自动控制系统试题范文

自动控制原理例题与习题第一章自动控制的一般概念【例1】试述开环控制系统的主要优缺点。

【答】开环控制系统的优点有：1. 1.构造简单，维护容易。

2. 2.成本比相应的死循环系统低。

3. 3.不存在稳定性问题。

4. 4.当输出量难以测量，或者要测量输出量在经济上不允许时，采用开环系统比较合适（例如在洗衣机系统中，要提供一个测量洗衣机输出品质，即衣服的清洁程度的装置，必须花费很大）。

开环控制系统的缺点有：1. 1.扰动和标定尺度的变化将引起误差，从而使系统的输出量偏离希望的数值。

2. 2.为了保持必要的输出品质，需要对标定尺度随时修正。

【例2】图1.1为液位自动控制系统示意图。

在任何情况下，希望液面高度c维持不变，试说明系统工作原理，并画出系统原理方框图。

图1.1 液位自动控制系统示意图【解】系统的控制任务是保持液面高度不变。

水箱是被控对象，水箱液位是被控量，电位器设定电压u r(表征液位的希望值c r)是给定量。

当电位器电刷位于中点位置(对应u r)时，电动机不动，控制阀门有一定的开度、使水箱中流入水量与流出水量相等。

从而液面保持在希望高度c r上。

一旦流入水量或流出水量发生变化，例如当液面升高时，浮子位置也相应升高，通过杠杆作用使电位器电刷从中点位置下移，从而给电动机提供一定的控制电压，驱动电动初通过减速器减小阀门开度，使进入水箱的液体流量减少。

这时，水箱液面下降，浮子位置相应下降，直到电位器电刷回到中点位置，系统重新处于平衡状态，液面恢复给定高度。

反之，若水箱液位下降，则系统会自动增大阀门开度，加大流入水量，使液位升到给定高度c r。

系统原理方框图如图1.2所示。

图1.2 系统原理方框图习题1．题图1-1是一晶体管稳压电源。

试将其画成方块图并说明在该电源里哪些起着测量、放大、执行的作用以及系统里的干扰量和给定量是什么？题图1-12．如题图1-2（a）、（b）所示两水位控制系统，要求(1)画出方块图（包括给定输入量和扰动输入量）；(2)分析工作原理，讨论误差和扰动的关系。

自动控制试题及答案一、选择题1. 自动控制系统的基本组成包括以下哪些部分？A. 传感器B. 执行器C. 控制器D. 所有以上选项答案：D2. 闭环控制系统与开环控制系统的主要区别是什么？A. 闭环系统有反馈环节B. 开环系统有反馈环节C. 闭环系统没有传感器D. 两者没有区别答案：A二、填空题1. PID控制器中的P代表______，I代表______，D代表______。

答案：比例（Proportional）、积分（Integral）、微分（Derivative）2. 一个控制系统的开环传递函数为G(s)，闭环传递函数为H(s)，则闭环系统的反馈增益为______。

答案：1+G(s)H(s)三、简答题1. 简述自动控制系统的稳定性条件。

答案：自动控制系统的稳定性条件通常包括：系统的所有闭环极点都位于s平面的左半部，即实部小于零；系统没有纯虚数的极点；系统没有不稳定的零点。

2. 说明什么是系统的时间响应，并给出常见的时间响应类型。

答案：系统的时间响应是指系统在输入信号作用下，输出信号随时间变化的过程。

常见的时间响应类型包括：阶跃响应、斜坡响应、抛物线响应等。

四、计算题1. 已知一个二阶系统的开环传递函数为G(s) = ωn^2 / (s^2 +2ζωn s + ωn^2)，其中ωn = 10 rad/s，ζ = 0.5。

求系统的单位阶跃响应。

答案：根据给定的开环传递函数，可以计算出系统的单位阶跃响应。

首先，确定系统的自然频率ωn和阻尼比ζ。

然后，利用标准二阶系统的时间响应公式，计算出系统的过冲、延迟时间、上升时间和稳态误差等性能指标。

五、论述题1. 论述PID控制器设计的基本步骤及其在实际工程中的应用。

答案：PID控制器设计的基本步骤包括：确定控制目标和性能指标、选择合适的控制规律、调整比例、积分和微分参数、进行仿真验证和实际调试。

在实际工程中，PID控制器广泛应用于温度控制、速度控制、位置控制等领域，因其结构简单、易于实现和调整而得到广泛应用。

《⾃动控制原理》试卷（期末A卷参考答案）试题编号：重庆邮电⼤学2009学年2学期《⾃动控制原理》试卷（期中）（A 卷）（闭卷）⼀、简答题（本⼤题共5⼩题，每⼩题4分，共20分） 1．传递函数定义及其主要性质。

