2025 年大学控制科学与工程（自动控制原理）试题及答案

2025年大学控制科学与工程（自动控制原理）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，请将正确答案填写在括号内）1.自动控制系统的基本控制方式不包括以下哪种？（）A.开环控制B.闭环控制C.复合控制D.智能控制2.传递函数的分母多项式的根称为系统的（）。A.零点B.极点C.平衡点D.增益点3.二阶系统的阻尼比ζ=0时，系统的响应为（）。A.等幅振荡B.单调上升C.衰减振荡D.发散振荡4.系统的稳态误差与以下哪个因素无关？（）A.输入信号类型B.系统结构C.系统参数D.外界干扰5.根轨迹起始于开环传递函数的（）。A.零点B.极点C.平衡点D.增益点6.相位裕度γ>0时，系统（）。A.稳定B.不稳定C.临界稳定D.不确定7.积分环节的频率特性相位移为（）。A.90°B.-90°C.180°D.0°8.线性定常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.初始条件D.外界干扰9.控制系统中，能完成信号的时间函数和频率函数之间转换的装置是（）。A.传感器B.放大器C.滤波器D.傅里叶变换装置10.若系统的传递函数为G(s)=10/(s²+2s+10)，则其无阻尼自然振荡频率ωn为（）。A.1B.2C.3D.10二、多项选择题（总共5题，每题5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.自动控制系统通常由以下哪些部分组成？（）A.控制器B.被控对象C.测量元件D.执行元件E.比较元件2.以下哪些属于典型的输入信号？（）A.阶跃信号B.斜坡信号C.抛物线信号D.脉冲信号E.正弦信号3.系统的性能指标包括以下哪些方面？（）A.稳定性B.准确性C.快速性D.可靠性E.安全性4.以下哪些方法可以用于改善系统的稳态性能？（）A.增加积分环节B.提高系统增益C.采用复合控制D.调整系统结构E.减小系统阻尼5.频率特性的表示方法有（）。A.幅相频率特性曲线B.对数频率特性曲线C.传递函数D.状态空间表达式E.脉冲响应函数三、判断题（总共10题，每题2分，判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”）1.开环控制系统没有反馈，对扰动没有抑制作用。（）2.传递函数只取决于系统的结构和参数，与输入信号和初始条件无关。（）3.系统的阻尼比越大，系统的响应速度越快。（）4.稳态误差是系统在稳态时输出与输入之间的误差。（）5.根轨迹是当系统开环增益变化时，闭环极点在s平面上的移动轨迹。（）6.相位裕度和幅值裕度都可以用来判断系统的稳定性。（）7.积分环节可以消除系统的稳态误差。（）8.线性定常系统的传递函数是两个多项式之比，且分子多项式的次数低于分母多项式的次数。（）9.频率特性反映了系统对不同频率输入信号的响应特性。（）10.控制系统的性能指标只包括时域性能指标。（）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基本组成部分及其作用。2.说明二阶系统的阻尼比ζ对系统性能的影响。3.什么是系统的频率特性？简述频率特性的主要表示方法。五、计算题（总共2题，每题15分，请写出详细的计算过程和答案）1.已知系统的开环传递函数G(s)H(s)=10/[s(s+1)(s+2)]，试绘制系统的根轨迹。2.设系统的传递函数为G(s)=10/(s²+2s+10)，输入信号为r(t)=1+2t，求系统的稳态误差。答案：一、选择题1.D2.B3.A4.D5.B6.A7.B8.A9.D10.C二、多项选择题1.ABCDE2.ABCDE3.ABC4.ABCD5.AB三、判断题1.√2.√3.×4.√5.√6.√7.√8.√9.√10.×四、简答题1.自动控制系统由控制器、被控对象、测量元件、执行元件和比较元件组成。控制器产生控制作用；被控对象是被控制的对象；测量元件检测输出信号；执行元件执行控制指令；比较元件比较输入与反馈信号。2.阻尼比ζ影响二阶系统性能：ζ=0时等幅振荡；0<ζ<五、计算题1.（1）确定开环极点：p1=0，p2=-1，p3=-2；开环零点：无。（2）确定根轨迹的分支数：3条。（3）实轴上的根轨迹：(-2,-1)和(-∞,0)。（4）渐近线：-渐近线与实轴交点：(-1,0)。-渐近线倾角：60°，-60°，180°。（5）分离点：通过求解方程得到。（6）绘制根轨迹。2.系统为二阶系统，输入为r(t)=