自动控制原理考试试题库(DOC)
- 格式:doc
- 大小:3.02 MB
- 文档页数:39
(完整word 版)自动控制原理期末考试题《 自动控制原理B 》 试题A 卷答案一、单项选择题(本大题共5小题,每小题2分,共10分) 1.若某负反馈控制系统的开环传递函数为5(1)s s +,则该系统的闭环特征方程为 ( )。
A .(1)0s s += B. (1)50s s ++=C 。
(1)10s s ++= D.与是否为单位反馈系统有关 2.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 3.关于传递函数,错误的说法是 ( )。
A 。
传递函数只适用于线性定常系统;B 。
传递函数不仅取决于系统的结构参数,给定输入和扰动对传递函数也有影响; C.传递函数一般是为复变量s 的真分式; D 。
闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。
4.一阶系统的阶跃响应( ).A .当时间常数较大时有超调B .有超调C .无超调D .当时间常数较小时有超调5。
如果输入信号为单位斜坡函数时,系统的稳态误差为无穷大,则此系统为( )A . 0型系统 B. I 型系统 C. II 型系统 D. III 型系统二、填空题(本大题共7小题,每空1分,共10分)1.一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面:___、快速性、____.2。
对控制系统建模而言,同一个控制系统可以用不同的 来描述.3. 控制系统的基本控制方式为 和 。
4. 某负反馈控制系统前向通路的传递函数为()G s ,反馈通路的传递函数为()H s ,则系统的开环传递函数为 ,系统的闭环传递函数为 。
5 开环传递函数为2(2)(1)()()(4)(22)K s s G s H s s s s s ++=+++,其根轨迹的起点为6。
当欠阻尼二阶系统的阻尼比减小时,在单位阶跃输入信号作用下,最大超调量将 。
7。
串联方框图的等效传递函数等于各串联传递函数之 。
稳定性 _准确性 数学模型开环控制 闭环控制 ()()G s H s()1()()G s G s H s +0,4,1j --± 增大 积三、简答题(本题10分)图1为水温控制系统示意图。
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( C )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( A )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( C )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 )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( B )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 递函数为2)(5 10+s s ,则它的开环增益为( C ) A.1 B.2 C.5 D.107. 二阶系统的传递函数52 5)(2++=s s s G ,则该系统是( B ) 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( B )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Ts s G +=1)(,当频率T1=ω时,则相频特性)(ωj G ∠为( A ) A.45° B.-45° C.90° D.-90°10.最小相位系统的开环增益越大,其( D )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()0516178234=++++=s s s s s D ,则此系统 ( A )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:())5)(1(++=s s s k s G ,当k =( C )时,闭环系统临界稳定。
自动控制原理考试复习题整理1.开环、闭环系统的最主要区别是()。
A.反馈 B.输入信号C.被控对象 D.干扰参考答案:A2.下图所示系统属于()。
A.恒值控制系统 B.开环系统C.程序控制系统 D.随动系统参考答案:D3.系统采用负反馈形式连接后,则 ( )。
A.一定能使闭环系统稳定B.系统动态性能一定会提高C.一定能使干扰引起的误差逐渐减小,最后完全消除D.需要调整系统的结构参数,才能改善系统性能参考答案:D4.直接对对象进行操作的元件称为()。
A.比较元件 B.给定元件C.执行元件 D.放大元件参考答案:C5.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.数字控制系统参考答案:B6.随动系统对()要求较高。
A.快速性B.稳定性C.准确性D.振荡次数参考答案:A7.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.放大元件参考答案:B8.自动控制系统的主要特征是()。