答：线性定常系统在零初始条件下，输出量的拉⽒变换与输⼊量的拉⽒变换之⽐，称为传递函数。

（2分）主要性质：(每回答正确2个1分，全部正确2分)1）传递函数只适⽤于线性定常系统：由于传递函数是基于拉⽒变换，将原来的线性常系数微分⽅程从时域变换到复域，故只适⽤于线性定常系统。

2）传递函数是在零初始条件下定义的。

如果系统为⾮零初始条件，⾮零初始值V(s)，则系统新的输⼊、输出关系为：Y(s)=G(s).U(s)+ V(s)3)传递函数只表⽰了系统的端⼝关系，不明显表⽰系统内部部件的信息。

因此对于同⼀个物理系统，如果描述的端⼝不同，其传递函数也可能不同；⽽不同的物理系统，其传递函数可能相同。

4)传递函数是复变量S 的有理真分式函数，分⼦多项式的次数n 低于或等于分母多项的次数m ，所有系数均为实数。

2．线性控制系统的稳定性定义。

答：如果线性控制系统在初始扰动的影响下，其动态过程随时间的推移逐渐衰减并趋于零或原平衡点，则称系统渐进稳定，简称稳定（3分），反之，如果在初始扰动下，系统的动态过程随时间的推移⽽发散，则不稳定。

（1分）3．闭环系统的零、极点位置对于时间响应性能的超调量、调节时间的有何影响？答：（1）超调量主要取决于闭环复数主导极点的衰减率21//ξξωσ-=d ，与其他闭环零、极点接近坐标原点的程度有关；（2分）（2）条件时间主要取决于靠近虚轴的闭环复数极点的实部绝对值ξωσ=，如果实数极点距离虚轴最近，并且它附近没有实数零点，则调节时间主要取决于该实数极点的模值。

（2分）4．对于⼀个给定的开环增益为o k 最⼩相位系统，说明采⽤频率⽅法和根轨迹法判断稳定性的统⼀性。

答：频率法判断系统稳定性时，当o k 较⼩时，其副相曲线在)(ωj Go 平⾯不包围（-1，j0）这点，系统稳定，随着o k 的增加，副相曲线包围（-1，j0）这点，系统不稳定。

自动控制系统例子
【篇一：自动控制系统例子】
问题太简单了
生活中看到最多的是：
1、电视机的遥控系统，它采用红外线脉冲和数字编码技术
2、洗衣机的自动控制系统，有一种是采用定时控制技术（最简单）
3、空调自动控制系统，他利用温度传感器实行压缩机是否运行
4、电饭煲控制系统，它采用水蒸发以后。

温度超过100以上，然后用温度控制器实行电路的开关
5、汽车的自动换档控制系统，利用汽车的速度传感器，检测速度，然后利用电磁控制系统实行自动换档
6、水塔的自动打水系统，利用水位传感器，检查水位是否过低和过高，过低供水过高停止
7、电瓶车、手机、笔记本等等的自动充电系统
8、宾馆商场的自动门等等，可谓数不胜数
我们公司非常欢迎勇于攀登科学技术高峰的人才，加入我们的团队。

自动控制系统考试试题一、选择题（每题 3 分，共 30 分）1、自动控制系统中，反馈的作用是（）A 消除偏差B 减小偏差C 增大偏差D 维持偏差2、以下属于随动控制系统的是（）A 恒温控制系统B 液位控制系统C 雷达跟踪系统D 压力控制系统3、系统的开环传递函数为 G(s)H(s) ＝ K ／（s(s ＋ 1)），则其型别为（）A 0 型B I 型C II 型D III 型4、对于一个稳定的系统，其相角裕度应该（）A 大于 0B 小于 0C 等于 0D 不确定5、根轨迹的分支数等于（）A 开环极点的个数B 开环零点的个数C 开环极点数与零点数之差D 开环极点数与零点数之和6、频率特性的对数幅频特性图中，纵坐标表示（）A 幅值B 幅值的对数C 相角D 频率7、下列哪种校正方式可以提高系统的稳态精度（）A 超前校正B 滞后校正C 滞后超前校正D 都不能8、采样系统中，采样周期 T 越大，则（）A 系统稳定性越好B 系统稳定性越差C 对系统稳定性无影响D 不确定9、离散系统的脉冲传递函数定义为（）A 输出脉冲序列与输入脉冲序列之比B 输出采样信号与输入采样信号之比C 输出离散信号与输入离散信号之比D 以上都不对10、状态空间表达式中，状态变量的个数等于（）A 系统的阶数B 系统的输入量个数C 系统的输出量个数D 系统的零极点个数二、填空题（每题 3 分，共 30 分）1、自动控制系统由_____、＿____、＿____、＿____和_____五部分组成。

