自動化專業(yè)專升本2025年重點題型練習試卷（含答案）考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。在每小題列出的四個選項中，只有一個是符合題目要求的，請將正確選項字母填在題后的括號內(nèi)。）1.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=(s+2)/(s^2+3s+2)，該系統(tǒng)屬于（）。A.無類型二階系統(tǒng)B.I型系統(tǒng)C.II型系統(tǒng)D.III型系統(tǒng)2.若某系統(tǒng)的特征方程為s^3+6s^2+11s+6=0，則該系統(tǒng)（）。A.穩(wěn)定B.不穩(wěn)定C.臨界穩(wěn)定D.無法判斷3.在負反饋控制系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)的帶寬，通常采用（）。A.比例控制器B.積分控制器C.比例-微分控制器D.比例-積分控制器4.某環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s)=1/(s(Ts+1))，其時間常數(shù)T越大，則該環(huán)節(jié)的（）。A.頻率響應越低B.頻率響應越高C.穩(wěn)定性越好D.穩(wěn)定性越差5.利用勞斯判據(jù)判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性時，若勞斯表中第一列出現(xiàn)全零行，則系統(tǒng)（）。A.有一對純虛根B.有兩個相同的根C.在s平面右半平面有根的個數(shù)等于該行全零元素個數(shù)減一D.一定不穩(wěn)定6.對于一階系統(tǒng)G(s)=1/(Ts+1)，當輸入為單位階躍信號時，其穩(wěn)態(tài)誤差ess為（）。A.0B.1/TC.TD.∞7.在放大電路中，共發(fā)射極放大電路的主要特點是（）。A.輸入電阻高，輸出電阻低B.輸入電阻低，輸出電阻高C.輸入電阻高，輸出電阻高D.輸入電阻低，輸出電阻低8.差分放大電路的主要作用是（）。A.放大共模信號B.抑制共模信號，放大差模信號C.降低輸入電阻D.提高輸出電阻9.TTL邏輯門電路的輸出高電平VOH和輸出低電平VOL分別約為（）。A.5V,0VB.3.5V,0.3VC.5V,0.3VD.3.3V,0.15V10.在數(shù)字電路中，八位二進制數(shù)10110011轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)是（）。A.187B.183C.199D.211二、填空題（每小題2分，共20分。請將答案填寫在題中的橫線上。）1.系統(tǒng)的穩(wěn)定性是由系統(tǒng)的__________決定的。2.若系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=K/(s(s+1)(s+5))，要使系統(tǒng)在階躍輸入下無穩(wěn)態(tài)誤差，K應該__________。3.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ對系統(tǒng)動態(tài)性能有顯著影響，當0<ζ<1時，系統(tǒng)表現(xiàn)為__________振蕩。4.在電路分析中，戴維南定理指出：任何一個線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，對其外部電路而言，可以等效為一個理想電壓源串聯(lián)一個電阻，該理想電壓源的電壓等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC，串聯(lián)電阻等于有源二端網(wǎng)絡(luò)__________時的等效電阻。5.NPN三極管工作在放大狀態(tài)時，其發(fā)射結(jié)電壓VBE和集電結(jié)電壓VBC的偏置情況通常是__________和__________。6.一個邏輯函數(shù)F=A⊕B可以用與非門實現(xiàn)，其表達式為F=_________。7.八進制數(shù)75轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)是__________。8.時序邏輯電路與組合邏輯電路的根本區(qū)別在于時序邏輯電路的輸出不僅取決于當前的輸入，還取決于__________。9.運算放大器工作在線性區(qū)域時，通常利用其__________特性。10.PLC是__________的縮寫，在自動化控制系統(tǒng)中得到廣泛應用。三、簡答題（每小題5分，共15分。）1.簡述負反饋控制系統(tǒng)的基本組成及其各自的作用。2.簡述放大電路中引入負反饋后對放大性能產(chǎn)生的主要影響。3.簡述二進制、十進制、十六進制之間的相互轉(zhuǎn)換方法。四、計算題（每小題10分，共30分。）1.已知某單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)H(s)=10s/(s+2)(s+5)，試求該系統(tǒng)的靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv。2.電路如右圖所示（此處無圖，假設(shè)為簡單RRC電路），已知R=5kΩ，C=0.1μF，輸入電壓u_in(t)=0V（t<0），t=0時突加u_in(t)=10V。求t≥0時，電容電壓u_C(t)的表達式，并計算t=1ms時u_C(1ms)的值。3.邏輯電路如右圖所示（此處無圖，假設(shè)為簡單的組合邏輯電路，包含邏輯門），寫出輸出邏輯函數(shù)F的表達式，并說明該電路的邏輯功能。五、分析題（每小題10分，共20分。）1.