2025年大学大一（自动化）自动控制原理基础测试题及答案

2025年大学大一（自动化）自动控制原理基础测试题及答案

（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，请将正确答案填在题后的括号内。1.自动控制系统中，反馈信息是指（）A.输入信号B.偏差信号C.输出信号D.扰动信号答案：C2.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.输出信号的大小D.扰动信号的大小答案：A3.传递函数的分母多项式的根称为系统的（）A.零点B.极点C.增益D.相角答案：B4.对于二阶系统，当阻尼比ζ=0时，系统的响应为（）A.无阻尼振荡B.临界阻尼C.过阻尼D.欠阻尼答案：A5.一阶系统的时间常数T越大，则系统的响应速度（）A.越快B.越慢C.不变D.不确定答案：B6.二阶系统的阻尼比ζ越小，则系统的超调量（）A.越大B.越小C.不变D.不确定答案：A7.控制系统的稳态误差与（）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.以上都是答案：D8.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：A9.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：C10.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.微分D.积分答案：C11.系统的传递函数为G(s)=1/(s+1)，则系统的单位阶跃响应为（）A.1-e^(-t)B.e^(-t)C.tD.1答案：A12.系统的传递函数为G(s)=1/s，则系统的单位斜坡响应为（）A.tB.t^2/2C.1D.1-e^(-t)答案：B13.系统的传递函数为G(s)=1/(s^2+2s+1)，则系统的固有频率ωn为（）A.1B.2C.3D.4答案：A14.系统的传递函数为G(s)=1/(s^2+2s+1)，则系统的阻尼比ζ为（）A.1B.2C.3D.4答案：A15.系统的传递函数为G(s)=1/(s^2+2s+1)，则系统的单位阶跃响应的超调量为（）A.0B.16.3%C.30%D.50%答案：A16.系统的传递函数为G(s)=1/(s^2+2s+1)，则系统的调整时间ts为（）A.4B.5C.6D.7答案：A17.系统的传递函数为G(s)=1/(s^2+2s+1)，则系统的上升时间tr为（）A.1B.2C.3D.4答案：A18.系统的传递函数为G(s)=1/(s^2+2s+1)，则系统的峰值时间tp为（）A.1B.2C.3D.4答案：A19.控制系统的性能指标中，反映系统快速性的指标是（）A.稳态误差B.超调量C.上升时间D.调整时间答案：CD20.控制系统的性能指标中，反映系统准确性的指标是（）A.稳态误差B.超调量C.上升时间D.调整时间答案：A第II卷（非选择题，共60分）w2（10分）答题要求：简述自动控制系统的组成部分及其作用。w3（15分）答题要求：已知系统的传递函数G(s)=1/(s^2+3s+2)，求系统的单位阶跃响应。w4（15分）材料：某控制系统的传递函数为G(s)=K/(s(Ts+1))，其中K=10，T=0.1。答题要求：1.求系统的静态速度误差系数Kv。2.当输入信号为r(t)=10t时，求系统的稳态误差ess。w5（20分）材料：某二阶系统的传递函数为G(s)=ωn^2/(s^2+2ζωns+ωn^2)，其中ωn=2，ζ=0.5。答题要求：1.求系统的固有频率ωd和阻尼比ζd。2.求系统的单位阶跃响应。答案：w2：自动控制系统主要由控制器、被控对象、测量元件、比较元件和执行元件组成。控制器根据输入信号和反馈信号产生控制信号，以调节被控对象的输出；被控对象是被控制的设备或过程；测量元件用于测量被控对象的输出信号；比较元件将测量元件的输出信号与输入信号进行比较，产生偏差信号；执行元件根据控制信号对被控对象进行操作。w3：首先将传递函数G(s)=1/(s^2+3s+2)进行因式分解，得到G(s)=1/((s+1)(s+2))。然后利用部分分式法将其展开为G(s)=1/(s+1)-1/(s+2)。根据拉普拉斯变换的性质，系统的单位阶跃响应为y(t)=1-e^(-t)-e^(-2t)。w4：1.系统的静态速度误差系数Kv=lim(s→0)sG(s)=lim(s→0)s×10/(s(0.1s+1))=100。2.当输入信号为r(t)=10t时，系统的稳态误差ess=10/Kv=10/100=0.1。w5：1.系统的固有频率ωd=ωn√(1-ζ^2)=2√(1-0.5^2)=√3，阻尼比ζd=ζ=0.5