自動(dòng)化控制系統(tǒng)考核試卷

自動(dòng)化控制系統(tǒng)考核試卷考生姓名：答題日期：得分：判卷人：

一、單項(xiàng)選擇題（本題共20小題，每小題1分，共20分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成部分不包括以下哪一項(xiàng)？（）

A.被控對(duì)象

B.控制器

C.傳感器

D.能量源

2.以下哪一項(xiàng)不是PID控制器的組成部分？（）

A.比例控制

B.積分控制

C.微分控制

D.容抗控制

3.在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，反饋信號(hào)的作用是？（）

A.增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

B.減弱系統(tǒng)的穩(wěn)定性

C.提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度

D.降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度

4.以下哪種控制策略是無(wú)差控制的？（）

A.P控制

B.PI控制

C.PD控制

D.PID控制

5.自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是？（）

A.確保系統(tǒng)穩(wěn)定

B.提高系統(tǒng)效率

C.減少系統(tǒng)成本

D.A和B

6.在控制系統(tǒng)中，開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的根本區(qū)別是？（）

A.是否有反饋環(huán)節(jié)

B.是否有前向通道

C.是否有控制器

D.是否有人工干預(yù)

7.以下哪種情況通常不需要使用控制器？（）

A.被控對(duì)象特性變化

B.外界干擾影響

C.系統(tǒng)需要快速響應(yīng)

D.系統(tǒng)已經(jīng)非常穩(wěn)定

8.在PID控制中，積分作用的主要目的是？（）

A.減少穩(wěn)態(tài)誤差

B.提高系統(tǒng)響應(yīng)速度

C.降低系統(tǒng)超調(diào)量

D.增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾能力

9.自動(dòng)控制系統(tǒng)中，如果傳感器出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致以下哪種情況？（）

A.控制器輸出增大

B.控制器輸出減小

C.系統(tǒng)響應(yīng)速度變快

D.系統(tǒng)無(wú)法正常工作

10.在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，以下哪種方法可以用來(lái)抑制高頻噪聲？（）

A.提高控制器增益

B.降低控制器增益

C.使用低通濾波器

D.使用高通濾波器

11.以下哪種控制策略適用于滯后系統(tǒng)？（）

A.P控制

B.PI控制

C.PD控制

D.PID控制

12.在控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差是指？（）

A.系統(tǒng)輸出與輸入的差值

B.系統(tǒng)輸出與輸入的比值

C.系統(tǒng)輸出隨時(shí)間的變化率

D.系統(tǒng)輸入隨時(shí)間的變化率

13.以下哪個(gè)參數(shù)不是描述控制系統(tǒng)性能的指標(biāo)？（）

A.超調(diào)量

B.調(diào)節(jié)時(shí)間

C.階躍響應(yīng)

D.幅頻特性

14.在控制系統(tǒng)中，哪種補(bǔ)償方法可以提高系統(tǒng)的相位裕度？（）

A.超前補(bǔ)償

B.滯后補(bǔ)償

C.幅度補(bǔ)償

D.相位補(bǔ)償

15.關(guān)于控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的描述，正確的是？（）

A.系統(tǒng)不穩(wěn)定當(dāng)且僅當(dāng)其閉環(huán)極點(diǎn)在s平面右半平面

B.系統(tǒng)穩(wěn)定當(dāng)且僅當(dāng)其閉環(huán)極點(diǎn)在s平面左半平面

C.系統(tǒng)穩(wěn)定性與開(kāi)環(huán)極點(diǎn)無(wú)關(guān)

D.系統(tǒng)穩(wěn)定性只與閉環(huán)零點(diǎn)有關(guān)

16.以下哪種控制方法適用于非線性系統(tǒng)？（）

A.線性控制

B.非線性控制

C.模糊控制

D.A和B

17.在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，以下哪個(gè)環(huán)節(jié)可能導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩？（）

A.控制器增益過(guò)大

B.控制器增益過(guò)小

C.被控對(duì)象時(shí)間常數(shù)過(guò)大

D.被控對(duì)象時(shí)間常數(shù)過(guò)小

18.關(guān)于控制系統(tǒng)的魯棒性，以下哪個(gè)描述是正確的？（）

A.魯棒性越強(qiáng)，系統(tǒng)性能越好

B.魯棒性越強(qiáng)，系統(tǒng)對(duì)參數(shù)變化越敏感

C.魯棒性越弱，系統(tǒng)越容易受到外部干擾

D.魯棒性是指系統(tǒng)在特定條件下保持穩(wěn)定的能力

19.以下哪種控制方法可以用來(lái)處理控制對(duì)象的模型不確定性？（）

A.模型參考自適應(yīng)控制

B.模糊控制

C.預(yù)測(cè)控制

D.A和B

20.在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，以下哪個(gè)參數(shù)通常用來(lái)描述系統(tǒng)的快速性？（）