A.在结构上具有反馈装置并按负反馈组成系统,以求得偏差信号B.由偏差产生控制作用以便纠正偏差C.控制的目的是减少或消除偏差D.系统开环参考答案:ABC9.自动控制系统按输入信号特征可分为()。
A.恒值控制系统 B.程序控制系统C.线性系统 D.随动系统参考答案:ABD10.自动控制系统按描述元件的动态方程分()。
A.随动系统 B.恒值控制系统C.线性系统 D.非线性系统参考答案:CD11.自动控制系统的基本要求()。
A.稳定性 B.快速性C.准确性 D.安全性参考答案:ABC12.人工控制与自动控制系统最大的区别在于控制过程中是否有人参与。
()参考答案:√第二章控制系统的教学模型1.下图所示电路的微分方程是()。
A.B.C.D.参考答案:A2.下图所示电路的传递函数是()。
A.B.C.D.参考答案:A3.关于传递函数,错误的说法是()。
A 传递函数只适用于线性定常系统;B 传递函数不仅取决于系统的结构参数,给定输入和扰动对传递函数也有影响;C 传递函数一般是为复变量s的真分式;D 闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。
s(s+5)(s+15)(1) G(s)=750解:s(G(s)=1051s+1)s+1)(151ω1=5ω2=1520lgK=20dB ω=0ω=∞-90φ)=-90o(ω)=-270)=-270o φ(ω)=(2s+1)(8s+1)(3) G(s)=10解:20lgK=20dBω1=0.125ω2=0.5ω=0ω=∞0)=0o φ(ω)=-180)=-180o φ(ω)=s(s-1)(5) G(s)=10解:20lgK=20dBω1=1ω=0ω=∞-270φ)=-270o (ω)=-180)=-180o φ(ω)=s 2(s+0.1)(s+15)(7) G(s)=10(s+0.2)解:s 2(10s+1)(0.67s+1)= 1.33(5s+1)20lgK=2.5dB ω1=0.1ω2=0.2ω3=15ω=0ω=∞-180φ)=-180o (ω)=-270)=-270o φ(ω)=(a)20lg K =20K =1010G(s)=(0.1s+1)(b)20lg K =-20K =0.10.1s G(s)=(0.05s+1)5-2 已知单位负反馈系统开环传递函数,试绘制系统开环对数频率特性曲线。
5-4 已知系统的开环幅频率特性曲线,写出传递函数并画出对数相频特性曲线。
(d)20lg K =48K =251251G(s)=(s+1)(0.1s+1)(0.01s+1)(c)s 100G(s)=(100s+1)K =100(0.01s+1)(c)s 100G(s)=(100s+1)K =100(0.01s+1)(e)由图可得:20lgM r =4.58dB M r =1.7得:1=1-ζ22ζ1=±0.94ζ2=±0.32ζ=0.3ζωr ω=1-2ζ2 n ω=50n s 100G(s)=[(0.02s)2+0.01s+1)]=1000ωK=2T ζ=0.01T 1)22=(=0.022n ω(a)系统不稳定(b)(c)ω=0+(d)(e)ω系统稳定(f)5-7 已知奈氏曲线,p 为不稳定极点个数,υ为积分环节个数,试判别系统稳定性。
自控考试试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 自动控制系统中,开环系统与闭环系统的主要区别在于()。
A. 是否有反馈环节B. 控制器的类型C. 系统的稳定性D. 系统的响应速度答案:A2. 比例-积分(PI)控制器的特点是()。
A. 可以消除稳态误差B. 可以提高系统的稳定性C. 可以减小系统的超调D. 可以加快系统的响应速度答案:A3. 在控制系统中,系统的动态性能指标不包括()。
A. 稳定性B. 响应速度C. 稳态误差D. 系统的增益答案:D4. 一个二阶系统的单位阶跃响应中,阻尼比ζ的取值范围是()。
A. 0 < ζ < 1B. ζ ≥ 1C. ζ < 0D. ζ > 1答案:A5. 对于一个单位反馈系统,开环传递函数为G(s)H(s),闭环传递函数为()。
A. G(s)H(s)/[1+G(s)H(s)]B. 1/[1+G(s)H(s)]C. G(s)H(s)D. 1/G(s)H(s)答案:A6. 系统稳定性的判断方法中,劳斯-赫尔维茨准则是基于()。
A. 根轨迹法B. 频率响应法C. 根轨迹法和频率响应法D. 特征方程的系数答案:D7. 在控制系统中,超调量(OS)与阻尼比(ζ)的关系是()。
A. OS与ζ成正比B. OS与ζ成反比C. OS与ζ无关D. OS随着ζ的增大而减小答案:D8. 一个系统的开环传递函数为G(s)=K/(s^2+3s+2),该系统的类型为()。
A. 0型B. 1型C. 2型D. 3型答案:B9. 一个系统的传递函数为G(s)=1/(s+1),该系统的稳态误差为()。
A. 0B. 1C. 无穷大D. 无法确定答案:A10. 系统的时间常数τ和系统的响应速度的关系是()。
A. τ越大,响应速度越快B. τ越大,响应速度越慢C. τ越小,响应速度越快D. τ越小,响应速度越慢答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 自动控制系统按照控制方式可以分为________和________。
