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1、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（ ） 。

2、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

3、 C.单调过程 D.以上都不是 二、单项选择题 1.C 2.D 3.C 4.B5.B6.C 7.B 8.C 9.B 10.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（ ）

4、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）1B.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

5、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（ ） 1 1 A. K B. C. D. s s Ts ? 1 5.典型的积分环节的传递函数为（ ） 1 1 A. K B. C. D. s s Ts ? 1 6.典型的微分环节的

6、传递函数为（ ） 1 1 A. K B. C. D. s s Ts ? 1 7.典型的一阶惯性环节的传递函数为（ ） A1 Ts ? 2? Ts ? 12B.1 sC.1 Ts ? 1D. s ） D. s ）8.典型的二阶振荡环节的传递函数为（ A1 Ts ? 2? Ts ? 12B.1 sC.1 Ts ? 19.常用函数 1( t ) 拉氏变换 L1(t ) 为（ A. s B.1 1 C. 2 D.1 s s 10.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

7、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213.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 ? s ? ? A. s ? ?3 B. s ? ?2K

8、 ? 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 ? s ? ?K ? s ? 3? ，则系统的零点为（ ? s ? 2? s ? 1?）A. s ? ?3 B. s ? ?2 C. s ? 0 D. 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.A 2.B 3.D 4.A 5.B 6.D 7.C 8.A 9.B 1

9、0.B 11.A 12.B 13.B 14.B 15.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。 K 5. 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

10、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、） 。 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

12、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 ? 2s 2 ? 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、型系统、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，型系统的稳态误差 ess ? （ 24.在单位斜坡输入信号作用下，0

13、型系统的稳态误差 ess ? （ 25.在单位斜坡输入信号作用下，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 K 2.一阶系统 G ( s ) ? 的放大系数 K 越小，则系统的输出响应的稳态

14、值（ ） 。 Ts ? 1 A.不变 B.不定 C.越小 D.越大 K 3.一阶系统 G ? s ? ? 放大系数 K 越大，则其（ ） 。 Ts ? 1 A.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。 4A. ? %B. t sC. t pD. 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

15、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

16、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 t p 越大 B.无阻尼自然振荡频率 ?n 越大，系统的峰值时间 t p 越小 C.无阻尼自然振荡频率 ?n 越大，系统的峰值时间 t p 不变 D.无阻尼自然振荡频率 ?n 越大，系统的峰值时间 t p 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 t s 越大 B

17、.无阻尼自然振荡频率 ?n 越大，系统的峰值时间 t s 越小 C.无阻尼自然振荡频率 ?n 越大，系统的峰值时间 t s 不变 D.无阻尼自然振荡频率 ?n 越大，系统的峰值时间 t s 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（） 。 5A.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 t s 越大 C. ? 越大，调整时间 t s 不变 B. ? 越大，调整时间

18、t s 越小 D. ? 越大，调整时间 t s 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 (0.4 s ? 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

19、.若系统的特征方程式为 s3 ? s 2 ? 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

20、.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 4K 25. 设一单位负反馈控制系统的开环传递函数为 G ( s ) ? ，要求 K P ? 40 ，则 K ? s?2 （ ） 。 A.10 B.20 C.30 D.40 26.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6C.在 r(t ) ? V ? 1(t ) 时，输出位置与输入位置的稳态误差 D

21、.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 ) ? t n （n 为正整数） ，则系统稳态误差为零的条件 是（ ） A. v ? n B. v n C. v ? n D. v n 28.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 ) ?t

22、2 1000( s ? 1)(2 s ? 1) ，当输入为 时，系统稳态误 2 s 2 ( s 2 ? 10s ? 1000)差为（ ） 。 A.0 B. ? C.1 D.10 31.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、0 7.3T、4T、63.2% 8.阻尼比 、自然振荡角频率 ?n 12.导数 9.无、欠、临界、过、欠 10. 值、越大 11. 、

23、?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.型 23.0 24. 25.0 26.稳态精度、变差 27.增大、变差 28. 最近、零点 二、单项选择题 1.C 2.C 3.D 4.A 5.D 6.A 7.B 8.C 9.D 10.B 11.B 12.B 13.B 14.A 15.C 16.B 17.D 18.A 19.B 20.C 21.A 22.C 23.B 24.B 25.B 26.C 27.B 28.D 29.A 30.C 31.D 第四章 根轨迹分析法 一、填空题

24、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

25、与正实轴间夹角为（ ） 。 k 10.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 k 1.开环传递函数为 G ( s ) H ( s ) ? ，则实轴上的根轨迹为（ ） 。 s ?1 A ( ?, ?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

26、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. ( ?, ?3k，则实轴上的根轨迹为（ D. 0, ?)5.设开环传递函数为 G ( s ) ? A.0.25 B.0.5 C.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

27、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.0.25 B.0.5 C.1k ，在根轨迹的分离点处，其对应的 k 值应为（ s( s ? 1)D.4 k 8.开环传递函数为 G ( s ) ? ，则根轨迹上的点为（ s?2 A.1 B. ?3 ? j C.5 D. ?2 ? j0 ） 。 D.dk ?0 ds） 。 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810.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)）

28、。 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) ? 0 B. N (s) ? M (s) ? 0 C. 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.k s( s ? 1)( s ? 5)C.k s( 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

29、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. 2 6. 3 7.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.A 2.A 3.A 4.B 5.C 6.C 7.A 8.C 9.A 10.B 11.B 12.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（

30、 ） 。 ） 。 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 ） 。 1 6.系统的递函数 ( s ) ? ，若输入信号为 r (t )

31、? sin t ，则系统的稳态输出 c(t ) ? （ ） 。 s ?1 7.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91.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

32、递函数 D.频率响应函数 K 4.设积分环节的传递函数为 G ( s ) ? ，则其频率特性幅值 M (? ) ? （ ） 。 s K 1 1 K A. B. 2 C. 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 ? ? ? 0.707 B. 0 ? ? ? 1 C. ? ? 0.707 D. ? ? 1 ） 。 ） 。 6.开环系统频率特性 G( j? ) ? A ?45o B. ?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.2 rad / s 22 ， 则其频率特性的奈奎斯特图与负实