A.超調(diào)量

B.調(diào)節(jié)時(shí)間

C.穩(wěn)態(tài)誤差

D.相位裕度

（請(qǐng)?jiān)诖舜痤}紙上填寫(xiě)您的答案，每題只允許填寫(xiě)一個(gè)選項(xiàng)，多填、不填、填錯(cuò)均不得分。）

二、多選題（本題共20小題，每小題1.5分，共30分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.以下哪些是自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本類(lèi)型？（）

A.開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)

B.閉環(huán)控制系統(tǒng)

C.半閉環(huán)控制系統(tǒng)

D.非線性控制系統(tǒng)

2.在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，以下哪些因素可能導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定？（）

A.控制器增益過(guò)高

B.被控對(duì)象時(shí)間常數(shù)過(guò)小

C.反饋環(huán)節(jié)中的傳感器故障

D.系統(tǒng)存在未建模動(dòng)態(tài)

3.PID控制器的參數(shù)調(diào)整可以影響以下哪些性能指標(biāo)？（）

A.超調(diào)量

B.調(diào)節(jié)時(shí)間

C.穩(wěn)態(tài)誤差

D.相位裕度

4.以下哪些方法可以用來(lái)改善控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能？（）

A.增加控制器增益

B.減小被控對(duì)象的時(shí)間常數(shù)

C.適當(dāng)增加積分時(shí)間常數(shù)

D.適當(dāng)增加微分時(shí)間常數(shù)

5.以下哪些控制策略屬于前饋控制？（）

A.預(yù)測(cè)控制

B.模型參考自適應(yīng)控制

C.比例控制

D.積分控制

6.自動(dòng)控制系統(tǒng)中，以下哪些環(huán)節(jié)可能包含滯后特性？（）

A.被控對(duì)象

B.控制器

C.傳感器

D.執(zhí)行機(jī)構(gòu)

7.以下哪些方法可以用來(lái)提高控制系統(tǒng)的魯棒性？（）

A.使用Smith預(yù)測(cè)器

B.采用模糊控制策略

C.增加系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益

D.減小系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)

8.在控制系統(tǒng)的頻率響應(yīng)分析中，以下哪些參數(shù)是重要的？（）

A.幅頻特性

B.相頻特性

C.峰值頻率

D.阻尼比

9.以下哪些情況可能導(dǎo)致控制系統(tǒng)出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)誤差？（）

A.控制器比例增益不足

B.控制器積分時(shí)間過(guò)長(zhǎng)

C.被控對(duì)象負(fù)載變化

D.外界干擾頻繁

10.在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，以下哪些設(shè)備屬于執(zhí)行機(jī)構(gòu)？（）

A.電機(jī)

B.閥門(mén)

C.變頻器

D.傳感器

11.以下哪些因素會(huì)影響控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)？（）

A.被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型

B.控制器的參數(shù)設(shè)置

C.外界環(huán)境變化

D.控制系統(tǒng)的采樣時(shí)間

12.在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，以下哪些原則是重要的？（）

A.穩(wěn)定性

B.快速性

C.準(zhǔn)確性

D.簡(jiǎn)單性

13.以下哪些控制方法適用于系統(tǒng)的自適應(yīng)控制？（）

A.模型參考自適應(yīng)控制

B.自校正控制

C.PID控制

D.預(yù)測(cè)控制

14.在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，以下哪些情況下需要使用補(bǔ)償器？（）

A.被控對(duì)象具有非線性特性

B.被控對(duì)象具有不確定性

C.系統(tǒng)對(duì)快速性和穩(wěn)態(tài)性能有較高要求

D.系統(tǒng)已經(jīng)非常穩(wěn)定

15.以下哪些是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的性能指標(biāo)？（）

A.超調(diào)量

B.調(diào)節(jié)時(shí)間

C.穩(wěn)態(tài)誤差

D.上升時(shí)間

16.以下哪些控制策略可以用來(lái)減少系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差？（）

A.積分控制

B.微分控制

C.比例控制

D.前饋控制

17.在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，以下哪些因素可能導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)變慢？（）

A.被控對(duì)象時(shí)間常數(shù)增大

B.控制器積分時(shí)間常數(shù)增大

C.控制器微分時(shí)間常數(shù)減小

D.系統(tǒng)采樣時(shí)間增大

18.以下哪些方法可以用來(lái)處理控制系統(tǒng)的非線性特性？（）

A.線性化處理

B.非線性控制策略

C.離散化處理

D.模糊控制

19.在控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析中，以下哪些工具是常用的？（）

A.根軌跡法

B.頻率響應(yīng)法

C.狀態(tài)空間法

D.傅里葉變換

20.以下哪些技術(shù)可以用于自動(dòng)化控制系統(tǒng)的故障診斷？（）

A.模式識(shí)別

B.信號(hào)處理

C.智能算法

D.系統(tǒng)辨識(shí)

