控制系統(tǒng)考試試題及答案

控制系統(tǒng)考試試題及答案

一、單項選擇題（每題2分，共10題）

1.控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)H(s)中，H(s)代表的是：

A.反饋傳遞函數(shù)

B.前向傳遞函數(shù)

C.干擾傳遞函數(shù)

D.測量傳遞函數(shù)

答案：A

2.一個二階系統(tǒng)的特征方程為s^2+4s+4=0，其阻尼比ζ為：

A.0

B.1

C.2

D.0.5

答案：B

3.在控制系統(tǒng)中，超調量（Overshoot）是指：

A.系統(tǒng)響應曲線超過穩(wěn)態(tài)值的最大值

B.系統(tǒng)響應曲線超過穩(wěn)態(tài)值的最小值

C.系統(tǒng)響應曲線低于穩(wěn)態(tài)值的最大值

D.系統(tǒng)響應曲線低于穩(wěn)態(tài)值的最小值

答案：A

4.以下哪個不是控制系統(tǒng)中的穩(wěn)定性判據(jù)？

A.勞斯-赫爾維茨判據(jù)

B.奈奎斯特判據(jù)

C.伯德圖

D.傅里葉變換

答案：D

5.一個系統(tǒng)是單位反饋系統(tǒng)，其開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=1/(s^2+2s+1)，則閉環(huán)傳遞函數(shù)為：

A.1/(s^2+2s+2)

B.1/(s^2+2s+1)

C.1/(s^2+3s+2)

D.1/(s^2+s+1)

答案：A

6.以下哪個是控制系統(tǒng)中的非線性特性？

A.比例控制

B.積分控制

C.微分控制

D.飽和控制

答案：D

7.系統(tǒng)的時間常數(shù)τ與系統(tǒng)的響應速度的關系是：

A.τ越大，響應速度越快

B.τ越小，響應速度越快

C.τ越大，響應速度越慢

D.τ與響應速度無關

答案：C

8.以下哪個是控制系統(tǒng)中的穩(wěn)定性？

A.漸近穩(wěn)定性

B.條件穩(wěn)定性

C.不穩(wěn)定性

D.臨界穩(wěn)定性

答案：A

9.一個系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為零，這意味著：

A.系統(tǒng)是一型系統(tǒng)

B.系統(tǒng)是二型系統(tǒng)

C.系統(tǒng)是三型系統(tǒng)

D.系統(tǒng)是四型系統(tǒng)

答案：B

10.在控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)的極點在s平面的右半部分意味著：

A.系統(tǒng)是穩(wěn)定的

B.系統(tǒng)是不穩(wěn)定的

C.系統(tǒng)是臨界穩(wěn)定的

D.系統(tǒng)是邊際穩(wěn)定的

答案：B

二、多項選擇題（每題2分，共10題）

1.以下哪些因素會影響控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性？

A.系統(tǒng)參數(shù)

B.外部干擾

C.控制器設計

D.系統(tǒng)模型的精確度

答案：ABCD

2.控制系統(tǒng)中的誤差類型包括：

A.靜態(tài)誤差

B.動態(tài)誤差

C.穩(wěn)態(tài)誤差

D.瞬態(tài)誤差

答案：AC

3.以下哪些是控制系統(tǒng)中的性能指標？

A.穩(wěn)定性

B.快速性

C.準確性

D.魯棒性

答案：ABCD

4.以下哪些是控制系統(tǒng)中的干擾？

A.測量噪聲

B.外部擾動

C.系統(tǒng)參數(shù)變化

D.控制器的非線性

答案：ABCD

5.以下哪些是控制系統(tǒng)中的控制器類型？

A.PID控制器

B.狀態(tài)反饋控制器

C.極點配置控制器

D.模糊控制器

答案：ABCD

6.以下哪些是控制系統(tǒng)中的穩(wěn)定性判據(jù)？

A.勞斯-赫爾維茨判據(jù)

B.奈奎斯特判據(jù)

