2025年大學控制科學與工程（自動控制原理）試題及答案

（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)的基本控制方式不包括以下哪種？（）A.開環(huán)控制B.閉環(huán)控制C.復合控制D.智能控制2.傳遞函數(shù)的分母多項式的根稱為系統(tǒng)的（）。A.零點B.極點C.平衡點D.增益點3.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ=0時，系統(tǒng)的響應為（）。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)的穩(wěn)態(tài)誤差與以下哪個因素無關？（）A.輸入信號類型B.系統(tǒng)結構C.系統(tǒng)參數(shù)D.外界干擾5.根軌跡起始于開環(huán)傳遞函數(shù)的（）。A.零點B.極點C.平衡點D.增益點6.相位裕度γ>0時，系統(tǒng)（）。A.穩(wěn)定B.不穩(wěn)定C.臨界穩(wěn)定D.不確定7.積分環(huán)節(jié)的頻率特性相位移為（）。A.90°B.-90°C.180°D.0°8.線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)取決于（）。A.系統(tǒng)的結構和參數(shù)B.輸入信號C.初始條件D.外界干擾9.控制系統(tǒng)中，能完成信號的時間函數(shù)和頻率函數(shù)之間轉換的裝置是（）。A.傳感器B.放大器C.濾波器D.傅里葉變換裝置10.若系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s2+2s+10)，則其無阻尼自然振蕩頻率ωn為（）。A.1B.2C.3D.10二、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)通常由以下哪些部分組成？（）A.控制器B.被控對象C.測量元件D.執(zhí)行元件E.比較元件2.以下哪些屬于典型的輸入信號？（）A.階躍信號B.斜坡信號C.拋物線信號D.脈沖信號E.正弦信號3.系統(tǒng)的性能指標包括以下哪些方面？（）A.穩(wěn)定性B.準確性C.快速性D.可靠性E.安全性4.以下哪些方法可以用于改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能？（）A.增加積分環(huán)節(jié)B.提高系統(tǒng)增益C.采用復合控制D.調(diào)整系統(tǒng)結構E.減小系統(tǒng)阻尼5.頻率特性的表示方法有（）。A.幅相頻率特性曲線B.對數(shù)頻率特性曲線C.傳遞函數(shù)D.狀態(tài)空間表達式E.脈沖響應函數(shù)三、判斷題（總共10題，每題2分，判斷下列說法是否正確，正確的打“√”，錯誤的打“×”）1.開環(huán)控制系統(tǒng)沒有反饋，對擾動沒有抑制作用。（）2.傳遞函數(shù)只取決于系統(tǒng)的結構和參數(shù)，與輸入信號和初始條件無關。（）3.系統(tǒng)的阻尼比越大，系統(tǒng)的響應速度越快。（）4.穩(wěn)態(tài)誤差是系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時輸出與輸入之間的誤差。（）5.根軌跡是當系統(tǒng)開環(huán)增益變化時，閉環(huán)極點在s平面上的移動軌跡。（）6.相位裕度和幅值裕度都可以用來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（）7.積分環(huán)節(jié)可以消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。（）8.線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是兩個多項式之比，且分子多項式的次數(shù)低于分母多項式的次數(shù)。（）9.頻率特性反映了系統(tǒng)對不同頻率輸入信號的響應特性。（）10.控制系統(tǒng)的性能指標只包括時域性能指標。（）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)的阻尼比ζ對系統(tǒng)性能的影響。3.什么是系統(tǒng)的頻率特性？簡述頻率特性的主要表示方法。五、計算題（總共2題，每題15分，請寫出詳細的計算過程和答案）1.已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)H(s)=10/[s(s+1)(s+2)]，試繪制系統(tǒng)的根軌跡。2.設系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s2+2s+10)，輸入信號為r(t)=1+2t，求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。答案：一、選擇題1.D2.B3.A4.D5.B6.A7.B8.A9.D10.C二、多項選擇題1.ABCDE2.ABCDE3.ABC4.ABCD5.AB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)由控制器、被控對象、測量元件、執(zhí)行元件和比較元件組成?？刂破鳟a(chǎn)生控制作用；被控對象是被控制的對象；測量元件檢測輸出信號；執(zhí)行元件執(zhí)行控制指令；比較元件比較輸入與反饋信號。2.阻尼比ζ影響二階系統(tǒng)性能：ζ=0時等幅振蕩；0<ζ<五、計算題1.（1）確定開環(huán)極點：p1=0，p2=-1，p3=-2；開環(huán)零點：無。（2）確定根軌跡的分支數(shù)：3條。（3）實軸上的根軌跡：(-2,-1)和(-∞,0)。（4）漸近線：-漸近線與實軸交點：(-1,0)。-漸近線傾角：60°，-60°，180°。（5）分離點：通過求解方程得到。（6）繪制根軌跡。2.系統(tǒng)為二階系統(tǒng)，輸入為r(t)=