自動控制原理試題及答案

自動控制原理試題及答案

一、單項選擇題（每題2分，共10題）1.自動控制系統(tǒng)按給定值的形式不同可分為（）A.恒值、隨動、程序控制系統(tǒng)B.線性、非線性系統(tǒng)C.連續(xù)、離散系統(tǒng)D.單輸入單輸出、多輸入多輸出系統(tǒng)2.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)取決于（）A.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和輸入信號B.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和輸出信號C.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)D.輸入信號和輸出信號3.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)是（）A.R+CB.R-CC.RCD.R/C4.單位脈沖函數(shù)的拉氏變換是（）A.1B.0C.1/sD.s5.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ>1時，系統(tǒng)的響應(yīng)是（）A.等幅振蕩B.衰減振蕩C.單調(diào)上升D.單調(diào)下降6.系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)，閉環(huán)傳遞函數(shù)為（）A.G(s)H(s)B.1+G(s)H(s)C.G(s)/[1+G(s)H(s)]D.G(s)/[1-G(s)H(s)]7.線性系統(tǒng)的重要性質(zhì)是（）A.疊加性和齊次性B.非線性C.時變性D.穩(wěn)定性8.勞斯判據(jù)主要用于判斷系統(tǒng)的（）A.穩(wěn)定性B.穩(wěn)態(tài)性能C.動態(tài)性能D.響應(yīng)速度9.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與（）有關(guān)。A.輸入信號和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)B.輸入信號C.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)D.輸出信號10.根軌跡是指（）A.閉環(huán)系統(tǒng)特征根隨開環(huán)增益變化的軌跡B.開環(huán)系統(tǒng)特征根隨開環(huán)增益變化的軌跡C.閉環(huán)系統(tǒng)特征根隨閉環(huán)增益變化的軌跡D.開環(huán)系統(tǒng)特征根隨閉環(huán)增益變化的軌跡二、多項選擇題（每題2分，共10題）1.自動控制系統(tǒng)的基本組成部分有（）A.控制器B.被控對象C.測量元件D.執(zhí)行元件2.下列屬于系統(tǒng)性能指標的有（）A.穩(wěn)定性B.快速性C.準確性D.時變性3.線性系統(tǒng)的特點有（）A.疊加性B.齊次性C.可線性化D.非線性4.常用的數(shù)學模型有（）A.微分方程B.傳遞函數(shù)C.狀態(tài)空間表達式D.差分方程5.一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)特點有（）A.無超調(diào)B.有超調(diào)C.穩(wěn)態(tài)值為1D.響應(yīng)速度與時間常數(shù)有關(guān)6.二階系統(tǒng)的性能指標包括（）A.阻尼比B.無阻尼自然頻率C.超調(diào)量D.調(diào)節(jié)時間7.勞斯判據(jù)可以判斷系統(tǒng)（）A.是否穩(wěn)定B.不穩(wěn)定根的個數(shù)C.穩(wěn)定根的個數(shù)D.動態(tài)性能8.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與（）有關(guān)。A.系統(tǒng)類型B.輸入信號C.開環(huán)增益D.閉環(huán)增益9.根軌跡的繪制法則包括（）A.起點和終點B.實軸上的根軌跡C.漸近線D.分離點和會合點10.控制系統(tǒng)按信號傳遞的連續(xù)性可分為（）A.連續(xù)系統(tǒng)B.離散系統(tǒng)C.線性系統(tǒng)D.非線性系統(tǒng)三、判斷題（每題2分，共10題）1.自動控制系統(tǒng)中，被控變量是需要控制的物理量。（）2.傳遞函數(shù)只適用于線性定常系統(tǒng)。（）3.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)越小，響應(yīng)速度越快。（）4.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ=0時，系統(tǒng)為等幅振蕩。（）5.系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)與閉環(huán)傳遞函數(shù)沒有關(guān)系。（）6.線性系統(tǒng)滿足疊加原理。（）7.勞斯判據(jù)能確定系統(tǒng)的所有特征根。（）8.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差只與輸入信號有關(guān)。（）9.根軌跡是閉環(huán)系統(tǒng)特征根的軌跡。（）10.離散系統(tǒng)和連續(xù)系統(tǒng)的分析方法完全相同。（）四、簡答題（每題5分，共4題）1.簡述自動控制系統(tǒng)的基本控制方式。答：開環(huán)控制、閉環(huán)控制和復合控制。開環(huán)控制無反饋；閉環(huán)控制有反饋，能自動調(diào)節(jié)；復合控制結(jié)合開環(huán)和閉環(huán)，提高控制精度。2.簡述傳遞函數(shù)的定義及特點。答：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)，與輸入無關(guān)，只適用于線性定常系統(tǒng)。3.簡述二階系統(tǒng)阻尼比ζ對系統(tǒng)響應(yīng)的影響。答：ζ<0時，系統(tǒng)不穩(wěn)定；ζ=0時，等幅振蕩；0<ζ<1時，衰減振蕩；ζ=1時，臨界阻尼，無超調(diào)；ζ>1時，過阻尼，響應(yīng)緩慢無超調(diào)。4.簡述穩(wěn)態(tài)誤差的概念及減小穩(wěn)態(tài)誤差的方法。答：穩(wěn)態(tài)誤差是系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)時，輸出的期望值與實際值之差。減小方法：增加系統(tǒng)型別、提高開環(huán)增益、采用復合控制。五、討論題（每題5分，共4題）1.討論線性系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義及判定方法。答：線性系統(tǒng)穩(wěn)定性指在有界輸入作用下，輸出也有界。判定方法有：勞斯判據(jù)通過特征方程系數(shù)判斷；根軌跡法看閉環(huán)特征根位置；頻域法如奈奎斯特判據(jù)等。2.討論PID控制器的原理及作用。答：PID控制器由比例、積分、微分環(huán)節(jié)組成。比例環(huán)節(jié)快速響應(yīng)；積分環(huán)節(jié)消除穩(wěn)態(tài)誤差；微分環(huán)節(jié)改善動態(tài)性能，能根據(jù)偏差及其變化率調(diào)節(jié)輸出，提高系統(tǒng)控制性能。3.討論根軌跡法在控制系統(tǒng)分析中的應(yīng)用及優(yōu)點。答：應(yīng)用于分析系統(tǒng)穩(wěn)定性、動態(tài)性能等。優(yōu)點：直觀展示閉環(huán)特征根隨開環(huán)增益變化軌跡，可快速判斷穩(wěn)定性，還能分析參數(shù)變化對系統(tǒng)性能影響，便于設(shè)計校正裝置。4.討論自動控制原理在實際工程中的應(yīng)用領(lǐng)域及重要性。答：應(yīng)用于工業(yè)自動化、航空航天、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域。重要性在于提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提升系統(tǒng)可靠性和安全性，推動各行業(yè)技術(shù)進步和發(fā)展。答案一、單項選擇題1.A2.C3.C4.A5.C6.C7.A8.A9.A10.A二、多項選擇題1.ABCD2.ABC3.AB4