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 递函数为2)(5 10+s s ,则它的开环增益为( ) A.1 B 。
2 C.5 D 。
107。
二阶系统的传递函数52 5)(2++=s s s G ,则该系统是( ) 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Ts s G +=1)(,当频率T1=ω时,则相频特性)(ωj G ∠为( ) 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()0516178234=++++=s s s s s D ,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:())5)(1(++=s s s k s G ,当k =( )时,闭环系统临界稳定。
一、填空题(每空 1 分,共15分)1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。
2、复合控制有两种基本形式:即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G 1(s )与G 2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为()G s ,则G (s)为G1(s )+G2(s )(用G 1(s)与G 2(s) 表示)。
4、典型二阶系统极点分布如图1所示,则无阻尼自然频率=nω,阻尼比=ξ,0.7072= 该系统的特征方程为2220s s ++= ,该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振荡。
5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+,则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s+++. 6、根轨迹起始于开环极点,终止于开环零点.7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ϕωτωω--=--,则该系统的开环传递函数为(1)(1)K s s Ts τ++.8、PI 控制器的输入-输出关系的时域表达式是1()[()()]p u t K e t e t dt T =+⎰, 其相应的传递函数为1[1]p K Ts +,由于积分环节的引入,可以改善系统的稳态性能.1、在水箱水温控制系统中,受控对象为水箱,被控量为水温。
2、自动控制系统有两种基本控制方式,当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时,称为开环控制系统;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时,称为闭环控制系统;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于闭环控制系统。
3、稳定是对控制系统最基本的要求,若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡,则该系统稳定。
判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用劳斯判据;在频域分析中采用奈奎斯特判据。
4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。
一、填空题(每空 1 分,共15分)1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。
2、复合控制有两种基本形式:即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为()G s,则G(s)为G1(s)+G2(s)(用G1(s)与G2(s)表示)。
4、典型二阶系统极点分布如图1所示,ω,则无阻尼自然频率=n2、自动控制系统有两种基本控制方式,当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时,称为开环控制系统;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时,称为闭环控制系统;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于闭环控制系统。
3、稳定是对控制系统最基本的要求,若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡,则该系统稳定。
判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用劳斯判据;在频域分析中采用奈奎斯特判据。
4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。
5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++,则其开环幅频特性为,相频特性为arctan 180arctan T τωω--。
