自动控制原理期末试卷与答案

1自动控制原理1一、单项选择题（每小题1分，共20分）1.系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（c）A.系统综合B.系统辨识C.系统分析D.系统设计2.惯性环节和积分环节的频率特性在（d）上相等。A.幅频特性的斜率B.最小幅值C.相位变化率D.穿越频率3.通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（d）A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.放大元件4.ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（a）A.圆B.半圆C.椭圆D.双曲线5.当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（d）A.比例环节B.微分环节C.积分环节D.惯性环节6.若系统的开环传递函数为2)(510ss，则它的开环增益为（c）A.1B.2C.5D.107.二阶系统的传递函数525)(2sssG，则该系统是（b）A.临界阻尼系统B.欠阻尼系统C.过阻尼系统D.零阻尼系统8.若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn，则可以（b）A.提高上升时间和峰值时间B.减少上升时间和峰值时间C.提高上升时间和调整时间D.减少上升时间和超调量9.一阶微分环节TssG1)(，当频率T1时，则相频特性)(jG为（a）A.45°B.-45°C.90°D.-90°10.最小相位系统的开环增益越大，其（d）A.振荡次数越多B.稳定裕量越大C.相位变化越小D.稳态误差越小11.设系统的特征方程为0516178234sssssD，则此系统（）A.稳定B.临界稳定C.不稳定D.稳定性不确定。12.某单位反馈系统的开环传递函数为：)5)(1(sssksG，当k=（）时，闭环系统临界稳定。A.10B.20C.30D.4013.设系统的特征方程为025103234sssssD，则此系统中包含正实部特征的个数有（）A.0B.1C.2D.314.单位反馈系统开环传递函数为ssssG652，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（）2A.2B.0.2C.0.5D.0.0515.若已知某串联校正装置的传递函数为1101)(sssGc，则它是一种（）A.反馈校正B.相位超前校正C.相位滞后—超前校正D.相位滞后校正16.稳态误差ess与误差信号E(s)的函数关系为（）A.)(lim0sEesssB.)(lim0ssEesssC.)(limsEesssD.)(limssEesss17.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（）A.减小增益B.超前校正C.滞后校正D.滞后-超前18.相位超前校正装置的奈氏曲线为（）A.圆B.上半圆C.下半圆D.45°弧线19.开环传递函数为G(s)H(s)=)3(3ssK,则实轴上的根轨迹为（）A.(-3，∞)B.(0，∞)C.(-∞，-3)D.(-3，0)20.在直流电动机调速系统中，霍尔传感器是用作（）反馈的传感器。A.电压B.电流C.位移D.速度二、填空题（每小题1分，共10分）21.闭环控制系统又称为系统。22.一线性系统，当输入是单位脉冲函数时，其输出象函数与相同。23.一阶系统当输入为单位斜坡函数时，其响应的稳态误差恒为。24.控制系统线性化过程中，线性化的精度和系统变量的有关。25.对于最小相位系统一般只要知道系统的就可以判断其稳定性。26.一般讲系统的位置误差指输入是所引起的输出位置上的误差。27.超前校正是由于正相移的作用，使截止频率附近的明显上升，从而具有较大的稳定裕度。28.二阶系统当共轭复数极点位于线上时，对应的阻尼比为0.707。29.PID调节中的“P”指的是控制器。30.若要求系统的快速性好，则闭环极点应距虚轴越__越好。三、名词解释（每小题3分，共15分）31.稳定性32.理想微分环节33.调整时间34.正穿越35.根轨迹四、简答题（每小题5分，共25分）36.为什么说物理性质不同的系统，其传递函数可能相同?举例说明。37.一阶惯性系统当输入为单位阶跃函数时，如何用实验方法确定时间常数T？其调整时间ts和时间常数T有何关系，为什么？38.什么是主导极点？主导极点起什么作用，请举例说明。39.什么是偏差信号？什么是误差信号？它们之间有什么关系?321s40.根轨迹的分支数如何判断？举例说明。五、计算题（第41、42题每小题5分，第43、44题每小题10分，共30分）41.求图示方块图的传递函数，以Xi(s)为输入，X0(s)为输出。42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。43.欲使图所示系统的单位阶跃响应的最大超调量为20%，峰值时间为2秒，试确定K和K1值。44.系统开环频率特性由实验求得，并已用渐近线表示出。试求该系统的开环传递函数。(设系统是最小相位系统)。自动控制原理2一、单项选择题（每小题1分，共20分）1.系统已给出，确定输入，使输出尽可能符合给定的最佳要求，称为（）A.最优控制B.系统辨识C.系统分析D.最优设计2.与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。+H3X0(s)H1G1G2G3-+-H2+Xi(s)-+++G4Mx0fik2k1DK1+K1sXi(s)X0(s)4A.输出量B.输入量C.扰动量D.设定量3.在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（）指标密切相关。A.允许的峰值时间B.允许的超调量C.允许的上升时间D.允许的稳态误差4.主要用于产生输入信号的元件称为（）A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.放大元件5.某典型环节的传递函数是151ssG，则该环节是（）A.比例环节B.积分环节C.惯性环节D.微分环节6.已知系统的微分方程为txtxtxtxi2263000，则系统的传递函数是（）A.26322ssB.26312ssC.36222ssD.36212ss7.