专升本《自动控制理论》_试卷_答案

第1页共5页1专升本《自动控制理论》一、（共34题,共154分）1.洗衣机是将洗涤、漂洗、脱水三个过程按设定的程序流程，顺序控制相应的进水阀门开通或关断、电机的启动，正反转和停止等操作，达到洗涤衣物的目的。其控制方式为：()（4分）A.反馈控制B.开环控制C.复合控制D.变频控制.标准答案：B2.传递函数是一种用系统参数表示输入量与输出量之间关系的表达式，它取决于：()（4分）A.输入量的形式B.输出量的形式C.系统的结构和参数D.系统的初始条件.标准答案：C3.图1所示的系统方框图对应的系统闭环传递函数为()图1（4分）A.B.C.D..标准答案：B4.控制系统的性能分动态性能和稳态性能两类，以下选项中()不属于系统在阶跃信号下的动态性能指标。（4分）A.超调量B.峰值时间C.调节时间D.精度.标准答案：D5.典型二阶控制系统的阻尼比决定了系统的阻尼程度，当阻尼比为0时，该系统的单位阶跃响应会是：()（4分）A.等幅振荡B.衰减振荡C.发散振荡D.单调上升.标准答案：A6.已知一系统的闭环传递函数，其主导极点为()（4分）A.-1B.-3C.-1+j,-1-jD.-10.标准答案：C7.控制系统如图2所示图2系统稳定时K值范围为()（4分）A.K10B.0.标准答案：A8.{系统的根轨迹，如图3所示，（4分）A.B.C.D..标准答案：B9.某最小相位系统的开环幅相曲线如图4所示()图4（4分）A.相角裕度PMB.相角裕度PMC.相角裕度PM0，系统稳定。D.相角裕度PM0，系统不稳定。.标准答案：C10.已知一最小相位校正器的开环幅频特性曲线如图4所示。第2页共5页2图4则该校正器为：()（4分）A.比例环节B.惯性环节C.积分环节D.比例微分环节.标准答案：D11.已知系统的闭环传递函数为（1）确定该系统的闭环极点，并指明其主导极点。（2）为简化分析，我们往往忽略次要极点，将高阶系统降为低阶系统，请绘制系统降阶后的阶跃响应，并简要说明原因。（10分）标准答案：（1）由系统闭环传递函数可知，系统的闭环极点为s=-20，-1-2j和-1+2j，其中最靠近虚轴，为主导极点。（2）忽略次要极点的影响，系统由三阶降为二阶系统，其传递函数简化为因为主导极点对应的阻尼比＜1，为欠阻尼系统，所以简化后系统的单位阶跃响应是衰减振荡的，稳态值不变，为1。降阶后的单位阶跃响应曲线如下图所示。12.自动电梯的控制系统是将运行的速度时间曲线存储在主控制器中，控制器通过测速编码器检测电梯运行速度，然后输出给变频器相应的电压，变频器输出相应的频率和速度，调整电机变速。这样的控制方式为：()（4分）A.反馈控制B.开环控制C.复合控制D.程序控制.标准答案：A13.传递函数的零点和极点对输出的影响不同，其中极点决定了：()（4分）A.输入的运动形态B.输出的运动形态C.系统的自由运动形态D.系统不同运动形态的比重.标准答案：C14.图1所示的系统方框图对应的系统闭环传递函数为()图1（4分）A.B.C.D..标准答案：B15.以下选项中()属于系统阶跃信号时的稳态性能指标。（4分）A.调节时间B.峰值时间C.超调量D.精度.标准答案：D16.典型二阶控制系统的阻尼比决定了系统的阻尼程度，当阻尼比为1时，该系统的单位阶跃响应会是：()（4分）A.等幅振荡B.振荡衰减C.振荡发散D.无超调单调上升.标准答案：D17.已知一系统的闭环传递函数，其主导极点为()（4分）A.-10B.-20C.200D.-1,-1.标准答案：D18.控制系统如图2所示图2则系统根轨迹的渐近线有()条。（4分）第3页共5页3A.0B.1C.2D.3.标准答案：C19.