自动控制原理习题.docx
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自动控制原理习题
自动控制原理习题
自动控制原理基本知识测试题第一章自动控制的一般概念二、单项选择题1.下列系统中属于开环控制的为()。
A.自动跟踪雷达B.无人驾驶车C.普通车床D.家用空调器2.下列系统属于闭环控制系统的为()。
A.自动流水线B.传统交通红绿灯控制C.普通车床D.家用电冰箱3.下列系统属于定值控制系统的为()。
A.自动化流水线B.自动跟踪雷达C.家用电冰箱D.家用微波炉4.下列系统属于随动控制系统的为()。
A.自动化流水线B.火炮自动跟踪系统C.家用空调器D.家用电冰箱5.下列系统属于程序控制系统的为()。
A.家用空调器B.传统交通红绿灯控制C.普通车床D.火炮自动跟踪系统6.()为按照系统给定值信号特点定义的控制系统。
A.连续控制系统B.离散控制系统C.随动控制系统D.线性控制系统7.下列不是对自动控制系统性能的基本要求的是()。
A.稳定性B.复现性C.快速性D.准确性8.下列不是自动控制系统基本方式的是()。
A.开环控制B.闭环控制C.前馈控制D.复合控制9.下列不是自动控制系统的基本组成环节的是()。
A.被控对象B.被控变量C.控制器D.测量变送器10.自动控制系统不稳定的过度过程是()。
A.发散振荡过程B.衰减振荡过程C.单调过程D.以上都不是二、单项选择题1.C2.D3.C4.B5.B6.C7.B8.C9.B10.A第二章自动控制系统的数学模型一、填空题1.数学模型是指描述系统()、()变量以及系统内部各变量之间()的数学表达式。
2.常用的数学模型有()、()以及状态空间表达式等。
3.()和(),是在数学表达式基础演化而来的数学模型的图示形式。
4.线性定常系统的传递函数定义为,在()条件下,系统的()量的拉氏变换与()量拉氏变换之比。
5.系统的传递函数完全由系统的()决定,与()的形式无关。
6.传递函数的拉氏变换为该系统的()函数。
7.令线性定常系统传递函数的分子多项式为零,则可得到系统的()点。
8.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零,则可得到系统的()点。
9.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零,则可得到系统的()方程。
10.方框图的基本连接方式有()连接、()连接和()连接。
二、单项选择题1.以下关于数学模型的描述,错误的是(A.信号流图不是数学模型的图示)1
B.数学模型是描述系统输入、输出变量以及系统内部河变量之间的动态关系的数学表达式C.常用的数学模型有微分方程、传递函数及状态空间表达式等D.系统数学模型的建立方法有解析法和实验法两类2.以下关于传递函数的描述,错误的是()A.传递函数是复变量s的有理真分式函数B.传递函数取决于系统和元件的结构和参数,并与外作用及初始条件有关C.传递函数是一种动态数学模型D.一定的传递函数有一定的零极点分布图与之相对应3.以下关于传递函数局限性的描述,错误的是()A.仅适用于线性定常系统B.只能研究单入、单出系统C.只能研究零初始状态的系统运动特性D.能够反映输入变量与各中间变量的关系4.典型的比例环节的传递函数为()11A.KB.C.D.ssTs?
15.典型的积分环节的传递函数为()11A.KB.C.D.ssTs?
16.典型的微分环节的传递函数为()11A.KB.C.D.ssTs?
17.典型的一阶惯性环节的传递函数为()A.1Ts?
2?
Ts?
12B.1sC.1Ts?
1D.s)D.s)8.典型的二阶振荡环节的传递函数为(A.1Ts?
2?
Ts?
12B.1sC.1Ts?
19.常用函数1(t)拉氏变换L[1(t)]为(A.sB.11C.2D.1ss10.以下关于系统结构图的描述,错误的是()A.结构图是线性定常系统数学模型的一种图示法B.同一系统的结构图形式是唯一的C.利用结构图可以直观地研究系统的运动特性D.对应于确定的输入、输出信号的系统,其传递函数是唯一的11.方框图化简时,串联连接方框总的输出量为各方框图输出量的()A.乘积B.代数和C.加权平均D.平均值12.方框图化简时,并联连接方框总的输出量为各方框输出量的()A.乘积B.代数和C.加权平均D.平均值2
13.系统的开环传递函数为G?
s?
