自动控制原理基本知识测试题

第一章自动控制的一般概念一、填空题（稳定性）、（快速性）和（快速性）是对自动控制系统性能的基本要求。线性控制系统的特点是可以使用（叠加）原理，而非线性控制系统则不能。根据系统给定值信号特点，控制系统可分为（定值）控制系统、（随动）控制系统和（程序）控制系统。自动控制的基本方式有（开环）控制、（闭环）控制和（复合）控制。一个简单自动控制系统主要由（被控对象）、（执行器）、（控制器）和（测量变送器）四个基本环节组成。自动控制系统过度过程有（单调）过程、（衰减振荡）过程、（等幅振荡）过程和（发散振荡）过程。二、单项选择题下列系统中属于开环控制的为（C）。自动跟踪雷达B.无人驾驶车C.普通车床D.家用空调器下列系统属于闭环控制系统的为（D）。自动流水线B.传统交通红绿灯控制C.普通车床D.家用电冰箱下列系统属于定值控制系统的为（C）。自动化流水线B.自动跟踪雷达C.家用电冰箱D.家用微波炉下列系统属于随动控制系统的为（B）。自动化流水线B.火炮自动跟踪系统C.家用空调器D.家用电冰箱下列系统属于程序控制系统的为（B）。家用空调器B.传统交通红绿灯控制C.普通车床D.火炮自动跟踪系统（C）为按照系统给定值信号特点定义的控制系统。A.连续控制系统B.离散控制系统C.随动控制系统D.线性控制系统下列不是对自动控制系统性能的基本要求的是（B）。A.稳定性B.复现性C.快速性D.准确性下列不是自动控制系统基本方式的是（C）。A.开环控制B.闭环控制C.前馈控制D.复合控制下列不是自动控制系统的基本组成环节的是（B）。A.被控对象B.被控变量C.控制器D.测量变送器自动控制系统不稳定的过度过程是（A）。A.发散振荡过程B.衰减振荡过程C.单调过程D.以上都不是第二章自动控制系统的数学模型一、填空题数学模型是指描述系统（输入）、（输出）变量以及系统内部各变量之间（动态关系）的数学表达式。常用的数学模型有（微分方程）、（传递函数）以及状态空间表达式等。（结构图）和（信号流图），是在数学表达式基础演化而来的数学模型的图示形式。线性定常系统的传递函数定义：在（零初始）条件下，系统的（输出）量的拉氏变换与（输入）量拉氏变换之比。系统的传递函数完全由系统的（结构、参数）决定，与（输入信号）的形式无关。传递函数的拉氏变换为该系统的（脉冲响应）函数。令线性定常系统传递函数的分子多项式为零，则可得到系统的（零）点。令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的（极）点。令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的（特征）方程。方框图的基本连接方式有（串联）连接、（并联）连接和（反馈）连接。二、单项选择题以下关于数学模型的描述，错误的是（A）信号流图不是数学模型的图示数学模型是描述系统输入、输出变量以及系统内部河变量之间的动态关系的数学表达式常用的数学模型有微分方程、传递函数及状态空间表达式等系统数学模型的建立方法有解析法和实验法两类以下关于传递函数的描述，错误的是（B）传递函数是复变量s的有理真分式函数传递函数取决于系统和元件的结构和参数，并与外作用及初始条件有关传递函数是一种动态数学模型一定的传递函数有一定的零极点分布图与之相对应以下关于传递函数局限性的描述，错误的是（D）A.仅适用于线性定常系统只能研究单入、单出系统只能研究零初始状态的系统运动特性能够反映输入变量与各中间变量的关系典型的比例环节的传递函数为（A.KB.-C.只能研究单入、单出系统只能研究零初始状态的系统运动特性能够反映输入变量与各中间变量的关系典型的比例环节的传递函数为（A.KB.