2025年高职自动化（自动控制原理）试题及答案

2025年高职自动化（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______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.反馈控制系统是指系统中有（）。A.反馈回路B.惯性环节C.积分环节D.微分环节答案：A2.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.干扰信号答案：A3.二阶系统的阻尼比ζ，当0<ζ<1时，系统的响应为（）。A.单调衰减B.等幅振荡C.衰减振荡D.发散振荡答案：C4.系统的稳态误差与（）有关。A.系统的结构和参数B.输入信号的形式C.系统的初始条件D.以上都是答案：D5.比例环节的传递函数为（）。A.G(s)=KB.G(s)=1/TsC.G(s)=K/(Ts+1)D.G(s)=K/s答案：A6.积分环节的输出信号与输入信号的（）成正比。A.幅值B.频率C.积分D.微分答案：C7.微分环节的输出信号与输入信号的（）成正比。A.幅值B.频率C.变化率D.积分答案：C8.单位阶跃响应的稳态值为（）。A.0B.1C.∞D.不确定答案：B9.系统的稳定性取决于（）。A.系统的结构和参数B.输入信号的形式C.系统的初始条件D.以上都是答案：A10.劳斯判据主要用于判断系统的（）。A.稳定性B.稳态误差C.动态性能D.以上都是答案：A第II卷（非选择题，共70分）二、填空题（共10分，每空1分）答题要求：请在横线上填上正确的答案。1.自动控制系统是指能够对被控对象的工作状态进行______的系统。答案：自动控制2.控制系统的基本组成包括______、______、______和______。答案：控制器、被控对象、执行机构、测量装置3.传递函数是指在______条件下，系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比。答案：零初始条件4.系统的动态性能指标主要包括______、______、______等。答案：上升时间、峰值时间、调节时间5.系统的稳态误差是指系统在______作用下，输出量与输入量之间的误差。答案：稳态三、简答题（共20分，每题5分）答题要求：简要回答问题。1.简述自动控制系统的基本控制方式。答案：自动控制系统的基本控制方式有开环控制和闭环控制。开环控制是指系统的输出量对控制作用没有影响的控制方式；闭环控制是指系统的输出量通过反馈回路返回到输入端，与输入量进行比较，并根据比较结果对控制作用进行调整的控制方式。2.什么是传递函数？它有哪些特点？答案：传递函数是指在零初始条件下，系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比。特点有：只取决于系统的结构和参数，与输入输出信号的形式无关；是复变量s的有理分式；可以反映系统的动态性能。3.简述二阶系统的性能指标与阻尼比ζ的关系。答案：当ζ=0时，系统为无阻尼状态，响应为等幅振荡；当0<ζ<1时，系统为欠阻尼状态，响应为衰减振荡，ζ越小，振荡越剧烈，上升时间和调节时间越短，但超调量越大；当ζ=1时，系统为临界阻尼状态，响应为单调衰减，调节时间最短；当ζ>1时，系统为过阻尼状态，响应为单调衰减，上升时间和调节时间较长。4.如何减小系统的稳态误差？答案：可以增大系统的开环增益；采用积分控制；引入前馈补偿等。四、计算题（共20分）答题要求：写出详细的计算过程和答案。材料：已知系统的传递函数为G(s)=10/(s²+2s+10)，输入信号为r(t)=1(t)，求系统的稳态误差。答案：首先求系统的开环增益K，G(s)=10/(s²+2s+10)=10/10(0.1s²+0.2s+1)=1/(0.1s²+0.2s+1)，开环增益K=1。输入信号为单位阶跃信号，根据稳态误差公式ess=1/(1+K)，可得ess=1/(1+1)=0.5。五、分析题（共20分）答题要求：根据所给材料进行分析解答。材料：某控制系统的方框图如下所示，已知G1(s)=10/(s+1)，G2(s)=1/(s+2)，H(s)=1，输入信号为r(t)=1(t)。1.求系统的传递函数。答案：首先求前向通道传递函数G(s)=G1(s)G2(s)=10/(s+1)×1/(s+2)=10/[(s+1)(s+2)]。然后求反馈通道传递函数H(s)=1。系统的传递函数为G(s)/(1+G(s)H(s))=10/[(s+1)(s+2)]÷(1+10/[(s+1)(s+2)]×1)=10/[(s+1)(s+2)+10]=10/