?
A.N?
S?
?
0M?
s?
,则闭环特征方程为(N?
s?
C.1?
N?
S?
?
0)B.N?
S?
?
M?
s?
?
0D.与是否单位反馈系统有关)14.系统的闭环传递函数为Φ?
s?
?
A.s?
?
3B.s?
?
2K?
s?
3?
,则系统的极点为(?
s?
2?
?
s?
1?
D.s?
KC.s?
015.系统的闭环传递函数为Φ?
s?
?
K?
s?
3?
,则系统的零点为(?
s?
2?
?
s?
1?
)A.s?
?
3B.s?
?
2C.s?
0D.s?
1参考答案一、填空题1.输入、输出、动态关系2.微分方程、传递函数3.结构图、信号流图4.零初始、输出、输入5.结构和参数、输入信号6.脉冲响应7.零8.极9.特征10.串联、并联、反馈二、单项选择题1.A2.B3.D4.A5.B6.D7.C8.A9.B10.B11.A12.B13.B14.B15.A第三章自动控制系统的时域分析一、填空题1.系统的瞬态性能通常以系统在()初始条件下,对()输入信号的响应来衡量。
2.线性定常系统的响应曲线不仅取决于系统本身的(),而且还与系统的()以及加在该系统的()有关。
3.系统瞬态性能通常用()、上升时间、()、()和衰减比等指标来衡量。
4.一阶系统的时间常数为系统响应达到稳态值的()所需时间。
或,若系统响应曲线以()速度增加,达到稳定值所需时间。
K5.一阶系统G(s)?
的时间常数T越大,系统的输出响应达到稳定值的时间Ts?
1()。
6.一阶系统在阶跃信号作用下,其响应是()周期、()振荡的,且?
%?
()。
7.一阶系统在阶跃信号作用下,其响应达到稳态值的95%所用的时间是(),达到稳态值的98%所用时间是(),达到稳态值的()所用的时间是T。
8.决定二阶系统动态性能的两个重要参数是()和()。
9.在对二阶系统阶跃响应进行讨论时,通常将?
?
0、0<?
<1、?
?
1和?
>1称为()阻尼、()阻尼、()阻尼和()阻尼。
工程上习惯于把过渡过程调整为()阻尼过程。
10.超调量仅由()决定,其值越小,超调量()。
11.调节时间由()和()决定,其值越大,调节时间()。
12.在零初始条件下,当系统的输入信号为原来的输入信号的导数时,系统的输出为原来3
输出的()。
13.如果要求系统的快速性好,则()应距离虚轴越远越好。
14.利用代数方法判别闭环控制系统稳定性的方法有()和赫尔维茨判据。
15.系统特征方程式的所有根均在s平面的左半部分是系统稳定的()条件。
16.系统稳定的充要条件是闭环控制系统传递函数的全部极点都具有()。
17.线性系统的稳定性仅由系统本身的()决定,而与系统的()以及加在该系统()。
无关。
18.在某系统特征方程的劳斯表中,若第一列元素有负数,那么此系统的稳定性为()。
19.若系统的特征方程式为s3?
4s?
1?
0,此系统的稳定性为()。
)。
20.若系统的特征方程式为s3?
2s2?
4s?
1?
0,则此系统的稳定性为(21.分析稳态误差时,将系统分为0型系统、Ⅰ型系统、Ⅱ型系统?
?
这是按开环传递函数的()环节个数来分类的。
22.设控制系统的开环传递函数为G?
s?
?
10,该系统的型数为(s?
s?
1?
?
s?
2?
)。
)。
)。
)。
23.在单位阶跃输入信号作用下,Ⅰ型系统的稳态误差ess?
(24.在单位斜坡输入信号作用下,0型系统的稳态误差ess?
(25.在单位斜坡输入信号作用下,Ⅱ型系统的稳态误差ess?
(26.如果增加系统开环传递函数中积分环节的个数,则闭环系统的()将提高,稳定性将()。
27.()系统的开环放大系数,可以增强系统对参考输入的跟随能力,但会使稳定性()。
28.在高阶系统响应中,距离虚轴(),且其附近没有()的极点将起到主导作用。
二、单项选择题1.系统时间响应的瞬态分量()。
A.是某一瞬时的输出B.反映系统的准确度C.反映系统的动态特性D.只取决于开环极点K2.一阶系统G(s)?
