2025 年大学自动化（自动控制原理）期中测试卷

2025年大学自动化（自动控制原理）期中测试卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、单项选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.自动控制系统中，反馈信息是指（）。A.输入信号B.偏差信号C.输出信号D.干扰信号2.控制系统的传递函数取决于（）。A.系统的结构和参数B.输入信号C.输出信号D.干扰信号3.二阶系统的阻尼比ζ越小，则（）。A.超调量越大B.峰值时间越大C.调整时间越长D.稳态误差越大4.系统的传递函数为G(s)=1/(s^2+2s+1)，则该系统是（）。A.无阻尼系统B.欠阻尼系统C.临界阻尼系统D.过阻尼系统5.对于单位反馈控制系统，其开环传递函数为G(s)，则闭环传递函数为（）。A.G(s)/(1+G(s))B.1/(1+G(s))C.G(s)D.1/G(s)6.控制系统的稳定性取决于（）。A.系统的结构和参数B.输入信号C.输出信号D.干扰信号7.一阶系统的时间常数T越大，则（）。A.响应速度越快B.响应速度越慢C.稳态误差越小D.稳态误差越大8.系统的传递函数为G(s)=K/(s(Ts+1))，则该系统是（）。A.比例环节B.积分环节C.微分环节D.惯性环节9.对于线性定常系统，其传递函数的分母多项式的根称为（）。A.零点B.极点C.平衡点D.临界点10.控制系统的稳态误差与（）有关。A.系统的结构和参数B.输入信号的形式和大小C.输出信号的形式和大小D.干扰信号的形式和大小二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.自动控制系统的基本组成部分包括（）。A.控制器B.被控对象C.执行机构D.测量装置E.比较环节2.控制系统的性能指标包括（）。A.稳定性B.快速性C.准确性D.可靠性E.安全性3.二阶系统的性能指标与阻尼比ζ和自然频率ωn的关系为（）。A.ζ越小，超调量越大B.ζ越小，峰值时间越小C.ωn越大，调整时间越短D.ωn越大，稳态误差越小E.ζ越大，系统响应越平稳4.控制系统的传递函数可以通过（）方法得到。A.实验测试B.理论推导C.数值计算D.仿真分析E.经验估计5.对于单位反馈控制系统，其开环传递函数为G(s)，则闭环传递函数的性质包括（）。A.分母多项式的次数比分子多项式的次数高B.分母多项式的系数均为正数C.闭环传递函数的零点和极点决定了系统的动态性能D.闭环传递函数的增益决定了系统的稳态性能E.闭环传递函数的形式与开环传递函数的形式有关三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”）1.自动控制系统中，反馈信号与输入信号的差值称为偏差信号。（）2.控制系统的传递函数只与系统的结构和参数有关，与输入信号和输出信号无关。（）3.二阶系统的阻尼比ζ越大，系统的响应越平稳，超调量越小。（）4.系统的传递函数为G(s)=1/(s^2+2s+1)，则该系统是欠阻尼系统。（）5.对于单位反馈控制系统，其开环传递函数为G(s)，则闭环传递函数为G(s)/(1+G(s))。（）6.控制系统的稳定性取决于系统的结构和参数，与输入信号和干扰信号无关。（）7.一阶系统的时间常数T越小，系统的响应速度越快。（）8.系统的传递函数为G(s)=K/(s(Ts+1))，则该系统是比例环节。（）9.对于线性定常系统，其传递函数的分子多项式的根称为零点。（）10.控制系统的稳态误差只与系统的结构和参数有关，与输入信号的形式和大小无关。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答下列问题）1.简述自动控制系统的基本组成部分及其作用。2.什么是控制系统的传递函数？它有什么特点？3.简述二阶系统的性能指标及其与阻尼比ζ和自然频率ωn的关系。五、计算题（总共2题，每题15分，请写出详细的计算过程和答案）1.已知控制系统的开环传递函数为G(s)=K/(s(s+1)(s+2))，试求系统的闭环传递函数，并分析系统的稳定性。2.已知二阶系统的传递函数为G(s)=4/(s^2+2s+4)，试求系统的阻尼比ζ、自然频率ωn、超调量σ%、峰值时间tp和调整时间ts。答案：一、1.C2.A3.A4.C5.A6.A7.B8.D9.B10.B二、1.ABCDE2.ABC3.ACE4.AB5.ABCD三、1.√2.√3.√4.×5.√6.√7.√8.×9.√10.×四、1.自动控制系统由控制器、被控对象、执行机构、测量装置和比较环节组成。控制器根据偏差信号产生控制信号，调节被控对象的输出；被控对象是被控制的对象；执行机构根据控制信号对被控对象进行操作；测量装置测量被控对象的值并反馈给比较环节；比较环节将测量值与给定值比较产生偏差信号。2.控制系统的传递函数是在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。特点：只与系统结构和参数有关；反映系统固有特性；便于分析系统性能。3.二阶系统性能指标有超调量、峰值时间、调整时间等。ζ越小超调量越大；ζ越小峰值时间越小；ωn越大调整时间越短。ζ影响系统响应平稳性，ωn影响响应速度。五、1.闭环传递函数：G(s)/(1+G(s))=K/(s^3+3s^2+2s+K)。稳定性