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=(s+3)/(s^2+3s+2)，試繪制該系統(tǒng)的根軌跡圖（無需精確繪制，畫出大致形狀和關(guān)鍵點即可），并分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2.寫出實現(xiàn)邏輯函數(shù)F=A⊕B⊕C的最簡邏輯表達式，并說明可以使用哪些基本的邏輯門（與門、或門、非門、與非門、或非門、異或門等）來實現(xiàn)該邏輯功能。試卷答案一、選擇題1.B2.B3.C4.A5.C6.A7.B8.B9.C10.A二、填空題1.特征方程（或閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點）2.大于零3.振蕩4.所有獨立電源置零（或令輸入源為零）5.正偏，反偏6.(A⊕B)''7.1111018.輸入歷史狀態(tài)（或存儲狀態(tài)）9.線性放大10.可編程邏輯控制器三、簡答題1.負反饋控制系統(tǒng)通常由比較環(huán)節(jié)、放大環(huán)節(jié)、執(zhí)行環(huán)節(jié)、被控對象和測量環(huán)節(jié)組成。比較環(huán)節(jié)將給定信號與反饋信號進行比較，產(chǎn)生偏差信號；放大環(huán)節(jié)放大偏差信號；執(zhí)行環(huán)節(jié)根據(jù)放大后的偏差信號驅(qū)動被控對象；被控對象是控制系統(tǒng)需要控制的設(shè)備或過程；測量環(huán)節(jié)用于測量被控對象的輸出信號，并將其反饋到比較環(huán)節(jié)。負反饋的主要作用是穩(wěn)定系統(tǒng)、減小穩(wěn)態(tài)誤差、改善系統(tǒng)帶寬和動態(tài)性能。2.放大電路引入負反饋后，主要影響有：降低放大倍數(shù)、提高輸入電阻、降低輸出電阻、展寬通頻帶、減小非線性失真和抑制干擾。具體影響與反饋的接法（串聯(lián)或并聯(lián)）以及反饋的取樣方式（電壓或電流）有關(guān)。3.二進制轉(zhuǎn)十進制：按權(quán)展開求和。例如，二進制數(shù)1011轉(zhuǎn)換為十進制為1*2^3+0*2^2+1*2^1+1*2^0=8+0+2+1=11。十進制轉(zhuǎn)二進制：除2取余法。例如，十進制數(shù)15轉(zhuǎn)換為二進制為15÷2=7余1，7÷2=3余1，3÷2=1余1，1÷2=0余1，將余數(shù)從下往上排列得到1111。十六進制轉(zhuǎn)二進制：將每位十六進制數(shù)用四位二進制數(shù)表示。例如，十六進制數(shù)1A轉(zhuǎn)換為二進制為00011010。二進制轉(zhuǎn)十六進制：從右往左每四位一組，不足四位補零，每組用一位十六進制數(shù)表示。例如，二進制數(shù)10110011轉(zhuǎn)換為十六進制為00110011，即33。四、計算題1.系統(tǒng)的靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv=lim(s→0)sG(s)H(s)=lim(s→0)s*(10s/(s+2)(s+5))=lim(s→0)(10s^2/(s^3+7s^2+10s))=10/(7*0+10*0)=10/10=1。(此處應為lim(s→0)10/(2*5)=10/10=1。更正：Kv=lim(s→0)sG(s)H(s)=lim(s→0)s*(10s/((s+2)(s+5)))=lim(s→0)(10s^2/(s^2+7s+10))=10*0/(0+0+10)=0。再檢查題目G(s)H(s)=10s/((s+2)(s+5))，Kv=lim(s→0)s*(10s/((s+2)(s+5)))=lim(s→0)(10s^2/(s^2+7s+10))=10*0/(0+0+10)=0。這與系統(tǒng)類型判斷矛盾，題目可能給錯或G(s)H(s)形式有誤。假設(shè)題目意圖是G(s)H(s)=K/(s(s+2)(s+5))，則Kv=K/10。若要使系統(tǒng)無穩(wěn)態(tài)誤差，K必須非零，即K>0。答案應為：Kv=K/10，K>0。2.電路為RC一階電路，t<0,u_C(0-)=0V。根據(jù)換路定則，u_C(0+)=u_C(0-)=0V。t≥0,電路處于充電狀態(tài)，u_C(t)=u_in(0+)*(1-exp(-t/τ))。其中τ=RC=5kΩ*0.1μF=0.5ms。所以u_C(t)=10V*(1-exp(-t/0.5ms))。t=1ms時，u_C(1ms)=10*(1-exp(-1ms/0.5ms))=10*(1-exp(-2))=10*(1-0.1353)=10*0.8647=8.647V。(exp(-2)≈0.1353)。3.假設(shè)電路為F=A'B+AB'(異或門邏輯)。解析思路：逐個輸入變量取值，分析輸出。當A=0,B=0時,F=0'0+00'=0+0=0。當A=0,B=1時,F=0'1+01'=1+1=1。當A=1,B=0時,F=1'0+10'=1+1=1。當A=1,B=1時,F=1'1+11'=0+0=0。輸出F與輸入A,B的異或結(jié)果相同。該電路實現(xiàn)異或邏輯功能。(若電路圖不同，則解析需相應修改)。五、分析題1.系統(tǒng)特征方程為s^2+3s+2=0，解得極點為s1=-1,s2=-2。兩極點均位于s左半平面，故系統(tǒng)穩(wěn)定。根軌跡圖大致形狀為從兩個極點出發(fā)，沿實軸延伸至無窮遠。(解析思路：求解特征方程的根，判斷根的位置是否在s左半平面確定穩(wěn)定性，根據(jù)極點繪制根軌跡的大致走向)。2.F=A⊕B⊕C=(A⊕B)⊕C=A⊕B⊕C。表達式已最簡。可以使用異或門和與非門實現(xiàn)。方法一：使用兩個異或門實現(xiàn)A⊕B⊕C=(A⊕B)⊕C。方法二：利用異或邏輯表達式F=(A⊕B)⊕C=A⊕B⊕C=(A⊕B)⊕C=(A⊕B)'⊕C'=(A⊕B)'⊕C'