自控原理試卷一、選擇題（每題2分，共20分）A.控制器B.執(zhí)行器C.傳感器D.變頻器2.PID控制器中的P代表什么？A.比例B.積分C.微分D.比例積分3.在反饋控制系統(tǒng)中，開環(huán)控制和閉環(huán)控制的區(qū)別是什么？A.開環(huán)控制有反饋，閉環(huán)控制無反饋B.開環(huán)控制無反饋，閉環(huán)控制有反饋C.兩者都有反饋D.兩者都無反饋A.PID控制B.狀態(tài)反饋控制C.預(yù)測控制D.聯(lián)想記憶控制5.在控制系統(tǒng)中，什么是系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差？A.輸入信號與輸出信號之間的差值B.系統(tǒng)輸出達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的誤差C.系統(tǒng)輸入達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的誤差D.系統(tǒng)輸出與輸入之間的比例關(guān)系A(chǔ).穩(wěn)定性B.準(zhǔn)確性C.響應(yīng)速度D.頻率響應(yīng)7.在頻率響應(yīng)分析中，什么是系統(tǒng)的截止頻率？A.系統(tǒng)增益下降到0的頻率B.系統(tǒng)增益下降到3dB的頻率C.系統(tǒng)相位滯后180°的頻率D.系統(tǒng)相位滯后90°的頻率9.在自適應(yīng)控制中，什么是系統(tǒng)的自適應(yīng)律？A.控制器參數(shù)隨時(shí)間變化的規(guī)律B.控制器參數(shù)隨輸入信號變化的規(guī)律C.控制器參數(shù)隨輸出信號變化的規(guī)律D.控制器參數(shù)隨系統(tǒng)狀態(tài)變化的規(guī)律A.模糊控制B.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制C.遺傳算法控制D.PID控制二、填空題（每題2分，共20分）1.自動控制系統(tǒng)的基本組成部分包括控制器、執(zhí)行器和________。2.PID控制器中的I代表________。3.在反饋控制系統(tǒng)中，開環(huán)控制無________，閉環(huán)控制有________。4.常見的控制策略包括PID控制、狀態(tài)反饋控制和________。5.在控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差是指系統(tǒng)輸出達(dá)到________時(shí)的誤差。6.控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)包括穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和________。7.在頻率響應(yīng)分析中，系統(tǒng)的截止頻率是指系統(tǒng)增益下降到________的頻率。9.在自適應(yīng)控制中，系統(tǒng)的自適應(yīng)律是指控制器參數(shù)隨________變化的規(guī)律。10.智能控制的方法包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和________。三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述自動控制系統(tǒng)的基本原理。2.什么是PID控制器？簡述其工作原理。3.簡述開環(huán)控制和閉環(huán)控制的區(qū)別。四、計(jì)算題（每題20分，共40分）1.已知某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s+10)，求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。2.已知某系統(tǒng)的頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)如下：頻率（Hz）01020304050增益（dB）03691215求系統(tǒng)的截止頻率。五、分析題（每題20分，共40分）系統(tǒng)1：G1(s)=1/(s+1)系統(tǒng)2：G2(s)=1/(s^2+2s+1)2.已知某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=1/(s+1)(s+2)，設(shè)計(jì)一個(gè)PID控制器，使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差小于0.1。一、選擇題答案：1.D2.A3.B4.D5.B6.D7.B8.C9.A10.C二、簡答題答案：1.自動控制系統(tǒng)的基本原理是利用反饋機(jī)制，通過比較系統(tǒng)輸出與期望輸出，自動調(diào)整系統(tǒng)行為，使系統(tǒng)輸出跟蹤期望輸出。2.PID控制器是一種比例積分微分控制器，它根據(jù)誤差信號的比例、積分和微分進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的精確控制。3.開環(huán)控制和閉環(huán)控制的區(qū)別在于閉環(huán)控制有反饋環(huán)節(jié)，能根據(jù)輸出調(diào)整控制動作，而開環(huán)控制無反饋，控制動作與輸出無關(guān)。三、計(jì)算題答案：1.穩(wěn)態(tài)誤差=1/(1+Kp)，其中Kp為比例系數(shù)，由題意可知Kp=10，所以穩(wěn)態(tài)誤差=1/(1+10)=0.0909。2.截止頻率為系統(tǒng)增益下降到3dB的頻率，由題意可知，當(dāng)頻率為20Hz時(shí)，系統(tǒng)增益為6dB，所以截止頻率為20Hz。四、分析題答案：1.系統(tǒng)穩(wěn)定性的判斷可以通過計(jì)算系統(tǒng)的特征值或使用勞斯判據(jù)。系統(tǒng)1的特征值為1，系統(tǒng)2的特征值為2和1，所以兩個(gè)系統(tǒng)都是穩(wěn)定的。2.PID控制器的參數(shù)整定方法有多種，如臨界比例度法、衰減曲線法等。假設(shè)選擇臨界比例度法，可以先確定比例系數(shù)Kp，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算積分時(shí)間常數(shù)Ti和微分時(shí)間常數(shù)Td。1.自動控制系統(tǒng)的基本原理：反饋機(jī)制、系統(tǒng)輸出與期望輸出的比較、自動調(diào)整系統(tǒng)行為。2.PID控制器：比例積分微分控制、誤差信號的比例、積分和微分。3.開環(huán)控制與閉環(huán)控制：反饋環(huán)節(jié)、控制動作與輸出的關(guān)系。4.穩(wěn)態(tài)誤差：系統(tǒng)輸出達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的誤差。5.控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)：穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、響應(yīng)速度、頻率響應(yīng)。7.自適應(yīng)控制：控制器參數(shù)隨環(huán)境變化的規(guī)律。8.智能控制方法：模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。9.穩(wěn)定性分析：特征值、勞斯判據(jù)。10.PID控制器參數(shù)整定：臨界比例度法、衰減曲線法、比例系數(shù)、積分時(shí)間常數(shù)、微分時(shí)間常數(shù)。各題型所考察學(xué)生的知識點(diǎn)詳解及示例：1.選擇題：考察學(xué)生對自動控制系統(tǒng)基本概念、控制策略、性能指標(biāo)等的理解和掌握程度。2.簡答題：考察學(xué)生對自動控制