自動(dòng)控制原理試題及答案

1、一、 單項(xiàng)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(duì)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究，稱為（ C ）A.系統(tǒng)綜合 B.系統(tǒng)辨識(shí) C.系統(tǒng)分析 D.系統(tǒng)設(shè)計(jì) 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(cè)量輸出量，產(chǎn)生一個(gè)與輸出信號(hào)存在確定函數(shù)比例關(guān)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(shí)，延遲環(huán)節(jié)頻率特性極坐標(biāo)圖為（ A ）A.圓 B.半圓 C.橢圓 D.雙曲線5. 當(dāng)忽略電動(dòng)機(jī)的電樞電感后，以電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為輸出變量，電樞電壓為輸入變量時(shí)，電動(dòng)機(jī)可看作

2、一個(gè)（ 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(shí)間和峰值時(shí)間 B.減少上升時(shí)間和峰值時(shí)間C.提高上升時(shí)間和調(diào)整時(shí)間 D.減少上升時(shí)間和超調(diào)量9. 一階微分環(huán)節(jié)，當(dāng)頻率時(shí)，則相頻特性為（ A ）A.45 B.-45 C.90 D.-9010.最小相位系統(tǒng)的開環(huán)增益越大，其（ D ）A.振蕩次數(shù)越多 B.穩(wěn)定裕量越大

3、 C.相位變化越小 D.穩(wěn)態(tài)誤差越小11.設(shè)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(dāng)k=（ C ）時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)臨界穩(wěn)定。A.10 B.20 C.30 D.4013.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為，則此系統(tǒng)中包含正實(shí)部特征的個(gè)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(dāng)輸入為單位階躍時(shí)，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.相位超前校正 C.相位滯后超前校正 D.相位滯后校

4、正16.穩(wěn)態(tài)誤差ess與誤差信號(hào)E(s)的函數(shù)關(guān)系為（ B ）A. B. C. D.17.在對(duì)控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度無明確要求時(shí)，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(shí)軸上的根軌跡為（ C ）A.(-3，) B.(0，) C.(-，-3) D.(-3，0)20.在直流電動(dòng)機(jī)調(diào)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 D.速度二、 填空題（每小題1分，共10分）1.閉環(huán)控制系統(tǒng)

5、又稱為 反饋系統(tǒng) 系統(tǒng)。2.一線性系統(tǒng)，當(dāng)輸入是單位脈沖函數(shù)時(shí)，其輸出象函數(shù)與 傳遞函數(shù) 相同。3.一階系統(tǒng)當(dāng)輸入為單位斜坡函數(shù)時(shí)，其響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差恒為 時(shí)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(guān)。5.對(duì)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(hào) 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(dāng)共軛復(fù)數(shù)極點(diǎn)位于 45 線上時(shí)，對(duì)應(yīng)的阻尼比為0.707。29.PID調(diào)節(jié)中的“P”指的是 比例 控制器

6、。30.若要求系統(tǒng)的快速性好，則閉環(huán)極點(diǎn)應(yīng)距虛軸越 遠(yuǎn) 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(jìn)行的。2、復(fù)合控制有兩種基本形式：即按 輸入 的前饋復(fù)合控制和按 擾動(dòng) 的前饋復(fù)合控制。3、兩個(gè)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(diǎn)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 S+2S+2=0 ，該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線為 衰減振動(dòng) 。5、若某系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)為，則該系統(tǒng)

7、的傳遞函數(shù)G(s)為。6、根軌跡起始于 開環(huán)極點(diǎn) ，終止于 開環(huán)零點(diǎn) 。7、設(shè)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(guān)系的時(shí)域表達(dá)式是，其相應(yīng)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(fù)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(dòng)態(tài)性能一定會(huì)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(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，才能改善系統(tǒng)性能。2、下列哪種措施對(duì)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有效果 ( A )。A、增加開環(huán)極點(diǎn)； B、在積分環(huán)節(jié)外加單位負(fù)反饋；C、增加開環(huán)零點(diǎn)； D

8、、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(yīng)曲線為單調(diào)指數(shù)上升；C、臨界穩(wěn)定； D、右半平面閉環(huán)極點(diǎn)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(gè)積分環(huán)節(jié)。5、對(duì)于以下情況應(yīng)繪制0根軌跡的是( D )A、主反饋口符號(hào)為“-” ； B、除外的其他參數(shù)變化時(shí)；C、非單位反饋系統(tǒng)； D、根軌跡方程（標(biāo)準(zhǔn)形式）為。6、開環(huán)頻域性能指標(biāo)中的相角裕度對(duì)應(yīng)時(shí)域性能指標(biāo)( A ) 。A、超調(diào) B、穩(wěn)態(tài)誤差 C、調(diào)整時(shí)間 D、峰值時(shí)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

9、( 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(dāng)幅值裕度時(shí)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(jié)構(gòu)圖1，試用結(jié)構(gòu)圖化簡(jiǎn)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(yīng)的峰值時(shí)間為3s 、超調(diào)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(gè)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(dǎo)：24s=0 S0 48答：系統(tǒng)沒有正根。對(duì)輔助方程求解，得一對(duì)虛根，其值為。4. 單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù),繪制K從 0到+ 變化時(shí)系統(tǒng)的閉