6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系,开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对应时域性能指标调整时间s t ,它们反映了系统动态过程的。
1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面,即:稳定性、快速性和准确性。
Z 是指 系统的性能要求可以概括为三个方面,即:稳定性、准确性 和快速性,其中最基本的要求是稳定性。
2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为()G s ,则该系统的开环传递函数为()G s 。
3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法,叫系统的数学模型,在古典控制理论中系统数学模型有微分方程、传递函数等。
4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定,可采用劳思判据、根轨迹、奈奎斯特判据等方法。
自动控制原理试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 自动控制系统中,开环系统与闭环系统的主要区别在于()。
A. 是否有反馈B. 控制器的类型C. 系统是否稳定D. 系统的响应速度答案:A2. 在控制系统中,若系统输出与期望输出之间存在偏差,则该系统()。
A. 是闭环系统B. 是开环系统C. 没有反馈D. 是线性系统答案:B3. 下列哪个是控制系统的稳定性条件?()A. 所有闭环极点都位于复平面的左半部分B. 所有开环极点都位于复平面的左半部分C. 所有闭环极点都位于复平面的右半部分D. 所有开环极点都位于复平面的右半部分答案:A4. PID控制器中的“P”代表()。
A. 比例B. 积分C. 微分D. 前馈答案:A5. 在控制系统中,超调量通常用来衡量()。
A. 系统的稳定性B. 系统的快速性C. 系统的准确性D. 系统的鲁棒性答案:C6. 一个系统如果其开环传递函数为G(s)H(s),闭环传递函数为T(s),则闭环传递函数T(s)是()。
A. G(s)H(s)B. G(s)H(s)/[1+G(s)H(s)]C. 1/[1+G(s)H(s)]D. 1/G(s)H(s)答案:B7. 根轨迹法是一种用于()的方法。
A. 系统稳定性分析B. 系统性能分析C. 系统设计D. 系统故障诊断答案:B8. 一个系统如果其开环传递函数为G(s)H(s),闭环传递函数为T(s),则T(s)的零点是()。
A. G(s)的零点B. H(s)的零点C. G(s)和H(s)的零点D. G(s)和H(s)的极点答案:A9. 一个系统如果其开环传递函数为G(s)H(s),闭环传递函数为T(s),则T(s)的极点是()。
A. G(s)的零点B. H(s)的零点C. 1+G(s)H(s)的零点D. G(s)和H(s)的极点答案:C10. 一个系统如果其开环传递函数为G(s)H(s),闭环传递函数为T(s),则系统的稳态误差与()有关。
一、填空题〔每空 1 分,共15分〕1、反响控制又称偏差控制,其控制作用是通过给定值与反响量的差值进展的。
2、复合控制有两种根本形式:即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为()G s ,则G(s)为G1(s)+G2(s)〔用G 1(s)与G 2(s)表示〕。
4、典型二阶系统极点分布如图1所示,则无阻尼自然频率=nω,阻尼比=ξ,0.7072= 该系统的特征方程为2220s s ++=,该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振荡。
5、假设*系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+,则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s+++。
6、根轨迹起始于开环极点,终止于开环零点。
7、设*最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ϕωτωω--=--,则该系统的开环传递函数为(1)(1)K s s Ts τ++。
8、PI 控制器的输入-输出关系的时域表达式是1()[()()]p u t K e t e t dt T =+⎰, 其相应的传递函数为1[1]p K Ts +,由于积分环节的引入,可以改善系统的稳态性能。
1、在水箱水温控制系统中,受控对象为水箱,被控量为水温。
2、自动控制系统有两种根本控制方式,当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时,称为开环控制系统;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时,称为闭环控制系统;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于闭环控制系统。
3、稳定是对控制系统最根本的要求,假设一个控制系统的响应曲线为衰减振荡,则该系统稳定。
