2025年本科自動(dòng)化（自動(dòng)控制原理）試題及答案

（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(xiě)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.穩(wěn)定性、靜態(tài)性、快速性D.動(dòng)態(tài)性、靜態(tài)性、準(zhǔn)確性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=0時(shí)，系統(tǒng)的響應(yīng)為（）A.等幅振蕩B.單調(diào)上升C.衰減振蕩D.發(fā)散振蕩4.系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=10/(s(s+1)(s+2))，則系統(tǒng)的型別為（）A.0型B.I型C.II型D.III型5.比例環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為（）A.G(s)=KB.G(s)=1/TsC.G(s)=K/sD.G(s)=s/K6.積分環(huán)節(jié)的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的（）成正比。A.幅值B.頻率C.時(shí)間積分D.時(shí)間微分7.若系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s+1)，則其單位階躍響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)值為（）A.0B.1C.10D.∞8.系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為Φ(s)=G(s)/(1+G(s)H(s))，則系統(tǒng)的特征方程為（）A.1+G(s)H(s)=0B.G(s)H(s)=0C.G(s)=0D.H(s)=09.根軌跡起始于開(kāi)環(huán)極點(diǎn)，終止于（）A.開(kāi)環(huán)零點(diǎn)B.閉環(huán)極點(diǎn)C.閉環(huán)零點(diǎn)D.無(wú)窮遠(yuǎn)處10.若系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=K(s+1)/(s(s+2)(s+3))，則根軌跡的漸近線與實(shí)軸的夾角為（）A.60°B.90°C.120°D.180°二、多項(xiàng)選擇題（總共5題，每題4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(xiě)在括號(hào)內(nèi)）1.在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，常用的數(shù)學(xué)模型有（）A.微分方程B.傳遞函數(shù)C.狀態(tài)方程D.差分方程2.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.復(fù)雜性3.下列屬于線性系統(tǒng)的特點(diǎn)是（）A.齊次性B.疊加性C.穩(wěn)定性D.時(shí)不變性4.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5.根軌跡的繪制法則包括（）A.根軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)B.根軌跡的分支數(shù)C.根軌跡的漸近線D.根軌跡與虛軸的交點(diǎn)三、判斷題（總共10題，每題2分，請(qǐng)判斷下列說(shuō)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.傳遞函數(shù)只取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，與輸入輸出信號(hào)無(wú)關(guān)。（）3.系統(tǒng)的穩(wěn)定性只取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，與系統(tǒng)的參數(shù)無(wú)關(guān)。（）4.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ越小，系統(tǒng)的振蕩越劇烈。（）5.系統(tǒng)的型別越高，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差越小。（）6.比例環(huán)節(jié)的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)成正比，且沒(méi)有延遲。（）7.積分環(huán)節(jié)能夠消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。（）8.根軌跡上的點(diǎn)滿足系統(tǒng)的特征方程。（）9.系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能。（）10.控制系統(tǒng)的校正目的是改善系統(tǒng)的性能，使其滿足要求。（）四、簡(jiǎn)答題（總共3題，請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題，每題10分）1.簡(jiǎn)述自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成部分及其作用。2.什么是系統(tǒng)的傳遞函數(shù)？它有哪些特點(diǎn)？3.簡(jiǎn)述根軌跡的概念及其繪制步驟。五、綜合題（總共2題，請(qǐng)?jiān)敿?xì)解答下列問(wèn)題，每題20分）1.已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=K(s+2)/(s(s+1)(s+3))，試?yán)L制系統(tǒng)的根軌跡，并分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2.設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=K/(s(s+1)(s+2))，要求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess≤0.01，試確定K的取值范圍。答案一、選擇題1.A2.A3.A4.B5.A6.C7.C8.A9.A10.C二、多項(xiàng)選擇題1.ABC2.ABC3.AB4.ABCD5.ABCD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)主要由被控對(duì)象、控制器、測(cè)量元件、比較元件和執(zhí)行元件組成。被控對(duì)象是被控制的設(shè)備或過(guò)程；控制器根據(jù)偏差信號(hào)產(chǎn)生控制作用；測(cè)量元件檢測(cè)被控量；比較元件比較給定值與測(cè)量值；執(zhí)行元件根據(jù)控制信號(hào)對(duì)被控對(duì)象施加控制作用。2.傳遞函數(shù)是在零初始條件下，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。特點(diǎn)：只取決于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，與輸入輸出信號(hào)無(wú)關(guān)；反映系統(tǒng)固有特性；可用于分析系統(tǒng)性能。3.根軌跡是當(dāng)系統(tǒng)某一參數(shù)從零變到無(wú)窮大時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根在s平面上移動(dòng)的軌跡。繪制步驟：確定開(kāi)環(huán)極點(diǎn)和零點(diǎn)；計(jì)算根軌跡的分支數(shù)、起點(diǎn)和終點(diǎn)；確定漸近線；確定根軌跡與虛軸的交點(diǎn)；繪制根軌跡。五、綜合題1.（1）開(kāi)環(huán)極點(diǎn)：0，-1，-3；開(kāi)環(huán)零點(diǎn)：-2。（2）根軌跡分支數(shù)為3條。（3）漸近線：與實(shí)軸夾角為6