自动控制考试试卷及答案

自动控制考试试卷及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）1.自动控制系统按给定值的特征分类不包括（）A.恒值控制系统B.随动控制系统C.程序控制系统D.开环控制系统2.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.\(G(s)\)B.\(1+G(s)\)C.\(G(s)/(1+G(s))\)D.\(1/(1+G(s))\)3.控制系统的稳态误差反映了系统的（）A.快速性B.稳定性C.准确性D.动态性能4.一阶系统的单位阶跃响应曲线在\(t=T\)（\(T\)为时间常数）时的数值为（）A.0.368B.0.632C.0.5D.15.系统的传递函数取决于（）A.系统结构和输入信号B.系统结构和输出信号C.系统结构和参数D.输入信号和输出信号6.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7.二阶欠阻尼系统的阻尼比范围是（）A.\(\xi<0\)B.\(0<\xi<1\)C.\(\xi=1\)D.\(\xi>1\)8.若系统的开环增益\(K\)增大，系统的（）A.稳定性变好B.稳定性变差C.稳态误差增大D.快速性变差9.频率特性是系统对（）输入信号的稳态响应。A.阶跃B.脉冲C.斜坡D.正弦10.某系统的传递函数\(G(s)=\frac{1}{s+1}\)，其单位脉冲响应为（）A.\(e^{-t}\)B.\(1-e^{-t}\)C.\(te^{-t}\)D.\(e^{t}\)二、多项选择题（每题2分，共20分）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.测量元件D.执行元件2.下列属于控制系统性能指标的有（）A.稳定性B.快速性C.准确性D.可靠性3.系统的数学模型有（）A.微分方程B.传递函数C.状态空间表达式D.频率特性4.影响系统稳定性的因素有（）A.系统结构B.系统参数C.输入信号D.初始条件5.改善系统稳态性能的方法有（）A.增加开环增益B.提高系统型别C.加入积分环节D.加入微分环节6.以下属于典型输入信号的有（）A.单位阶跃信号B.单位脉冲信号C.单位斜坡信号D.正弦信号7.二阶系统的性能指标与（）有关。A.阻尼比B.无阻尼自然频率C.开环增益D.闭环极点8.频率特性包括（）A.幅频特性B.相频特性C.实频特性D.虚频特性9.控制系统校正的方式有（）A.串联校正B.并联校正C.前馈校正D.反馈校正10.以下属于线性系统的性质有（）A.叠加性B.齐次性C.频率保持性D.稳定性三、判断题（每题2分，共20分）1.开环控制系统一定没有反馈环节。（）2.系统的传递函数是零初始条件下，输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。（）3.稳态误差与系统型别和开环增益有关。（）4.一阶系统的时间常数\(T\)越大，响应速度越快。（）5.劳斯判据可以确定系统不稳定根的个数。（）6.二阶系统在欠阻尼情况下，响应会出现振荡。（）7.系统的开环频率特性可以由系统的开环传递函数得到。（）8.串联超前校正可以提高系统的快速性和稳定性。（）9.线性系统的输出信号频率与输入信号频率相同。（）10.系统的稳定性是系统正常工作的首要条件。（）四、简答题（每题5分，共20分）1.简述自动控制系统的分类方式。答：按给定值特征分恒值、随动、程序控制系统；按信号传递路径分闭环、开环控制系统；按系统元件特性分线性、非线性系统；按系统参数分定常、时变系统。2.简述传递函数的定义及性质。答：定义为零初始条件下，输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。性质：与系统结构和参数有关，与输入信号无关；只适用于线性定常系统；反映系统内在动态特性。3.简述判断系统稳定性的方法。答：常用方法有劳斯判据，根据特征方程系数判断；根轨迹法，分析闭环极点分布；奈奎斯特判据，利用开环频率特性判断。4.简述串联滞后校正的作用。答：主要作用是在不影响系统高频特性的前提下，提高系统的低频增益，减小稳态误差。同时，适当降低系统的截止频率，提高系统的相角裕度，增强系统稳定性。五、讨论题（每题5分，共20分）1.讨论在实际工程中，如何选择合适的自动控制系统类型。答：需考虑被控对象特性、控制要求。如对稳定性要求高且给定值恒定，可选恒值控制系统；需跟踪变化信号，选随动系统；按预定程序工作则选程序控制系统。还要结合成本、复杂度等因素。2.讨论改善系统动态性能的途径有哪些。答：可调整系统结构参数，如改变阻尼比。还可采用校正装置，串联超前校正提高快速性和稳定性；反馈校正改变系统动态结构，调整极点分布，从而改善动态性能。3.讨论线性系统和非线性系统的区别及各自特点。答：区别在于线性系统满足叠加性和齐次性，非线性不满足。线性系统分析方法成熟，响应特性有规律；非线性系统可能出现自激振荡、跳跃谐振等特殊现象，分析更复杂。4.讨论自动控制系统在现代工业中的重要性及发展趋势。答：重要性在于提高生产效率、保证产品质量、降低成本等。发展趋势是智能化，如引入人工智能技术；网络化，实现远程监控与控制；集成化，多系统融合，提升整体性能。答案一、单项选择题1.D2.C3.C4.B5.C6.A7.B8.B9.D10.A二、多项选择题1.ABCD2.ABC