大學期末考試自動控制原理題集附帶答案

大學期末考試自動控制原理題集附帶答案自動控制原理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(chǎn)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.ω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2)(510+ss，則它的開環(huán)增益為（C）A.1B.2C.5D.107.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)525)(2++=sssG，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ζ不變，提高ωn，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)TssG+=1)(，當頻率T1=ω時，則相頻特性)(ωjG∠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，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()0516178234=++++=sssssD，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：())5)(1(++=sssksG，當k=（C）時，閉環(huán)系統(tǒng)臨界穩(wěn)定。A.10B.20C.30D.4013.設系統(tǒng)的特征方程為()025103234=++++=sssssD，則此系統(tǒng)中包含正實部特征的個數(shù)有（C）A.0B.1C.2D.314.單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為()ssssG++=652，當輸入為單位階躍時，則其位置誤差為（C）A.2B.0.2C.0.5D.0.0515.若已知某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為1101)(++=sssGc，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.)(lim0sEesss→=B.)(lim0ssEesss→=C.)(limsEesss∞→=D.)(limssEesss∞→=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)=)3(3+ssK,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D.速度44.解：由圖知該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為12122++?TssTskξ（2分）其中T=13（1分）由低頻漸近線與橫軸交點為10=ω，得10=k（2分）修正量()10)2log(20=-=ξωL，得158.0=ξ（2分）故所求開環(huán)傳遞函數(shù)為?????++1105.091102sss（3分）或記為)12(22++TssTskξ(158.03110===ξTk)自動控制原理2一、單項選擇題（每小題1分，共20分）1.系統(tǒng)已給出，確定輸入，使輸出盡可能符合給定的最佳要求，稱為（A）A.最優(yōu)控制B.系統(tǒng)辨識C.系統(tǒng)分析D.最優(yōu)設計2.與開環(huán)控制系統(tǒng)相比較，閉環(huán)控制系統(tǒng)通常對（B）進行直接或間接地測量，通過反饋環(huán)節(jié)去影響控制信號。A.輸出量B.輸入量C.擾動量D.設定量3.在系統(tǒng)對輸入信號的時域響應中，其調整時間的長短是與（D）指標密切相關。A.允許的峰值時間B.允許的超調量C.允許的上升時間D.允許的穩(wěn)態(tài)誤差4.主要用于產(chǎn)生輸入信號的元件稱為（B）A.比較元件B.給定元件C.反饋元件D.放大元件5.某典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是()151+=ssG，則該環(huán)節(jié)是（C）A.比例環(huán)節(jié)B.積分環(huán)節(jié)C.慣性環(huán)節(jié)D.微分環(huán)節(jié)6.已知系統(tǒng)的微分方程為()()()()txtxtxtxi2263000=++，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是（A）A.26322++ssB.26312++ssC.36222++ssD.36212++ss7.引出點前移越過一個方塊圖單元時，應在引出線支路上（C）A.并聯(lián)越過的方塊圖單元B.并聯(lián)越過的方塊圖單元的倒數(shù)C.串聯(lián)越過的方塊圖單元D.串聯(lián)越過的方塊圖單元的倒數(shù)8.設一階系統(tǒng)的傳遞27)(+=ssG，其階躍響應曲線在t=0處的切線斜率為（B）A.7B.2C.27D.219.時域分析的性能指標，哪個指標是反映相對穩(wěn)定性的（D）A.上升時間B.峰值時間C.