2025 年高职机电一体化技术（自动控制）期中检测卷

2025年高职机电一体化技术（自动控制）期中检测卷

（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（）。A.被控量转换为测量值B.被控量转换为控制量C.给定量转换为测量值D.给定量转换为控制量2.二阶系统的传递函数为G(s)=4/(s²+2s+4)，其阻尼比为（）。A.0.5B.1C.2D.43.积分环节的输出信号相位上（）输入信号。A.超前90°B.滞后90°C.超前180°D.滞后180°4.比例环节的传递函数是（）。A.G(s)=KB.G(s)=1/TsC.G(s)=K/sD.G(s)=s/K5.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、动态性、静态性C.稳定性、响应性、适应性D.稳定性、抗干扰性、准确性6.当系统的输入为单位阶跃函数时，系统输出的稳态值称为（）。A.稳态误差B.调整时间C.峰值时间D.稳态响应7.一阶系统的时间常数T越大，系统的响应速度（）。A.越快B.越慢C.不变D.不确定8.二阶系统的阻尼比ζ=0时，系统的响应为（）。A.等幅振荡B.衰减振荡C.单调上升D.单调下降9.控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)=K/(s(s+1)(s+2))，其开环增益为（）。A.KB.K/2C.K/3D.K/610.闭环控制系统的优点是（）。A.结构简单B.成本低C.抗干扰能力强D.响应速度快二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题至少有两个正确答案，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.线性控制系统E.非线性控制系统2.下列属于自动控制原理中的典型环节的有（）。A.比例环节B.积分环节C.微分环节D.惯性环节E.振荡环节3.系统的性能指标包括（）。A.稳定性B.准确性C.快速性D.平稳性E.超调量4.二阶系统的动态性能指标有（）。A.上升时间B.峰值时间C.调整时间D.超调量E.稳态误差5.控制系统的稳定性与（）有关。A.系统的结构B.系统的参数C.输入信号D.干扰信号E.初始条件三、判断题（总共10题，每题2分，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，控制量是由被控对象决定的。（）2.比例环节的输出与输入成正比关系。（）3.积分环节能消除系统的稳态误差。（）4.二阶系统的阻尼比越大，系统的响应速度越快。（）5.系统的传递函数只与系统的结构和参数有关，与输入输出信号无关。（）6.开环控制系统没有反馈环节。（）7.控制系统的稳定性是系统能够正常工作的首要条件。（）8.一阶系统的单位阶跃响应是单调上升的。（）9.二阶系统的超调量只与阻尼比有关。（）10.闭环控制系统的精度比开环控制系统高。（）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组成部分及其作用。2.什么是系统的传递函数？它有什么特点？3.分析二阶系统的阻尼比ζ对系统性能的影响。五、计算题（总共2题，每题15分，请写出详细的计算过程及答案）1.已知某一阶系统的传递函数为G(s)=1/(Ts+1)，当输入为单位阶跃函数r(t)=1(t)时，求系统的输出响应c(t)。2.二阶系统的传递函数为G(s)=ωn²/(s²+2ζωns+ωn²)，已知ωn=2，ζ=0.5，求系统的单位阶跃响应，并计算其上升时间tr、峰值时间tp、调整时间ts和超调量σ%。答案：一、单项选择题1.A2.A3.A4.A5.A6.D7.B8.A9.A10.C二、多项选择题1.ABC2.ABCDE3.ABC4.ABCD5.AB三、判断题1.×2.√3.√4.×5.√6.√7.√8.√9.×10.√四、简答题1.自动控制系统主要由被控对象、测量元件、控制器、执行元件等组成。被控对象是被控制的设备或过程；测量元件用于检测被控量并将其转换为测量值；控制器根据测量值与给定值的偏差进行控制决策；执行元件则根据控制器的输出信号对被控对象进行控制。2.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，与输入输出信号无关；反映系统固有特性；可用于分析系统性能。3.当ζ<1时，系统为欠阻尼状态，响应有振荡，ζ越小振荡越剧烈；当ζ=1时，系统为临界阻尼状态，响应无振荡，过渡过程时间最短；当ζ>1时，系统为过阻尼状态，响应无振荡，过渡过程时间长，响应速度慢。五、计算题1.系统的传递函数为G(s)=1/(Ts+1)，输入为单位阶跃函数r(t)=1(t)，其拉氏变换R(s)=1/s。输出响应的拉氏变换C(s)=G(s)R(s)=1/(s(Ts+1))=1/T(1/s-1/(s+1/T))。对C(s)进行拉氏反变换得c(t)=1/T(1-e^(-t/T))。2.已知ωn=2，ζ=0.5，传递函数G(s)=4/(s²+2s+4)。单位阶跃响应的拉氏变换C(s)=G(s)R(s)=4/(s(s²+2s+4))。通过部分分式展开等方法求拉氏反变换得c(t)=1-