2025年大學自動化（控制理論基礎(chǔ)）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.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C.輸出信號D.初始條件2.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ的取值范圍是（）A.ζ>1B.0<ζ<1C.ζ=0D.ζ<03.單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)，則其閉環(huán)傳遞函數(shù)為（）A.G(s)/(1+G(s))B.1/(1+G(s))C.G(s)D.1/G(s)4.系統(tǒng)的穩(wěn)定性取決于（）A.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)B.系統(tǒng)的參數(shù)C.系統(tǒng)的輸入信號D.系統(tǒng)的特征方程的根5.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)T越大，則系統(tǒng)的響應速度（）A.越快B.越慢C.不變D.不確定6.二階系統(tǒng)的固有頻率ωn越大，則系統(tǒng)的響應速度（）A.越快B.越慢C.不變D.不確定7.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與（）有關(guān)。A.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)B.系統(tǒng)的參數(shù)C.輸入信號的形式D.以上都是8.比例控制器的作用是（）A.加快系統(tǒng)的響應速度B.消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差C.改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.以上都不是9.積分控制器的作用是（）A.加快系統(tǒng)的響應速度B.消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差C.改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.以上都不是10.微分控制器的作用是（）A.加快系統(tǒng)的響應速度B.消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差C.改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.以上都不是二、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.控制系統(tǒng)的基本要求包括（）A.穩(wěn)定性B.準確性C.快速性D.復雜性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.與輸入信號無關(guān)C.與輸出信號無關(guān)D.與初始條件無關(guān)3.二階系統(tǒng)的性能指標包括（）A.上升時間B.峰值時間C.調(diào)節(jié)時間D.超調(diào)量4.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差的計算方法有（）A.終值定理B.根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)計算C.動態(tài)性能指標計算D.以上都不是5.常用的控制器有（）A.比例控制器B.積分控制器C.微分控制器D.比例積分微分控制器三、判斷題（總共10題，每題2分，請判斷下列說法是否正確，正確的打√，錯誤的打×）1.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在受到外界干擾后，能夠恢復到原來平衡狀態(tài)的能力。（）2.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)只與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)，與輸入信號和初始條件無關(guān)。（）3.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ越大，系統(tǒng)的超調(diào)量越大。（）4.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差只與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)，與輸入信號無關(guān)。（）5.比例控制器可以加快系統(tǒng)的響應速度，但不能消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。（）6.積分控制器可以消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，但會降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（）7.微分控制器可以加快系統(tǒng)的響應速度，但對噪聲敏感。（）8.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是系統(tǒng)輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換之比。（）9.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)T越小，系統(tǒng)的響應速度越快。（）10.二階系統(tǒng)當阻尼比ζ=0時，系統(tǒng)為無阻尼系統(tǒng)。（）四、簡答題（總共3題，每題10分）1.簡述控制系統(tǒng)的基本組成部分及其作用。2.什么是系統(tǒng)的傳遞函數(shù)？它有什么特點？3.簡述二階系統(tǒng)的性能指標及其影響因素。五、計算題（總共2題，每題15分）1.已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s(s+1)(s+2))，求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)，并判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2.已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=K/(s(0.1s+1))，當輸入信號為r(t)=1(t)時，求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，并討論K對穩(wěn)態(tài)誤差的影響。答案：一、選擇題1.A2.B3.A4.D5.B6.A7.D8.A9.B10.A二、多項選擇題1.ABC2.ABCD3.ABCD4.AB5.ABCD三、判斷題1.√2.√3.×4.×5.√6.√7.√8.√9.√10.√四、簡答題1.控制系統(tǒng)由控制器、被控對象、測量元件和比較元件等組成?？刂破鞲鶕?jù)偏差信號產(chǎn)生控制作用，被控對象是被控制的設備或過程，測量元件檢測輸出信號，比較元件比較輸入與反饋信號產(chǎn)生偏差信號。2.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是零初始條件下，系統(tǒng)輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換之比。特點：與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，與輸入輸出信號及初始條件無關(guān)，反映系統(tǒng)固有特性。3.二階系統(tǒng)性能指標有上升時間、峰值時間、調(diào)節(jié)時間、超調(diào)量等。上升時間和峰值時間與固有頻率和阻尼比有關(guān)，調(diào)節(jié)時間與固有頻率和阻尼比有關(guān)，超調(diào)量只與阻尼比有關(guān)。五、計算題1.閉環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)/(1+G(s))=10/(s(s+1)(s+2)+10)。特征方程為s(s+1)(s+2)+10=0，即s3+3s2+2s+10=0