2026年自動化（自動控制）綜合測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共40分）答題要求：本卷共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.反饋控制系統(tǒng)的基本組成包括給定環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)、放大環(huán)節(jié)、執(zhí)行環(huán)節(jié)以及（）A.校正環(huán)節(jié)B.測量環(huán)節(jié)C.被控對象D.以上都是2.自動控制系統(tǒng)中，能將偏差信號轉換為控制信號的是（）A.比較環(huán)節(jié)B.放大環(huán)節(jié)C.執(zhí)行環(huán)節(jié)D.校正環(huán)節(jié)3.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.輸出信號D.初始條件4.一階系統(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)的響應（）A.越快B.越慢C.不變D.先快后慢5.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ越小，則系統(tǒng)的超調量（）A.越小B.越大C.不變D.先大后小6.單位階躍響應的穩(wěn)態(tài)值ess反映了系統(tǒng)的（）A.快速性B.穩(wěn)定性C.準確性D.動態(tài)性能7.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與系統(tǒng)的（）有關。A.開環(huán)增益B.閉環(huán)極點C.閉環(huán)零點D.以上都是8.若系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=K/(s(s+1)(s+2))，則其開環(huán)增益K增大時，系統(tǒng)的穩(wěn)定性（）A.變好B.變差C.不變D.先變好后變差9.線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是在零初始條件下（）A.系統(tǒng)輸出信號與輸入信號之比B.系統(tǒng)輸入信號與輸出信號之比C.系統(tǒng)輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換之比D.系統(tǒng)輸入信號的拉氏變換與輸出信號的拉氏變換之比10.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=10/(s+1)，當輸入信號為r(t)=1(t)時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出為（）A.10B.1C.0D.無窮大11.比例控制器的特點是（）A.能消除穩(wěn)態(tài)誤差B.能加快系統(tǒng)的響應速度C.具有超前控制作用D.輸出與輸入偏差成正比12.積分控制器的作用是（）A.消除穩(wěn)態(tài)誤差B.加快系統(tǒng)的響應速度C.提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.減小系統(tǒng)的超調量13.微分控制器的作用是（）A.消除穩(wěn)態(tài)誤差B.加快系統(tǒng)的響應速度C.提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.根據(jù)偏差的變化趨勢進行控制14.PID控制器中，比例、積分、微分作用的系數(shù)分別為Kp、Ki、Kd，當Kp增大時，系統(tǒng)的（）A.穩(wěn)定性增強B.快速性增強C.準確性增強D.超調量增大15.串聯(lián)校正裝置中，相位超前校正的作用是（）A.提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性B.增加系統(tǒng)的帶寬C.改善系統(tǒng)的動態(tài)性能D.以上都是16.根軌跡法中，根軌跡的起點是（）A.開環(huán)極點B.開環(huán)零點C.閉環(huán)極點D.閉環(huán)零點17.根軌跡的分支數(shù)與（）相等。A.開環(huán)極點數(shù)B.開環(huán)零點數(shù)C.閉環(huán)極點數(shù)D.閉環(huán)零點數(shù)18.系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=K(s+1)/(s(s-1)(s+2))，則其根軌跡的漸近線與實軸的夾角為（）A.60°B.90°C.120°D.180°19.頻率特性是系統(tǒng)對（）的響應特性。A.單位階躍信號B.單位斜坡信號C.單位脈沖信號D.正弦信號20.系統(tǒng)的頻率特性可以通過（）得到。A.傳遞函數(shù)B.微分方程C.實驗測試D.以上都是第II卷（非選擇題，共六十分）w21.簡答題（共10分）答題要求：簡要回答下列問題。簡述自動控制系統(tǒng)的基本要求。w22.簡答題（共10分）答題要求：簡要回答下列問題。說明傳遞函數(shù)的定義及性質。w23.計算題（共20分）答題要求：解答應寫出必要的文字說明、計算步驟和答案。已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=10/(s(s+1)(s+2))，求系統(tǒng)的單位階躍響應。w24.分析題（共10分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：某控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=K/(s(s+1)(s+2))。問題：當K增大時，系統(tǒng)的穩(wěn)定性如何變化？為什么？w25.設計題（共10分）答題要求：根據(jù)以下要求進行設計。設計一個簡單的PID控制器，用于控制一個一階慣性系統(tǒng)，使其具有較好的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。答案：1.D2.B3.A4.B5.B6.C7.D8.B9.C10.A11.D12.A13.D14.B15.D16.A17.A18.C19.D20.D21.自動控制系統(tǒng)的基本要求包括穩(wěn)定性、準確性和快速性。穩(wěn)定性是系統(tǒng)正常工作的前提，要求系統(tǒng)在受到擾動后能恢復到原來的平衡狀態(tài)。準確性是指系統(tǒng)的輸出能準確跟蹤輸入信號，穩(wěn)態(tài)誤差要小。快速性要求系統(tǒng)在輸入信號作用下能快速達到穩(wěn)態(tài)，過渡過程時間要短。22.傳遞函數(shù)是在零初始條件下，線性定常系統(tǒng)輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換之比。性質有：傳遞函數(shù)只取決于系統(tǒng)的結構和參數(shù)，與輸入輸出信號無關；傳遞函數(shù)是復變量s的有理分式；傳遞函數(shù)的分母多項式的次數(shù)大于等于分子多項式的次數(shù)；傳遞函數(shù)與微分方程有對應關系。23.首先對傳遞函數(shù)進行部分分式展開：G(s)=10/(s(s+1)(s+2))=5/s-10/(s+1)+5/(s+2)。單位階躍輸入的拉氏變換為R(s)=1/s。則系統(tǒng)的輸出Y(s)=G(s)R(s)=5/s2-10/(s(s+1))+5/(s(s+2))。對各項分別求拉氏逆變換，可得系統(tǒng)的單位階躍響應y(t)=5t-10(1-e^(-t))+5(1-e^(-2t))。24.當K增大時，系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差。因為系統(tǒng)的特征方程為s(s+1)(s+2)+K=0，即s3+3s2+2s+K=0。K增大時，特征方程的根會向虛軸靠近，根據(jù)勞斯判據(jù)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性會降低。25.設一階慣性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=1/(Ts+1)。PID控制器的傳遞函數(shù)為Gc