自动控制原理二试卷(20144-20101)

全国2010年1月自学考试自动控制理论(二)试题课程代码：02306一、单项选择题(本大题共15小题，每小题2分，共30分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1.自动控制系统中，比较元件又称为()A.放大器B.控制器C.受控对象D.偏差检测器2.信号流图中，不接触回路是指()A.开通路B.闭通路C.没有任何公共节点的回路D.只有一个公共节点的回路3.一阶系统G(s)=1TsK的单位阶跃响应是y(t)=()A.K(1-Tte)B.1-TteC.TteTKD.KTte4.当二阶系统的根为一对相等的负实数时，系统的阻尼比为()A.=0B.=-1C.=1D.015.当输入信号为阶跃、斜坡、抛物线函数的组合时，为了使稳态误差为某值或等于零，系统开环传递函数中的积分环节数N至少应为()A.N≥0B.N≥lC.N≥2D.N≥36.设二阶振荡环节的频率特性为164j)j(16)j(G2，则其极坐标图的奈氏曲线与负虚轴交点频率值()A.2B.4C.8D.167.设开环系统频率特性为)14j)(1j(j1)j(G，当频率从0变化至∞时，其相角变化范围为()A.0°～-180°B.-90°~-180°C.-90°～-270°D.-90°～90°8.在奈氏判据中若N=2，即表示F(s)在F(s)平面上的封闭曲线()A.逆时针包围原点2次B.逆时针包围(-l，j0)点2次C.顺时针包围原点2次D.顺时针包围(-1，j0)点2次9.下面最小相位系统的奈氏曲线中，闭环系统稳定的是()10.幅值条件公式可写为()A.m1iin1jj|zs||ps|KB.m1iin1jj|zs||ps|KC.n1jjm1ii|ps||zs|KD.n1jjm1ii|ps||zs|K11.当系统开环传递函数G(s)H(s)的分母多项式的阶次n大于分子多项式的阶次m时，趋向s平面的无穷远处的根轨迹有()A.n—m条B.n+m条C.n条D.m条12.设开环传递函数为G(s)H(s)=)5s)(3s()9s(K，其根轨迹()A.有会合点，无分离点B.无会合点，有分离点C.无会合点，无分离点D.有会合点，有分离点13.采用超前校正对系统抗噪声干扰能力的影响是()A.能力上升B.能力下降C.能力不变D.能力不定14.为改善系统的稳态性能，采用滞后校正装置，可使系统在中频段和高频段的幅值显著衰减，从而允许系统提高()A.开环放大系数B.闭环放大系数C.时间常数D.超调量15.一个二阶系统状态方程的可控标准形为()A.u10X2110XB.u10X2001XC.u10X2110XD.u10X2111X二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。16.系统的传递函数完全由系统的____________决定，而与输入信号的形式无关。17.根据控制系统的元件特性，控制系统可分为____________控制系统(2种)。18.响应曲线达到稳态值的±5％或±2％之间时所需的时间称为____________。19.欠阻尼二阶系统的主要结构参数和n中，当n一定时，越大，上升时间tr_________。20.当频率从0变化到时，迟延环节频率特性G(j)=je的极坐标图是一个半径为_________，以原点为圆心的圆。21.设积分环节的传递函数为G(s)=sK，则积分环节频率特性的相位移)(=_________。22.某负反馈系统的开环传递函数G(s)=)1s(sK，反馈传递函数为H(s)，当H(s)为一积分环节时，系统_________稳定。23.若开环传递函数为G(s)H(s)=)2s5.0(s)3s5.0)(1s5.0(K，则其根轨迹的起点为_________24.滞后校正装置的最大滞后相角为m=_________。25.设系统的状态方程为8002xu10xx21，则系统的特征方程式为_________。三、名词解释题(本大题共4小题，每小题3分，共12分)26.输入节点(源点)27.闭环零点28.稳定性29.根轨迹的渐近线四、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)30.微波炉控制系统属于哪一类控制系统?为什么?31.为什么运算放大器可视为一个无负载效应的环节。32.在绘制根轨迹的幅角条件中，表示什么?，33.设系统的状态方程为,xx2001xx211Y=[1-ab]x，式中a，b为常数，当a，b取不同值时，试讨论系统的可观性。五、计算题(本大题共3小题，第34小题8分，第35、36小题每小题10分，共28分)34.系统的信号图如题34图所示，试用梅森公式求系统的传递函数G(s)=)s(X)s(Y。题34图35.一系统结构图如题35图所示，试根据频率特性的物理意义，求r(t)=4sin2t输入信号作用下系统的稳态输出CSS(t)。题35图36.试求题36图所示闭环系统的状态空间表达式。题36全国2010年10月自学考试自动控制理论(二)试题课程代码：02306一、单项选择题(本大题共l5小题，每小题2分，共30分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的。请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1．设积分环节频率特性为G(jω)=jω1，当频率ω从0变化至∞时，其极坐标中的奈氏曲线是()A．正实轴B．负实轴C．正虚轴D．负虚轴2．控制系统的最大超调量σp反映了系统的()A．相对稳定性B．绝对稳定性C．快速性D．稳态性能3．在电气环节中，无负载效应环节是指()A．输入阻抗足够大的环节B．