的放大系数K越小,则系统的输出响应的稳态值()。
Ts?
1A.不变B.不定C.越小D.越大K3.一阶系统G?
s?
?
放大系数K越大,则其()。
Ts?
1A.响应速度越慢B.响应速度越快C.调节时间越短D.响应速度不变4.一阶系统的闭环极点越靠近s平面的原点,其()。
A.响应速度越慢B.响应速度越快C.准确度越高D.准确度越低5.下列性能指标中的()为系统的稳态指标。
4
A.?
%B.tsC.tpD.ess)。
D.过阻尼)。
D.过阻尼6.在对二阶系统阶跃响应进行讨论时,通常将?
?
0称为(A.无阻尼(或临界稳定)B.欠阻尼C.临界阻尼(或临界振荡)7.在对二阶系统阶跃响应进行讨论时,通常将0<?
<1称为(A.无阻尼(或临界稳定)B.欠阻尼C.临界阻尼(或临界振荡))。
8.在对二阶系统阶跃响应进行讨论时,通常将?
?
1称为(A.无阻尼(或临界稳定)B.欠阻尼C.临界阻尼(或临界振荡))。
D.过阻尼9.在对二阶系统阶跃响应进行讨论时,通常将?
>1称为(A.无阻尼(或临界稳定)B.欠阻尼10.工程上习惯于把过度过程调整为(A.无阻尼(或临界稳定)B.欠阻尼C.临界阻尼(或临界振荡))过程。
C.临界阻尼(或临界振荡)D.过阻尼D.过阻尼11.二阶系统当0<?
<1时,如果增加?
,则输出响应的最大超调量?
%将(A.增大)。
B.减小C.不变D.不定)。
12.对于欠阻尼的二阶系统,当阻尼比?
保持不变时,(A.无阻尼自然振荡频率?
n越大,系统的峰值时间tp越大B.无阻尼自然振荡频率?
n越大,系统的峰值时间tp越小C.无阻尼自然振荡频率?
n越大,系统的峰值时间tp不变D.无阻尼自然振荡频率?
n越大,系统的峰值时间tp不定13.对于欠阻尼的二阶系统,当阻尼比?
保持不变时,(A.无阻尼自然振荡频率?
n越大,系统的峰值时间ts越大B.无阻尼自然振荡频率?
n越大,系统的峰值时间ts越小C.无阻尼自然振荡频率?
n越大,系统的峰值时间ts不变D.无阻尼自然振荡频率?
n越大,系统的峰值时间ts不定14.对于欠阻尼的二阶系统,阻尼比?
越小,超调量将(A.越大B.越小C.不变D.不定)。
)。
15.对于欠阻尼二阶系统,无阻尼自然振荡频率?
n越大,超调量将()。
5
A.越大B.越小C.不变D.不定)。
16.对于欠阻尼二阶系统,无阻尼自然振荡频率?
n保持不变时(A.?
越大,调整时间ts越大C.?
越大,调整时间ts不变B.?
越大,调整时间ts越小D.?
越大,调整时间ts不定17.线性定常二阶系统的闭环增益越大,()。
A.系统的快速性越好B.超调量越大C.峰值时间提前有影响18.已知系统开环传递函数为G(s)?
(A.稳定)。
B.不稳定D.对系统的动态性能没K,则该闭环系统的稳定状况为(s?
0.5)(s?
0.1)C.稳定边界D.无法确定K,则该闭环系统的稳定状况(0.4s?
1)(0.5s?
1)19.已知系统开环传递函数为G(s)?
(A.稳定)。
B.不稳定C.稳定边界D.无法确定)。
20.若系统的特征方程式为s3?
s2?
1?
0,则此系统的稳定状况为(A.稳定B.不稳定C.稳定边界D.无法确定21.设G(s)H(s)?
K,当K增大时,闭环系统((s?
1)(s?
2)(s?
3))A.由稳定到不稳定22.设G(s)H(s)?
B.由不稳定到稳定C.始终稳定D.始终不稳定)。
K,当K增大时,闭环系统((s?
1)(s?