2、控制系统的性能指标通常包括_____、＿____、＿____、＿____和_____。

3、线性系统稳定的充分必要条件是其闭环特征根都具有_____。

4、根轨迹起始于_____，终止于_____。

5、频率特性可以由_____、＿____和_____三种图形来表示。

6、系统的校正方式包括_____、＿____和_____。

7、采样定理指出，采样频率必须大于信号最高频率的_____倍。

自动控制系统一、判断下面结论或言论是否正确，如果正确在该结论或言论的后面的括号内标上(√)；反之标上(╳)。

1、反馈定理告诉我们：要想维持一个物理量不变或基本不变，就应该引入这个物理量的负反馈与给定相比较，形成闭环系统。

( )2、逻辑代数等式的左端是运动控制线路的线圈符号，逻辑代数等式的右端是运动控制线路的触点符号。

( )3、在一个连通图内，如果物体的运动轨迹的结点有N（>2）个奇数结点，那么被控物体需要使用N/2次才能不重复的走完每一条轨迹。

( )4、带电流正反馈的电压负反馈调速系统能完全取代转速负反馈调速系统。

( )5、控制系统计算机仿真的目的是：缩短控制系统的设计周期。

( )6、在Simulink仿真模型中，使用M文件S函数会增加实际用时的时间。

( )7、封装技术可以使子系统参数在修改时变的快速、隐蔽。

( )8、在双闭环调速系统中，如果在突加给定起动时电动机的电枢电流超过最大允许值，应增大电流反馈系数 ，可以降低电动机的电枢电流。

( )9、在双闭环调速系统中，当系统的固有参数一定时，电流调节器的输出U ct主要取决于转速给定U n*和负载I dL的大小。

( )10、可逆PWM变换器的电压输出波形在每个周期内一定有两种极性。

( )11、晶闸管—电动机系统需要快速回馈制动时，最佳方案是采用反并联可逆线路。

( )12、在PWM调速控制系统中，失控时间T S的大小与电网频率的高低有关。

( )13、在PWM直流调速控制系统中，大功率开关的频率越高，电枢电流也就越容易连续。

( )14、在PWM直流调速控制系统中，双极式控制方法下的电枢电流不会产生电流断续现象。

( ) 15、在带电流截止环节的转速负反馈调速系统中，如果截止比较电压发生变化，对该系统运行段的静特性没有影响。

( )16、在双闭环可逆调速系统中，任何实现无转速超调的方法，都会出现速度调节器ASR超调的现象。

( )17、在主电路中，只要没有抑制环流的电抗器，就是逻辑无环流可逆调速系统。

自动化控制系统题库1. 简介自动化控制系统是指利用计算机技术和先进的控制算法，对各种生产、工程和服务过程进行自动化控制和管理的一种系统。

本题库旨在帮助学生巩固和提升自动化控制系统方面的知识和技能。

2. 题目类型本题库涵盖了自动化控制系统的各个方面，包括但不限于以下题型：- 选择题：从给定的选项中选择正确的答案。

- 填空题：补全给定的句子或表达。

- 计算题：根据具体情景进行计算，并给出准确的结果。

- 简答题：回答提出的问题，并给出合理的解释和分析。

- 应用题：根据真实情景进行系统设计、模拟和分析。

3. 题目示例以下是一些自动化控制系统题库的示例题目：3.1 选择题1) 自动控制系统的核心是什么？A. 传感器B. 调节器C. 控制器D. 执行器2) 下列哪个不属于闭环控制系统的组成部分？A. 传感器B. 比例控制器C. 人机界面D. 执行器3.2 填空题1) 传感器是自动控制系统中的__________。

2) 控制器根据传感器反馈的信息和设定值进行__________。

3.3 计算题1) 一个自动控制系统的输出信号为4-20mA，输入信号范围为0-100摄氏度，若当前输入信号为75摄氏度，则输出信号为多少mA？3.4 简答题1) 什么是闭环控制系统？请简要描述其工作原理。