C.伯德圖

D.根軌跡法

答案：ABCD

7.以下哪些是控制系統(tǒng)中的非線性特性？

A.比例控制

B.積分控制

C.微分控制

D.飽和控制

答案：D

8.以下哪些是控制系統(tǒng)中的誤差補償方法？

A.前饋控制

B.反饋控制

C.狀態(tài)觀測器

D.魯棒控制

答案：AC

9.以下哪些是控制系統(tǒng)中的穩(wěn)定性？

A.漸近穩(wěn)定性

B.條件穩(wěn)定性

C.不穩(wěn)定性

D.臨界穩(wěn)定性

答案：ACD

10.以下哪些是控制系統(tǒng)中的傳遞函數(shù)類型？

A.零點

B.極點

C.延遲

D.積分

答案：ABCD

三、判斷題（每題2分，共10題）

1.控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)可以表示系統(tǒng)的動態(tài)特性。（對）

2.系統(tǒng)的超調量越大，說明系統(tǒng)的穩(wěn)定性越好。（錯）

3.系統(tǒng)的阻尼比越大，系統(tǒng)的響應速度越快。（錯）

4.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為零，說明系統(tǒng)對所有類型的輸入都能完全跟蹤。（錯）

5.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)的極點在s平面的右半部分意味著系統(tǒng)是穩(wěn)定的。（錯）

6.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)的零點在s平面的右半部分意味著系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。（錯）

7.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)的極點在s平面的虛軸上意味著系統(tǒng)是臨界穩(wěn)定的。（對）

8.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)的極點在s平面的左半部分意味著系統(tǒng)是穩(wěn)定的。（對）

9.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)的極點在s平面的原點意味著系統(tǒng)是邊際穩(wěn)定的。（錯）

10.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)的極點在s平面的右半部分意味著系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。（對）

四、簡答題（每題5分，共4題）

1.請簡述控制系統(tǒng)中開環(huán)和閉環(huán)的區(qū)別。

答案：開環(huán)控制系統(tǒng)是指系統(tǒng)輸出不反饋到輸入端的系統(tǒng)，而閉環(huán)控制系統(tǒng)是指系統(tǒng)輸出反饋到輸入端，與輸入信號比較后產(chǎn)生誤差信號，再控制執(zhí)行器進行調節(jié)的系統(tǒng)。

2.請簡述控制系統(tǒng)中的穩(wěn)定性和魯棒性的區(qū)別。

答案：穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在受到擾動后能夠返回到平衡狀態(tài)的能力，而魯棒性是指系統(tǒng)在面對模型不確定性和外部擾動時，仍能保持性能的能力。

3.請簡述控制系統(tǒng)中的誤差類型。

答案：控制系統(tǒng)中的誤差類型包括靜態(tài)誤差、動態(tài)誤差、穩(wěn)態(tài)誤差和瞬態(tài)誤差。靜態(tài)誤差是指系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)時的誤差，動態(tài)誤差是指系統(tǒng)響應過程中的誤差，穩(wěn)態(tài)誤差是指系統(tǒng)對特定輸入類型的穩(wěn)態(tài)誤差，瞬態(tài)誤差是指系統(tǒng)響應過程中的非穩(wěn)態(tài)誤差。

4.請簡述控制系統(tǒng)中的PID控制器的三個組成部分。

答案：PID控制器由比例（P）、積分（I）和微分（D）三個部分組成。比例部分根據(jù)當前的誤差進行控制，積分部分根據(jù)誤差的累積進行控制，微分部分根據(jù)誤差的變化趨勢進行控制。

五、討論題（每題5分，共4題）

1.討論控制系統(tǒng)中開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)缺點。

答案：開環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)點是結構簡單，成本較低，缺點是無法自動補償擾動和系統(tǒng)參數(shù)變化。閉環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)點是能夠自動補償擾動和系統(tǒng)參數(shù)變化，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準確性，缺點是結構復雜，成本較高。

2.討論控制系統(tǒng)中穩(wěn)定性和性能指標的關系。

答案：穩(wěn)定性是控制系統(tǒng)性能的基礎，只有穩(wěn)定的系統(tǒng)才能保證其性能指標的實現(xiàn)。性能指標如快速性、準確性和魯棒性都是在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下進行評價的。

3.討論控制系統(tǒng)中誤差補償方法的優(yōu)缺點。

答案：誤差補償方法如前饋控制和狀態(tài)觀測器能夠減少系統(tǒng)的誤差，提高系統(tǒng)的準確性和穩(wěn)定性。但是這些方法需要對系統(tǒng)進行精確建模，對模型的不確定性