調整時間D.最大超調量10.二階振蕩環(huán)節(jié)乃奎斯特圖中與虛軸交點的頻率為（D）A.諧振頻率B.截止頻率C.最大相位頻率D.固有頻率11.設系統(tǒng)的特征方程為()0122234=++++=sssssD，則此系統(tǒng)中包含正實部特征的個數(shù)為（C）A.0B.1C.2D.312.一般為使系統(tǒng)有較好的穩(wěn)定性,希望相位裕量γ為（C）A.0～15?B.15?～30?C.30?～60?D.60?～90?13.設一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是()12+=ssG，且容許誤差為5%，則其調整時間為（C）A.1B.2C.3D.414.某一系統(tǒng)的速度誤差為零，則該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)可能是（D）A.1+TsKB.))((bsassds+++C.)(assK+D.)(2assK+15.單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為())23(422++=ssssG，當輸入為單位斜坡時，其加速度誤差為（A）A.0B.0.25C.4D.∞16.若已知某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為11.01)(++=sssGc，則它是一種（A）A.相位超前校正B.相位滯后校正C.相位滯后—超前校正D.反饋校正17.確定根軌跡大致走向，一般需要用（D）條件就夠了。A.特征方程B.幅角條件C.幅值條件D.幅值條件+幅角條件18.某校正環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)1101100)(++=sssGc，則其頻率特性的奈氏圖終點坐標為（D）A.(0，j0)B.(1，j0)C.(1，j1)D.(10，j0)19.系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為2)1)((++sssK，則實軸上的根軌跡為（B）A.(-2，-1)和（0，∞）B.(-∞，-2)和(-1，0)C.(0，1)和(2，∞)D.(-∞，0)和(1，2)20.A、B是高階系統(tǒng)的二個極點，一般當極點A距離虛軸比極點B距離虛軸大于（A）時，分析系統(tǒng)時可忽略極點A。A.5倍B.4倍C.3倍D.2倍二、計算題（第41、42題每小題5分，第43、44題每小題10分，共30分）42.建立圖示系統(tǒng)的數(shù)學模型，并以傳遞函數(shù)形式表示。42.解：)()()()()()()()(021202100sFsYkkDsmstFtykktyDtymii=+++=+++（2.5分）2121)(kkDsmssG+++=（2.5分）43.43.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù))11.0(10)(+=sssG，試分析系統(tǒng)由哪些環(huán)節(jié)組成并畫出系統(tǒng)的圖。43.解：系統(tǒng)有一比例環(huán)節(jié)：2010log2010==K（1.5分）積分環(huán)節(jié)：s1（1分）慣性環(huán)節(jié)：11.01+s轉折頻率為1/T=10（1.5分）20LogG(jω)40[-20]20[-40]00.1110ω-20-40∠G（jω）00.1110ω-450-900-1350-180044.電子心率起搏器心率控制系統(tǒng)結構如圖所示，其中模仿心臟的傳遞函數(shù)相當于一個純積(1)若5.0=ζ，對應最佳響應，問起搏器增益K應取多大。(2)若期望心速為60次/min，并突然接通起搏器，問1s后實際心速為多少？瞬時的最大心速多大。y0(t)44.解：傳遞函數(shù)()05.0Ks05.01s05.0Ks1105s.0K1s1105s.0KsG2++=?++?+=（4分）得0.05Kn=ω，n2005.01ωζ?=（2分）當5.0=ζ時，K＝20，ωn=20（1分）(2)由以上參數(shù)分析得到其響應公式：+--=---ζζζζωζω221*211sin1)(arctgtetCntn得C（1）＝1.0次每秒，即60次每分鐘，（1分）當5.0=ζ時，超調量%3.16%=σ，最大心速為69.78次。自動控制原理31.如果被調量隨著給定量的變化而變化，這種控制系統(tǒng)叫（B）A.恒值調節(jié)系統(tǒng)B.隨動系統(tǒng)C.連續(xù)控制系統(tǒng)D.數(shù)字控制系統(tǒng)2.與開環(huán)控制系統(tǒng)相比較，閉環(huán)控制系統(tǒng)通常對（B）進行直接或間接地測量，通過反饋環(huán)節(jié)去影響控制信號。A.輸出量B.輸入量C.擾動量D.設定量3.直接對控制對象進行操作的元件稱為（D）A.給定元件B.放大元件C.比較元件D.執(zhí)行元件4.某典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是()TssG1=，則該環(huán)節(jié)是（C）A.比例環(huán)節(jié)B.慣性環(huán)節(jié)C.積分環(huán)節(jié)D.微