杭电控制考研试题及答案

杭电控制考研试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）1.自动控制系统的基本要求是（）A.稳定性、快速性、准确性B.稳定性、可靠性、准确性C.快速性、可靠性、准确性D.稳定性、快速性、可靠性2.系统的开环传递函数为\(G(s)=\frac{K}{s(Ts+1)}\)，其根轨迹的起点为（）A.\(s=0\)，\(s=-\frac{1}{T}\)B.\(s=0\)，\(s=-T\)C.\(s=K\)，\(s=-\frac{1}{T}\)D.\(s=K\)，\(s=-T\)3.线性定常系统的传递函数定义为（）A.零初始条件下，输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比B.输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比C.零初始条件下，输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比D.输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比4.在伯德图中，对数幅频特性渐近线斜率为\(-40dB/dec\)时对应的环节是（）A.积分环节B.惯性环节C.二阶振荡环节D.微分环节5.系统的稳态误差与（）有关。A.系统的结构和参数、输入信号的形式和幅值B.系统的结构和参数、输入信号的形式C.系统的结构、输入信号的形式和幅值D.系统的参数、输入信号的形式和幅值6.根轨迹上的点应满足的幅角条件是（）A.\(\sum_{i=1}^{n}\angle(s-p_{i})-\sum_{j=1}^{m}\angle(s-z_{j})=(2k+1)\pi\)，\(k=0,\pm1,\pm2,\cdots\)B.\(\sum_{i=1}^{n}\angle(s-p_{i})-\sum_{j=1}^{m}\angle(s-z_{j})=2k\pi\)，\(k=0,\pm1,\pm2,\cdots\)C.\(\sum_{i=1}^{m}\angle(s-z_{i})-\sum_{j=1}^{n}\angle(s-p_{j})=(2k+1)\pi\)，\(k=0,\pm1,\pm2,\cdots\)D.\(\sum_{i=1}^{m}\angle(s-z_{i})-\sum_{j=1}^{n}\angle(s-p_{j})=2k\pi\)，\(k=0,\pm1,\pm2,\cdots\)7.比例环节的对数幅频特性曲线是（）A.一条水平直线B.一条斜率为\(20dB/dec\)的直线C.一条斜率为\(-20dB/dec\)的直线D.一条斜率为\(40dB/dec\)的直线8.下列哪种校正方式可以提高系统的稳定性和快速性（）A.串联超前校正B.串联滞后校正C.串联滞后-超前校正D.反馈校正9.已知系统的状态方程为\(\dot{x}=Ax+Bu\)，其中\(A=\begin{bmatrix}0&1\\-2&-3\end{bmatrix}\)，则系统的特征值为（）A.\(-1\)，\(-2\)B.\(1\)，\(2\)C.\(-1\)，\(2\)D.\(1\)，\(-2\)10.采样控制系统中，采样周期\(T\)越小，则（）A.系统的控制精度越高，对执行机构要求越低B.系统的控制精度越高，对执行机构要求越高C.系统的控制精度越低，对执行机构要求越低D.系统的控制精度越低，对执行机构要求越高二、多项选择题（每题2分，共20分）1.自动控制系统按其结构可分为（）A.开环控制系统B.闭环控制系统C.复合控制系统D.随动控制系统2.根轨迹的基本法则包括（）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3.线性系统的稳定性取决于（）A.系统的结构B.系统的参数C.输入信号的形式D.初始条件4.常用的校正装置有（）A.超前校正装置B.滞后校正装置C.滞后-超前校正装置D.PID控制器5.系统的稳态误差可分为（）A.给定稳态误差B.扰动稳态误差C.动态稳态误差D.静态稳态误差6.采样控制系统的特点有（）A.信号是离散的B.可以采用数字计算机进行控制C.抗干扰能力强D.控制精度高7.状态空间表达式包括（）A.状态方程B.输出方程C.传递函数D.特征方程8.下列关于伯德图的说法正确的是（）A.对数幅频特性和对数相频特性是分开绘制的B.对数幅频特性曲线的纵坐标是\(L(\omega)=20\lg|G(j\omega)|\)C.对数相频特性曲线的纵坐标是\(\varphi(\omega)=\angleG(j\omega)\)D.伯德图可以直观地反映系统的频率特性9.系统的性能指标可以分为（）A.时域性能指标B.频域性能指标C.稳态性能指标D.动态性能指标10.下列哪些方法可以改善系统的稳态性能（）A.增加开环增益B.增加积分环节C.采用复合控制D.增加微分环节三、判断题（每题2分，共20分）1.自动控制系统的稳定性是指系统在受到外界扰动作用后，能够恢复到原来的平衡状态的能力。（）2.根轨迹是系统开环传递函数中某个参数从零变化到无穷大时，闭环特征根在\(s\)平面上移动的轨迹。（）3.线性系统的传递函数只与系统的结构和参数有关，与输入信号和初始条件无关。（）4.系统的稳态误差只与系统的结构和参数有关，与输入信号的形式无关。（）5.串联超前校正可以提高系统的截止频率，从而提高系统的快速性。（）6.在采样控制系统中，采样周期\(T\)越大，系统的稳定性越好。（）7.状态空间表达式可以完全描述系统的动态特性。（）8.伯德图中，对数幅频特性曲线的斜率反映了系统的相频特性。（）9.系统的动态性能指标主要包括上升时间、峰值时间、调节时间和超调量等。（）10.采用反馈校正可以消除系统的稳态误差。（）四、简答题（每题5分，共20分）1.简述自动控制系统的基本组成部分及其作用。2.什么是系统的相对稳定性？如何从伯德图判断系统的相对稳定性？3.简述PID控制器的三个参数\(K_p\)、\(K_i\)、\(K_d\)对系统性能的影响。4.简述采样定理的内容及其在采样控制系统中的作用。五、讨论题（每题5分，共20分）1.讨论开环控制系统和闭环控制系统的优缺点及适用场合。2.讨论根轨迹法在控制系统分析和设计中的应用。3.讨论串联校正和反馈校正的特点和适用情况。4.讨论状态空间法与经典控制理论方法相比的优缺点。答案一、单项选择题1.A2.A3.A4.C5.A6.A7.A8.A9.A10.B二、多项选择题1.ABC2.ABCD3.AB4.ABCD5.AB6.ABC7.AB8.ABCD9.ABCD10.ABC三、判断题1.√2.√3.√4.×5.√6.×7.√8.×9.√10.×四、简答题1.自动控制系统基本组成部分有被控对象、测量元件、控制器和执行机构。被控对象是被控制的设备或过程；测量元件检测被控量；控制器根据测量值与给定值偏差产生控制信号；执行机构根据控制信号对被控对象操作。2.相对稳定性指系统靠近稳定边界的程度。从伯德图看，可通过相位裕度和幅值裕度判断，相位裕度大于零、幅值裕度大于1时，系统有相对稳定性，数值越大越稳定。3.\(K_p\)增大可提高系统响应速度，但过大易使系统不稳定；\(K_i\)消除系统稳态误差，但过大会使系统超调增加、响应变慢；\(K_d\)改善系统动态特性，减小超调，加快响应速度。4.采样定理：采样频率大于等于两倍连续信号最高频率时，可无失真恢复原信号。在采样控制系统中，是合理选择采样周期依据，保证能由采样信号不失真恢复原连续信号。五、讨论题1.开环控制结构简单、成本低，但抗干扰能力差，适用于干扰小、控制精度要求低场合；闭环控制能自动纠正偏差，控制精度高，但结构复杂、成本高，用于要求高的场合。2.根轨迹法可分析系统稳定性、动态性能，