引出点前移越过一个方块图单元时，应在引出线支路上（）A.并联越过的方块图单元B.并联越过的方块图单元的倒数C.串联越过的方块图单元D.串联越过的方块图单元的倒数8.设一阶系统的传递27)(ssG，其阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为（）A.7B.2C.27D.219.时域分析的性能指标，哪个指标是反映相对稳定性的（）A.上升时间B.峰值时间C.调整时间D.最大超调量10.二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为（）A.谐振频率B.截止频率C.最大相位频率D.固有频率11.设系统的特征方程为0122234sssssD，则此系统中包含正实部特征的个数为（）A.0B.1C.2D.312.一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量为（）A.0～15B.15～30C.30～60D.60～9013.设一阶系统的传递函数是12ssG，且容许误差为5%，则其调整时间为（）A.1B.2C.3D.414.某一系统的速度误差为零，则该系统的开环传递函数可能是（）A.1TsKB.))((bsassdsC.)(assKD.)(2assK15.单位反馈系统开环传递函数为)23(422ssssG，当输入为单位斜坡时，其加速度误差为（）5A.0B.0.25C.4D.16.若已知某串联校正装置的传递函数为11.01)(sssGc，则它是一种（）A.相位超前校正B.相位滞后校正C.相位滞后—超前校正D.反馈校正17.确定根轨迹大致走向，一般需要用（）条件就够了。A.特征方程B.幅角条件C.幅值条件D.幅值条件+幅角条件18.某校正环节传递函数1101100)(sssGc，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（）A.(0，j0)B.(1，j0)C.(1，j1)D.(10，j0)19.系统的开环传递函数为2)1)((sssK，则实轴上的根轨迹为（）A.(-2，-1)和（0，∞）B.(-∞，-2)和(-1，0)C.(0，1)和(2，∞)D.(-∞，0)和(1，2)20.A、B是高阶系统的二个极点，一般当极点A距离虚轴比极点B距离虚轴大于（）时，分析系统时可忽略极点A。A.5倍B.4倍C.3倍D.2倍二、填空题（每小题1分，共10分）21.“经典控制理论”的内容是以为基础的。22.控制系统线性化过程中，变量的偏移越小，则线性化的精度。23.某典型环节的传递函数是21)(ssG，则系统的时间常数是。24.延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使发生变化。25.若要全面地评价系统的相对稳定性，需要同时根据相位裕量和来做出判断。26.一般讲系统的加速度误差指输入是所引起的输出位置上的误差。27.输入相同时，系统型次越高，稳态误差越。28.系统主反馈回路中最常见的校正形式是和反馈校正29.已知超前校正装置的传递函数为132.012)(sssGc，其最大超前角所对应的频率m。30.若系统的传递函数在右半S平面上没有，则该系统称作最小相位系统。三、名词解释（每小题3分，共15分）31.数学模型32.反馈元件33.最大超调量34.频率响应35.幅值裕量四、简答题（每小题5分，共25分）36.开环控制系统和闭环控制系统的主要特点是什么？37.如何用实验方法求取系统的频率特性函数？38.伯德图中幅频特性曲线的首段和传递函数的型次有何关系？39.根轨迹与虚轴的交点有什么作用?举例说明。40.系统闭环零点、极点和性能指标的关系。6五、计算题（第41、42题每小题5分，第43、44题每小题10分，共30分）41.根据图示系统结构图，求系统传递函数C(s)/R(s)。42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。43.已知系统的传递函数)11.0(10)(sssG，试分析系统由哪些环节组成并画出系统的Bode图。44.电子心率起搏器心率控制系统结构如图所示，其中模仿心脏的传递函数相当于一个纯积分环节，要求：(1)若5.0，对应最佳响应，问起搏器增益K应取多大。(2)若期望心速为60次/min，并突然接通起搏器，问1s后实际心速为多少？瞬时的最大心速多大。自动控制原理31.如果被调量随着给定量的变化而变化，这种控制系统叫（）A.恒值调节系统B.随动系统C.连续控制系统D.数字控制系统2.与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。A.输出量B.输入量C.扰动量D.设定量3.直接对控制对象进行操作的元件称为（）y0(t)G2(s)R(s)G3(s)+++-−−G1(s)H1(s)H3(s)C(s)7A.给定元件B.放大元件C.比较元件D.执行元件4.某典型环节的传递函数是TssG1，则该环节是（）A.比例环节B.惯性环节C.积分环节D.微分环节5.已知系统的单位脉冲响应函数是21.0tty，则系统的传递函数是（）A.32.0sB.s1.0C.21.0sD.22.0s6.梅逊公式主要用来（）A.判断稳定性B.计算输入误差C.求系统的传递函数D.求系统的根轨迹7.已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，则其阻尼比可能为（）A.0.6B.0.707C.0D.18.在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（）指标密切相关。A.允许的稳态误差B.允许的超调量C.允许的上升时间D.允许的峰值时间9.设一阶系统的传递27)(ssG，其阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为（）A.7B.2C.27D.2110.若系统的传递函数在右半S平面上没有零点和极点，则该系统称作（）A.非最小相位系统B.最小相位系统C.不稳定系统D.振荡系统11.一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量为（）A.0～15B.15～30C.30～60D.60～9012.某系统的闭环传递函数为：kssskssGB243223，当k=（）时，闭环系统临界稳定。A.2B.4C.6D.813.开环传递函数为)4()()(3SSKsHsG，