2026年自动化（自动控制）综合测试题及答案

2026年自动化（自动控制）综合测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）答题要求：本卷共20小题，每小题2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.反馈控制系统的基本组成包括给定环节、比较环节、放大环节、执行环节以及（）A.校正环节B.测量环节C.被控对象D.以上都是2.自动控制系统中，能将偏差信号转换为控制信号的是（）A.比较环节B.放大环节C.执行环节D.校正环节3.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.初始条件4.一阶系统的传递函数为G(s)=1/(Ts+1)，其时间常数T越大，则系统的响应（）A.越快B.越慢C.不变D.先快后慢5.二阶系统的阻尼比ζ越小，则系统的超调量（）A.越小B.越大C.不变D.先大后小6.单位阶跃响应的稳态值ess反映了系统的（）A.快速性B.稳定性C.准确性D.动态性能7.控制系统的稳定性与系统的（）有关。A.开环增益B.闭环极点C.闭环零点D.以上都是8.若系统的传递函数为G(s)=K/(s(s+1)(s+2))，则其开环增益K增大时，系统的稳定性（）A.变好B.变差C.不变D.先变好后变差9.线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下（）A.系统输出信号与输入信号之比B.系统输入信号与输出信号之比C.系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比D.系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比10.已知系统的传递函数G(s)=10/(s+1)，当输入信号为r(t)=1(t)时，系统的稳态输出为（）A.10B.1C.0D.无穷大11.比例控制器的特点是（）A.能消除稳态误差B.能加快系统的响应速度C.具有超前控制作用D.输出与输入偏差成正比12.积分控制器的作用是（）A.消除稳态误差B.加快系统的响应速度C.提高系统的稳定性D.减小系统的超调量13.微分控制器的作用是（）A.消除稳态误差B.加快系统的响应速度C.提高系统的稳定性D.根据偏差的变化趋势进行控制14.PID控制器中，比例、积分、微分作用的系数分别为Kp、Ki、Kd，当Kp增大时，系统的（）A.稳定性增强B.快速性增强C.准确性增强D.超调量增大15.串联校正装置中，相位超前校正的作用是（）A.提高系统的稳定性B.增加系统的带宽C.改善系统的动态性能D.以上都是16.根轨迹法中，根轨迹的起点是（）A.开环极点B.开环零点C.闭环极点D.闭环零点17.根轨迹的分支数与（）相等。A.开环极点数B.开环零点数C.闭环极点数D.闭环零点数18.系统的开环传递函数为G(s)H(s)=K(s+1)/(s(s-1)(s+2))，则其根轨迹的渐近线与实轴的夹角为（）A.60°B.90°C.120°D.180°19.频率特性是系统对（）的响应特性。A.单位阶跃信号B.单位斜坡信号C.单位脉冲信号D.正弦信号20.系统的频率特性可以通过（）得到。A.传递函数B.微分方程C.实验测试D.以上都是第II卷（非选择题，共六十分）w21.简答题（共10分）答题要求：简要回答下列问题。简述自动控制系统的基本要求。w22.简答题（共10分）答题要求：简要回答下列问题。说明传递函数的定义及性质。w23.计算题（共20分）答题要求：解答应写出必要的文字说明、计算步骤和答案。已知系统的传递函数G(s)=10/(s(s+1)(s+2))，求系统的单位阶跃响应。w24.分析题（共10分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：某控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)=K/(s(s+1)(s+2))。问题：当K增大时，系统的稳定性如何变化？为什么？w25.设计题（共10分）答题要求：根据以下要求进行设计。设计一个简单的PID控制器，用于控制一个一阶惯性系统，使其具有较好的动态性能和稳态性能。答案：1.D2.B3.A4.B5.B6.C7.D8.B9.C10.A11.D12.A13.D14.B15.D16.A17.A18.C19.D20.D21.自动控制系统的基本要求包括稳定性、准确性和快速性。稳定性是系统正常工作的前提，要求系统在受到扰动后能恢复到原来的平衡状态。准确性是指系统的输出能准确跟踪输入信号，稳态误差要小。快速性要求系统在输入信号作用下能快速达到稳态，过渡过程时间要短。22.传递函数是在零初始条件下，线性定常系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比。性质有：传递函数只取决于系统的结构和参数，与输入输出信号无关；传递函数是复变量s的有理分式；传递函数的分母多项式的次数大于等于分子多项式的次数；传递函数与微分方程有对应关系。23.首先对传递函数进行部分分式展开：G(s)=10/(s(s+1)(s+2))=5/s-10/(s+1)+5/(s+2)。单位阶跃输入的拉氏变换为R(s)=1/s。则系统的输出Y(s)=G(s)R(s)=5/s²-10/(s(s+1))+5/(s(s+2))。对各项分别求拉氏逆变换，可得系统的单位阶跃响应y(t)=5t-10(1-e^(-t))+5(1-e^(-2t))。24.当K增大时，系统的稳定性变差。因为系统的特征方程为s(s+1)(s+2)+K=0，即s³+3s²+2s+K=0。K增大时，特征方程的根会向虚轴靠近，根据劳斯判据，系统的稳定性会降低。25.设一阶惯性系统的传递函数为G(s)=1/(Ts+1)。PID控制器的传递函数为Gc