2025 年大学电气工程（自动控制原理）课程测试卷

2025年大学电气工程（自动控制原理）课程测试卷

（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.自动控制系统中，反馈控制方式的特点是（）A.控制作用的传递具有单向性B.系统的控制精度与开环系统相同C.能抑制干扰的影响D.不需要设置给定值2.控制系统的传递函数取决于（）A.系统的结构和参数B.输入信号的形式C.干扰信号的大小D.系统的初始条件3.二阶系统的传递函数为\(G(s)=\frac{4}{s^2+2s+4}\)，其阻尼比\(\xi\)为（）A.0.5B.1C.2D.44.单位反馈控制系统的开环传递函数为\(G(s)=\frac{K}{s(s+1)(s+2)}\)，当\(K\)增大时，系统的（）A.稳定性变好B.稳定性变差C.稳态误差不变D.稳态误差增大5.已知系统的传递函数\(G(s)=\frac{10}{s(s+1)}\)，其零点为（）A.0B.-1C.10D.无零点6.控制系统的频率特性是指系统对（）的响应特性。A.阶跃信号B.斜坡信号C.正弦信号D.脉冲信号7.某系统的开环传递函数为\(G(s)=\frac{K}{s(s+1)(s+2)}\)，其幅值裕度\(h\)的表达式为（）A.\(h=\frac{1}{|G(j\omega_{g})|}\)B.\(h=|G(j\omega_{g})|\)C.\(h=\frac{1}{G(j\omega_{g})}\)D.\(h=G(j\omega_{g})\)8.系统的传递函数\(G(s)=\frac{1}{s(s+1)}\)，其单位阶跃响应的稳态值为（）A.0B.1C.2D.无穷大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\(G(s)=\frac{1}{s(s+1)}\)，其极点为（）A.0B.-1C.0和-1D.无极点二、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.开环控制系统E.闭环控制系统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.经济性3.下列关于传递函数的说法正确的是（）A.传递函数只取决于系统的结构和参数B.传递函数与输入信号无关C.传递函数与输出信号无关D.传递函数是系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比E.传递函数反映了系统的动态特性4.二阶系统的动态性能指标包括（）A.上升时间\(t_r\)B.峰值时间\(t_p\)C.调节时间\(t_s\)D.超调量\(\sigma\)E.稳态误差\(e_{ss}\)5.控制系统的频率特性可以用（）来表示。A.幅频特性B.相频特性C.传递函数D.频率响应曲线E.微分方程三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法的对错，在括号内打“√”或“×”）1.自动控制系统是由控制装置和被控对象组成的。（）2.开环控制系统没有反馈，所以系统的控制精度高。（）3.传递函数的分母多项式的根就是系统的极点。（）4.二阶系统的阻尼比越大，系统的响应速度越快。（）5.单位反馈控制系统的开环传递函数就是系统的闭环传递函数。（）6.控制系统的频率特性是系统对正弦信号的响应特性。（）7.幅值裕度\(h\)大于1时，系统稳定。（）8.系统的传递函数与系统的初始条件有关。（）9.线性定常系统的传递函数是一个复变函数。（）10.控制系统的稳态误差只与系统的结构和参数有关。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述自动控制系统的基本组成部分及其作用。2.什么是系统的传递函数？它有哪些特点？3.二阶系统的性能指标与阻尼比\(\xi\)有什么关系？五、计算题（总共2题，每题15分）1.已知系统的传递函数\(G(s)=\frac{10}{s(s+1)(s+2)}\)，求系统的单位阶跃响应。2.某单位反馈控制系统的开环传递函数为\(G(s)=\frac{K}{s(s+1)(s+2)}\)，当\(K=10\)时，求系统的幅值裕度和相位裕度，并判断系统的稳定性。答案：一、选择题1.C2.A3.A4.B5.D6.C7.A8.B9.C10.C二、多项选择题1.ABC2.ABC3.ABCDE4.ABCD5.ABD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装置和被控对象组成。控制装置包括给定元件、测量元件、比较元件、放大元件、校正元件等，其作用是产生控制作用，使被控对象的输出量按给定的规律变化。被控对象是被控制的生产过程或设备，是控制系统的核心。2.传递函数是在零初始条件下，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比。其特点包括：只取决于系统的结构和参数，与输入信号无关；反映了系统的动态特性；可以方便地分析系统的性能。3.二阶系统的上升时间\(t_r\)、峰值时间\(t_p\)与阻尼比\(\xi\)成反比，阻尼比越小，响应速度越快。调节时间\(t_s\)与阻尼比\(\xi\)成反比，阻尼比越小，调节时间越短。超调量\(\sigma\)与阻尼比\(\xi\)有关，\(\xi\)越小，超调量越大。五、计算题1.系统的传递函数\(G(s)=\frac{10}{s(s+1)(s+2)}=\frac{10}{s^3+3s^2+2s}\)，单位阶跃输入\(R(s)=\frac{1}{s}\)，则系统的输出\(C(s)=G(s)R(s)=\frac{10}{s(s^3+3s^2+2s)}=\frac{10}{s^4+3s^3+2s^2}\)。对\(C(s)\)进行拉氏反变换可得单位阶跃响应\(c(t)\)。2.当\(K=10\)时，开环传递函数\(G(s)=\frac{10}{s(s+1)(s+2)}\)。求幅值裕度\(h\)和相位裕度\(\gamma\)，并判断稳定性。首先求\(\omega_{g}\)，令\(\angleG(j\omega_{g})=-180^{\circ}\)，解得\(\omega_{g}\)，再求\(h=\frac{1}{|G(j\omega_{g})|}\)。求\(\omega_{c}\)，令\(|G(j\omega_{c})|=