判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用劳斯判据;在频域分析中采用奈奎斯特判据。
4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。
一、填空题(每空 1 分,共15分)1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。
2、复合控制有两种基本形式:即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为()G s,则G(s)为G1(s)+G2(s)(用G1(s)与G2(s)表示)。
4、典型二阶系统极点分布如图1所示,ω,则无阻尼自然频率=n2、自动控制系统有两种基本控制方式,当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时,称为开环控制系统;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时,称为闭环控制系统;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于闭环控制系统。
3、稳定是对控制系统最基本的要求,若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡,则该系统稳定。
判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用劳斯判据;在频域分析中采用奈奎斯特判据。
4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。
5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++,则其开环幅频特性为,相频特性为arctan 180arctan T τωω--。
6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系,开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对应时域性能指标调整时间s t ,它们反映了系统动态过程的。
1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面,即:稳定性、快速性和准确性。
Z 是指 系统的性能要求可以概括为三个方面,即:稳定性、准确性 和快速性,其中最基本的要求是稳定性。
2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为()G s ,则该系统的开环传递函数为()G s 。
3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法,叫系统的数学模型,在古典控制理论中系统数学模型有微分方程、传递函数等。
4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定,可采用劳思判据、根轨迹、奈奎斯特判据等方法。
自动控制原理考试复习题整理L 开环、闭环系统的最主要区别是()。
A・反馈 B∙输入信号C.被控对象D.干扰参考答案:A2. 下图所示系统属于()。
图IJl导弹发射架方位控制系统顶理图A.恒值控制系统B.开环系统C.程序控制系统D.随动系统参考答案:D3.系统采用负反馈形式连接后,则()。
A∙—定能使闭环系统稳定B.系统动态性能一定会提高C.一定能使干扰引起的误差逐渐减小,最后完全消除D.需要调整系统的结构参数,才能改善系统性能参考答案:D4.直接对对象进行操作的元件称为()。
A∙比较元件 B.给定元件C-执行元件 D.放大元件参考答案:C5.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.数字控制系统参考答案:B& 随动系统对()要求较高。
A.快速性B.稳定性C.准确性D.振荡次数参考答案:A7.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.放大元件参考答案:B8.自动控制系统的主要特征是()。
A.在结构上具有反馈装置并按负反馈组成系统,以求得偏差信号B.山偏差产生控制作用以便纠正偏差C.控制的目的是减少或消除偏差D.系统开环参考答案:ABC9.自动控制系统按输入信号特征可分为()。
A.恒值控制系统B.程序控制系统C.线性系统D.随动系统参考答案:ABD10.自动控制系统按描述元件的动态方程分()。
A.随动系统B.恒值控制系统C.线性系统D.非线性系统参考答案:CD11.自动控制系统的基本要求()。
A.稳定性B.快速性C.准确性D.安全性参考答案:ABC12.人匸控制与自动控制系统最大的区别在于控制过程中是否有人参与。
()参考答案:√第二章控制系统的教学模型1.下图所示电路的微分方程是()。
输入Ui,输出UoI- R+ --- _I I .......... Q 十I冬I 2 J KJ-C Φ4X⅛路ZC 也異+ RU 如¢)C. 必 dtc^⅛⅛ + ^c ⅛(0+ ω=(Z)D. ^2 di ° 2参考答案:A2. 下图所示电路的传递函数是()。
