自動控制原理試題及答案

1、一、 單項選擇題（每小題1分，共20分）1. 系統(tǒng)和輸入已知，求輸出并對動態(tài)特性進行研究，稱為（ C ）A.系統(tǒng)綜合 B.系統(tǒng)辨識 C.系統(tǒng)分析 D.系統(tǒng)設計 2. 慣性環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的頻率特性在（ A ）上相等。A.幅頻特性的斜率 B.最小幅值 C.相位變化率 D.穿越頻率3. 通過測量輸出量，產生一個與輸出信號存在確定函數(shù)比例關系值的元件稱為（ C ）A.比較元件 B.給定元件 C.反饋元件 D.放大元件4. 從0變化到+時，延遲環(huán)節(jié)頻率特性極坐標圖為（ A ）A.圓 B.半圓 C.橢圓 D.雙曲線5. 當忽略電動機的電樞電感后，以電動機的轉速為輸出變量，電樞電壓為輸入變量時，電動機可看作

2、一個（ B ）A.比例環(huán)節(jié) B.微分環(huán)節(jié) C.積分環(huán)節(jié) D.慣性環(huán)節(jié)6. 若系統(tǒng)的開環(huán)傳 遞函數(shù)為，則它的開環(huán)增益為（ C ）A.1 B.2 C.5 D.107. 二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，則該系統(tǒng)是（ B ）A.臨界阻尼系統(tǒng) B.欠阻尼系統(tǒng) C.過阻尼系統(tǒng) D.零阻尼系統(tǒng)8. 若保持二階系統(tǒng)的不變，提高n，則可以（ B ）A.提高上升時間和峰值時間 B.減少上升時間和峰值時間C.提高上升時間和調整時間 D.減少上升時間和超調量9. 一階微分環(huán)節(jié)，當頻率時，則相頻特性為（ A ）A.45° B.-45° C.90° D.-90°10.最小相位系統(tǒng)的開環(huán)增益越大

3、，其（ D ）A.振蕩次數(shù)越多 B.穩(wěn)定裕量越大 C.相位變化越小 D.穩(wěn)態(tài)誤差越小11.設系統(tǒng)的特征方程為，則此系統(tǒng) （ A ）A.穩(wěn)定 B.臨界穩(wěn)定 C.不穩(wěn)定 D.穩(wěn)定性不確定。12.某單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：，當k=（ C ）時，閉環(huán)系統(tǒng)臨界穩(wěn)定。A.10 B.20 C.30 D.4013.設系統(tǒng)的特征方程為，則此系統(tǒng)中包含正實部特征的個數(shù)有（ C ）A.0 B.1 C.2 D.314.單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，當輸入為單位階躍時，則其位置誤差為（ C ）A.2 B.0.2 C.0.5 D.0.0515.若已知某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為，則它是一種（ D ）A.反饋校正 B.相

4、位超前校正 C.相位滯后超前校正 D.相位滯后校正16.穩(wěn)態(tài)誤差ess與誤差信號E(s)的函數(shù)關系為（ B ）A. B. C. D.17.在對控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度無明確要求時，為提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，最方便的是（ A ）A.減小增益 B.超前校正 C.滯后校正 D.滯后-超前18.相位超前校正裝置的奈氏曲線為（ B ）A.圓 B.上半圓 C.下半圓 D.45°弧線19.開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=,則實軸上的根軌跡為（ C ）A.(-3，) B.(0，) C.(-，-3) D.(-3，0)20.在直流電動機調速系統(tǒng)中，霍爾傳感器是用作（ B ）反饋的傳感器。A.電壓 B.電流 C.位移

5、D.速度二、 填空題（每小題1分，共10分）1.閉環(huán)控制系統(tǒng)又稱為 反饋系統(tǒng) 系統(tǒng)。2.一線性系統(tǒng)，當輸入是單位脈沖函數(shù)時，其輸出象函數(shù)與 傳遞函數(shù) 相同。3.一階系統(tǒng)當輸入為單位斜坡函數(shù)時，其響應的穩(wěn)態(tài)誤差恒為 時間常數(shù)T（或常量） 。4.控制系統(tǒng)線性化過程中，線性化的精度和系統(tǒng)變量的 偏移程度 有關。5.對于最小相位系統(tǒng)一般只要知道系統(tǒng)的 開環(huán)幅頻特性 就可以判斷其穩(wěn)定性。6.一般講系統(tǒng)的位置誤差指輸入是 階躍信號 所引起的輸出位置上的誤差。7.超前校正是由于正相移的作用，使截止頻率附近的 相位 明顯上升，從而具有較大的穩(wěn)定裕度。28.二階系統(tǒng)當共軛復數(shù)極點位于 ±45°