输入阻抗足够小的环节C．输出阻抗足够大的环节D．输出阻抗足够小的环节4．当二阶系统的阻尼比ζ1时，特征根为()A．两个不等的负实数B．两个相等的负实数C．两个相等的正实数D．两个不等的正实数5．稳态加速度误差数Ka=()A．G(s)H(s)lim0sB．sG(s)H(s)lim0sC．G(s)H(s)slim20sD．G(s)H(s)1lim0s6．超前校正装置是()A．高通滤波器B．低通滤波器C．宽频滤波器D．窄频滤波器7．信号流图中，输出节点又称为()A．源点B．陷点C．混合节点D．零节点8．设惯性环节频率特性为G(jω)=1jω1.01，则其对数幅频渐近特性的转角频率为ω=()A．0.01rad／sB．0.1rad／sC．1rad／sD．10rad／s9．下列开环传递函数中为非最小相位传递函数的是()A．)1s10)(1s4(1B．)1s5(s1C．)1s5(s)1s(10D．2s2s1210．设系统xu11x1-003,10yx，则系统()A．状态可控且可观测B．状态可控但不可观测C．状态不可控且不可观测D．状态不可控但可观测ll．利用开环奈奎斯特图可以分析闭环控制系统的()A．稳态性能B．动态性能C．精确性D．稳定性12．要求系统快速性好，则闭环极点应距()A．虚轴远B．虚轴近C．实轴近D．实轴远13．已知开环传递函数为G(s)=1)ζs0.2s(0.01sk2(ζ0)的单位负反馈系统，则闭环系统稳定时k的范围为()A．0k20ζB．3k25ζC．0k30ζD．k20ζ14．设单位反馈控制系统的开环传递函数为Go(s)=)4s(s1，则系统的阻尼比ζ等于()A．21B．1C．2D．415．开环传递函数G(s)H(s)=10)2)(s(s5)k(s，当k增大时，闭环系统()A．稳定性变好，快速性变差B．稳定性变差，快速性变好C．稳定性变好，快速性变好D．稳定性变差，快速性变差二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)请在每小题的空格中填上正确答案。填错、不填均无分。16．在单位抛物线输入信号作用下，0型和Ⅰ型系统的稳态误差ess=_______。17．对于稳定的自动控制系统，被控量的动态过程应属于单调下凹过程或_______过程二者之一。18．若使开环传递函数G0(s)=3)2)(ss(sk，且为单位负反馈的闭环系统稳定，则k的取值范围为_______。19．不同的物理系统，只要_______相同，就可以用同一个方框图来表示。20．当二阶系统(oζ1)的阻尼比ζ增加时，在单位阶跃输入信号作用下，最大超调量σp将_______。21．对数相频特性图中，以ω为横坐标，以θ(ω)为纵坐标，横坐标是以______分度，纵坐标用等刻度分度。22．若开环传递函数为4)1)(s(sk，当k从0→∞变化时，若根轨迹都在左半s平面内，就稳定性而言，闭环系统________。23．局部闭环校正装置，除了能起到与串联校正类似的效果外，还能提高________的能力。24．设系统的特征根为s1=-1，s2=-2，则系统的特征方程为________。25．实际系统中，传递函数分子多项式的阶次总是低于分母多项式的阶次，这是由于系统中总是会有较多的________元件。三、名词解释题(本大题共4小题，每小题3分，共12分)26．控制量27．根轨迹实轴上的会合点28．前馈控制系统29．高频段渐近线四、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)30．试证明状态转移矩阵的性质kttk。31．为什么要采用零、极点对消法，如何实现零、极点对消?32．设开环系统传递函数为G(s)=1Tses，试写出其频率特性G(jω)的幅频特性M(ω)和相频特性θ(ω)。33．普通洗衣机控制系统属于哪一类控制系统?为什么?五、计算题(本大题共3小题，第34小题8分，第35、36小题各10分，共28分)34．求下列象函数F(s)的原函数f(t)。（1）17s8ss)s(F2（2）)3s()1s(s2s)s(F235．设开环系统传递函数为G(s)=)5s2s)(2s(522，试绘制该系统的频率特性极坐标草图。36．设开环传递函数为G(s)H(s)=1s0.5s1)K(0.5s2，试绘制根轨迹。国2011年10月自学考试自动控制理论（二）试题课程代码:02306一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1.描述RLC电路的线性常系数微分方程的阶次是()A.零阶B.一阶C.二阶D.三阶2.由于运算放大器采用反相放大器方式，其输出端具有输出阻抗特性为()A.高B.低C.中等D.零3.方框图的转换，所遵循的原则为()A.结构不变B.等效C.环节个数不变D.每个环节的输入输出变量不变4.阶跃输入函数r(t)的定义是()A.r(t)=l(t)B.r(t)=x0C.r(t)=x0·1(t)D.r(t)=x0.δ(t)5.设单位负反馈控制系统的开环传递函数为G0(s)=()()BsAs，则系统的特征方程为()A.G0(s)=0B.A(s)=0C.B(s)=0D.A(s)+B(s)=06.改善系统在参考输入作用下的稳态性能的方法是增加()A.振荡环节B.惯性环节C.积分环节D.微分环节7.当输入信号为阶跃、斜坡函数的组合时，为了满足稳态误差为某值或等于零，系统开环传递函数中的积分环节数N至少应为()A.N≥0B.N≥1C.N≥2D.N≥38.设开环系统的传递函数为G(s)=1(0.21)(0.81)sss，则其频率特性极坐标图与实轴交点的幅值|G(jω)|=()A.2.0B.1.0C.0.8D.0.169.设某开环系统的传递函数为G(s)=210(0.251)