自动控制原理试题

自动控制原理

[单项选择题]

1、自动控制系统的（）是系统工作的必要条件。

A.稳定性

B.动态特性

C.稳态特性

D.瞬态特性

参考答案：A

[单项选择题]

2、系统的其传递函数（）。

A.与输入信号有关

B.只取决于系统结构和元件的参数

C.闭环系统不稳定

D.系统的扰动量可以预计并能进行补偿

参考答案：B

[单项选择题]

3、构成振荡环节的必要条件是当（）时。

A.ζ=1

B.ζ=0

C.0<ζ<1

D.0≤ζ≤1

参考答案：C

[单项选择题]

4、若二阶系统的阶跃响应曲线无超调达到稳态值，则两个极点位于位于（）。

A.虚轴正半轴

B.实正半轴

C.虚轴负半轴

D.实轴负半轴

参考答案：D

[单项选择题]

5、下列说法正确的是：系统的开环增益（）。

A.越大系统的动态特性越好

B.越大系统的稳态特性越好

C.越大系统的阻尼越小

D.越小系统的稳态特性越好

参考答案：B

[单项选择题]

6、闭环极点若为实数，则位于[s]平面实轴；若为复数，则共轭出现。所以根轨迹（）。

A.对称于实轴

B.对称于虚轴

C.位于左半[s]平面

D.位于右半[s]平面

参考答案：A

[单项选择题]

7、系统的闭环传递函数是，根轨迹终止于（）。

A.G（s）H（s）的极点

B.G（s）H（s）的零点

C.1+G（s）H（s）的极点

D.1+G（s）H（s）的零点线

参考答案：B

[单项选择题]

8、已知控制系统的闭环传递函数是，则其根轨迹起始于（）。

A.G（s）H（s）的极点

B.G（s）H（s）的零点

C.1+G（s）H（s）的极点

D.1+G（s）H（s）的零点

参考答案：A

[单项选择题]

9、在设计系统时应使系统幅频特性L（ω）穿越0dB线的斜率为（）。

A.-20dB/dec

B.-40dB/dec

C.-60dB/dec

D.-80dB/dec

参考答案：A

[单项选择题]

10、设系统的开环幅相频率特性下图所示（P为开环传递函数右半s平面的极点数），其中闭环系统稳定的是（）。

A.图（a）

B.图（b）

C.图（c）

D.图（d）

参考答案：A

[单项选择题]

11、某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线如下图所示。则该系统的开环传递函数为（）。

A.

B.

C.

D.

参考答案：D

[单项选择题]

12、下列串联校正环节中属于滞后校正的是（）。

A.

B.

C.

D.

参考答案：A

[单项选择题]

13、已知采样系统结构图如下图所示，其闭环脉冲传递函数为（）

A.

B.

C.

D.

参考答案：C

[填空题]

14单位负反馈的典型二阶系统单位阶跃响应曲线如图，试确定系统的闭环传递函数。

参考答案：

[填空题]

15已知系统单位阶跃响应为h（t）=1-2e-t+e-2t求系统传递函数

参考答案：

[填空题]

16已知系统微分方程为求系统的传递函数

参考答案：

[填空题]

17已知系统单位阶跃响应为h（t）=1-1.8e-4t+0.8e-9t（t≥0），试求系统的频率特性表达式。

参考答案：

[填空题]

18设系统闭环特征方程式为s3+3Ks2+（K+2）s+4=0确定临界稳定时系统等幅振荡的频率

参考答案：

[填空题]

19系统如图所示，求其阻尼比、上升时间、调节时间。

参考答案：

[填空题]

20一最小相角系统的开环对数幅频特性渐近线如图：写出开环传递函数表达式

参考答案：

[填空题]

21已知系统开环幅相曲线如图所示，试用奈氏判据判断闭环系统稳定性。

参考答案：

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[填空题]

22将系统的传递函数为求截止频率ωc

参考答案：由（1）图中10倍频程下降了20dB，可直接看出：

ωc=10

[填空题]

23设最小相位系统的开环对数幅频曲线如图所示计算相角裕度

参考答案：

[填空题]

24分析下面非线性系统是否存在自振？若存在，求振荡频率和振幅。

参考答案：

[填空题]

25已知单位负反馈系统开环传递函数绘制闭环根轨迹

参考答案：

[填空题]

26系统结构图如图，求传递函数C（s）/R（s），E（s）/R（s）。

参考答案：

[填空题]

27已知系统结构图如图所示求闭环传递函数Φ（s）

参考答案：

[填空题]

28将下图所示非线性系统简化成环节串联的典型结构图形式，并写出线性部分的传递函数。

参考答案：

[填空题]

29已知绘制K从0到∞的闭环根轨迹，确定分离点坐标、渐近线方程，判断闭环系统稳定性。

参考答案：

[填空题]

30某单位负反馈系统的开环传递函数为试画出概略根轨迹（分离点d=-0.42）并确定系统稳定时K*的取值范围。

参考答案：

[填空题]

31简述一般的自动控制装置的组成部分。

参考答案：开环控制系统一般由控制器和被控对象（控制系统的执行机构）组成。闭环控制系统除了有控制器和被控对象之外，还有测量元件。

[填空题]

