自動控制試題及答案

一、單項選擇題（每題2分，共10題）1.自動控制系統(tǒng)按給定值信號特征分類不包括（）A.恒值控制系統(tǒng)B.隨動控制系統(tǒng)C.程序控制系統(tǒng)D.開環(huán)控制系統(tǒng)2.控制系統(tǒng)的基本要求不包括（）A.穩(wěn)定性B.快速性C.準(zhǔn)確性D.復(fù)雜性3.以下屬于典型輸入信號的是（）A.正弦信號B.單位斜坡信號C.余弦信號D.矩形信號4.線性系統(tǒng)的重要特性是（）A.疊加性B.非線性C.時變性D.不確定性5.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)T反映系統(tǒng)的（）A.響應(yīng)速度B.穩(wěn)態(tài)精度C.振蕩頻率D.超調(diào)量6.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)取決于（）A.輸入信號B.輸出信號C.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)D.初始條件7.若二階系統(tǒng)的阻尼比ζ=1，則系統(tǒng)的響應(yīng)是（）A.無阻尼振蕩B.欠阻尼振蕩C.臨界阻尼D.過阻尼8.根軌跡起始于（）A.開環(huán)零點B.開環(huán)極點C.閉環(huán)零點D.閉環(huán)極點9.頻域分析中，奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)是利用（）來判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性。A.開環(huán)幅相特性曲線B.閉環(huán)幅相特性曲線C.伯德圖D.根軌跡10.以下哪種校正方式可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度（）A.超前校正B.滯后校正C.滯后-超前校正D.比例校正二、多項選擇題（每題2分，共10題）1.自動控制系統(tǒng)的組成部分包括（）A.控制器B.被控對象C.測量變送器D.執(zhí)行器2.以下屬于自動控制系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)分類的有（）A.開環(huán)控制系統(tǒng)B.閉環(huán)控制系統(tǒng)C.復(fù)合控制系統(tǒng)D.線性控制系統(tǒng)3.控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)可以分為（）A.時域性能指標(biāo)B.頻域性能指標(biāo)C.穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)D.動態(tài)性能指標(biāo)4.典型輸入信號有（）A.單位階躍信號B.單位脈沖信號C.單位斜坡信號D.正弦信號5.線性系統(tǒng)的特點包括（）A.疊加性B.齊次性C.時不變性D.可線性化6.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)與（）有關(guān)。A.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)B.系統(tǒng)參數(shù)C.輸入信號D.輸出信號7.二階系統(tǒng)的性能指標(biāo)與（）有關(guān)。A.固有頻率ωnB.阻尼比ζC.時間常數(shù)TD.開環(huán)增益K8.根軌跡的繪制法則包括（）A.根軌跡的起點和終點B.根軌跡的分支數(shù)C.實軸上的根軌跡D.根軌跡的漸近線9.頻域性能指標(biāo)有（）A.幅值裕度B.相位裕度C.截止頻率D.諧振頻率10.常用的校正裝置有（）A.超前校正裝置B.滯后校正裝置C.滯后-超前校正裝置D.比例積分微分（PID）控制器三、判斷題（每題2分，共10題）1.開環(huán)控制系統(tǒng)一定比閉環(huán)控制系統(tǒng)性能差。（）2.系統(tǒng)的穩(wěn)定性只取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，與初始條件和輸入信號無關(guān)。（）3.單位階躍響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)值就是系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出。（）4.傳遞函數(shù)只適用于線性定常系統(tǒng)。（）5.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快。（）6.根軌跡是閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根在s平面上隨開環(huán)增益K變化的軌跡。（）7.系統(tǒng)的幅值裕度和相位裕度越大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性越好。（）8.超前校正主要是利用其相角超前特性提高系統(tǒng)的相角裕度。（）9.滯后校正裝置會使系統(tǒng)的截止頻率增大。（）10.比例積分微分（PID）控制器可以同時改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能。（）四、簡答題（每題5分，共4題）1.簡述自動控制系統(tǒng)的基本組成及各部分作用。答：基本組成包括控制器、被控對象、測量變送器、執(zhí)行器?？刂破鲗y量值與給定值比較后的偏差進(jìn)行運(yùn)算并發(fā)出控制信號；被控對象是被控制的物理量所在對象；測量變送器檢測被控量并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號；執(zhí)行器根據(jù)控制信號操作改變被控量。2.什么是系統(tǒng)的傳遞函數(shù)？其有何特點？答：傳遞函數(shù)是在零初始條件下，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。特點：與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)，與輸入輸出信號無關(guān)；適用于線性定常系統(tǒng)；反映系統(tǒng)內(nèi)在動態(tài)特性。3.簡述根軌跡的概念及繪制根軌跡的意義。答：根軌跡是當(dāng)系統(tǒng)某一參數(shù)（通常為開環(huán)增益K）從0變化到∞時，閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根在s平面上變化的軌跡。意義是可直觀分析系統(tǒng)參數(shù)變化對閉環(huán)極點位置的影響，進(jìn)而分析對系統(tǒng)性能的影響。4.簡述頻域分析的優(yōu)點。答：優(yōu)點有可通過實驗獲得系統(tǒng)頻率特性；能直觀分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和穩(wěn)態(tài)精度；可利用頻率特性曲線進(jìn)行系統(tǒng)校正設(shè)計；對于難以列寫微分方程的系統(tǒng)也適用。五、討論題（每題5分，共4題）1.在實際工程中，如何根據(jù)系統(tǒng)要求選擇合適的控制方式（開環(huán)、閉環(huán)、復(fù)合）？答：開環(huán)用于干擾少、精度要求不高的場合，結(jié)構(gòu)簡單成本低。閉環(huán)適用于要求高精度、抗干擾能力強(qiáng)的系統(tǒng)。復(fù)合則結(jié)合兩者優(yōu)點，在對控制精度和抗干擾要求極高時采用。需綜合考慮成本、性能要求等因素選擇。2.討論線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)在分析方法上的主要區(qū)別。答：線性系統(tǒng)能用疊加原理，分析方法有傳遞函數(shù)、時域頻域分析法等，有成熟理論體系。非線性系統(tǒng)不能用疊加原理，常用相平面法、描述函數(shù)法等，分析更復(fù)雜，無通用完整理論，需針對具體系統(tǒng)特性分析。3.試討論超前校正和滯后校正對系統(tǒng)性能的不同影響及適用場景。答：超前校正利用相角超前提高相角裕度，加快響應(yīng)速度，適用于響應(yīng)速度慢、穩(wěn)定裕度不足的系統(tǒng)。滯后校正利用高頻衰減特性，降低截止頻率，提高穩(wěn)態(tài)精度，適用于穩(wěn)態(tài)精度要求高但對響應(yīng)速度要求不高的系統(tǒng)。4.談?wù)勀銓ψ詣涌刂葡到y(tǒng)發(fā)展趨勢的理解。答：未來自動控制系統(tǒng)向智能化發(fā)展，如引入人工智能算法實現(xiàn)智能控制；向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，便于遠(yuǎn)程監(jiān)控與協(xié)同；向集成化發(fā)展，實現(xiàn)多系統(tǒng)融合；更加注重綠色節(jié)能與可靠性，以適應(yīng)工業(yè)4.0等發(fā)展需求。答案一、單項選擇題1.D2.D3.B4.A5.A6.C7.C8.B9.A10.B二、多項選擇題1.ABCD2