大学（自动化）自动控制原理2026年综合测试题及答案

大学（自动化）自动控制原理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，每题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，请将正确答案填在括号内）1.关于传递函数，以下说法错误的是（）A.只与系统的结构和参数有关B.与输入输出信号的形式有关C.是系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比D.反映了系统的动态特性2.控制系统的稳定性取决于（）A.系统的结构和参数B.输入信号的大小C.初始条件D.外界干扰3.二阶系统的阻尼比ζ越大，则（）A.系统响应越快B.系统响应越慢C.超调量越大D.振荡频率越高4.某系统的传递函数为G(s)=1/(s^2+2s+1)，则该系统是（）A.欠阻尼系统B.临界阻尼系统C.过阻尼系统D.无阻尼系统5.对于单位反馈系统，其开环传递函数为G(s)，则闭环传递函数为（）A.G(s)/(1+G(s))B.1/(1+G(s))C.G(s)D.1/G(s)6.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.系统的稳定性D.以上都是7.比例积分微分（PID）控制器中，积分作用主要用于（）A.消除稳态误差B.加快系统响应C.减小超调量D.提高系统稳定性8.根轨迹是指（）A.闭环系统特征方程的根随开环增益变化的轨迹B.开环系统特征方程的根随开环增益变化的轨迹C.闭环系统传递函数的极点随开环增益变化的轨迹D.开环系统传递函数的极点随开环增益变化的轨迹9.某系统的传递函数为G(s)=K(s+1)/(s^2+2s+2)，则其零点为（）A.-1B.-2C.1D.210.线性定常系统的传递函数（）A.与输入信号有关B.与输出信号有关C.与初始条件有关D.与系统的结构和参数有关二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题给出的五个选项中，有多项符合题目要求，请将正确答案填在括号内，少选、多选、错选均不得分）1.自动控制系统按输入信号的特征可分为（）A.恒值控制系统B.随动控制系统C.程序控制系统D.线性控制系统E.非线性控制系统2.控制系统的性能指标包括（）A.稳定性B.准确性C.快速性D.可靠性E.复杂性3.以下哪些是改善系统稳态性能的方法（）A.在系统中引入积分环节B.增大系统的开环增益C.采用复合控制D.减小系统的阻尼比E.增加系统的惯性环节4.根轨迹的绘制法则包括（）A.根轨迹的起点和终点B.根轨迹的分支数C.根轨迹的渐近线D.根轨迹的分离点和会合点E.根轨迹与虚轴的交点5.关于频率特性，以下说法正确的是（）A.频率特性是系统对正弦输入信号的稳态响应B.频率特性可以用幅频特性和相频特性表示C.频率特性与传递函数有密切关系D.频率特性可以通过实验测定E.频率特性只适用于线性定常系统三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”）1.传递函数只适用于线性定常系统。（）2.系统的稳定性与输入信号的形式无关。（）3.二阶系统的超调量只与阻尼比有关。（）4.单位反馈系统的闭环传递函数等于开环传递函数除以（1+开环传递函数）。（）5.稳态误差是指系统在稳态时输出与输入之间的误差。（）6.PID控制器中，比例作用主要用于加快系统响应。（）7.根轨迹上的点满足闭环系统特征方程。（）8.系统的零点会影响系统的动态性能。（）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.控制系统的性能只取决于系统的结构和参数。（）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.简述根轨迹法分析系统稳定性的步骤。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.已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=K/(s(s+1)(s+2))，试求系统稳定时K的取值范围。2.某二阶系统的传递函数为G(s)=4/(s^2+2s+4)，求系统的固有频率ωn、阻尼比ζ、超调量σp、调节时间ts。答案：一选择题：1.B2.A3.B4.B5.A6.D7.A8.C9.A10.D二多项选择题：1.ABC2.ABC3.ABC4.ABCDE5.ABCDE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、比较元件等组成。控制器产生控制作用以克服干扰影响；被控对象是被控制的设备或过程；测量元件检测输出信号；比较元件比较输入与反馈信号。2.ζ较小时，系统响应快但超调量大、振荡剧烈；ζ增大，超调量减小、振荡减弱；ζ=1时为临界阻尼，响应无超调但上升时间长；ζ>1时为过阻尼，响应更慢。3.先确定开环传递函数，再求闭环特征方程；根据根轨迹绘制法则确定根轨迹；由根轨迹判断系统稳定性，若根轨迹全部位于左半平面则稳定，否则不稳定。五计算题：1.系统闭环特征方程为s(s+1)(s+2)+K=0，即s^3+3s^2+2s+K=0。根据劳斯判据，可得