系统的开环对数幅相曲线如图3所示，图3分析可知该系统的开环传递函数的型别为()（4分）A.3B.2C.1D.0.标准答案：B20.某最小相位系统的开环幅相曲线如图4所示，()图4（4分）A.相角裕度PMB.相角裕度PMC.相角裕度PM0，系统稳定。D.相角裕度PM0，系统不稳定。.标准答案：C21.已知一最小相位校正器的开环幅频特性曲线如图4所示。则该校正器为：()（4分）A.滞后环节B.超前环节C.超前-滞后环节D.滞后-超前环节.标准答案：A22.已知一个单位反馈的控制系统的闭环极点分布如图5所示。图5（1）根据该系统闭环极点的分布，确定系统的阻尼程度。（2）分析该系统在单位阶跃输入下的动态性能。（3）绘制单位阶跃响应曲线的概略图。（10分）标准答案：（1）系统的闭环极点为复数极点，阻尼比为0.7，为欠阻尼系统。（2）单位阶跃输入下阻尼比为0.7，超调量约为5%，调节时间则取决于闭环极点离虚轴的距离，闭环极点离虚轴为1，则调节时间还和误差带选取有关，误差带选得越小，调节时间则越长，如果选误差带为0.05的话，则调节时间约为3.5秒。（3）单位阶跃响应曲线的概略图如下23.某控制系统的方框图如图1所示，图1（3分）A.反馈控制B.开环控制C.复合控制D.程序控制.标准答案：B24.传递函数的零点和极点对输出的影响不同，其中零点决定了：（）（3分）A.输入的运动形态B.输出的运动形态C.系统的自由运动形态D.系统不同运动形态的比重.标准答案：D25.图2所示的系统方框图对应的系统闭环传递函数为（）第4页共5页4图2（3分）A.B.C.D..标准答案：A26.以下选项中（）属于描述系统精确性的性能指标。（3分）A.调节时间B.峰值时间C.超调量D.稳态误差.标准答案：D27.典型二阶控制系统的阻尼比决定了系统的阻尼程度，当阻尼比为0.5时，该系统的单位阶跃响应会是：（）（3分）A.振荡发散B.等幅振荡C.振荡衰减D.无超调单调上升.标准答案：C28.已知一系统的闭环传递函数，其主导极点为（）（3分）A.-1B.-5C.-25D.-30.标准答案：B29.控制系统如图3所示图3（3分）A.s=-3，-3，-2B.s=-3，-2，-8C.s=-3，-2D.s=-6，-5，-3.标准答案：A30.两个系统（sys1和sys2）的阶跃响应曲线如图4所示，图4分析可知这两个系统具有相同的（）。（3分）A.自然振荡频率B.阻尼比C.调节时间D.闭环极点.标准答案：B31.某最小相位校正器的开环对数幅相曲线如图5所示，图5则该校正器为：（）（3分）A.滞后环节B.超前环节C.超前-滞后环节D.滞后-超前环节.标准答案：A32.已知系统的控制框图如图6所示。图6则确定状态方程中A阵为（）（3分）第5页共5页5A.B.C.D..标准答案：C33.已知单位反馈系统的根轨迹如图7所示。图7分析根轨迹，确定(1)确定系统的型别。(2)指出响应最快时，闭环极点在根轨迹上的位置。(3)判断系统稳定的范围。（12分）标准答案：（1）从根轨迹上看，原点处有一个极点，说明系统的型别为1。（2）响应最快的点为根轨迹的分离点，（3）当K*=240时，根轨迹穿越虚轴到s右半平面，所以当K*34.某最小相位校正器的开环对数幅相曲线如图8所示，图8（1）判断系统型别和开环增益。（2）判定系统是否稳定。（3）简述采用哪些校正方式可以改善系统的稳定性。（12分）标准答案：（1）低频段斜率为-20dB/dec，系统型别为1，开环增益为40dB，对应（2）穿越频率对应的相角约为-270°，相角裕度约为-90°，所以系统不稳定。（3）改善系统的稳定性，需增加相角裕度，可以通过衰减幅值的方式，即减小开环增益或是滞后环节。这里用超前环节则不太合适，因为这里相角裕度超过-60°，很难用正相角补偿。