《自动控制原理与系统》模拟试题一.单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分) 1.下列系统中属于开环控制系统的是: 【 D 】A.电炉箱恒温控制系统B.雷达跟踪系统C.水位控制系统D.普通数控加工系统 2.函数stte t f --=2)(的拉氏变换式为: 【 A 】A.2)5(12+-s s B.2)5(12--s s C.5212--e ss D.2)5(11++s s3.某单位负反馈系统在单位阶跃信号作用下的系统稳态误差0=ss e ,则: 【 B 】A.意味着该系统是一个0型系统B.意味着该系统的输出信号的稳态值为1C.意味着该系统没有输出信号D.意味着该系统具有比较高的开环增益4.偏差信号是指: 【 C 】 A.输入信号与希望信号之差 B.输出量的实际值与希望值之差 C.输入信号与主反馈信号之差 D.输出量实际值与主反馈信号之差 5.当∞→ω时比例微分环节的相位是:【 A 】 A. 90 B. 90-C. 45D. 45-6.已知某闭环系统的开环传递函数为)2(2.0)()(2+=s s s H s G ,则当0=ω时,该系统的Nyquist 曲线的相位角=ϕ 【 B 】 A. 0 B. 180-C. 270-D. 135-7.已知某环节的开环传递函数为Ts s G 1)(=,则该环节在Bode 图上,其幅频特性曲线穿越dB 0线的频率为: 【 C 】A. 1B. TC. T 1D. T 18.函数⎰=tdt t f 221)(的拉氏变换式为:【 B 】 A. 21s B. 31sC. 22sD. 32s9.两个单位负反馈系统,其前向通道的传递函数分别为s s G 1)(1=和ss G 21)(2=,则其相应的穿越频率1c ω和2c ω满足: 【 C 】 A. 21c c ωω< B. 21c c ωω= C. 21c c ωω> D. 21c c ωω≠ 10.某放大器的增益为-20dB ,则该放大器的输出信号为输入信号的: 【 C 】 A. 20- B. 10 C. 1.0 D. 01.0 二.填空题(本大题共5小题,每小题2分,共10分)11.一阶系统11)(+=s G 在单位斜坡信号作用下,系统的稳态误差为 T 。
自动控制原理考试试题在自动控制原理这门学科中,考试试题是检验学生对知识掌握程度和应用能力的重要手段。
下面将为您呈现一套较为全面的自动控制原理考试试题,涵盖了该学科的多个重要知识点。
一、选择题(每题 5 分,共 30 分)1、以下系统中,属于开环控制系统的是()A 空调温度控制系统B 电饭锅的保温控制系统C 自动售货机的投币控制系统D 数控机床的位置控制系统2、系统的传递函数取决于()A 输入信号B 初始条件C 系统的结构和参数D 输出信号3、对于一阶系统,时间常数 T 越大,则系统的()A 响应速度越快B 响应速度越慢C 稳定性越好D 稳定性越差4、二阶系统的阻尼比ζ 越大,则系统的()A 超调量越大B 超调量越小C 调整时间越长D 调整时间越短5、系统的频率特性是指()A 系统在正弦输入下的稳态输出与输入的幅值比和相位差B 系统在正弦输入下的瞬态输出与输入的幅值比和相位差C 系统在单位阶跃输入下的稳态输出与输入的幅值比和相位差D 系统在单位阶跃输入下的瞬态输出与输入的幅值比和相位差6、若系统的开环传递函数为 G(s)H(s) = K /(s(s + 1)(s +2)),则其根轨迹的渐近线与实轴的夹角为()A 60°,180°B 90°,180°C 60°,120°D 90°,120°二、填空题(每题 5 分,共 20 分)1、控制系统的基本要求包括稳定性、快速性和________。
2、线性系统的叠加原理表明,多个输入作用于线性系统所引起的输出,等于各个输入单独作用于该系统所引起的输出的________。
3、闭环控制系统中,误差信号是指________与反馈信号之差。
4、频率特性的对数坐标图又称为________。
三、简答题(每题 10 分,共 30 分)1、简述闭环控制系统的工作原理,并举例说明。
答:闭环控制系统是指系统的输出量对系统的控制作用有直接影响的控制系统。
1 自 动 控 制 理 论
2011年7月23日星期六 1
课程名称: 自动控制理论 (A/B卷 闭卷) 一、填空题(每空 1 分,共15分) 1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过 与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式:即按 的前馈复合控制和按 的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为()Gs,则G(s)为 (用G1(s)与G2(s) 表示)。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示, 则无阻尼自然频率n ,
阻尼比 , 该系统的特征方程为 , 该系统的单位阶跃响应曲线为 。
5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105ttgtee, 则该系统的传递函数G(s)为 。 6、根轨迹起始于 ,终止于 。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tgtgT,则该系统的开环传递函数为 。 8、PI控制器的输入-输出关系的时域表达式是 , 其相应的传递函数为 ,由于积分环节的引入,可以改善系统的 性能。