（請(qǐng)?jiān)诖舜痤}紙上填寫(xiě)您的答案，每題可以選擇多個(gè)選項(xiàng)，不選、選錯(cuò)或多選均不得分。）

三、填空題（本題共10小題，每小題2分，共20分，請(qǐng)將正確答案填到題目空白處）

1.自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由______、______、______和執(zhí)行機(jī)構(gòu)四部分組成。

2.PID控制器中的P代表______，I代表______，D代表______。

3.控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差越小，說(shuō)明系統(tǒng)的______越好。

4.控制系統(tǒng)的______是指系統(tǒng)輸出達(dá)到期望值所需要的時(shí)間。

5.在控制系統(tǒng)中，如果閉環(huán)極點(diǎn)位于s平面的______半平面，系統(tǒng)是穩(wěn)定的。

6.控制系統(tǒng)的______是指系統(tǒng)抵抗外部干擾和內(nèi)部參數(shù)變化的能力。

7.增加控制器比例增益會(huì)使得系統(tǒng)響應(yīng)______，但可能導(dǎo)致______增大。

8.在頻率響應(yīng)分析中，系統(tǒng)的______特性決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速性。

9.控制系統(tǒng)的______設(shè)計(jì)是指根據(jù)被控對(duì)象和控制目標(biāo)來(lái)確定控制器參數(shù)的過(guò)程。

10.用于處理控制系統(tǒng)非線性特性的方法有______和______。

四、判斷題（本題共10小題，每題1分，共10分，正確的請(qǐng)?jiān)诖痤}括號(hào)中畫(huà)√，錯(cuò)誤的畫(huà)×）

1.在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)不需要反饋信號(hào)。（）

2.PID控制器可以同時(shí)調(diào)整比例、積分、微分三個(gè)參數(shù)來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)性能。（）

3.系統(tǒng)的超調(diào)量越大，說(shuō)明系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能越好。（）

4.控制系統(tǒng)的采樣時(shí)間越短，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)越快。（）

5.魯棒控制是指在系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，控制器仍能保持良好性能的控制方法。（）

6.在控制系統(tǒng)中，所有的極點(diǎn)都位于左半平面時(shí)，系統(tǒng)一定是穩(wěn)定的。（）

7.閉環(huán)控制系統(tǒng)的性能完全取決于被控對(duì)象的特性。（）

8.模糊控制是一種適用于處理不確定性和非線性的控制策略。（）

9.控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與控制器類(lèi)型無(wú)關(guān)。（）

10.在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，不需要考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性。（）

五、主觀題（本題共4小題，每題10分，共40分）

1.請(qǐng)簡(jiǎn)述PID控制器中比例（P）、積分（I）、微分（D）控制的作用，以及它們?cè)诳刂葡到y(tǒng)性能中的作用。

2.在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，如何通過(guò)調(diào)整控制器參數(shù)來(lái)改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能？請(qǐng)舉例說(shuō)明。

3.什么是控制系統(tǒng)的魯棒性？為什么在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮魯棒性？請(qǐng)給出至少兩種提高控制系統(tǒng)魯棒性的方法。

4.請(qǐng)解釋什么是控制系統(tǒng)的滯后現(xiàn)象，它對(duì)控制系統(tǒng)性能有什么影響，以及如何補(bǔ)償滯后現(xiàn)象以提高系統(tǒng)性能。

標(biāo)準(zhǔn)答案

一、單項(xiàng)選擇題

1.D

2.D

3.A

4.A

5.D

6.A

7.D

8.A

9.D

10.C

11.B

12.A

13.C

14.A

15.B

16.D

17.A

18.A

19.D

20.B

二、多選題

1.ABD

2.ABC

3.ABC

4.BD

5.AB

6.ABCD

7.AB

8.ABC

9.ABC

10.AB

11.ABCD

12.ABCD

13.AB

14.ABC

15.ABCD

16.AD

17.ABC

18.AB

19.ABC

20.ABCD

三、填空題

1.被控對(duì)象控制器傳感器

2.比例控制積分控制微分控制

3.穩(wěn)態(tài)性能

4.調(diào)節(jié)時(shí)間

5.左

6.魯棒性

7.變快超調(diào)量

8.幅頻特性

9.參數(shù)

10.線性化處理非線性控制策略

四、判斷題

1.×

2.√

3.×

4.√

5.√

6.√

7.×

8.√

9.×

10.×

五、主觀題（參考）

1.比例控制：根據(jù)誤差大小直接作用于控制輸出，減少穩(wěn)態(tài)誤差；積分控制：