3.5 应用题1) 设计一个温度控制系统，要求将一个水槽的温度控制在25摄氏度左右。

请画出该系统的框图，并说明每一个组成部分的作用和连接方式。

4. 使用建议为了充分利用本题库进行自动化控制系统的学习和练习，建议学生根据自己的学习目标和时间安排，合理划分欲解答的题目数量和时间，保证学习效果和进度的平衡。

可以单独解答每个题目，也可以模拟考试情景进行批量解答。

5. 结语自动化控制系统题库旨在为学生提供全面的自动化控制系统学习和练习资源，帮助他们夯实基础知识，提升解决问题和设计系统的能力。

通过有效地使用本题库，相信学生们能够在自动化控制系统领域取得更好的成绩和进步。

自动控制原理考试试卷及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪项不是自动控制系统的基本组成部分？A. 控制器B. 被控对象C. 执行机构D. 操作人员答案：D2. 在自动控制系统中，下列哪项属于反馈环节？A. 控制器B. 执行机构C. 被控对象D. 反馈元件答案：D3. 下列哪种控制方式属于闭环控制？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制答案：D4. 下列哪种控制方式属于开环控制？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分控制答案：A5. 在自动控制系统中，下列哪种控制规律不会产生稳态误差？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制答案：B6. 下列哪种控制方式适用于一阶惯性环节？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制答案：A7. 在自动控制系统中，下列哪种环节不会产生相位滞后？A. 比例环节B. 积分环节C. 微分环节D. 比例-积分环节答案：A8. 下列哪种控制方式可以使系统具有较好的稳定性和快速性？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制答案：D9. 在自动控制系统中，下列哪种环节可以使系统具有较好的阻尼效果？A. 比例环节B. 积分环节C. 微分环节D. 比例-积分环节答案：C10. 下列哪种控制方式可以使系统具有较好的跟踪性能？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 自动控制系统的基本组成部分有：控制器、被控对象、执行机构、________。

答案：反馈元件2. 在自动控制系统中，反馈环节的作用是________。

答案：减小系统的稳态误差3. 闭环控制系统的特点有：________、________、________。

答案：稳定性好、快速性好、准确性高4. 开环控制系统的缺点有：________、________、________。

[标签:标题]篇一：自动控制原理试题库(有答案的)自动控制理论试卷（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，其控制作用是通过值进行的。

2、复合控制有两种基本形式：即按前馈复合控制。

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（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g(t)?10e?0.2t?5e?0.5t，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?(?)?tg?1(??)?900?tg?1(T?)，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D(s)?s3?2s2?3s?6?0，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Z?2。

4、系统在r(t)?t2作用下的稳态误差ess??，说明()A、型别v?2；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Kr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G(s)H(s)??1。

自动控制考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 自动控制系统中，开环控制系统与闭环控制系统的主要区别在于是否包含（）。

A. 反馈环节B. 控制器C. 执行器D. 传感器答案：A2. 一个系统在单位阶跃输入作用下，稳态误差为零，该系统类型为（）。

A. 0型B. 1型C. 2型D. 3型答案：B3. 在控制系统中，若系统的开环传递函数为G(s)H(s)，则闭环传递函数为（）。

A. G(s)H(s)/[1+G(s)H(s)]B. G(s)H(s)C. 1/[1+G(s)H(s)]D. G(s)H(s)/[1-G(s)H(s)]答案：A4. 对于一个二阶系统，其阻尼比ζ=0.5，自然频率ωn=4 rad/s，该系统的过渡过程为（）。

A. 欠阻尼B. 临界阻尼C. 过阻尼D. 无阻尼答案：A5. 在控制系统中，若系统的开环传递函数为G(s)H(s)，且已知G(s)H(s)=1/s(s+1)，则系统的稳态误差为（）。

A. 0B. 1C. 0.5D. 无法确定答案：B6. 在自动控制系统中，若系统的开环传递函数为G(s)H(s)，且已知系统的稳态误差为零，则该系统为（）。

A. 0型系统B. 1型系统C. 2型系统D. 3型系统答案：B7. 对于一个二阶系统，其阻尼比ζ=0.7，自然频率ωn=5 rad/s，该系统的过渡过程为（）。

A. 欠阻尼B. 临界阻尼C. 过阻尼D. 无阻尼答案：A8. 在控制系统中，若系统的开环传递函数为G(s)H(s)，且已知G(s)H(s)=1/s^2(s+2)，则系统的稳态误差为（）。

A. 0B. 1C. 0.5D. 无法确定答案：D9. 在自动控制系统中，若系统的开环传递函数为G(s)H(s)，且已知系统的稳态误差为1，则该系统为（）。

A. 0型系统B. 1型系统C. 2型系统D. 3型系统答案：A10. 对于一个二阶系统，其阻尼比ζ=0.9，自然频率ωn=6 rad/s，该系统的过渡过程为（）。