二、选择题(每题 2 分,共20分) 1、采用负反馈形式连接后,则 ( ) A、一定能使闭环系统稳定; B、系统动态性能一定会提高; C、一定能使干扰引起的误差逐渐减小,最后完全消除; D、需要调整系统的结构参数,才能改善系统性能。
2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。 A、增加开环极点; B、在积分环节外加单位负反馈; C、增加开环零点; D、引入串联超前校正装置。
3、系统特征方程为 0632)(23ssssD,则系统 ( ) A、稳定; B、单位阶跃响应曲线为单调指数上升; C、临界稳定; D、右半平面闭环极点数2Z。 1
4、系统在2)(ttr作用下的稳态误差sse,说明 ( ) A、 型别2v; B、系统不稳定; C、 输入幅值过大; D、闭环传递函数中有一个积分环节。
5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是( ) A、主反馈口符号为“-” ; B、除rK外的其他参数变化时; C、非单位反馈系统; D、根轨迹方程(标准形式)为1)()(sHsG。
6、开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标( ) 。 A、超调% B、稳态误差sse C、调整时间st D、峰值时间pt 7、已知开环幅频特性如图2所示, 则图中不稳定的系统是( )。
系统① 系统② 系统③ 图2 A、系统① B、系统② C、系统③ D、都不稳定
8、若某最小相位系统的相角裕度0,则下列说法正确的是 ( )。 A、不稳定; B、只有当幅值裕度1gk时才稳定; C、稳定; D、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。 9、若某串联校正装置的传递函数为1011001ss,则该校正装置属于( )。 A、超前校正 B、滞后校正 C、滞后-超前校正 D、不能判断
10、下列串联校正装置的传递函数中,能在1c处提供最大相位超前角的是: A、 1011ss B、1010.11ss C、210.51ss D、0.11101ss
三、(8分)试建立如图3所示电路的动态微分方程,并求传递函数。 1
图3 四、(共20分)系统结构图如图4所示:
1、写出闭环传递函数()()()CssRs表达式;(4分) 2、要使系统满足条件:707.0,2n,试确定相应的参数K和;(4分) 3、求此时系统的动态性能指标st,00;(4分)
4、ttr2)(时,求系统由()rt产生的稳态误差sse;(4分) 5、确定)(sGn,使干扰)(tn对系统输出)(tc无影响。(4分)
五、(共15分)已知某单位反馈系统的开环传递函数为2()(3)rKGsss:
1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹(求出:渐近线、分离点、与虚轴的交点等);(8分) 2、确定使系统满足10的开环增益K的取值范围。(7分)
六、(共22分)某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线0()L如图5所示:
图4 1
1、写出该系统的开环传递函数)(0sG;(8分) 2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性。(3分) 3、求系统的相角裕度。(7分)
4、若系统的稳定裕度不够大,可以采用什么措施提高系统的稳定裕度?(4
分)
试题二 1
一、填空题(每空 1 分,共15分) 1、在水箱水温控制系统中,受控对象为 ,被控量为 。 2、自动控制系统有两种基本控制方式,当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时,称为 ;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时,称为 ;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于 。 3、稳定是对控制系统最基本的要求,若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡,则该系统 。判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用 ;在频域分析中采用 。 4、传递函数是指在 初始条件下、线性定常控制系统的 与 之比。
5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)KssTs,则其开环幅频特性
为 ,相频特性为 。 6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系,开环频域性能指标中的幅
值穿越频率c对应时域性能指标 ,它们反映了系统动态过程