-C.D.ssTs+1典型的积分环节的传递函数为（:v11A.KB.—C.D.ssTs+1典型的微分环节的传递函数为（:v11A.KB.—C.D.ssTs+1典型的一阶惯性环节的传递函数为A.—B.—Ts2+2gTs+1s典型的二阶振荡环节的传递函数为\o"CurrentDocument"11ATs2+2&Ts+1B's常用函数W）拉氏变换L［1（t）］为（11A.sB.—C.-%D.1以下关于系统结构图的描述，错误的是（C.C.Ts+1A1Ts+1B))D.s)D.sB)A.结构图是线性定常系统数学模型的一种图示法同一系统的结构图形式是唯一的利用结构图可以直观地研究系统的运动特性对应于确定的输入、输出信号的系统，其传递函数是唯一的方框图化简时，串联连接方框总的输出量为各方框图输出量的（A）A.乘积B.代数和C.加权平均D.平均值方框图化简时，并联连接方框总的输出量为各方框输出量的（B）A.乘积B.代数和C.加权平均（）D.平均值系统的开环传递函数为G（s）=丸、，则闭环特征方程为（B）A.N（S）=0B.N（S）+M（s）=0C.1+N（S）=0D.与是否单位反馈系统有关系统的闭环传递函数为①（s）=（s:2：［?1），则系统的极点为（B）A.s=-3B.s=-2C.s=0D.s=K系统的闭环传递函数为⑦（s）=（s+2）0~+1），则系统的零点为（A）A.s=-3B.s=-2C.s=0D.s=1第三章自动控制系统的时域分析一、填空题系统的瞬态性能通常以系统在（零）初始条件下，对（单位阶跃）输入信号的响应来衡量。线性定常系统的响应曲线不仅取决于系统本身的（结构和系数），而且还与系统的（初始状态）以及加在该系统的（外作用）有关。系统瞬态性能通常用（超调量）、上升时间、（峰值时间）、（调节时间）和衰减比等指标来衡量。一阶系统的时间常数为系统响应达到稳态值的（63.2%）所需时间。或，若系统响应曲线以（初始）速度增加，达到稳定值所需时间。一阶系统G（5）=~^的时间常数T越大，系统的输出响应达到稳定值的时间（越长）。Ts+1一阶系统在阶跃信号作用下，其响应是（非）周期、（无）振荡的，且^%=（0）。一阶系统在阶跃信号作用下，其响应达到稳态值的95%所用的时间是（3T），达到稳态值的98%所用时间是（4T），达到稳态值的（63.2%）所用的时间是T。决定二阶系统动态性能的两个重要参数是（阻尼比E）和（自然振荡角频率①〃）。在对二阶系统阶跃响应进行讨论时，通常将&=0、0<&<1、&=1和&>1称为（无）阻尼、（欠）阻尼、（临界）阻尼和（过）阻尼。工程上习惯于把过渡过程调整为（欠）阻尼过程。超调量仅由（E值）决定，其值越小，超调量（越大）。调节时间由（E）和（①）决定，其值越大，调节时间（越短）。在零初始条件下，当系统的输入信号为原来的输入信号的导数时，系统的输出为原来输出的（导数）。如果要求系统的快速性好，则（闭环极点）应距离虚轴越远越好。利用代数方法判别闭环控制系统稳定性的方法有（劳斯判据）和赫尔维茨判据。系统特征方程式的所有根均在s平面的左半部分是系统稳定的（充要）条件。系统稳定的充要条件是闭环控制系统传递函数的全部极点都具有（负实部）。线性系统的稳定性仅由系统本身的（结构和参数）决定，而与系统的（初始状态）以及加在该系统（外作用）无关。在某系统特征方程的劳斯表中，若第一列元素有负数，那么此系统的稳定性为（不稳定）。若系统的特征方程式为s3+4s+1=0，此系统的稳定性为（不稳定）。若系统的特征方程式为s3-2s2+4s+1=0，则此系统的稳定性为（不稳定）。分析稳态误差时，将系统分为0型系统、I型系统、II型系统……这是按开环传递函数的（积分）环节个数来分类的。10该系统的型数为（I型）。22.