期末考试试题集自动控制原理含完整答案.docx

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期末考试试题集自动控制原理含完整答案

.

期末考试-复习重点

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（

）

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（

）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（

）

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.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（）

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

10

，则它的开环增益为（

）

递函数为

s（5s

2）

A.1

B.2

C.5

D.10

7.

二阶系统的传递函数G（s）

5

）

，则该系统是（

s2

2s5

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（）

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G（s）

1Ts，当频率

1

）为（

）

时，则相频特性G（j

T

A.45°

B.-45°

C.90°

D.-90°

.....

.

10.最小相位系统的开环增益越大，其（）

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

Ds

s4

8s3

17s2

16s

5

0，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：

Gs

k

，当k=（

）时，闭环系统临界稳定。

s（s

1）（s5）

A.10

B.20

C.30

D.40

13.设系统的特征方程为

Ds

3s4

10s3

5s2

s

20，则此系统中包含正实部特征的个数有（

）

A.0

B.1

C.2

D.3

14.单位反馈系统开环传递函数为

Gs

5

，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（

）

s2

6s

s

A.2

B.0.2

C.0.5

D.0.05

15.若已知某串联校正装置的传递函数为

Gc（s）

s

1

，则它是一种（

）

10s

1

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.ess

limE（s）

B.ess

limsE（s）

s0

s0

C.ess

limE（s）

D.ess

limsE（s）

s

s

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

K

则实轴上的根轨迹为（

）

19.开环传递函数为G（s）H（s）=

s3（s

3）

.....

.

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,计算题（第41、42题每小题5分，第43、44题每小题10分，共30分）

40.求图示方块图的传递函数，以Xi（s）为输入，X0（s）为输出。

G4

+

Xi（s）+

+

+

X0（s）

G1

G2

G3

+

-

-

-

H3

H2

H1

42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。

.....

.

k1x0

k2fi

M

D

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。

Xi（s）+

1

X0（s）

K

s2

1+K1s

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。

A.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

Gs

1

，则该环节是（

）

5s

1

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

3x0

t

6x0t

2x0t

2xit

，则系统的传递函数是（

）

A.

2

B.

1

6s

2

6s2

3s2

3s2

C.

2

D.

1

6s3

6s3

2s2

2s2

7.

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

G（s）

7

t=0处的切线斜率为（

）

，其阶跃响应曲线在

s

2

A.7

B.2

C.7

D.1

2

2

9.

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Ds

s4

2s3s2

2s10，则此系统中包含正实部特征的个数为（

）

A.0

B.1

C.2

D.3

12.一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量为（）

A.0～15B.15～30C.30～60D.60～90

13.设一阶系统的传递函数是

Gs

2

，且容许误差为

5%，则其调整时间为（

）

s

1

A.1

B.2

C.3

D.4

14.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（

）

K

B.

sd

C.

K

K

A.

a）（s

b）

a）

D.

Ts1

s（s

s（s

s2（sa）

15.单位反馈系统开环传递函数为

Gs

4

，当输入为单位斜坡时，其加速度误差

2（s

2

3s

s

2）

为（

）

A.0

B.0.25

C.4

16.若已知某串联校正装置的传递函数为

s

1

Gc（s）

1

0.1s

D.

，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

Gc（s）

100s

1，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（

）

10s

1

A.（0，j0）

B.（1，j0）

C.（1，j1）

D.（10，j0）

K

19.系统的开环传递函数为，则实轴上的根轨迹为（）

s（s1）（s2）

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

1

，则系统的时间常数是

。

G（s）

s

2

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.

2s

1

已知超前校正装置的传递函数为Gc（s）

，其最大超前角所对应的频率

0.32s

1

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、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）。

R（s）+

-

+

C（s）

1

2

（s）

G3（s）

G（s）

G

-

+

-

H3（s）

.....

.

H1（s）

42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。

y0（t）

10

，试分析系统由哪些环节组成并画出系统的

Bode图。

43.已知系统的传递函数G（s）

s（0.1s

1）

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

0.5，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3

1.

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（

）

A.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

1

，则该环节是（

）

Gs

Ts

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yt

0.1t2，则系统的传递函数是（

）

A.0.2

B.0.1

C.0.1

D.0.2

s3

s

s2

s2

6.

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.1

8.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

G（s）

7

t=0处的切线斜率为（

）

，其阶跃响应曲线在

s2

A.7

B.2

C.7

D.1

2

2

10.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.0～15B.15～30C.30～60D.60～90

12.某系统的闭环传递函数为：

GBs

s

2k

）时，闭环系统临界稳定。

3

3s2

，当k=（

s

4s2k

A.2

B.4

C.6

D.8

13.开环传递函数为

G（s）H（s）

K

，则实轴上的根轨迹为（

）

3（S

S

4）

.....

.

A.（－4，∞）

B.（－4，0）

C.（－∞，－4）

D.（0，∞）

14.

单位反馈系统开环传递函数为

Gs

4

，当输入为单位斜坡时，

其加速度误差为（

）

s2

（s2

3s2）

A.0

B.0.25

C.4

D.

15.

系统的传递函数

Gs

5

，其系统的增益和型次为

（）

4）

s2（s1）（s

A.5，2

B.5/4，2

C.5，4

D.5/4，4

16.若已知某串联校正装置的传递函数为

Gj（s）

s1

2s

1，则它是一种（

）

10s

10.2s

1

A.相位滞后校正

B.相位超前校正

C.相位滞后—超前校正

D.反馈校正

17.

进行串联超前校正前的穿越频率

c

与校正后的穿越频率c

的关系，通常是（

）

A.c=c

B.

c>c

C.

c

D.

c与c无关

18.

已知系统开环传递函数

G（s）

K*

，则与虚轴交点处的

K*=（

）

s（s

1）（s

2）

A.0

B.2

C.4

D.6

19.

某校正环节传递函数Gc（s）

100s

1，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（

）

10s

1

A.（0，j0）

B.（1，j0）

C.（1，j1）

D.（10，j0）

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

21.

对控制系统的首要要求是系统具有

。

22.

在驱动力矩一定的条件下，机电系统的转动惯量越小，其

越好。

23.

某典型环节的传递函数是

G（s）

1

。

，则系统的时间常数是

s

2

24.

延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使

发生变化。

25.

二阶系统当输入为单位斜坡函数时，其响应的稳态误差恒为

。

.....

.

26.反馈控制原理是原理。

2s

1

27.已知超前校正装置的传递函数为Gc（s）

，其最大超前角所对应的频率

0.32s

1

m

。

28.在扰动作用点与偏差信号之间加上

能使静态误差降为0。

29.超前校正主要是用于改善稳定性和

。

30.一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。

41.求如下方块图的传递函数。

G4

+

Xi（S）+

+

+

X0（S）

G1

G3

G2

-

-

H

42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。

Fi（t）

43.设单位反馈开环传递函数为

K

，求出闭环阻尼比为

0.5时所对应的

K值，并计算此

G（s）

s（5s

50）

K值下的ts,tp,tr,Mp。

44.单位反馈开环传递函数为

10（s