的 。 二、选择题(每题 2 分,共20分) 1、关于传递函数,错误的说法是 ( ) A 传递函数只适用于线性定常系统; B 传递函数不仅取决于系统的结构参数,给定输入和扰动对传递函数也有影响; C 传递函数一般是为复变量s的真分式; D 闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。 2、下列哪种措施对改善系统的精度没有效果 ( )。 A、增加积分环节 B、提高系统的开环增益K C、增加微分环节 D、引入扰动补偿 3、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴,则系统的 ( ) 。
A、准确度越高 B、准确度越低 C、响应速度越快 D、响应速度越慢 4、已知系统的开环传递函数为50(21)(5)ss,则该系统的开环增益为 ( )。 A、 50 B、25 C、10 D、5 5、若某系统的根轨迹有两个起点位于原点,则说明该系统( ) 。 1
A、含两个理想微分环节 B、含两个积分环节 C、位置误差系数为0 D、速度误差系数为0
6、开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标( ) 。
A、超调% B、稳态误差sse C、调整时间st D、峰值时间pt 7、已知某些系统的开环传递函数如下,属于最小相位系统的是( ) A、 (2)(1)Ksss B 、(1)(5Ksss) C 、2(1)Ksss- D、(1)(2)Ksss 8、若系统增加合适的开环零点,则下列说法不正确的是 ( )。 A、可改善系统的快速性及平稳性; B、会增加系统的信噪比; C、会使系统的根轨迹向s平面的左方弯曲或移动; D、可增加系统的稳定裕度。 9、开环对数幅频特性的低频段决定了系统的( )。 A、稳态精度 B、稳定裕度 C、抗干扰性能 D、快速性 10、下列系统中属于不稳定的系统是( )。
A、闭环极点为1,212sj的系统 B、闭环特征方程为2210ss的系统
C、阶跃响应为0.4()20(1)tcte的系统 D、脉冲响应为0.4()8thte的系统 三、(8分)写出下图所示系统的传递函数()()CsRs(结构图化简,梅逊公式均
可)。
四、(共20分)设系统闭环传递函数 22()1()()21CssRsTsTs,试求: 1
1、0.2;sT08.0; 0.8;sT08.0时单位阶跃响应的超调量%、调节时间st及峰值时间pt。(7分) 2、4.0;sT04.0和4.0;sT16.0时单位阶跃响应的超调量%、调节时间st和峰值时间pt。(7分) 3、根据计算结果,讨论参数、T对阶跃响应的影响。(6分) 五、(共15分)已知某单位反馈系统的开环传递函数为(1)()()(3)rKsGSHSss
-,试:
1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹(求出:分离点、与虚轴的交点等);(8分) 2、求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围。(7分)
六、(共22分)已知反馈系统的开环传递函数为()()(1)KGsHsss ,试: 1、用奈奎斯特判据判断系统的稳定性;(10分) 2、若给定输入r(t) = 2t+2时,要求系统的稳态误差为0.25,问开环增益K应取何值。 (7分) 3、求系统满足上面要求的相角裕度。(5分)
试题三 一、填空题(每空 1 分,共20分) 1
1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面,即: 、快速性和 。 2、控制系统的 称为传递函数。一阶系统传函标准形式是 ,二阶系统传函标准形式是 。 3、在经典控制理论中,可采用 、根轨迹法或 等方法判断线性控制系统稳定性。 4、控制系统的数学模型,取决于系统 和 , 与外作用及初始条件无关。 5、线性系统的对数幅频特性,纵坐标取值为 ,横坐标为 。 6、奈奎斯特稳定判据中,Z = P - R ,其中P是指 ,Z是指 ,R指 。
7、在二阶系统的单位阶跃响应图中,st定义为 。%是 。 8、PI控制规律的时域表达式是 。P I D 控制规律的传递函数表达式是 。
9、设系统的开环传递函数为12(1)(1)KsTsTs,则其开环幅频特性为 ,相频特性为 。 二、判断选择题(每题2分,共 16分) 1、关于线性系统稳态误差,正确的说法是:( ) A、 一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差 ;
B、 稳态误差计算的通用公式是20()lim1()()ssssRseGsHs; C、 增大系统开环增益K可以减小稳态误差; D、 增加积分环节可以消除稳态误差,而且不会影响系统稳定性。 2、适合应用传递函数描述的系统是 ( )。 A、单输入,单输出的线性定常系统; B、单输入,单输出的线性时变系统; C、单输入,单输出的定常系统; D、非线性系统。
3、若某负反馈控制系统的开环传递函数为5(1)ss,则该系统的闭环特征方程为 ( )。
A、(1)0ss B、 (1)50ss C、(1)10ss D、与是否为单位反馈系统有关 4、非单位负反馈系统,其前向通道传递函数为G(S),反馈通道传递函数为H(S),当输入信号为R(S),则从输入端定义的误差E(S)为 ( )
A、 ()()()ESRSGS B 、()()()()ESRSGSHS
C 、()()()()ESRSGSHS D、()()()()ESRSGSHS