设控制系统的开环传递函数为G（s）=$&*］）（s+2），在单位阶跃输入信号作用下，I型系统的稳态误差,二（0）。该系统的型数为（I型）。在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差。：二（8）。在单位斜坡输入信号作用下，I型系统的稳态误差£=（0）。如果增加系统开环传递函数中积分环节的个数，则闭'环系统的（稳态精度）将提高，稳定性将（变差）。（增大）系统的开环放大系数，可以增强系统对参考输入的跟随能力，但会使稳定性（变差）。在高阶系统响应中，距离虚轴（最近），且其附近没有（零点）的极点将起到主导作用。二、单项选择题系统时间响应的瞬态分量（C）。A.是某一瞬时的输出B.反映系统的准确度C.反映系统的动态特性D.只取决于开环极点…、〜、K，一阶系统G（s）=的放大系数K越小，则系统的输出响应的稳态值（C）。Ts+1A.不变B.不定C.越小D.越大一阶系统G（s）=m^放大系数K越大，则其（D）。Ts+1A.响应速度越慢B.响应速度越快C.调节时间越短D.响应速度不变一阶系统的闭环极点越靠近s平面的原点，其（A）。A.响应速度越慢B.响应速度越快C.准确度越高D.准确度越低下列性能指标中的（D）为系统的稳态指标。A.n%B.tC.tD.e在对二阶系统阶跃响应进行讨论时，通常将&=0称为（A）。A.无阻尼（或临界稳定）B.欠阻尼C.临界阻尼（或临界振荡）D.过阻尼在对二阶系统阶跃响应进行讨论时，通常将0<&<1称为（B）。A.无阻尼（或临界稳定）B.欠阻尼C.临界阻尼（或临界振荡）D.过阻尼

在对二阶系统阶跃响应进行讨论时，通常将&=1称为（C）。A.无阻尼（或临界稳定）B.欠阻尼C.临界阻尼（或临界振荡）D.过阻尼在对二阶系统阶跃响应进行讨论时，通常将&>1称为（D）。A.无阻尼（或临界稳定）B.欠阻尼C.临界阻尼（或临界振荡）D.过阻尼工程上习惯于把过度过程调整为（B）过程。A.无阻尼（或临界稳定）B.欠阻尼C.临界阻尼（或临界振荡）D.过阻尼二阶系统当0V&<1时，如果增加&，则输出响应的最大超调量。%将（B）。A.增大B.减小C.不变D.不定对于欠阻尼的二阶系统，当阻尼比&保持不变时，（B）。无阻尼自然振荡频率①〃越大，系统的峰值时间t越大无阻尼自然振荡频率①:越大，系统的峰值时间t越小无阻尼自然振荡频率①:越大，系统的峰值时间tp不变无阻尼自然振荡频率①〃越大，系统的峰值时间t不定对于欠阻尼的二阶系统，当阻尼比&保持不变时，（B）。无阻尼自然振荡频率①〃越大，系统的峰值时间七越大无阻尼自然振荡频率。越大，系统的峰值时间I越小无阻尼自然振荡频率①:越大，系统的峰值时间I不变无阻尼自然振荡频率①:越大，系统的峰值时间［不定对于欠阻尼的二阶系统，阻尼比&越小，超调量将（A）。A.越大B.越小C.不变D.不定对于欠阻尼二阶系统，无阻尼自然振荡频率①越大，超调量将（C）。nA.越大B.越小C.不变D.不定对于欠阻尼二阶系统，无阻尼自然振荡频率①保持不变时（B）。B.&越大，调整时间七越小D.&越大，调整时间Z不定D）。C.峰值时间提前D.对系统的动态性能没有影响KnA.&越大，调整时间七越大C.&越大，调整时间/不变线性定常二阶系统'的闭环增益越大A.系统的快速性越好B.超调量越大则该闭环系统的稳定状况为（A）。18.已知系统开环传递函数为G（s）=（、+0.5）（、+0.1），A.稳定B.不稳定C.稳定边界D.无法确定K已知系统开环传递函数为G（s）=一—一-，则该闭环系统的稳定状况（B.&越大，调整时间七越小D.&越大，调整时间Z不定D）。C.峰值时间提前D.对系统的动态性能没有影响K则该闭环系统的稳定状况为（A）。（0.4s-1）（0.5s+1）A.稳定B.不稳定C.