2025年廣東工業(yè)大學自動化（智能控制）本科期末試題及答案集（四）考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______1.選擇題（每題2分，共20分）（1）下列哪個系統(tǒng)是時不變的？A.線性時不變系統(tǒng)B.非線性時變系統(tǒng)C.線性時變系統(tǒng)D.非線性時不變系統(tǒng)（2）系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=K/(s+1)，則系統(tǒng)的類型為：A.一階系統(tǒng)B.二階系統(tǒng)C.三階系統(tǒng)D.四階系統(tǒng)（3）下列哪個控制器屬于比例-積分-微分（PID）控制器？A.比例控制器B.積分控制器C.微分控制器D.PID控制器（4）在控制系統(tǒng)中，下列哪個環(huán)節(jié)通常用于消除穩(wěn)態(tài)誤差？A.比例環(huán)節(jié)B.積分環(huán)節(jié)C.微分環(huán)節(jié)D.比例-積分環(huán)節(jié)（5）下列哪個算法屬于自適應控制算法？A.模糊控制算法B.神經(jīng)網(wǎng)絡控制算法C.自適應控制算法D.專家系統(tǒng)控制算法2.判斷題（每題2分，共10分）（1）控制系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（）（2）PID控制器中的積分作用可以消除穩(wěn)態(tài)誤差，但不能改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。（）（3）系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為零點位置與系統(tǒng)穩(wěn)定性無關。（）（4）模糊控制是一種基于邏輯推理的控制方法。（）（5）神經(jīng)網(wǎng)絡控制器具有自學習和自適應能力。（）3.簡答題（每題6分，共30分）（1）簡述自動控制系統(tǒng)的基本組成。（2）解釋什么是系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，并說明其在控制系統(tǒng)中的作用。（3）簡述PID控制器的工作原理。（4）簡述模糊控制的基本原理。（5）簡述神經(jīng)網(wǎng)絡控制器的特點。4.計算題（每題8分，共40分）（1）已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=K/(s^2+2s+2)，試求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。（2）設計一個比例-積分控制器，使得系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差小于0.1。（3）已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=K/(s+1)，要求系統(tǒng)的過渡過程時間小于1秒，試求K的取值范圍。（4）設計一個模糊控制器，控制一個單輸入單輸出系統(tǒng)，輸入為溫度，輸出為加熱功率。（5）設計一個神經(jīng)網(wǎng)絡控制器，控制一個雙輸入雙輸出系統(tǒng)，輸入為速度和加速度，輸出為制動和加速指令。試卷答案1.選擇題（1）A解析：時不變系統(tǒng)是指系統(tǒng)的參數(shù)不隨時間變化而變化，線性時不變系統(tǒng)滿足線性性質(zhì)和時不變性質(zhì)。（2）B解析：開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=K/(s+1)中的s的最高次冪為1，因此系統(tǒng)為二階系統(tǒng)。（3）D解析：PID控制器是比例、積分和微分控制的組合，能夠同時實現(xiàn)比例、積分和微分控制作用。（4）B解析：積分環(huán)節(jié)能夠消除穩(wěn)態(tài)誤差，因為積分環(huán)節(jié)的輸出與誤差的積分成正比。（5）C解析：自適應控制算法能夠根據(jù)系統(tǒng)動態(tài)的變化自動調(diào)整控制參數(shù)，以適應不同的工作條件。2.判斷題（1）√解析：反饋環(huán)節(jié)可以增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因為反饋可以降低系統(tǒng)的增益，從而減少系統(tǒng)的振蕩。（2）×解析：PID控制器中的積分作用不僅可以消除穩(wěn)態(tài)誤差，還可以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能，如減少超調(diào)和上升時間。（3）×解析：系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)中的零點位置與系統(tǒng)穩(wěn)定性有關，因為零點位置會影響系統(tǒng)的極點分布。（4）√解析：模糊控制是一種基于模糊邏輯的控制方法，它通過模糊規(guī)則進行推理和控制。（5）√解析：神經(jīng)網(wǎng)絡控制器通過訓練學習系統(tǒng)的輸入輸出關系，具有自學習和自適應能力。3.簡答題（1）自動控制系統(tǒng)的基本組成包括：被控對象、控制器、執(zhí)行機構、反饋環(huán)節(jié)和傳感器。（2）開環(huán)傳遞函數(shù)是描述系統(tǒng)輸入與輸出之間關系的數(shù)學模型，它在控制系統(tǒng)中的作用是分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。（3）PID控制器的工作原理是通過比例、積分和微分三個環(huán)節(jié)分別對誤差進行控制，以達到調(diào)節(jié)輸出信號的目的。（4）模糊控制的基本原理是使用模糊邏輯和模糊規(guī)則對系統(tǒng)進行控制，通過模糊推理和模糊決策來實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。（5）神經(jīng)網(wǎng)絡控制器的特點是能夠通過學習系統(tǒng)的輸入輸出數(shù)據(jù)來自適應地調(diào)整控制參數(shù)，具有自學習和自適應能力。4.計算題（1）穩(wěn)態(tài)誤差計算公式為：ess=1/(1+K)，代入K的值計算得到穩(wěn)態(tài)誤差。（2）根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差公式和給定的誤差要求，解出K的值。（3）根據(jù)過渡過程時間公式和給定的過渡過程時間要