2)A.由稳定到不稳定B.由不稳定到稳定C.始终稳定D.始终不稳定23.如果增大系统的开环放大倍数K,则其闭环系统的稳定性将()。
A.变好B.变差C.不变D.不定24.如果增加开环系统积分环节数,则其闭环系统的稳定性将()。
A.变好B.变差C.不变D.不定4K25.设一单位负反馈控制系统的开环传递函数为G(s)?
,要求KP?
40,则K?
s?
2()。
A.10B.20C.30D.4026.单位反馈系统稳态速度误差的正确含义是()。
A.在r(t)?
R?
1(t)时,输出速度与输入速度的稳态误差B.在r(t)?
R?
1(t)时,输出位置与输入位置的稳态误差6
C.在r(t)?
V?
1(t)时,输出位置与输入位置的稳态误差D.在r(t)?
V?
1(t)时,输出速度与输入速度的稳态误差27.已知其系统的型别为v,输入为r(t)?
tn(n为正整数),则系统稳态误差为零的条件是()A.v?
nB.v>nC.v?
nD.v<n28.若系统稳定,则开环传递函数中积分环节的个数越多,系统的()。
A.稳定性提高B.动态性能越好C.无差度降低D.无差度越高29.为消除干扰作用下的稳态误差,可以在主反馈回到干扰作用点之前()。
A.增加积分环节B.减少积分环节C.增加放大环节D.减少放大环节30.某单位反馈系统开环传递函数G(s)?
t21000(s?
1)(2s?
1),当输入为时,系统稳态误2s2(s2?
10s?
1000)差为()。
A.0B.?
C.1D.1031.决定系统静态性能和动态性能的系统的()。
A.零点和极点B.零点和传递系数C.极点和传递系数D.零点、极点和传递系数参考答案一、填空题1.零、单位阶跃2.结构和系数、初始状态、外作用3.超调量、峰值时间、调节时间4.63.2%、初始5.越长6.非、无、07.3T、4T、63.2%8.阻尼比ξ、自然振荡角频率?
n12.导数9.无、欠、临界、过、欠10.ξ值、越大11.ξ、?
n、越短13.闭环极点14.劳斯判据15.充要16.负实部17.结构和参加、初始状态、外作用18.不稳定19.不稳定20.不稳定21.积分22.Ⅰ型23.024.∞25.026.稳态精度、变差27.增大、变差28.最近、零点二、单项选择题1.C2.C3.D4.A5.D6.A7.B8.C9.D10.B11.B12.B13.B14.A15.C16.B17.D18.A19.B20.C21.A22.C23.B24.B25.B26.C27.B28.D29.A30.C31.D第四章根轨迹分析法一、填空题1.正反馈系统的相角满足(),正反馈系统的根轨迹称为()。
2.根轨迹起始于(),终止于()。
3.根轨迹全部在根平面的()部分时,系统总是稳定的。
4.如果要求系统的快速性好,则()应距离虚轴越远越好。
5.已知?
2?
j0点在开环传递函数为G(s)H(s)?
应的k值为()。
7k的系统的根轨迹上,则该点对(s?
4)(s?
1)
6.系统开环传递函数有3个极点,2个零点,则有()支根轨迹。
7.根轨迹是连续的且关于()对称。
8.根轨迹离开复数极点的切线方向与正实轴间夹角为()。
9.根轨迹进入复数零点的切线方向与正实轴间夹角为()。
k10.已知系统的开环传递函数为G(s)H(s)?
,则(—2,j0)点(s?
3二、单项选择题k1.开环传递函数为G(s)H(s)?
,则实轴上的根轨迹为()。
s?
1A.(?
?
?
1]B.[?
1,?
]C.(?
?
0]D.[0,?
))根轨迹上。
2.已知系统开环传递函数为G(s)?
()。
A.稳定B.不稳定3.设G(s)H(s)?
?
s?
0.5?
?
s?
0.1?
k,则该闭环系统的稳定状况为C.稳定边界D.稳定状态无法确定)。
k,当k增大时,闭环系统(?
s?
2?
?
s?
1?
?
s?
3?
B.由不稳定到稳定C.始终稳定A.由稳定到不稳定D.始终不稳定)。
4.开环传递函数为G(s)H(s)?
A.[?
1,?
]B.[?
3,?
1]?
s?
1?
?
s?
3?
C.(?
?
?
3]k,则实轴上的根轨迹为(D.[0,?
)5.设开环传递函数为G(s)?
