大学（自动化）控制系统设计2026年综合测试题及答案

大学（自动化）控制系统设计2026年综合测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.以下哪种控制算法不属于传统的PID控制范畴？（）A.比例控制B.积分控制C.模糊控制D.微分控制2.在自动控制系统中，反馈环节的主要作用是（）。A.消除干扰B.提高系统精度C.增加系统稳定性D.实现对被控对象的控制3.对于一个二阶系统，其阻尼比ζ的取值范围通常在（）时，系统的响应较为理想。A.0到0.2B.0.2到0.8C.0.8到1.2D.1.2以上4.以下哪种传感器常用于检测物体的位置信息？（）A.温度传感器B.压力传感器C.光电传感器D.加速度传感器5.自动控制系统的性能指标中，反映系统快速性的指标是（）。A.稳态误差B.超调量C.上升时间D.调节时间6.在PID控制器中，积分时间常数Ti增大时，积分作用会（）。A.增强B.减弱C.不变D.先增强后减弱7.以下哪种编程语言常用于自动化控制系统的编程？（）A.C++B.JavaC.PythonD.LadderDiagram（梯形图）8.对于一个线性定常系统，其传递函数的分母多项式的次数（）分子多项式的次数。A.大于等于B.小于等于C.等于D.不一定9.自动控制系统中，开环控制系统的特点是（）。A.具有反馈环节B.抗干扰能力强C.结构简单D.控制精度高10.以下哪种控制策略适用于非线性系统的控制？（）A.线性控制B.自适应控制C.传统PID控制D.比例控制二多项选择题（总共5题，每题4分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填在括号内）1.自动控制系统的基本组成部分包括（）。A.被控对象B.控制器C.执行机构D.检测装置E.干扰因素2.以下哪些属于控制系统的性能指标？（）A.稳定性B.快速性C.准确性D.可靠性E.安全性3.在PID控制中，比例系数Kp增大时，系统会（）。A.响应速度加快B.超调量增大C.稳态误差减小D.积分作用增强E.微分作用增强4.以下哪些传感器可用于检测速度信息？（）A.编码器B.测速发电机C.加速度传感器D.超声波传感器E.霍尔传感器5.常见的控制系统建模方法有（）。A.机理建模B.实验建模C.数值建模D.智能建模E.经验建模三、判断题（总共10题，每题2分，判断对错，请在括号内打√或×）1.自动控制系统中，被控对象是指被控制行动的对象。（）2.比例控制能够消除系统的稳态误差。（）3.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。（）4.积分控制的作用是消除系统的稳态误差。（）5.微分控制主要用于改善系统的快速性。（）6.开环控制系统比闭环控制系统的控制精度高。（）7.控制系统的稳定性与系统的结构和参数无关。（）8.传感器的精度越高，测量结果就越准确。（）9.对于一个稳定的控制系统，其输出响应最终会趋于一个固定值。（）10.自适应控制能够根据系统的运行状态自动调整控制参数。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述PID控制器的工作原理及各参数的作用。2.说明自动控制系统中反馈控制的重要性，并举例说明反馈控制在实际生活中的应用。3.阐述控制系统建模的意义，并列举几种常见的建模方法及其适用场景。五、综合分析题（总共2题，每题各15分）1.已知一个二阶控制系统的传递函数为G(s)=4/(s²+2s+4)，求该系统的阻尼比ζ、自然频率ωn，并分析其动态性能。2.设计一个温度控制系统，要求能够将室内温度稳定控制在设定值附近。说明系统的组成部分、控制策略及工作过程。答案：一、选择题1.C2.B3.B4.C5.C6.B7.D8.A9.C10.B二、多项选择题1.ABCDE2.ABC3.ABC4.AB5.AB三、判断题1.√2.×3.√4.√5.√6.×7.×8.×9.√10.√四、简答题1.PID控制器由比例、积分、微分三个环节组成。比例环节根据偏差大小成比例输出控制信号，加快系统响应；积分环节能消除稳态误差；微分环节根据偏差变化率提前作用，改善系统快速性和稳定性。2.反馈控制通过将输出信号反馈到输入端与给定值比较，根据偏差调整控制作用，使系统输出更接近预期值。如空调根据室内温度反馈调整制冷制热强度。3.建模可描述系统特性，为分析设计提供依据。机理建模基于物理化学原理用于简单系统；实验建模通过实验数据建立模型适用于复杂难机理分析系统；数值建模利用数值计算方法求解模型方程；智能建模借助人工智能技术处理复杂非线性系统。五、综合分析题1.传递函数G(s)=4/(s²+2s+4)，与标准二阶传递函数G(s)=ωn²/(s²+2ζωns+ωn²)对比，可得ωn²=4，ωn=2；ζ=0.5。阻尼比0.5使系统超调量适中，响应较平稳快速，自然频率2