2025 年高职机电一体化技术（自动控制）期中测试卷

2025年高职机电一体化技术（自动控制）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，反馈检测元件的作用是将（）反馈到输入端。A.被控量B.控制量C.扰动量D.设定值2.一阶系统的传递函数为G(s)=1/(Ts+1)，其时间常数T越大，则系统的响应（）。A.越快B.越慢C.不变D.先快后慢3.比例控制系统的特点是（）。A.输出与输入成比例关系，有稳态误差B.输出与输入成比例关系，无稳态误差C.输出与输入不成比例关系，有稳态误差D.输出与输入不成比例关系，无稳态误差4.积分控制规律的特点是（）。A.输出与输入的偏差成正比B.输出与输入偏差的积分成正比C.输出与输入偏差的变化率成正比D.输出与输入偏差的平方成正比5.微分控制规律的特点是（）。A.输出与输入的偏差成正比B.输出与输入偏差的积分成正比C.输出与输入偏差的变化率成正比D.输出与输入偏差的平方成正比6.若某系统的传递函数为G(s)=K/(s(s+1)(s+2))，则该系统为（）系统。A.一阶B.二阶C.三阶D.四阶7.单位阶跃响应的稳态值为1的系统是（）。A.比例系统B.积分系统C.微分系统D.比例积分系统8.自动控制系统的基本要求是（）。A.稳定性、准确性、快速性B.稳定性、可靠性、快速性C.稳定性、准确性、可靠性D.准确性、快速性、可靠性9.系统的传递函数只取决于（）。A.系统的结构和参数B.系统的输入C.系统的输出D.系统的初始条件10.二阶系统的阻尼比ζ越小，则系统的超调量（）。A.越小B.越大C.不变D.先小后大二、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.自动控制系统按给定信号的特征可分为（）。A.恒值控制系统B.随动控制系统C.程序控制系统D.闭环控制系统2.控制系统的性能指标包括（）。A.稳定性B.准确性C.快速性D.可靠性3.以下属于比例控制规律优点的是（）。A.反应快B.控制及时C.能有效抑制干扰D.无稳态误差4.二阶系统的动态性能指标主要有（）。A.上升时间B.峰值时间C.超调量D.调整时间5.自动控制系统由（）组成。A.控制器B.被控对象C.执行机构D.检测装置三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法的对错，正确的打“√”，错误的打“×”）1.自动控制系统中，开环控制系统比闭环控制系统更稳定。（）2.比例控制系统的稳态误差与比例系数成反比。（）3.积分控制规律能消除系统的稳态误差。（）4.微分控制规律能改善系统的动态性能，减小超调量。（）5.系统的传递函数与输入信号无关。（）6.二阶系统的阻尼比ζ越大，系统的响应越快。（）7.单位脉冲响应可以通过对单位阶跃响应求导得到。（）8.自动控制系统的稳定性是指系统在受到外界干扰后，能自动恢复到原来平衡状态的能力。（）9.闭环控制系统一定比开环控制系统好。（）10.控制系统的性能指标只包括稳定性和快速性。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述自动控制系统的组成及各部分的作用。2.比较比例、积分、微分控制规律的特点。3.如何通过传递函数判断系统的稳定性？五、综合分析题（总共1题，20分）已知某二阶系统的传递函数为G(s)=4/(s²+2s+4)，求该系统的阻尼比、自然频率、上升时间、峰值时间、超调量和调整时间，并分析系统的动态性能。答案：一、单项选择题1.A2.B3.A4.B5.C6.C7.D8.A9.A10.B二、多项选择题1.ABC2.ABC3.AB4.ABCD5.ABCD三、判断题1.×2.√3.√4.√5.√6.×7.√8.√9.×10.×四、简答题1.自动控制系统由控制器、被控对象、执行机构和检测装置组成。控制器根据检测装置反馈的被控量与设定值的偏差，产生控制信号；被控对象是被控制的设备或过程；执行机构根据控制信号对被控对象进行操作；检测装置用于测量被控量并反馈到输入端。2.比例控制规律反应快、控制及时，但有稳态误差；积分控制规律能消除稳态误差，但控制作用缓慢；微分控制规律能改善系统动态性能，减小超调量，但对高频干扰敏感。3.对于一阶系统，只要极点的实部小于0，系统稳定；对于二阶系统，当阻尼比ζ>0且自然频率ωn>0时，系统稳定；对于高阶系统，可通过劳斯判据等方法判断稳定性，若劳斯表第一列元素全为正，则系统稳定。五、综合分析题传递函数G(s)=4/(s²+2s+4)，与标准二阶系统传递函数G(s)=ωn²/(s²+2ζωns+ωn²)对比可得：ωn²=4，即ωn=2；2ζωn=2，ζ=0.5。上升时间tr=(π-β)/ωd，其中β=arctan((ζ)/(√(1-ζ²)))，ωd=ωn√(1-ζ²)，计算得tr=0.94s。峰值时间tp=π/ωd=π/(2√3/2)=1.81s。超调量σ%=e^(-