2025年高職電氣自動化（自動控制原理）實操考核測試卷

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______一、選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個正確答案，請將正確答案填寫在括號內(nèi)）1.自動控制系統(tǒng)的基本要求是（）。A.穩(wěn)定性、準確性、快速性B.穩(wěn)定性、動態(tài)性、準確性C.動態(tài)性、快速性、準確性D.穩(wěn)定性、動態(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.系統(tǒng)的輸入信號C.系統(tǒng)的輸出信號D.系統(tǒng)的初始條件3.一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=1/(Ts+1)，其時間常數(shù)T越大，則系統(tǒng)的（）。A.響應速度越快B.響應速度越慢C.穩(wěn)定性越好D.準確性越高4.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ越接近1，則系統(tǒng)的（）。A.超調(diào)量越大B.超調(diào)量越小C.調(diào)節(jié)時間越長D.峰值時間越短5.系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=K/(s(s+1)(s+2))，則其開環(huán)增益K增大時，系統(tǒng)的（）。A.穩(wěn)定性變好B.穩(wěn)定性變差C.穩(wěn)態(tài)誤差增大D.穩(wěn)態(tài)誤差減小6.積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為（）。A.G(s)=KB.G(s)=Ts+1C.G(s)=1/sD.G(s)=K/s7.比例環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為（）。A.G(s)=KB.G(s)=Ts+1C.G(s)=1/sD.G(s)=K/s8.若系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s+1)，當輸入信號為單位階躍信號時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出為（）。A.0B.10C.1D.無法確定9.對于單位反饋系統(tǒng)，其閉環(huán)傳遞函數(shù)為（）。A.Φ(s)=G(s)/(1+G(s)H(s))B.Φ(s)=G(s)/(1+G(s))C.Φ(s)=H(s)/(1+G(s)H(s))D.Φ(s)=1/(1+G(s)H(s))10.控制系統(tǒng)的頻率特性是指系統(tǒng)對（）的響應特性。A.階躍信號B.斜坡信號C.正弦信號D.脈沖信號二、多項選擇題（總共5題，每題5分，每題有兩個或兩個以上正確答案，請將正確答案填寫在括號內(nèi)）1.自動控制系統(tǒng)按給定信號的特征可分為（）。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.線性控制系統(tǒng)2.控制系統(tǒng)的性能指標包括（）。A.穩(wěn)定性B.準確性C.快速性D.動態(tài)性3.下列屬于二階系統(tǒng)性能指標的有（）。A.超調(diào)量B.調(diào)節(jié)時間C.峰值時間D.上升時間4.改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的方法有（）。A.增加積分環(huán)節(jié)B.提高開環(huán)增益C.引入串聯(lián)校正裝置D.減小系統(tǒng)的時間常數(shù)5.控制系統(tǒng)的校正方式有（）。A.串聯(lián)校正B.并聯(lián)校正C.反饋校正D.前饋校正三、判斷題（總共10題，每題2分，請判斷下列說法是否正確，正確的打“√”，錯誤的打“×”）1.自動控制系統(tǒng)是由控制裝置和被控對象組成的。（）2.傳遞函數(shù)只取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，與輸入信號無關(guān)。（）3.一階系統(tǒng)的單位階躍響應是一條單調(diào)上升的曲線。（）4.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ越大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性越好。（）5.系統(tǒng)的開環(huán)增益越大，穩(wěn)態(tài)誤差越小。（）6.積分環(huán)節(jié)能消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。（）7.比例環(huán)節(jié)的輸出與輸入成正比。（）8.對于單位反饋系統(tǒng)，其閉環(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)。（）9.控制系統(tǒng)的頻率特性只與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)。（）10.校正的目的是改善系統(tǒng)的性能。（）四、簡答題（總共3題，每題10分，請簡要回答下列問題）1.簡述自動控制系統(tǒng)的基本組成部分及其作用。2.說明二階系統(tǒng)的性能指標與阻尼比ζ的關(guān)系。3.簡述改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的方法。五、綜合題（總共2題，每題15分，請結(jié)合所學知識，綜合分析并解答下列問題）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))，試分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并求當K=1時系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。2.某二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=ωn2/(s2+2ζωns+ωn2)，當輸入信號為單位階躍信號時，若要求系統(tǒng)的超調(diào)量σ%≤20%，調(diào)節(jié)時間ts≤1s，試確定系統(tǒng)的ωn和ζ的值。答案：一、選擇題1.A2.A3.B4.B5.B6.C7.A8.B9.B10.C二、多項選擇題1.ABC2.ABC3.ABCD4.ABC5.ABCD三、判斷題1.√2.√3.√4.√5.√6.√7.√8.×9.√10.√四、簡答題1.自動控制系統(tǒng)主要由控制裝置和被控對象組成?？刂蒲b置包括測量元件、比較元件、放大元件、校正元件等，其作用是對被控對象的輸出進行測量、比較、放大和校正，以產(chǎn)生控制作用。被控對象是控制系統(tǒng)要控制的對象，其輸出量是被控制量。2.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ影響系統(tǒng)的超調(diào)量、調(diào)節(jié)時間等性能指標。ζ越小，超調(diào)量越大，調(diào)節(jié)時間越長；ζ越大，超調(diào)量越小，調(diào)節(jié)時間越短。當ζ=0時，系統(tǒng)為無阻尼狀態(tài)，超調(diào)量為100%；當ζ=1時，系統(tǒng)為臨界阻尼狀態(tài)，無超調(diào)，調(diào)節(jié)時間最短。3.改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的方法有：增加積分環(huán)節(jié)，利用積分作用消除穩(wěn)態(tài)誤差；提高開環(huán)增益，減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；引入串聯(lián)校正裝置，改善系統(tǒng)的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能；采用復合控制，如前饋控制與反饋控制相結(jié)合，提高系統(tǒng)的控制精度。五、綜合題1.系統(tǒng)的特征方程為1+G(s)H(s)=0，即s(s+1)(s+2)+K=0，展開得s3+3s2+2s+K=0。根據(jù)勞斯判據(jù)，可得系統(tǒng)穩(wěn)定的條件為K>0。當K=1時，系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=1/(s(s+1)(s+2))，對于單位反饋系統(tǒng)，其穩(wěn)態(tài)誤差ess=1/Kv，其中Kv為速度誤差系數(shù)。求Kv：G(s)H(s)=1/(s(s+1)(s+2))，將其化為時間常數(shù)形式G(s)H(s)=1/2(1/s-1/(s+1)-1/(s+2))，則Kv=lim(s→0)sG(s)H(s)=1/2，所以穩(wěn)態(tài)誤差ess=2。2.已知超調(diào)量σ%≤20%，根據(jù)超調(diào)量公式σ%=e^(-ζπ/√(1-ζ2))×100%，可得e^(-ζπ/√(1-ζ2))≤0.2，兩