2025年高職第一學(xué)年（鐵道信號(hào)自動(dòng)控制）自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)試階段測(cè)試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共30分）本卷共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.自動(dòng)控制系統(tǒng)中，能夠?qū)敵隽窟M(jìn)行測(cè)量并將其反饋到輸入端與輸入信號(hào)進(jìn)行比較的環(huán)節(jié)是（）A.控制器B.執(zhí)行器C.測(cè)量元件D.比較元件答案：D2.以下哪種控制方式不屬于自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本控制方式（）A.開(kāi)環(huán)控制B.閉環(huán)控制C.復(fù)合控制D.智能控制答案：D3.在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的穩(wěn)定性主要取決于（）A.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)B.輸入信號(hào)的大小C.干擾信號(hào)的強(qiáng)度D.控制器的類型答案：A4.對(duì)于一階系統(tǒng)，其時(shí)間常數(shù)T越大，則系統(tǒng)的響應(yīng)速度（）A.越快B.越慢C.不變D.先快后慢答案：B5.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ=0時(shí)，系統(tǒng)處于（）A.欠阻尼狀態(tài)B.臨界阻尼狀態(tài)C.過(guò)阻尼狀態(tài)D.無(wú)阻尼狀態(tài)答案：D6.自動(dòng)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是在（）條件下定義的。A.零初始條件B.非零初始條件C.任意初始條件D.穩(wěn)定初始條件答案：A7.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=1/(s+1)，則該系統(tǒng)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)答案：A8.控制系統(tǒng)校正的目的是（）A.提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性B.改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能C.改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能D.以上都是答案：D9.常用的串聯(lián)校正裝置有（）A.比例校正B.積分校正C.微分校正D.以上都是答案：D10.自動(dòng)控制系統(tǒng)中，反饋控制的實(shí)質(zhì)是（）A.基于偏差的控制B.基于輸入的控制C.基于輸出的控制D.基于干擾的控制答案：A第II卷（非選擇題，共70分）二、填空題（每空2分，共20分）1.自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由______、______、______、______和______組成。答案：控制器、執(zhí)行器、被控對(duì)象、測(cè)量元件、比較元件2.控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)主要有______、______、______和______。答案：穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、快速性、抗干擾能力3.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=ωn2/(s2+2ζωns+ωn2)，其中ωn為_(kāi)_____，ζ為_(kāi)_____。答案：無(wú)阻尼自然頻率、阻尼比4.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)的______和______有關(guān)。答案：類型、開(kāi)環(huán)增益三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共20分）1.簡(jiǎn)述開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)。答案：開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、穩(wěn)定性好，但控制精度低，對(duì)干擾無(wú)抑制作用。閉環(huán)控制系統(tǒng)能自動(dòng)糾正偏差，控制精度高，對(duì)干擾有較強(qiáng)的抑制能力，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、穩(wěn)定性相對(duì)較差。2.簡(jiǎn)述控制系統(tǒng)校正的方法有哪些。答案：控制系統(tǒng)校正的方法有串聯(lián)校正、反饋校正、前饋校正和復(fù)合校正等多種。串聯(lián)校正通過(guò)在系統(tǒng)前向通道中串聯(lián)校正裝置來(lái)改善系統(tǒng)性能；反饋校正利用反饋信號(hào)構(gòu)成校正環(huán)節(jié)；前饋校正根據(jù)干擾信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償控制；復(fù)合校正則綜合了前饋和反饋校正的優(yōu)點(diǎn)。四、分析題（共20分）材料：已知某自動(dòng)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s2+2s+10)。1.試分析該系統(tǒng)的類型和開(kāi)環(huán)增益。（10分）答案：該系統(tǒng)為二階系統(tǒng)。將傳遞函數(shù)化為標(biāo)準(zhǔn)形式G(s)=10/(s2+2s+10)=1/(s2/10+s/5+1)，開(kāi)環(huán)增益K=10。2.若要改善該系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，可采用哪種校正方法？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。（10分）答案：可采用串聯(lián)校正中的微分校正。因?yàn)槎A系統(tǒng)在欠阻尼狀態(tài)下動(dòng)態(tài)性能較好，而微分校正可以增加系統(tǒng)的阻尼比，改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，使系統(tǒng)超調(diào)量減小，調(diào)節(jié)時(shí)間縮短，從而改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。五、設(shè)計(jì)題（共10分）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的溫度控制系統(tǒng)，要求采用閉環(huán)控制方式，畫(huà)出系統(tǒng)的原理框圖，并簡(jiǎn)要說(shuō)明各環(huán)節(jié)的作用。答案：原理框圖：設(shè)定溫度值與測(cè)量溫度值通過(guò)比較元件比較得到偏差信號(hào)，偏差信號(hào)輸入控制器，控制器根據(jù)控制算法輸出控制信號(hào)，控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器（如加熱或制冷設(shè)備）對(duì)被控對(duì)象（如加熱爐或冷藏室）進(jìn)