期末考試試題集-自動控制原理(含完整答案)

1、期末考試-復習重點自動控制原理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（ ）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（ ）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(guān)系值的元件稱為（ ）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，延遲環(huán)節(jié)頻率特性極坐標圖為（ ）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(zhuǎn)速為輸出變量，電樞電壓為輸入變量

2、時，電動機可看作一個（ ）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（ ）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（ ）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（ ）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(diào)整時間 D.減少上升時間和超調(diào)量9. 一階微分環(huán)節(jié)，當頻率時，則相頻特性為（ ）A.45 B.-45 C.90 D.-9010.最小相位系統(tǒng)的開環(huán)增益越大，其（ ）A.振蕩次數(shù)越多 B.穩(wěn)定裕量越大 C.相

3、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，則此系統(tǒng) （ ）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k=（ ）時，閉環(huán)系統(tǒng)臨界穩(wěn)定。A.10 B.20 C.30 D.4013.設系統(tǒng)的特征方程為，則此系統(tǒng)中包含正實部特征的個數(shù)有（ ）A.0 B.1 C.2 D.314.單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，當輸入為單位階躍時，則其位置誤差為（ ）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（ ）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

4、信號E(s)的函數(shù)關(guān)系為（ ）A. B. C. D.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.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（ ）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)=,則實軸上的根軌跡為（ ）A.(-3，) B.(0，) C.(-，-3) D.(-3，0)20.在直流電動機調(diào)速系統(tǒng)中，霍爾傳感器是用作（ ）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）21.閉環(huán)控制系統(tǒng)又稱為 系統(tǒng)。22.一線性系統(tǒng)，當輸入是單位脈

5、沖函數(shù)時，其輸出象函數(shù)與 相同。23.一階系統(tǒng)當輸入為單位斜坡函數(shù)時，其響應的穩(wěn)態(tài)誤差恒為 。24.控制系統(tǒng)線性化過程中，線性化的精度和系統(tǒng)變量的 有關(guān)。25.對于最小相位系統(tǒng)一般只要知道系統(tǒng)的 就可以判斷其穩(wěn)定性。26.一般講系統(tǒng)的位置誤差指輸入是 所引起的輸出位置上的誤差。27.超前校正是由于正相移的作用，使截止頻率附近的 明顯上升，從而具有較大的穩(wěn)定裕度。28.二階系統(tǒng)當共軛復數(shù)極點位于 線上時，對應的阻尼比為0.707。29.PID調(diào)節(jié)中的“P”指的是 控制器。30.若要求系統(tǒng)的快速性好，則閉環(huán)極點應距虛軸越_ _越好。三,計算題（第41、42題每小題5分，第43 、44題每小題10分

6、，共30分）41.求圖示方塊圖的傳遞函數(shù)，以Xi (s)為輸入，X0 (s)為輸出。 Xi(s)+X0(s)+G4+G3G2G1+H3-H1H242.建立圖示系統(tǒng)的數(shù)學模型，并以傳遞函數(shù)形式表示。x0k1k2fiMD43.欲使圖所示系統(tǒng)的單位階躍響應的最大超調(diào)量為20%，峰值時間為2秒，試確定K和K1值。+ Xi(s)X0(s)K1+K1s44.系統(tǒng)開環(huán)頻率特性由實驗求得，并已用漸近線表示出。試求該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。(設系統(tǒng)是最小相位系統(tǒng))。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.最優(yōu)控制 B.系統(tǒng)辨識

7、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（ ）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(diào)整時間的長短是與（ ）指標密切相關(guān)。A.允許的峰值時間 B.允許的超調(diào)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（ ）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，則該環(huán)節(jié)是（ ）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，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是（ ）A. B. C. D.7.

8、 引出點前移越過一個方塊圖單元時，應在引出線支路上（ ）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，其階躍響應曲線在t=0處的切線斜率為（ ）A.7 B.2 C. D. 9. 時域分析的性能指標，哪個指標是反映相對穩(wěn)定性的（ ）A.上升時間 B.峰值時間 C.調(diào)整時間 D.最大超調(diào)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（ ）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，則此系統(tǒng)中包含正實部特征的個數(shù)為（ ）A.0 B.1 C.2 D.312. 一般

9、為使系統(tǒng)有較好的穩(wěn)定性,希望相位裕量g為（ ）A.015 B.1530 C.3060 D.6090 13. 設一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是，且容許誤差為5%，則其調(diào)整時間為（ ）A.1 B.2 C.3 D.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（ ）A. B. C. D.15. 單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，當輸入為單位斜坡時，其加速度誤差為（ ）A.0 B.0.25 C.4 D.16. 若已知某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為，則它是一種（ ）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（ ）條件就夠了。A.特征方程 B.