6、; 線上時，對應的阻尼比為0.707。29.PID調節(jié)中的“P”指的是 比例 控制器。30.若要求系統(tǒng)的快速性好，則閉環(huán)極點應距虛軸越 遠 越好。 一、填空題（每空 1 分，共15分） 1、反饋控制又稱偏差控制，其控制作用是通過 給定值 與反饋量的差值進行的。2、復合控制有兩種基本形式：即按 輸入 的前饋復合控制和按 擾動 的前饋復合控制。3、兩個傳遞函數(shù)分別為G1(s)與G2(s)的環(huán)節(jié)，以并聯(lián)方式連接，其等效傳遞函數(shù)為，則G(s)為 G1(s)+ G2(s) （用G1(s)與G2(s) 表示）。4、典型二階系統(tǒng)極點分布如圖1所示，則無阻尼自然頻率，阻尼比，該系統(tǒng)的特征方程為 S²

7、+2S+2=0 ，該系統(tǒng)的單位階躍響應曲線為 衰減振動 。5、若某系統(tǒng)的單位脈沖響應為，則該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)為。6、根軌跡起始于 開環(huán)極點 ，終止于 開環(huán)零點 。7、設某最小相位系統(tǒng)的相頻特性為，則該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 。8、PI控制器的輸入輸出關系的時域表達式是，其相應的傳遞函數(shù)為，由于積分環(huán)節(jié)的引入，可以改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài) 性能。二、選擇題（每題 2 分，共20分）1、采用負反饋形式連接后，則 ( D )A、一定能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定； B、系統(tǒng)動態(tài)性能一定會提高；C、一定能使干擾引起的誤差逐漸減小，最后完全消除；D、需要調整系統(tǒng)的結構參數(shù)，才能改善系統(tǒng)性能。2、下列哪種措施對提高系統(tǒng)的穩(wěn)定

8、性沒有效果 ( A )。A、增加開環(huán)極點； B、在積分環(huán)節(jié)外加單位負反饋；C、增加開環(huán)零點； D、引入串聯(lián)超前校正裝置。3、系統(tǒng)特征方程為 ，則系統(tǒng) ( C )A、穩(wěn)定； B、單位階躍響應曲線為單調指數(shù)上升；C、臨界穩(wěn)定； D、右半平面閉環(huán)極點數(shù)。4、系統(tǒng)在作用下的穩(wěn)態(tài)誤差，說明 ( A )A、 型別； B、系統(tǒng)不穩(wěn)定；C、 輸入幅值過大； D、閉環(huán)傳遞函數(shù)中有一個積分環(huán)節(jié)。5、對于以下情況應繪制0°根軌跡的是( D )A、主反饋口符號為“-” ； B、除外的其他參數(shù)變化時；C、非單位反饋系統(tǒng)； D、根軌跡方程（標準形式）為。6、開環(huán)頻域性能指標中的相角裕度對應時域性能指標( A )

9、 。A、超調 B、穩(wěn)態(tài)誤差 C、調整時間 D、峰值時間7、已知開環(huán)幅頻特性如圖2所示， 則圖中不穩(wěn)定的系統(tǒng)是( B )。 系統(tǒng) 系統(tǒng) 系統(tǒng)圖2A、系統(tǒng) B、系統(tǒng) C、系統(tǒng) D、都不穩(wěn)定8、若某最小相位系統(tǒng)的相角裕度，則下列說法正確的是 ( C )。A、不穩(wěn)定； B、只有當幅值裕度時才穩(wěn)定；C、穩(wěn)定； D、不能判用相角裕度判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。9、若某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為，則該校正裝置屬于( B )。 A、超前校正 B、滯后校正 C、滯后-超前校正 D、不能判斷10、下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能在處提供最大相位超前角的是：( B )A、 B、 C、 D、1如圖示系統(tǒng)結構圖1，試用結構圖化簡方法求傳遞函數(shù)。（15分）圖1解：得傳遞函數(shù)為 2 控制系統(tǒng)如圖2所示，系統(tǒng)單位階躍響應的峰值時間為3s 、超調量為20%，求K，a值。（15分）圖2解：開環(huán)傳遞函數(shù) 閉環(huán)傳遞函數(shù)已知 所以K，a分別為 1 已知系統(tǒng)特征方程為，試求系統(tǒng)在S右半平面的根的個數(shù)及虛根值。（10分）解：列Routh表 S5 1 12 32 S4 3 24 48 S3 0 S2 48 S 0 輔助方程 , S 24 求導：24s=0 S0 48答：系統(tǒng)沒有正根。對輔助方程求解，得一對虛根，其值為。4. 單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù),繪制K從 0到+ 變化時系