2023年全國高等教育自學(xué)考試-自動控制理論試題

全國2023年10月高等教育自學(xué)考試自動控制理論(二)試題課程代碼：02306一、單項選擇題(在每小題的四個備選答案中，選出一個對的答案，并將對的答案的序號填在題干的括號內(nèi)。第1—10小題每小題1分，11—15小題每小題2分，共20分)1.控制系統(tǒng)的上升時間tr、調(diào)整時間tS等反映出系統(tǒng)的()A.相對穩(wěn)定性B.絕對穩(wěn)定性C.快速性D.平穩(wěn)性2.2型系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性的低頻段漸近線斜率為()A.-60(dB/dec)B.-40(dB/dec)C.-20(dB/dec)D.0(dB/dec)3.下列頻域性能指標中，反映閉環(huán)頻域性能指標的是()A.諧振峰值MrB.相位裕量γC.增益裕量KgD.剪切頻率ωc4.在經(jīng)典控制理論中，臨界穩(wěn)定被認為是()A.穩(wěn)定B.BIBO穩(wěn)定C.漸近穩(wěn)定D.不穩(wěn)定5.擬定根軌跡大體走向，用以下哪個條件一般就夠了?()A.特性方程B.幅角條件C.幅值條件D.幅值條件+幅角條件6.滯后—超前校正裝置的奈氏曲線為()A.圓B.上半圓C.下半圓D.45°弧線7.設(shè)系統(tǒng)的狀態(tài)方程中系數(shù)矩陣A=,則其特性根為()A.S1=-2,S2=-1B.S1=-2,S2=1C.S1=2,S2=-1D.S1=2,S2=18.設(shè)有一單位反饋控制系統(tǒng)，其開環(huán)傳遞函數(shù)為G0(s)=，若規(guī)定相位裕量≥50°，最為合適的選擇是采用()A.滯后校正B.超前校正C.滯后-超前校正D.超前-滯后校正9.根軌跡漸近線與實軸的交點公式為()A.B.C.D.10.對復(fù)雜的信號流圖直接求出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)可以采用()A.終值定理B.初值定理C.梅森公式D.方框圖變換11.一般講，假如開環(huán)系統(tǒng)增長積分環(huán)節(jié)，則其閉環(huán)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性將()A.變好B.變壞C.不變D.不定12.由基本功能組件并聯(lián)成的PID控制器，其三種控制作用()A.可以各自獨立整定B.不能獨立整定C.只有積分，微分時間可獨立整定D.只有比例增益可獨立整定13.設(shè)開環(huán)系統(tǒng)頻率特性G(jω)=,則其頻率特性相位移θ(ω)=-180°時相應(yīng)頻率ω為()A.1(rad/s)B.3(rad/s)C.3(rad/s)D.10(rad/s)14.已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=，若規(guī)定帶寬增長a倍，相位裕量保持不變，則K應(yīng)變?yōu)?)A. B.C.aK D.2aK15.設(shè)系統(tǒng),Y=［10］X,則()A.狀態(tài)可控且可觀B.狀態(tài)可控但不可觀C.狀態(tài)不可控但可觀D.狀態(tài)不可控且不可觀二、填空題（每小題1分，共10分）16.線性控制系統(tǒng)的特點是可以使用__________原理。17.在經(jīng)典控制理論中，廣泛使用的分析方法有__________和__________。18.在單位斜坡輸入信號的作用下，0型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess=__________。19.時域動態(tài)指標重要有上升時間、峰值時間、最大超調(diào)量和__________。20.根軌跡圖必對稱于根平面的__________。21.特性函數(shù)F(s)的極點是系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的__________。22.線性系統(tǒng)穩(wěn)定性是系統(tǒng)__________特性，與系統(tǒng)的__________無關(guān)。23.常用的頻率特性圖示方法有極坐標圖示法和__________圖示法。24.時域性能指標中所定義的最大超調(diào)量σp的數(shù)學(xué)表達式是__________。25.若已知線性系統(tǒng)的矩陣［CTATCT(A2)TCT］的秩為3，那么該系統(tǒng)是__________。三、名詞解釋(每小題2分，共10分)26.信號流圖27.主導(dǎo)極點28.對數(shù)幅相圖29.條件穩(wěn)定30.超前校正四、簡答題(每小題4分，共24分)31.開環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)缺陷是什么?32.描述某電路的微分方程為ui(t)=L+u0(t),u0(t)=iR,其中R，L分別為電路的電阻和電感，i為電路的電流，ui(t)和u0(t)分別為電路的輸入電壓和輸出電壓。寫出電路的傳遞函數(shù).33.設(shè)開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=,試求出開環(huán)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性的轉(zhuǎn)角頻率。34.系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)H(s)=(T１,T2>0),試分別畫出T1>T2,T1=T2,T1<T2的奈氏圖簡圖，并判別穩(wěn)定性。35.滯后校正裝置對系統(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、計算題(共36分)37.由運算放大器構(gòu)成PID控制器。畫出電路