稳定边界D.无法确定若系统的特征方程式为S3+S2+1=0，则此系统的稳定状况为（C）。A.稳定B.临界稳定C.不稳定D.无法确定21.设G(s)H(s)=K(s+1)(s+2)(s+3)当K增大时，闭环系统（A）A.由稳定到不稳定B.由不稳定到稳定C.始终稳定D.始终不稳定K21.设G(s)H(s)=K(s+1)(s+2)(s+3)当K增大时，闭环系统（A）（s+1）（s+2）A.由稳定到不稳定B.由不稳定到稳定C.始终稳定D.始终不稳定如果增大系统的开环放大倍数K，则其闭环系统的稳定性将（B）。A.变好B.变差C.不变D.不定如果增加开环系统积分环节数，则其闭环系统的稳定性将（B）。A.变好B.变差C.不变D.不定

〜、4K小“设一单位负反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=m2，要求Kp=40,则K=(B)。A.10B.20C.30D.40单位反馈系统稳态速度误差的正确含义是(C)。在r(t)=Rx1(t)时，输出速度与输入速度的稳态误差在r(t)=Rx1(t)时，输出位置与输入位置的稳态误差在r(t)=Vx1(t)时，输出位置与输入位置的稳态误差在r(t)=Vx1(t)时，输出速度与输入速度的稳态误差已知其系统的型别为v，输入为r(t)=tn(n为正整数)，则系统稳态误差为零的条件是(B)A.v>nB.v>nC.v<nD.v<n若系统稳定，则开环传递函数中积分环节的个数越多，系统的(D)。A.稳定性提高B.动态性能越好C.无差度降低D.无差度越高为消除干扰作用下的稳态误差，可以在主反馈回到干扰作用点之前(A)。A.增加积分环节B.减少积分环节C.增加放大环节D.减少放大环节30.某单位反馈系统开环传递函数G(30.某单位反馈系统开环传递函数G(s)=1000(s+1)(2s+1)S2(S2+10S+1000),,12,…、-、，，当输入为亍时，系统稳态误差为()。A.0B.sC.1D.1031.决定系统静态性能和动态性能的系统的(D)。D.零点、极点和传递系数第四章根轨迹分析法A.零点和极点B.零点和传递系数C.极点和传递系数一、填空题正反馈系统的相角满足(±2知)，正反馈系统的根轨迹称为(零度根轨迹)。D.零点、极点和传递系数第四章根轨迹分析法根轨迹起始于(开环极点)，终止于(开环零点或无穷远点)。根轨迹全部在根平面的(虚轴左半)部分时，系统总是稳定的。如果要求系统的快速性好，则(闭环极点)应距离虚轴越远越好。k一)。已知-2+j0点在开环传递函数为G(s)H(s)=一—一-的系统的根轨迹上，则该点对应的k值为(2(s+4)(s+1))。系统开环传递函数有3个极点，2个零点，则有(3)支根轨迹。根轨迹是连续的且关于(实轴)对称。根轨迹离开复数极点的切线方向与正实轴间夹角为(起始角)。根轨迹进入复数零点的切线方向与正实轴间夹角为(终止角)。一、…、k已知系统的开环传递函数为G(s)H(s)=一-，则(一2,j0)点(不在)根轨迹上。s+3二、单项选择题1.开环传递函数为G(s)H(s)=—J，则实轴上的根轨迹为(A)。s+1A.(-8,-1]B.[-1,8]C.(-8,0]D.[0,8)2.已知系统开环传递函数为G(s)=k(s+0.5)(s+0.1)则该闭环系统的稳定状况为()。A.稳定2.已知系统开环传递函数为G(s)=k(s+0.5)(s+0.1)则该闭环系统的稳定状况为()。A.稳定B.不稳定C.稳定边界D.稳定状态无法确定k3.设G(s)H(s)=g+2低+1)(s+3)，A.由稳定到不稳定B.由不稳定到稳定k当k增大时，闭环系统(A)。C.始终稳定D.始终不稳定4.开环传递函数为G(s)H(s)=&*])(s*3)，则实轴上的根轨迹为(B)。