A.0.25B.0.5C.1k,在根轨迹的分离点处,其对应的k值应为(s?
s?
2?
)。
D.4,当k增大时,闭环系统()。
6.设G(s)H(s)?
?
s?
1?
?
s?
2?
kA.由稳定到不稳定B.由不稳定到稳定C.始终稳定D.始终不稳定)。
7.设开环传递函数为G(s)?
A.0.25B.0.5C.1k,在根轨迹的分离点处,其对应的k值应为(s(s?
1)D.4k8.开环传递函数为G(s)?
,则根轨迹上的点为(s?
2A.—1B.?
3?
jC.—5D.?
2?
j0)。
D.dk?
0ds)。
9.确定根轨迹与虚轴的交点,可用(A.劳斯判据B.幅角条件C.幅值条件8
10.开环传递函数为G(s)H(s)?
A.半圆B.整圆C.抛物线k(s?
5)的根轨迹的弯曲部分轨迹是(s(s?
2))。
D.不规则曲线M(s),则闭环特征方程为(N(s)11.系统开环传递函数为两个“s”多项式之比G(s)?
A.N(s)?
0B.N(s)?
M(s)?
0C.1?
N(s)?
0)。
D.与是否为单位反馈系统有关)。
12.已知下列负反馈系统的开环传递函数,应画零度根轨迹的是(A.k(2?
s)s(s?
1)B.ks(s?
1)(s?
5)C.ks(s?
3s?
1)2D.k(1?
s)s(2?
s)三.名词解释1.根轨迹2.广义根轨迹3.零度根轨迹4.最小相位系统5.非最小相位系统6.主导极点7.偶极子四.简答题1.根轨迹的方程是什么?
幅角方程是什么?
幅值方程是什么?
2简述确定根轨迹与虚轴的交点的两种方法。
习题答案:
一、填空题1.?
2k?
、零度根轨迹2.开环极点、开环零点或无穷远点3.虚轴左半4.闭环极点5.26.37.实轴8.出射角(起始角)9.入射角(终止角)10.不在二、单项选择题1.A2.A3.A4.B5.C6.C7.A8.C9.A10.B11.B12.A第五章频率分析一、填空题1.设系统的频率特性为G(j?
)?
R(?
)?
jI(?
),则I(?
)称为()。
)。
2.设系统的频率特性G(j?
)?
R(?
)?
jI(?
),则相频特性?
G(j?
)?
(3.设某系统开环传递函数为G(s)?
10,则其频率特性奈氏图起点坐标为(s?
s?
10)(s?
1)2()。
4.用频域法分析控制系统时,最常用的典型输入信号是()。
5.开环最小相位系统的对数幅频特性向右移5倍频程,则闭环系统的调节时间将____(增加,不变,减小),超调量将______(增加。
不变,减小),抗高频噪声干扰的能力将______(增加,不变,减小)。
16.系统的递函数Φ(s)?
,若输入信号为r(t)?
sint,则系统的稳态输出c(t)?
()。
s?
17.比例环节的相频特性为()。
8.积分环节的幅频特性为()。
9.二阶微分环节是相位超前环节,最大超前角为()。
10.二阶振荡环节是相位滞后环节,最大滞后角为()。
二、单项选择题9
1.积分环节的幅频特性,其幅值和频率成()。
A.指数关系B.正比关系C.反比关系D.不定关系2.一阶系统的闭环极点越靠近s平面原点,其()。
A.响应速度越慢B.响应速度越快C.准确度越高D.准确度越低3.输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系是()。
A.幅频特性B.相频特性C.传递函数D.频率响应函数K4.设积分环节的传递函数为G(s)?
,则其频率特性幅值M(?
)?
()。
sK11KA.B.2C.D.2?
?
?
?
5.如果二阶振荡环节的对数幅频特性曲线存在峰值,则阻尼比?
的值为(A.0?
?
?
0.707B.0?
?
?
1C.?
?
0.707D.?
?
1)。
)。
6.开环系统频率特性G(j?
)?
A.?
45oB.?
90o3,当?
?
1rad/s时,其频率特性相角?
(1)?
((1?
j?
)3C.?
135oD.?
270o7.设开环系统频率特性为G(j?
)?
的频率值?
为(A.2rad/s22,则其频率特性的奈奎斯特图与负实