控制学试题及答案

控制学试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共10题）1.反馈控制的特点是（）A.基于偏差纠正偏差B.基于干扰控制C.基于给定值控制D.基于输出控制答案：A2.控制系统中，能够对控制信号进行转换和放大的环节是（）A.控制器B.执行器C.检测装置D.比较环节答案：B3.单位负反馈系统的开环传递函数为\(G(s)\)，则其闭环传递函数是（）A.\(G(s)\)B.\(\frac{G(s)}{1+G(s)}\)C.\(\frac{1}{1+G(s)}\)D.\(1+G(s)\)答案：B4.系统的传递函数取决于（）A.系统结构和输入信号B.系统结构和参数C.输入信号和输出信号D.输出信号和系统参数答案：B5.一阶系统的时间常数\(T\)反映了系统的（）A.响应速度B.稳定性C.准确性D.振荡频率答案：A6.二阶系统的阻尼比\(\xi\)取值在（0,1）时，系统的响应是（）A.无阻尼振荡B.欠阻尼振荡C.临界阻尼D.过阻尼答案：B7.劳斯判据主要用于判断系统的（）A.稳定性B.快速性C.准确性D.动态性能答案：A8.根轨迹是指（）A.闭环极点随开环增益变化的轨迹B.开环极点随闭环增益变化的轨迹C.闭环零点随开环增益变化的轨迹D.开环零点随闭环增益变化的轨迹答案：A9.奈奎斯特稳定判据利用（）曲线判断系统稳定性。A.开环幅相特性B.闭环幅相特性C.单位阶跃响应D.单位脉冲响应答案：A10.串联超前校正装置主要作用是（）A.增加系统带宽B.减小系统带宽C.降低系统增益D.提高系统稳态精度答案：A二、多项选择题（每题2分，共10题）1.自动控制系统按给定值的特点可分为（）A.恒值控制系统B.随动控制系统C.程序控制系统D.反馈控制系统答案：ABC2.控制系统的基本组成环节包括（）A.给定环节B.比较环节C.放大环节D.执行环节答案：ABCD3.以下属于系统性能指标的有（）A.稳定性B.快速性C.准确性D.复杂性答案：ABC4.一阶系统的性能指标有（）A.时间常数B.上升时间C.调节时间D.超调量答案：AC5.二阶系统的特征参数有（）A.固有频率B.阻尼比C.静态放大系数D.延迟时间答案：AB6.判定系统稳定性的方法有（）A.劳斯判据B.奈奎斯特判据C.根轨迹法D.频域分析法答案：ABC7.根轨迹的绘制法则包括（）A.起点和终点B.实轴上的根轨迹C.渐近线D.分离点答案：ABCD8.系统校正的方式有（）A.串联校正B.并联校正C.前馈校正D.复合校正答案：ABCD9.常用的串联校正装置有（）A.超前校正装置B.滞后校正装置C.滞后-超前校正装置D.比例-积分-微分（PID）校正装置答案：ABCD10.自动控制的基本控制方式有（）A.开环控制B.闭环控制C.复合控制D.自适应控制答案：ABC三、判断题（每题2分，共10题）1.开环控制系统一定不稳定。（）答案：×2.系统的传递函数与初始条件无关。（）答案：√3.一阶系统的时间常数\(T\)越小，响应速度越快。（）答案：√4.二阶系统的阻尼比\(\xi\)越大，超调量越大。（）答案：×5.劳斯表中某一行元素全为零，说明系统存在纯虚根。（）答案：√6.根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。（）答案：√7.奈奎斯特稳定判据中，\(Z=P-2N\)，\(Z\)为闭环右半平面极点数，\(P\)为开环右半平面极点数，\(N\)为奈氏曲线逆时针包围\((-1,j0)\)点的圈数。（）答案：×（应为顺时针）8.串联超前校正可以提高系统的稳态精度。（）答案：×9.比例控制可以消除系统的稳态误差。（）答案：×10.系统的带宽越大，响应速度越快。（）答案：√四、简答题（每题5分，共4题）1.简述自动控制系统的基本要求。答案：自动控制系统基本要求有稳定性，即系统能在平衡状态下正常工作；快速性，要求系统能快速跟踪给定信号；准确性，指系统输出尽可能接近给定值，稳态误差小。2.什么是系统的传递函数？答案：传递函数是在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。它反映系统本身的特性，与输入输出信号无关，取决于系统结构和参数。3.简述劳斯判据的基本思想。答案：劳斯判据通过构建劳斯表，根据劳斯表第一列元素的符号判断系统稳定性。若第一列元素全为正，系统稳定；若有负数，系统不稳定，且负数个数等于系统右半平面的极点数。4.说明串联滞后校正装置的作用原理。答案：串联滞后校正装置主要利用其高频幅值衰减特性。在不影响系统低频特性基础上，降低系统高频增益，减小系统带宽，抑制高频噪声，同时提高系统稳态精度。五、讨论题（每题5分，共4题）1.讨论稳定性对自动控制系统的重要性。答案：稳定性是自动控制系统正常工作的首要条件。不稳定系统输出会随时间无限增大，无法实现预期控制目标，可能导致设备损坏、生产事故等严重后果。只有稳定的系统才能有效处理输入信号，实现对输出的精确控制。2.分析开环控制与闭环控制的优缺点。答案：开环控制优点是结构简单、成本低、工作稳定；缺点是抗干扰能力差，控制精度依赖系统参数稳定性。闭环控制优点是抗干扰能力强、控制精度高；缺点是结构复杂、成本高，可能出现不稳定情况。3.谈谈根轨迹法在控制系统分析中的作用。答案：根轨迹法可直观分析开环增益变化时闭环极点的变化轨迹，从而确定系统稳定性、动态性能等。通过根轨迹能方便分析参数对系统性能影响，有助于调整参数、设计校正装置，优化系统