng)為（）A.a1y1(t)+y2(t)B.a1y1(t)+a2y2(t)C.a1y1(t)-a2y2(t)D.y1(t)+a2y2(t)10.某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為Gc(S)=K(0z1p10，則實(shí)軸上的根軌跡為（）A.（-，-p2,-z1,-p1B.(- ,-p2C.-p1,+ )D.-z1,-p113.設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=，則系統(tǒng)的阻尼比為（）A.B. C. D.114.下述系統(tǒng)中狀態(tài)可控的系統(tǒng)是（）A.B. C. D. 15.設(shè)單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)Go(s)=，其中K0,a0，則閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與（）A.K值的大小有關(guān)B.a值的大小有關(guān)C.a和K值的大小有關(guān)D.a和K值的大小無(wú)關(guān)二、填空題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）請(qǐng)?jiān)诿啃☆}的空格中填上正確答案。錯(cuò)填、不填均無(wú)分。16狀態(tài)空間是以_ 作為坐標(biāo)軸所組成的n維向量空間。17從0變化到+時(shí)，慣性環(huán)節(jié)的頻率特性極坐標(biāo)圖在_象限，形狀為_圓。18二階衰減振蕩系統(tǒng)的阻尼比的范圍為_。19G(s)=的環(huán)節(jié)稱為_環(huán)節(jié)。20若根軌跡位于實(shí)軸上兩個(gè)相鄰的開環(huán)極點(diǎn)之間，則這兩個(gè)極點(diǎn)之間必定存在_。21頻率特性可以由微分方程或傳遞函數(shù)求得，還可以用_方法測(cè)定。22系統(tǒng)輸出響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)值與_之間的偏差稱為穩(wěn)態(tài)誤差ess。23.信號(hào)流圖由_和_組成。24線性控制系統(tǒng)是指其動(dòng)態(tài)過程可以用_方程描述的控制系統(tǒng)。25PI控制器是一種相位_的校正裝置。三、名詞解釋（本大題共5小題，每小題2分，共10分）26自動(dòng)控制系統(tǒng)27最小相位系統(tǒng)28偶極子29根軌跡的起點(diǎn)30漸近穩(wěn)定四、簡(jiǎn)答題（本大題共6小題，每小題4分，共24分）31給出四種通過系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)判別閉環(huán)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法。32什么是位置、速度、加速度穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)Kp，Kv，Ka？（設(shè)控制系統(tǒng)的方塊圖如題32圖所示）33一般的自動(dòng)控制系統(tǒng)被控量變化的動(dòng)態(tài)過程有哪幾種？34局部反饋回路除了起到與串聯(lián)校正類似的功能外，為什么還能抑制所包圍部分的參數(shù)波動(dòng)？35若Lx(t)=X(s)，拉氏變換終值定理應(yīng)用的條件是什么？36試述線性定常系統(tǒng)在正弦輸入信號(hào)x(t)=Xsint作用下穩(wěn)態(tài)輸出信號(hào)yss(t)的基本特征（或基本形式）。五、計(jì)算題（本大題共4小題，第37、38題每小題8分，第39、40題每小題10分，共36分）37題37圖示為一轉(zhuǎn)動(dòng)物體，J表示轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，f表示粘性摩擦系數(shù)。若輸入為轉(zhuǎn)矩M(t)，輸出為軸角位移(t)或角速度(t)，求傳遞函數(shù)及. (8分)38某系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=，求根軌跡與虛軸的交點(diǎn)及對(duì)應(yīng)的K值。（8分）39通過試驗(yàn)測(cè)得某一系統(tǒng)在單位階躍函數(shù)r(t)作用下的閉環(huán)輸出響應(yīng)為 y(t)=1+0.2e-60t-1.2e-10t，試求該系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)Y(s)/R(s)，阻尼比和自然振蕩頻率n。（10分）40某反饋控制系統(tǒng)如題40圖所示：（1）繪制奈奎斯特圖；（2）確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的K值取值范圍。（10分）自動(dòng)控制理論(7)試題一、單項(xiàng)選擇題（本大題共15小題，每小題2分，共30分）在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其代碼填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選或未選均無(wú)分。1研究自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)常用的典型輸入信號(hào)是（ ）A脈沖函數(shù)B斜坡函數(shù)C拋物線函數(shù)D階躍函數(shù)2實(shí)軸上根軌跡右端的開環(huán)實(shí)數(shù)零點(diǎn)、極點(diǎn)的個(gè)數(shù)之和為（ ）A零B大于零C奇數(shù)D偶數(shù)3PID控制器的傳遞函數(shù)形式是（ ）A5+3sB5+3C5+3s+3D5+4拉氏變換將時(shí)間函數(shù)變換成（ ）A正弦函數(shù)B單位階躍函數(shù)C單位脈沖函數(shù)D復(fù)變函數(shù)5線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是在零初始條件下（ ）A系統(tǒng)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之比B系統(tǒng)輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之比C系統(tǒng)輸入信號(hào)的拉氏變換與輸出信號(hào)的拉氏變換之比D系統(tǒng)輸出信號(hào)的拉氏變換與輸入信號(hào)的拉氏變換之比6PID控制器中，積分控制的作用是（ ）A克服對(duì)象的延遲和慣性B能使控制過程為無(wú)差控制C減少控制過程的動(dòng)態(tài)偏差D使過程較快達(dá)到穩(wěn)定7當(dāng)二階系統(tǒng)的根分布在右半根平面時(shí)，系統(tǒng)的阻尼比為（ ）A0B=0C018若某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=，則其頻率特性的實(shí)部R()是（ ）AB-CD-9已知系統(tǒng)的特征方程為(s+1)(s+2)(s+3)=s