2025年大學(xué)自動(dòng)化（自動(dòng)控制原理）上學(xué)期期末卷

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______一、選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填寫在括號(hào)內(nèi)）1.自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求是（）A.穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、快速性B.穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)性、準(zhǔn)確性C.動(dòng)態(tài)性、快速性、準(zhǔn)確性D.穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)性、快速性2.控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)取決于（）A.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)B.輸入信號(hào)C.輸出信號(hào)D.干擾信號(hào)3.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ越小，則（）A.超調(diào)量越大B.超調(diào)量越小C.峰值時(shí)間越大D.調(diào)整時(shí)間越小4.系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)，則其閉環(huán)傳遞函數(shù)為（）A.G(s)/(1+G(s)H(s))B.G(s)H(s)/(1+G(s)H(s))C.1/(1+G(s)H(s))D.G(s)/(1-G(s)H(s))5.若系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=1/(s+1)，則其單位階躍響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)值為（）A.0B.1C.2D.36.控制系統(tǒng)的頻率特性是指（）A.系統(tǒng)對(duì)不同頻率輸入信號(hào)的響應(yīng)特性B.系統(tǒng)對(duì)不同幅值輸入信號(hào)的響應(yīng)特性C.系統(tǒng)對(duì)不同相位輸入信號(hào)的響應(yīng)特性D.系統(tǒng)對(duì)不同頻率和幅值輸入信號(hào)的響應(yīng)特性7.系統(tǒng)的相位裕度γ越大，則系統(tǒng)的（）A.穩(wěn)定性越好B.穩(wěn)定性越差C.快速性越好D.準(zhǔn)確性越好8.若系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=K/(s(Ts+1))，則其零點(diǎn)為（）A.s=0B.s=-1/TC.s=K/TD.無零點(diǎn)9.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與（）有關(guān)。A.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)B.輸入信號(hào)C.輸出信號(hào)D.干擾信號(hào)10.若系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=1/(s^2+2s+1)，則其極點(diǎn)為（）A.s=-1B.s=-1±jC.s=1D.s=1±j二、多項(xiàng)選擇題（總共5題，每題5分，每題有兩個(gè)或兩個(gè)以上正確答案，請(qǐng)將正確答案填寫在括號(hào)內(nèi)）1.自動(dòng)控制系統(tǒng)按輸入信號(hào)的特征可分為（）A.恒值控制系統(tǒng)B.隨動(dòng)控制系統(tǒng)C.程序控制系統(tǒng)D.線性控制系統(tǒng)E.非線性控制系統(tǒng)2.控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)包括（）A.穩(wěn)定性B.準(zhǔn)確性C.快速性D.動(dòng)態(tài)性能E.穩(wěn)態(tài)性能3.二階系統(tǒng)的性能指標(biāo)與阻尼比ζ和自然頻率ωn的關(guān)系為（）A.ζ越小，超調(diào)量越大B.ζ越小，峰值時(shí)間越小C.ωn越大，調(diào)整時(shí)間越小D.ωn越大，快速性越好E.ζ越大，穩(wěn)定性越好4.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的特點(diǎn)包括（）A.與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)B.與輸入信號(hào)有關(guān)C.與輸出信號(hào)有關(guān)D.反映系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性E.反映系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性5.控制系統(tǒng)的頻率特性包括（）A.幅頻特性B.相頻特性C.傳遞函數(shù)D.脈沖響應(yīng)E.階躍響應(yīng)三、判斷題（總共10題，每題2分，請(qǐng)判斷下列說法是否正確，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”）1.自動(dòng)控制系統(tǒng)是指能夠?qū)Ρ豢貙?duì)象的工作狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)控制的系統(tǒng)。（）2.控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)只取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，與輸入信號(hào)無關(guān)。（）3.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ越大，則超調(diào)量越大。（）4.系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)等于開環(huán)傳遞函數(shù)除以1加上開環(huán)傳遞函數(shù)。（）5.若系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=1/(s+1)，則其單位階躍響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)值為1。（）6.控制系統(tǒng)的頻率特性是指系統(tǒng)對(duì)不同頻率輸入信號(hào)的響應(yīng)特性。（）7.系統(tǒng)的相位裕度γ越大，則系統(tǒng)的穩(wěn)定性越好。（）8.若系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=K/(s(Ts+1))，則其零點(diǎn)為s=0。（）9.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)，與輸入信號(hào)無關(guān)。（）10.若系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=1/(s^2+2s+1)，則其極點(diǎn)為s=-1。（）四、簡(jiǎn)答題（總共3題，每題10分，請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問題）1.簡(jiǎn)述自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成部分及其作用。2.什么是控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)？它有什么特點(diǎn)？3.簡(jiǎn)述二階系統(tǒng)的性能指標(biāo)與阻尼比ζ和自然頻率ωn的關(guān)系。五、計(jì)算題（總共2題，每題15分，請(qǐng)?jiān)敿?xì)計(jì)算下列問題）1.已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=K/(s(s+1)(s+2))，試求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)，并分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2.已知二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=ωn^2/(s^2+2ζωns+ωn^2)，當(dāng)ζ=0.5，ωn=2時(shí)，求系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)，并計(jì)算其超調(diào)量、峰值時(shí)間和調(diào)整時(shí)間。答案：一、選擇題1.A2.A3.A4.A5.B6.A7.A8.A9.A10.B二、多項(xiàng)選擇題1.ABC2.ABCDE3.ACDE4.ADE5.AB三、判斷題1.√2.√3.×4.√5.√6.√7.√8.×9.√10.×四、簡(jiǎn)答題1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本組成部分包括控制器、被控對(duì)象、測(cè)量元件和變送器、執(zhí)行元件?？刂破鞲鶕?jù)輸入信號(hào)和反饋信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)；被控對(duì)象是被控制的設(shè)備或過程；測(cè)量元件和變送器檢測(cè)被控對(duì)象的輸出并轉(zhuǎn)換為反饋信號(hào)；執(zhí)行元件根據(jù)控制信號(hào)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行操作。2.控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是在零初始條件下，系統(tǒng)輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換之比。特點(diǎn)：與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，反映系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性，與輸入輸出信號(hào)具體形式無關(guān)等。3.ζ越小超調(diào)量越大；ζ越小峰值時(shí)間越??；ωn越大調(diào)整時(shí)間越?。沪豱越大快速性越好；ζ越大穩(wěn)定性越好。五、計(jì)算題1.閉環(huán)傳遞函數(shù)：G(s)/(1+G(s)H(s))=K/(s^3+3s^2+2s+K)。通過勞斯判據(jù)分析穩(wěn)定性，列出勞斯表，根據(jù)勞斯表第一列元素符號(hào)變化判斷穩(wěn)定性。2.單位階躍響應(yīng)：c(t)=1-e^(-ζωnt)(cos(ωdt)+