(完整word版)自动控制原理期末试题及答案 下载本文

参考答案及评分标准

一、单项选择题(每小题1分,共20分)

1. 系统和输入已知,求输出并对动态特性进行研究,称为( C )

A.系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计 2. 惯性环节和积分环节的频率特性在( A )上相等。

A.幅频特性的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D.穿越频率

3. 通过测量输出量,产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为( C ) A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件 4. ω从0变化到+∞时,延迟环节频率特性极坐标图为( A )

A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线

5. 当忽略电动机的电枢电感后,以电动机的转速为输出变量,电枢电压为输入变量时,电动机可看作一个( B )

A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节 6. 若系统的开环传 递函数为

10,则它的开环增益为( C )

s(5s?2)A.1 B.2 C.5 D.10 7. 二阶系统的传递函数G(s)?5,则该系统是( B ) 2 s?2s?5A.临界阻尼系统 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统 D.零阻尼系统 8. 若保持二阶系统的ζ不变,提高ωn,则可以( B )

A.提高上升时间和峰值时间 B.减少上升时间和峰值时间 C.提高上升时间和调整时间 D.减少上升时间和超调量 9. 一阶微分环节G(s)?1?Ts,当频率??1时,则相频特性?G(j?)为( A ) TA.45° B.-45° C.90° D.-90° 10.最小相位系统的开环增益越大,其( D )

A.振荡次数越多 B.稳定裕量越大 C.相位变化越小 D.稳态误差越小

11.设系统的特征方程为D?s??s4?8s3?17s2?16s?5?0,则此系统 ( A ) A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。 12.某单位反馈系统的开环传递函数为:G?s??k,当k=( C )时,闭环系统临界稳

s(s?1)(s?5)定。

A.10 B.20 C.30 D.40

13.设系统的特征方程为D?s??3s4?10s3?5s2?s?2?0,则此系统中包含正实部特征的个数有( C ) A.0 B.1 C.2 D.3

1

14.单位反馈系统开环传递函数为G?s??5,当输入为单位阶跃时,则其位置误差为( C ) 2s?6s?sA.2 B.0.2 C.0.5 D.0.05 15.若已知某串联校正装置的传递函数为Gc(s)?s?1,则它是一种( D )

10s?1A.反馈校正 B.相位超前校正 C.相位滞后—超前校正 D.相位滞后校正 16.稳态误差ess与误差信号E(s)的函数关系为( B )

A.ess?limE(s) B.ess?limsE(s)

s?0s?0C.ess?limE(s) D.ess?limsE(s)

s??s??17.在对控制系统稳态精度无明确要求时,为提高系统的稳定性,最方便的是( A ) A.减小增益 B.超前校正 C.滞后校正 D.滞后-超前 18.相位超前校正装置的奈氏曲线为( B )

A.圆 B.上半圆 C.下半圆 D.45°弧线 19.开环传递函数为G(s)H(s)=

K,则实轴上的根轨迹为( C )

s3(s?3)A.(-3,∞) B.(0,∞) C.(-∞,-3) D.(-3,0) 20.在直流电动机调速系统中,霍尔传感器是用作( B )反馈的传感器。 A.电压 B.电流 C.位移 D.速度 二、填空题(每小题1分,共10分) 1.闭环控制系统又称为 反馈系统 系统。

2.一线性系统,当输入是单位脉冲函数时,其输出象函数与 传递函数 相同。

3.一阶系统当输入为单位斜坡函数时,其响应的稳态误差恒为 时间常数T(或常量) 。 4.控制系统线性化过程中,线性化的精度和系统变量的 偏移程度 有关。

5.对于最小相位系统一般只要知道系统的 开环幅频特性 就可以判断其稳定性。 6.一般讲系统的位置误差指输入是 阶跃信号 所引起的输出位置上的误差。

7.超前校正是由于正相移的作用,使截止频率附近的 相位 明显上升,从而具有较大 的稳定裕度。

28.二阶系统当共轭复数极点位于 ±45° 线上时,对应的阻尼比为0.707。 29.PID调节中的“P”指的是 比例 控制器。

30.若要求系统的快速性好,则闭环极点应距虚轴越 远 越好。

一、填空题(每空 1 分,共15分)

1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。

2、复合控制有两种基本形式:即按 输入 的前馈复合控制和按 扰动 的前馈复合控制。

3、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为G(s),则G(s)为 G1(s)+ G2(s) (用G1(s)与G2(s) 表示)。

4、典型二阶系统极点分布如图1所示,

则无阻尼自然频率?n

?,阻尼比??2

该系统的特征方程为 S2+2S+2=0 , 该系统的单位阶跃响应曲线为 衰减振动 。

5、若某系统的单位脉冲响应为g(t)?10e?0.2t?5e?0.5t,

则该系统的传递函数G(s)为。

6、根轨迹起始于 开环极点 ,终止于 开环零点 。

7、设某最小相位系统的相频特性为?(?)?tg(??)?90?tg(T?),则该系统的开环传递函数

?10?1为 。

8、PI控制器的输入-输出关系的时域表达式是,其相应的传递函数为

,由于积分环节的引入,可以改善系统的稳态 性能。

二、选择题(每题 2 分,共20分)

1、采用负反馈形式连接后,则 ( D )

A、一定能使闭环系统稳定; B、系统动态性能一定会提高; C、一定能使干扰引起的误差逐渐减小,最后完全消除; D、需要调整系统的结构参数,才能改善系统性能。 2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( A )。

A、增加开环极点; B、在积分环节外加单位负反馈; C、增加开环零点; D、引入串联超前校正装置。 3、系统特征方程为 D(s)?s?2s?3s?6?0,则系统 ( C )

A、稳定; B、单位阶跃响应曲线为单调指数上升; C、临界稳定; D、右半平面闭环极点数Z?2。

24、系统在r(t)?t作用下的稳态误差ess??,说明 ( A )

32A、 型别v?2; B、系统不稳定;

C、 输入幅值过大; D、闭环传递函数中有一个积分环节。

5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是( D )

A、主反馈口符号为“-” ; B、除Kr外的其他参数变化时;

C、非单位反馈系统; D、根轨迹方程(标准形式)为G(s)H(s)??1。 6、开环频域性能指标中的相角裕度?对应时域性能指标( A ) 。

3

A、超调?% B、稳态误差ess C、调整时间ts D、峰值时间tp 7、已知开环幅频特性如图2所示, 则图中不稳定的系统是( B )。

系统① 系统② 系统③

图2

A、系统① B、系统② C、系统③ D、都不稳定 8、若某最小相位系统的相角裕度?

?0,则下列说法正确的是 ( C )。

A、不稳定; B、只有当幅值裕度kg?1时才稳定;

C、稳定; D、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。 9、若某串联校正装置的传递函数为

10s?1,则该校正装置属于( B )。

100s?1A、超前校正 B、滞后校正 C、滞后-超前校正 D、不能判断

10、下列串联校正装置的传递函数中,能在?c?1处提供最大相位超前角的是:( B )

A、

1.如图示系统结构图1,试用结构图化简方法求传递函数

10s?110s?12s?10.1s?1 B、 C、 D、 s?10.1s?10.5s?110s?1C(s)。(15分) R(s)R(s)_+G1(s)_G2(s)G3(s)+C(s)

图1

解:

4