A.[-1,8]B.[-3,-1]C.(-8,-3]D.[0,8)5.设开环传递函数为G(s)=$(:*2)，在根轨迹的分离点处，其对应的k值应为(C)。A.0.25B.0.5C.1D.4一，、…、k一6.设G(s)H(s)=&+1)($+2)，当k增大时，闭环系统(C)。A.由稳定到不稳定B.由不稳定到稳定C.始终稳定D.始终不稳定一，、k设开环传递函数为G(s)=一-，在根轨迹的分离点处，其对应的k值应为(A)。s(s+1)A.0.25B.0.5C.1D.4一，、k开环传递函数为G(s)=一-，则根轨迹上的点为(C)。s+2A.—1B.-3+jC.—5D.-2+j0确定根轨迹与虚轴的交点，可用(A)。A.劳斯判据B.幅角条件C.幅值条件D.#=0dsk(s+5)开环传递函数为G(s)H(s)=的根轨迹的弯曲部分轨迹是(B)。s(s+2)A.半圆B.整圆C.抛物线D.不规则曲线M(s)系统开环传递函数为两个“s”多项式之比G(s)=，则闭环特征方程为(B)。N(s)A.N(s)=0B.N(s)+M(s)=0C.1+N(s)=0D.与是否为单位反馈系统有关已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是(A)。k(2-s)kkk(1-s)A.B.C.D.s(s+1)s(s-1)(s+5)s(s2-3s+1)s(2-s)第五章频率分析一、填空题1.设系统的频率特性为G(j①)=R(①)+jI0)，则1(®)称为()。I(①)2.设系统的频率特性G(j叫=R(®)+jI(S，则相频特性M(］j)=(arctan［福］)。103.103.设某系统开环传递函数为G(s)=(s2+s+10)(s+1)，则其频率特性奈氏图起点坐标为((1，j0))。用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是(正弦信号)。开环最小相位系统的对数幅频特性向右移5倍频程，则闭环系统的调节时间将__减小_(增加，不变，减小)，超调量将—不变(增加。不变，减小)，抗高频噪声干扰的能力将__减小―(增加，不变，减小)。一…12.,…、系统的递函数它s)=，右输入信号为r(t)=sint，则系统的稳态输出c(t)=(=-sin(t-45))。s+12比例环节的相频特性为(0)。积分环节的幅频特性为(-，-90)。®最大超前角为(180二阶微分环节是相位超前环节，二阶振荡环节是相位滞后环节，最大滞后角为(180。二、单项选择题积分环节的幅频特性，其幅值和频率成(C)。最大超前角为(180二阶微分环节是相位超前环节，二阶振荡环节是相位滞后环节，最大滞后角为(180。二、单项选择题积分环节的幅频特性，其幅值和频率成(C)。A.指数关系B.正比关系C.反比关系D.不定关系一阶系统的闭环极点越靠近s平面原点，其(A)。A.响应速度越慢B.响应速度越快C.准确度越高)。)。D.准确度越低A.幅频特性B.相频特性C.传递函数D.频率响应函数K…设积分环节的传递函数为G（5）=一，则其频率特性幅值M（o）=（A）。sA.KB.KC.1D.Lo02oo25.如果二阶振荡环节的对数幅频特性曲线存在峰值，则阻尼比&的值为（A）。A.0<&<0.707B.0<&<1C.&>0.707D.&>1开环系统频率特性G（jo）=一，当o=1rad/s时，其频率特性相角。（1）=（C）。（1+jo）3A.—45。b.—90。C.T35。d.—270。一〜.、2）。设开环系统频率特性为G（jo）=一，则其频率特性的奈奎斯特图与负实轴父点的频率值o为（Bjo（1+jo）2）。A.^^rad/sb.1rad/sC.J2