自動控制原理系統(tǒng)設(shè)計考試及答案

一、填空題1.自動控制系統(tǒng)的基本組成包括控制器、被控對象、____、____。2.反饋控制系統(tǒng)是根據(jù)系統(tǒng)____與____的偏差進行控制的。3.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是在____條件下，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。4.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ越小，系統(tǒng)的超調(diào)量____。5.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在____作用下，其輸出量隨時間變化的收斂情況。6.穩(wěn)態(tài)誤差是指系統(tǒng)在____輸入作用下，系統(tǒng)輸出量的____與____之間的誤差。7.根軌跡是指當系統(tǒng)的某個參數(shù)從____變化到____時，閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根在s平面上移動的軌跡。8.頻率特性是系統(tǒng)對____輸入的穩(wěn)態(tài)響應。9.控制系統(tǒng)校正的目的是改善系統(tǒng)的____。10.PID控制器是指____、____、____控制器。二、單項選擇題1.自動控制系統(tǒng)中，反饋檢測元件的作用是將()反饋到輸入端。A.被控量B.偏差量C.控制量D.擾動量2.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)只取決于()。A.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)B.系統(tǒng)的輸入C.系統(tǒng)的輸出D.系統(tǒng)的初始條件3.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ=1時，系統(tǒng)的階躍響應為()。A.等幅振蕩B.單調(diào)上升C.衰減振蕩D.無振蕩4.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與()有關(guān)。A.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)B.系統(tǒng)的輸入C.系統(tǒng)的初始條件D.以上都是5.根軌跡起始于()。A.開環(huán)極點B.開環(huán)零點C.閉環(huán)極點D.閉環(huán)零點6.頻率特性中的幅頻特性是指()。A.輸出與輸入的幅值比B.輸出與輸入的相位差C.輸出的幅值D.輸入的幅值7.控制系統(tǒng)校正中，相位超前校正的作用是()。A.提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性B.提高系統(tǒng)的快速性C.改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能D.以上都是8.PID控制器中，積分控制的作用是()。A.消除穩(wěn)態(tài)誤差B.提高系統(tǒng)的快速性C.改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.抑制高頻噪聲9.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=1/(s+1)，其單位階躍響應為()。A.1-e^(-t)B.e^(-t)C.1D.t10.自動控制系統(tǒng)的性能指標中，反映系統(tǒng)快速性的指標是()。A.上升時間B.超調(diào)量C.穩(wěn)態(tài)誤差D.調(diào)節(jié)時間三、多項選擇題1.自動控制系統(tǒng)按信號類型可分為()。A.連續(xù)控制系統(tǒng)B.離散控制系統(tǒng)C.線性控制系統(tǒng)D.非線性控制系統(tǒng)2.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的特點有()。A.與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)B.與系統(tǒng)的輸入輸出形式有關(guān)C.與系統(tǒng)的初始條件有關(guān)D.是系統(tǒng)的固有特性3.二階系統(tǒng)的性能指標與阻尼比ζ的關(guān)系為()。A.ζ越小，超調(diào)量越大B.ζ越小，上升時間越短C.ζ越大，調(diào)節(jié)時間越長D.ζ越大，穩(wěn)態(tài)誤差越小4.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與()有關(guān)。A.系統(tǒng)的類型B.系統(tǒng)的開環(huán)增益C.輸入信號的形式D.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)5.根軌跡的繪制規(guī)則包括()。A.根軌跡起始于開環(huán)極點，終止于開環(huán)零點B.根軌跡關(guān)于實軸對稱C.根軌跡的分支數(shù)等于開環(huán)極點數(shù)D.根軌跡與虛軸的交點可通過求解特征方程得到6.頻率特性的表示方法有()。A.幅相頻率特性B.對數(shù)頻率特性C.傳遞函數(shù)D.微分方程7.控制系統(tǒng)校正的方式有()。A.串聯(lián)校正B.反饋校正C.前饋校正D.復合校正8.PID控制器中，比例控制的作用是()。A.快速響應偏差B.提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.消除穩(wěn)態(tài)誤差D.抑制高頻噪聲9.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=K/(s(s+1))，其開環(huán)增益為()。A.KB.K/1C.K/0D.010.自動控制系統(tǒng)的性能指標中，反映系統(tǒng)平穩(wěn)性的指標是()。A.超調(diào)量B.調(diào)節(jié)時間C.穩(wěn)態(tài)誤差D.上升時間四、判斷題1.自動控制系統(tǒng)的控制量是由被控對象決定的。()2.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)與系統(tǒng)的輸入輸出信號無關(guān)。()3.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ越大，系統(tǒng)的響應速度越快。()4.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差只與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有關(guān)。()5.根軌跡上的點滿足閉環(huán)系統(tǒng)特征方程。()6.頻率特性中的相頻特性是指輸出與輸入信號的相位差。()7.控制系統(tǒng)校正的目的是提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。()8.PID控制器中，微分控制的作用是抑制高頻噪聲。()9.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=K/(s(s+1))，其為一階系統(tǒng)。()10.自動控制系統(tǒng)的性能指標中，調(diào)節(jié)時間越短，系統(tǒng)的快速性越好。()五、簡答題1.簡述自動控制系統(tǒng)的基本組成及各部分的作用?？刂破鞲鶕?jù)偏差產(chǎn)生控制信號，被控對象是被控制的對象，測量元件檢測被控量，比較元件比較給定值與被控量得到偏差，執(zhí)行元件根據(jù)控制信號對被控對象施加控制作用。2.簡述二階系統(tǒng)的性能指標與阻尼比ζ的關(guān)系。ζ越小超調(diào)量越大，響應速度快但平穩(wěn)性差；ζ越大調(diào)節(jié)時間越長，超調(diào)量越小，平穩(wěn)性好；ζ=0為等幅振蕩；ζ=1為臨界阻尼，無超調(diào)；ζ>1為過阻尼，響應慢。3.簡述根軌跡的繪制規(guī)則。起始于開環(huán)極點，終止于開環(huán)零點；關(guān)于實軸對稱；分支數(shù)等于開環(huán)極點數(shù)；與虛軸交點通過求解特征方程；漸近線與實軸交點和夾角有相應計算方法等。4.簡述PID控制器中比例、積分、微分控制的作用。比例控制快速響應偏差，提高系統(tǒng)響應速度；積分控制消除穩(wěn)態(tài)誤差；微分控制反映偏差變化趨勢，抑制高頻噪聲，改善系統(tǒng)動態(tài)性能。六、討論題1.討論如何提高自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性?？赏ㄟ^合理選擇系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，如增加開環(huán)增益、調(diào)整阻尼比；采用合適的校正方式，如串聯(lián)超前校正、反饋校正等；優(yōu)化控制器參數(shù)，使系統(tǒng)在各種工況下都能穩(wěn)定運行。2.討論系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)類型及開環(huán)增益的關(guān)系。系統(tǒng)類型越高，在相同輸入下穩(wěn)態(tài)誤差越??；開環(huán)增益越大，穩(wěn)態(tài)誤差越小。但開環(huán)增益過大可能導致系統(tǒng)不穩(wěn)定，需綜合考慮穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)誤差要求來調(diào)整開環(huán)增益。3.討論根軌跡在自動控制系統(tǒng)分析中的應用。可用于分析系統(tǒng)穩(wěn)定性，通過根軌跡位置判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定；確定系統(tǒng)參數(shù)變化對穩(wěn)定性的