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)的基本控制方式不包括（）A.開環(huán)控制B.閉環(huán)控制C.復(fù)合控制D.順序控制2.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)取決于（）A.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和輸入B.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)C.系統(tǒng)參數(shù)和輸入D.系統(tǒng)輸入和輸出3.單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為\(G(s)=\frac{1}{s(s+1)}\)，其閉環(huán)傳遞函數(shù)是（）A.\(\frac{1}{s^2+s+1}\)B.\(\frac{1}{s^2+s}\)C.\(\frac{s+1}{s^2+s+1}\)D.\(\frac{s}{s^2+s+1}\)4.一階系統(tǒng)\(G(s)=\frac{1}{Ts+1}\)的時間常數(shù)\(T\)越小，系統(tǒng)的響應(yīng)速度（）A.越慢B.越快C.不變D.不確定5.二階欠阻尼系統(tǒng)的阻尼比\(\zeta\)取值范圍是（）A.\(\zeta>1\)B.\(\zeta=1\)C.\(0<\zeta<1\)D.\(\zeta<0\)6.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與（）有關(guān)。A.輸入信號B.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)C.輸入信號和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)D.輸出信號7.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8.奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)是利用系統(tǒng)的（）來判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的。A.開環(huán)幅頻特性B.開環(huán)相頻特性C.開環(huán)幅相頻率特性D.閉環(huán)幅相頻率特性9.比例控制器的輸出與輸入的關(guān)系是（）A.積分關(guān)系B.微分關(guān)系C.比例關(guān)系D.無關(guān)系10.串聯(lián)超前校正裝置主要是利用其（）特性提高系統(tǒng)性能。A.相位超前B.相位滯后C.幅值衰減D.幅值增大二、多項選擇題（每題2分，共10題）1.自動控制系統(tǒng)按給定值的特點分類，可分為（）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.反饋控制系統(tǒng)2.以下屬于控制系統(tǒng)性能指標的有（）A.穩(wěn)定性B.快速性C.準確性D.復(fù)雜性3.系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有（）A.微分方程B.傳遞函數(shù)C.狀態(tài)空間表達式D.方框圖4.影響系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的因素有（）A.系統(tǒng)類型B.輸入信號形式C.系統(tǒng)增益D.干擾信號5.以下關(guān)于根軌跡的說法正確的有（）A.根軌跡起始于開環(huán)極點B.根軌跡終止于開環(huán)零點C.根軌跡對稱于實軸D.根軌跡的分支數(shù)等于開環(huán)極點數(shù)6.頻率特性包括（）A.幅頻特性B.相頻特性C.實頻特性D.虛頻特性7.以下屬于常用的校正方式有（）A.串聯(lián)校正B.并聯(lián)校正C.前饋校正D.反饋校正8.比例積分控制器的特點有（）A.消除穩(wěn)態(tài)誤差B.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性C.加快系統(tǒng)響應(yīng)速度D.使系統(tǒng)相位滯后9.自動控制系統(tǒng)的組成部分包括（）A.控制器B.執(zhí)行機構(gòu)C.被控對象D.測量元件10.二階系統(tǒng)的性能指標主要與（）有關(guān)。A.固有頻率B.阻尼比C.時間常數(shù)D.增益三、判斷題（每題2分，共10題）1.開環(huán)控制系統(tǒng)一定沒有反饋環(huán)節(jié)。（）2.傳遞函數(shù)只適用于線性定常系統(tǒng)。（）3.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差越小，系統(tǒng)的準確性越高。（）4.根軌跡上的點一定是閉環(huán)極點。（）5.奈奎斯特曲線包圍\((-1,j0)\)點，系統(tǒng)不穩(wěn)定。（）6.比例控制器可以減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。（）7.積分控制器能消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。（）8.系統(tǒng)的帶寬越寬，其響應(yīng)速度越快，但抗干擾能力越弱。（）9.超前校正裝置可以提高系統(tǒng)的相角裕度。（）10.反饋控制系統(tǒng)必然是閉環(huán)控制系統(tǒng)。（）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、執(zhí)行機構(gòu)、被控對象、測量元件?？刂破鲗y量元件反饋信號與給定值比較處理；執(zhí)行機構(gòu)按控制器命令操作；被控對象是被控制的設(shè)備或過程；測量元件檢測被控量并反饋給控制器。2.什么是系統(tǒng)的傳遞函數(shù)？其有什么特點？答：傳遞函數(shù)是在零初始條件下，系統(tǒng)輸出拉氏變換與輸入拉氏變換之比。特點：只取決于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，與輸入輸出信號無關(guān)；反映系統(tǒng)自身動態(tài)特性；是復(fù)變量\(s\)的有理分式。3.簡述系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義及判定方法。答：穩(wěn)定性指系統(tǒng)在擾動消失后，由初始偏差狀態(tài)恢復(fù)到原平衡狀態(tài)的能力。判定方法有：勞斯判據(jù)（根據(jù)特征方程系數(shù)判斷）、根軌跡法（分析閉環(huán)極點分布）、奈奎斯特判據(jù)（利用開環(huán)幅相特性判斷）。4.簡述串聯(lián)超前校正的作用。答：串聯(lián)超前校正利用其相位超前特性，增加系統(tǒng)的相角裕度，改善系統(tǒng)的動態(tài)性能，使系統(tǒng)的響應(yīng)速度加快，超調(diào)量減??；同時在一定程度上提高系統(tǒng)的開環(huán)增益，減小穩(wěn)態(tài)誤差。五、討論題（每題5分，共4題）1.討論開環(huán)控制和閉環(huán)控制的優(yōu)缺點。答：開環(huán)控制優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易于實現(xiàn)；缺點是抗干擾能力差，控制精度依賴于系統(tǒng)校準。閉環(huán)控制優(yōu)點是能自動調(diào)節(jié)，抗干擾能力強，控制精度高；缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，可能出現(xiàn)不穩(wěn)定。2.試討論如何根據(jù)系統(tǒng)性能要求選擇合適的校正方式。答：若需提高響應(yīng)速度、增加相角裕度，可選擇串聯(lián)超前校正；要消除穩(wěn)態(tài)誤差、提高系統(tǒng)型別，考慮比例積分校正；若要改善系統(tǒng)動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能，可結(jié)合多種校正方式，如串聯(lián)超前-滯后校正等。3.分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與哪些因素有關(guān)，如何減小穩(wěn)態(tài)誤差。答：穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)類型、輸入信號形式、系統(tǒng)增益有關(guān)。減小穩(wěn)態(tài)誤差方法：增加系統(tǒng)型別，提高系統(tǒng)增益；采用復(fù)合控制；加入積分環(huán)節(jié)，如比例積分控制器，消除常值穩(wěn)態(tài)誤差。4.討論頻率特性分析方法在自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用及意義。答：應(yīng)用：通過繪制頻率特性曲線，分析系統(tǒng)穩(wěn)定性、動態(tài)性能等；設(shè)計校正裝置。意義：可在頻域直觀分析系統(tǒng)性能，避免復(fù)雜時域計算；能通過實驗獲得頻率特性，便于分析難以建立數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)。答案一、單項選擇題1.D2.B3.A4.B5.C6.C7.B8.C9.C10.A二、多項選擇題1.ABC