2025年大学大三（自动化）控制原理阶段测试试题及答案

2025年大学大三（自动化）控制原理阶段测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.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2.二阶系统的阻尼比ζ，当0<ζ<1时，系统的响应为A.无阻尼振荡B.欠阻尼振荡C.临界阻尼D.过阻尼3.系统的开环传递函数为G(s)H(s)，则其闭环特征方程为A.1+G(s)H(s)=0B.G(s)H(s)=0C.1-G(s)H(s)=0D.G(s)+H(s)=04.对于单位反馈系统，其开环传递函数为G(s)，则其闭环传递函数为A.G(s)/(1+G(s))B.1/(1+G(s))C.G(s)D.1/G(s)5.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6.一阶系统的时间常数T越大，则系统的响应速度A.越快B.越慢C.不变D.不确定7.系统的传递函数G(s)=1/(s+1)，其单位阶跃响应为A.1-e^(-t)B.e^(-t)C.1D.t8.对于线性定常系统，其传递函数的分母多项式的次数A.一定大于分子多项式的次数B.一定小于分子多项式的次数C.一定等于分子多项式的次数D.与分子多项式的次数无关9.系统的频率特性是指A.系统对不同频率正弦输入信号的稳态响应B.系统对不同频率余弦输入信号的稳态响应C.系统对不同频率阶跃输入信号的稳态响应D.系统对不同频率脉冲输入信号得稳态响应10.已知系统的传递函数G(s)=K/(s(s+1)(s+T))，当K增大时，系统的稳定性A.变好B.变差C.不变D.不确定第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共20分）答题要求：本大题共10空，每空2分。把答案填在题中的横线上。11.控制系统按其结构特点可分为______控制系统和______控制系统。12.系统的传递函数是在______条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。13.二阶系统的无阻尼自然振荡频率ωn与阻尼比ζ共同决定了系统的______响应特性。14.系统的稳态误差取决于系统的______和输入信号的形式。15.控制系统的性能指标可分为______性能指标和______性能指标。16.对于单位反馈系统，其开环传递函数为G(s)，则其误差传递函数为______。17.系统的频率特性可以用______、______和______来表示。18.已知系统的传递函数G(s)=1/(s^2+2s+1)，则其极点为______。19.控制系统的稳定性是指系统在受到______作用后，能否恢复到原来的平衡状态。20.系统的传递函数G(s)=K/(s(Ts+1))，其零点为______。三、简答题（共两题每题10分，共20分）答题要求：简要回答问题，条理清晰，要点明确。21.简述控制系统的基本组成部分及其作用。22.简述二阶系统的性能指标与阻尼比ζ的关系。四、分析题（共20分）答题要求：阅读材料，回答问题，分析准确，逻辑清晰。材料：已知某控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)=K/(s(s+1)(s+2))。23.求系统的闭环传递函数。24.当K=10时，判断系统的稳定性。五、设计题（共10分）答题要求：根据给定的要求，设计出合理的控制系统。25.设计一个单位反馈控制系统，使其满足以下性能指标：上升时间tr≤0.5s，超调量σ%≤20%。已知系统的开环传递函数为G(s)=K/(s(s+1)(s+4))。请确定K的取值范围。答案：1.A2.B3.A4.A5.A6.B7.A8.A9.A10.B11.开环、闭环12.零初始条件13.瞬态14.类型和开环增益15.稳态、动态16.1/(1+G(s))17.幅频特性、相频特性、传递函数18.-1（二重根）19.扰动20.021.控制系统基本组成部分包括控制器、被控对象、测量元件和执行元件。控制器产生控制作用，调节被控对象输出；被控对象是被控制的设备或过程；测量元件检测输出信号并反馈给控制器；执行元件根据控制信号驱动被控对象。22.当ζ=0时，系统为无阻尼振荡，超调量为100%；当0<ζ<1时，系统为欠阻尼振荡，ζ越小超调量越大；当ζ=1时，系统为临界阻尼，无超调；当ζ>1时，系统为过阻尼，响应速度慢。23.闭环传递函数为G(s)/(1+G(s)H(s))=K/(s^3+3s^2+2s+K)24.系统的特征方程为s^3+3s^2+2s+10=0，利用劳斯判据判断，第一列元素符号变化两次，系统不稳定。25.首先根据上升时间和