32什么是根轨迹？绘制的几条主要原则是什么？

参考答案：根轨迹就是当系统中某一参数发生变化时，系统闭环特征根在S平面上描绘的曲线。（一般以开环增益为变化参数）

绘制的几条主要原则：

（1）当根轨迹增益K’从0到无穷变化时，根轨迹起点为开环传递函数的极点，终点为开环传递函数的零点。

（2）根轨迹的条数等于开环传递函数的极点个数。

（3）根轨迹渐近线的条数等于开环传递函数的极点个数减去零点个数。

（4）根轨迹关于实轴对称。

（5）实轴上凡右边具有奇数个零－极点的部分是根轨迹。

[填空题]

33简述判断稳定性。

参考答案：G（s）=-10/（s^2+2s+2）

G（s）=10/（s^2+2s-2）

G（s）=10/（s^3+3s+2）

由Routh稳定判据可知第一第三个是稳定的，第二个是不稳定的。

[填空题]

34状态变量是否和电路中储能元件数量相同，状态变量一定是确定的么？

参考答案：状态变量和电路中储能元件数量相同，状态变量不确定。

[填空题]

35渐进稳定和BIBO稳定的区别是什么？

参考答案：特征根全为负/传递函数极点在左半开平面

[填空题]

36简述耐奎司特图判定系统的稳定。

参考答案：（1）若系统开环稳定，则闭环系统稳定的充要条件是耐奎司特图不包围（－1，j0）点。

（2）闭环系统稳定的充要条件是耐奎司特图包围（－1，j0）点的周数为－n周，n为开环传递函数在右半开平面的极点数。

推论：若耐奎司特图顺时针包围（－1，j0）点，则系统一定不稳定。

[填空题]

37超前调节的概念是什么？

参考答案：超前校正也称微分型校正，但是没有微分环节的存在，而是通过加一对零极点来实现，因而比PD校正容易实现。超前校正网络实质是一个高通滤波器，它的零点比极点更靠近虚轴。

[填空题]

38自控中控自系统各个变量的作用是什么？

参考答案：输入信号的作用是将对系统的控制规律传递到系统中去。控制量的作用是将输入信号所包含的控制规律作用于被控对象。输出信号（被控量）是控制系统需要调节的对象。反馈信号的作用是将输出信号反馈到输入信号处，以实现输出信号对输入信号的制约。

[填空题]

39自动控制是在（）的情况下，利用外加的设备或装置（），使机器、设备或生产过程即（）的某个工作状态或参数即（）自动地按照预定规律运行。

参考答案：没有人直接参与；即控制器；被控对象；被控变量

[填空题]

40（）是指被控制系统所要控制的物理量，一般指系统的输出量。

参考答案：被控制量

[填空题]

41破坏控制量与被控制量之间正常对应关系的因素称为（）。

参考答案：扰动

[填空题]

42（）是指测量系统某些物理量值的装置，如传感器。

参考答案：检测装置

[填空题]

43把取出的输出量送回输入端，并与输入信号相比较产生偏差信号的过程即为（）。

参考答案：反馈

[填空题]

44反馈控制原理是将系统的输出信号引回输入端，与给定信号相减形成（）信号。然后根据偏差信号产生相应的控制作用，使控制偏差减少，最终消除消除控制偏差。反馈信息使整个控制过程成为闭合控制系统，因此反馈控制也称为（）。

参考答案：控制偏差；闭环控制

[填空题]

45对于自动控制系统的基本要求归结为三个方面，分别是：（）、（）、（）。

参考答案：稳定性；快速性；准确性

[填空题]

46控制系统按照信号的类型分为（）和（）。

参考答案：连续控制系统；离散控制系统

[填空题]

47常用的外作用信号包括（）、（）、（）和正弦信号。

参考答案：阶跃信号；斜坡信号；加速度信号

[填空题]

48线性控制系统分析的数学基础是（），主要数学模型是（）。

参考答案：拉氏变换；传递函数

[填空题]

49整理标准形式微分方程时，（）在方程的左端，（）在方程的右端，方程两端变量的导数项均按（）次序排列。

参考答案：输出变量；输入变量；降幂

[填空题]

50拉氏变换求解微分方程步骤包括：（1）考虑初始条件，对微分方程进行（）；（2）求出输出变量的拉氏变换表达式；（3）对输出变量拉氏变换函数求（），得到输出变量的时域表达式。

参考答案：拉氏变换；反变换

[填空题]

51传递函数与微分方程之间具有相通性，相互转换的前提是（）。

参考答案：零初始条件

[填空题]

52传递函数的表示形式有（）、（）、（）。

参考答案：多项式形式；零极点形式；时间常数形式

[填空题]

53控制系统的结构图中，由同一引出点引出的信号的（）和（）完全一样。

参考答案：大小；性质

[填空题]

54控制系统的结构图的等效变换原则是变换前后各变量之间的（）保持不变。

参考答案：传递函数

[填空题]

55并联环节的等效传递函数等于所有并联环节传递函数的（）。

参考答案：代数和

[填空题]

56信号流图也是控制系统（）的一种表示法，可以直接采用（）求总传输增益。

参考答案：数学模型；梅森增益公式

[填空题]

57信号流图中起点和终点在同一节点