10、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)，則其頻率特性的奈氏圖終點坐標為（ ）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，則實軸上的根軌跡為（ ）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（ ）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、 填空題（每小題1分，共10分）21.“經(jīng)典控制理論”的內(nèi)容是以 為基礎的。22.控制系統(tǒng)線性化過程

11、中，變量的偏移越小，則線性化的精度 。23.某典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是，則系統(tǒng)的時間常數(shù)是 。24.延遲環(huán)節(jié)不改變系統(tǒng)的幅頻特性，僅使 發(fā)生變化。25.若要全面地評價系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性，需要同時根據(jù)相位裕量和 來做出判斷。26.一般講系統(tǒng)的加速度誤差指輸入是 所引起的輸出位置上的誤差。27.輸入相同時，系統(tǒng)型次越高，穩(wěn)態(tài)誤差越 。28.系統(tǒng)主反饋回路中最常見的校正形式是 和反饋校正29.已知超前校正裝置的傳遞函數(shù)為，其最大超前角所對應的頻率 。30.若系統(tǒng)的傳遞函數(shù)在右半S平面上沒有 ，則該系統(tǒng)稱作最小相位系統(tǒng)。三、 計算題（第41、42題每小題5分，第43 、44題每小題10分，共30分）41.根

12、據(jù)圖示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，求系統(tǒng)傳遞函數(shù)C(s)/R(s)。 C(s)+R(s)G2(s)G1(s)+G3(s)-H3(s)H1(s)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。y0(t) 43.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，試分析系統(tǒng)由哪些環(huán)節(jié)組成并畫出系統(tǒng)的Bode圖。44.電子心率起搏器心率控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，其中模仿心臟的傳遞函數(shù)相當于一個純積分環(huán)節(jié)，要求：(1)若，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。 自動控制原理31. 如果被調(diào)量隨著給定量的變化而變化，這種控制系統(tǒng)叫（ ）A.恒值調(diào)節(jié)系統(tǒng) B

13、.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（ ）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（ ）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，則該環(huán)節(jié)是（ ）A.比例環(huán)節(jié) B.慣性環(huán)節(jié) C.積分環(huán)節(jié) D.微分環(huán)節(jié)5. 已知系統(tǒng)的單位脈沖響應函數(shù)是，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是（ ）A. B. C. D. 6. 梅遜公式主要用來（ ）A.判斷穩(wěn)定性 B.計算輸入誤差 C.求系統(tǒng)的傳遞函數(shù) D.求系統(tǒng)的根軌跡7. 已知二階系統(tǒng)單位

14、階躍響應曲線呈現(xiàn)出等幅振蕩，則其阻尼比可能為（ ）A.0.6 B.0.707 C.0 D.18. 在系統(tǒng)對輸入信號的時域響應中，其調(diào)整時間的長短是與（ ）指標密切相關(guān)。A.允許的穩(wěn)態(tài)誤差 B.允許的超調(diào)量 C.允許的上升時間 D.允許的峰值時間9. 設一階系統(tǒng)的傳遞，其階躍響應曲線在t =0處的切線斜率為（ ）A.7 B.2 C. D.10.若系統(tǒng)的傳遞函數(shù)在右半S平面上沒有零點和極點，則該系統(tǒng)稱作（ ）A.非最小相位系統(tǒng) B.最小相位系統(tǒng) C.不穩(wěn)定系統(tǒng) D.振蕩系統(tǒng)11.一般為使系統(tǒng)有較好的穩(wěn)定性,希望相位裕量g為（ ）A.015 B.1530 C.3060 D.6090 12.某系統(tǒng)的閉

15、環(huán)傳遞函數(shù)為：，當k=（ ）時，閉環(huán)系統(tǒng)臨界穩(wěn)定。A.2 B.4 C.6 D.813.開環(huán)傳遞函數(shù)為，則實軸上的根軌跡為（ ）A.(4，) B.(4，0） C.(，4) D.( 0，)14.單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，當輸入為單位斜坡時，其加速度誤差為（ ）A.0 B.0.25 C.4 D.15.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，其系統(tǒng)的增益和型次為 （ ）A.5，2 B.5/4，2 C.5，4 D.5/4，416.若已知某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為，則它是一種（ ）A.相位滯后校正 B.相位超前校正 C.相位滯后超前校正 D.反饋校正17.進行串聯(lián)超前校正前的穿越頻率與校正后的穿越頻率的關(guān)系，通常是（ ）A.=

16、 B. C. C. C.0，a0，則閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與（ ）A.K值的大小有關(guān) B.a值的大小有關(guān) C.a和K值的大小無關(guān) D.a和K值的大小有關(guān)13.已知二階系統(tǒng)單位階躍響應曲線呈現(xiàn)出等幅振蕩，則其阻尼比可能為（ ）A.0.707 B.0.6 C.1 D.014.系統(tǒng)特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系統(tǒng)穩(wěn)定的（ ）A.充分條件 B.必要條件 C.充分必要條件 D.以上都不是15.以下關(guān)于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的概念正確的是（ ）A.它只決定于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù) B.它只決定于系統(tǒng)的輸入和干擾C.與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)、輸入和干擾有關(guān) D.它始終為016.當輸入為單位加速度且系統(tǒng)為單位反饋時，對于I型系統(tǒng)其穩(wěn)態(tài)誤差為（ ）A.0 B.0.1/k C.1/k D.17.若已知某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為，則它是一種（ ）A.相位滯后校正 B.相位超前校正 C.微分調(diào)節(jié)器 D.積分調(diào)節(jié)器18.在系統(tǒng)校正時，為降低其穩(wěn)態(tài)誤差優(yōu)先選用（ ）校正。A.滯后 B.超前 C.滯后-超前 D.減小增益19.根軌跡上的點應滿足的幅角條件為（ ）A.-1 B.1