自動控制系統(tǒng)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)按給定值信號特點分類不包括（）A.定值控制系統(tǒng)B.隨動控制系統(tǒng)C.程序控制系統(tǒng)D.反饋控制系統(tǒng)2.控制系統(tǒng)中，把輸出信號直接或經過一些環(huán)節(jié)重新引回到輸入端的做法叫（）A.反饋B.前饋C.擾動D.控制3.衡量系統(tǒng)響應快速性的指標是（）A.穩(wěn)態(tài)誤差B.超調量C.調整時間D.峰值時間4.系統(tǒng)輸出量對輸入量進行跟蹤的性能稱為（）A.穩(wěn)定性B.準確性C.快速性D.魯棒性5.一階系統(tǒng)的時間常數T越小，系統(tǒng)響應（）A.越慢B.越快C.無影響D.不確定6.單位階躍響應的穩(wěn)態(tài)值與輸入值的差稱為（）A.穩(wěn)態(tài)誤差B.動態(tài)誤差C.靜態(tài)誤差D.累積誤差7.自動控制系統(tǒng)的基本組成環(huán)節(jié)不包括（）A.控制器B.被控對象C.傳感器D.執(zhí)行器8.對于線性定常系統(tǒng)，其輸出響應的暫態(tài)分量取決于（）A.輸入信號B.系統(tǒng)的固有特性C.輸出信號D.初始條件9.系統(tǒng)的傳遞函數定義為（）A.輸出與輸入之比B.零初始條件下，輸出拉氏變換與輸入拉氏變換之比C.輸入與輸出之比D.輸出與輸入之和10.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ=1時，系統(tǒng)的響應是（）A.欠阻尼B.過阻尼C.臨界阻尼D.無阻尼二、多項選擇題（每題2分，共10題）1.自動控制系統(tǒng)的性能要求包括（）A.穩(wěn)定性B.準確性C.快速性D.可靠性2.以下屬于自動控制系統(tǒng)按結構分類的有（）A.開環(huán)控制系統(tǒng)B.閉環(huán)控制系統(tǒng)C.復合控制系統(tǒng)D.線性控制系統(tǒng)3.控制系統(tǒng)的數學模型有（）A.微分方程B.傳遞函數C.狀態(tài)空間表達式D.頻率特性4.一階系統(tǒng)的性能指標有（）A.時間常數B.穩(wěn)態(tài)誤差C.超調量D.調整時間5.影響二階系統(tǒng)性能的參數有（）A.固有頻率ωnB.阻尼比ζC.放大系數KD.時間常數T6.以下屬于典型輸入信號的有（）A.單位階躍信號B.單位斜坡信號C.單位脈沖信號D.正弦信號7.系統(tǒng)的穩(wěn)定性取決于（）A.系統(tǒng)的結構B.系統(tǒng)的參數C.輸入信號D.初始條件8.減小穩(wěn)態(tài)誤差的方法有（）A.增大開環(huán)增益B.增加積分環(huán)節(jié)C.減小干擾D.優(yōu)化控制器結構9.自動控制系統(tǒng)中常用的控制規(guī)律有（）A.P控制B.PI控制C.PD控制D.PID控制10.系統(tǒng)的動態(tài)性能指標包括（）A.超調量B.調整時間C.峰值時間D.上升時間三、判斷題（每題2分，共10題）1.開環(huán)控制系統(tǒng)一定不存在反饋環(huán)節(jié)。（）2.系統(tǒng)的傳遞函數只與系統(tǒng)的結構和參數有關，與初始條件無關。（）3.一階系統(tǒng)的時間常數越大，系統(tǒng)響應越快。（）4.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ越大，超調量越大。（）5.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差只與系統(tǒng)的結構和參數有關。（）6.單位脈沖響應的拉氏變換就是系統(tǒng)的傳遞函數。（）7.線性系統(tǒng)滿足疊加原理。（）8.比例控制能消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。（）9.系統(tǒng)的穩(wěn)定性是系統(tǒng)正常工作的首要條件。（）10.積分控制可以提高系統(tǒng)的無差度。（）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：基本組成有被控對象、控制器、執(zhí)行器、測量元件。被控對象是被控制的生產設備或過程；控制器對測量值與給定值比較后的偏差進行運算，發(fā)出控制信號；執(zhí)行器根據控制信號操作；測量元件檢測被控變量并轉換為電信號反饋給控制器。2.簡述穩(wěn)定性的定義及判定方法。答：穩(wěn)定性指系統(tǒng)在受到外界擾動作用使平衡狀態(tài)被破壞后，能夠恢復到原來平衡狀態(tài)或新平衡狀態(tài)的能力。判定方法有勞斯判據、奈奎斯特判據等，通過分析系統(tǒng)特征方程根的分布或頻率特性判斷。3.簡述比例、積分、微分控制規(guī)律的特點。答：比例控制：反應快，輸出與偏差成比例，但有穩(wěn)態(tài)誤差；積分控制：能消除穩(wěn)態(tài)誤差，但響應慢，可能超調；微分控制：能預測偏差變化趨勢，加快響應，減小超調，但對干擾敏感。4.簡述傳遞函數的概念及作用。答：傳遞函數是零初始條件下，輸出拉氏變換與輸入拉氏變換之比。作用是描述系統(tǒng)輸入輸出關系，可分析系統(tǒng)性能，如穩(wěn)定性、動態(tài)響應等，便于設計和優(yōu)化控制系統(tǒng)。五、討論題（每題5分，共4題）1.討論開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點。答：開環(huán)優(yōu)點：結構簡單、成本低、工作穩(wěn)定，不存在穩(wěn)定性問題；缺點：抗干擾能力差，控制精度低。閉環(huán)優(yōu)點：能自動調節(jié)，抗干擾能力強，控制精度高；缺點：結構復雜，成本高，可能出現不穩(wěn)定。2.討論如何提高自動控制系統(tǒng)的準確性。答：可增大系統(tǒng)開環(huán)增益，增加積分環(huán)節(jié)提高系統(tǒng)無差度，優(yōu)化控制器結構如采用PID控制。同時要合理選擇系統(tǒng)參數，減少干擾影響，通過反饋環(huán)節(jié)及時調整偏差，提高輸出跟蹤輸入的精度。3.討論在實際應用中如何選擇合適的控制規(guī)律。答：簡單系統(tǒng)且允許穩(wěn)態(tài)誤差，可選P控制；需消除穩(wěn)態(tài)誤差，選PI控制；系統(tǒng)響應慢、超調大，可加微分構成PD或PID控制。要根據被控對象特性、控制要求及成本等綜合選擇。4.討論自動控制系統(tǒng)在工業(yè)生產中的重要性。答：自動控制系統(tǒng)能提高生產效率，實現自動化生產，減少人力成本和人為誤差。保證產品質量穩(wěn)定，精確控制工藝參數。還能保障生產安全，及時應對異常情況，優(yōu)化資源配置，推動工業(yè)現代化發(fā)展。答案一、單項選擇題1.D2.A3.C4.B5.B6.A7.C8.B9.B10.C二、多項選擇題1.ABC2.ABC3