自动控制原理试卷及答案

自动控制原理试卷及答案考试时长：120分钟满分：100分自动控制原理试卷及答案考核对象：自动化专业本科生题型分值分布：-单选题（20分）-填空题（20分）-判断题（20分）-简答题（12分）-应用题（18分）总分：100分一、单选题（每题2分，共10题，总分20分）1.系统传递函数的定义是（）。A.输出信号与输入信号的比值B.输入信号与输出信号的比值C.系统状态变量与输入信号的比值D.系统状态变量与输出信号的比值2.系统的稳定性取决于（）。A.系统的零点B.系统的极点C.系统的增益D.系统的相位3.一阶系统的传递函数为G(s)=1/(Ts+1)，其时间常数T表示（）。A.系统的响应速度B.系统的阻尼比C.系统的自然频率D.系统的稳态误差4.二阶系统的阻尼比ζ为0.707时，系统处于（）。A.欠阻尼状态B.临界阻尼状态C.过阻尼状态D.无阻尼状态5.系统的传递函数为G(s)=(s+2)/(s²+3s+2)，其极点为（）。A.-1,-2B.-1,2C.-2,-3D.1,26.系统的传递函数为G(s)=1/(s²+2s+5)，其零点为（）。A.-1,-2B.-1,2C.-2,-3D.1,27.系统的传递函数为G(s)=(s+1)/(s²+2s+1)，其稳态误差为（）。A.0B.1C.∞D.无法确定8.系统的传递函数为G(s)=1/(s+1)，其单位阶跃响应为（）。A.1-e^(-t)B.e^(-t)C.te^(-t)D.1+e^(-t)9.系统的传递函数为G(s)=(s+2)/(s²+3s+2)，其单位脉冲响应为（）。A.e^(-t)-e^(-2t)B.e^(-2t)-e^(-t)C.te^(-t)D.1-e^(-2t)10.系统的传递函数为G(s)=1/(s+1)，其单位斜坡响应为（）。A.t-1+e^(-t)B.t+1-e^(-t)C.te^(-t)D.t-e^(-t)二、填空题（每题2分，共10题，总分20分）1.系统的传递函数G(s)=K/(s+a)中，K表示系统的______。2.系统的传递函数G(s)=K/(s²+2ζωns+ωn²)中，ζ表示系统的______。3.系统的传递函数G(s)=K/(s+a)的单位阶跃响应为______。4.系统的传递函数G(s)=K/(s²+2ζωns+ωn²)的单位阶跃响应为______。5.系统的传递函数G(s)=K/(s+a)的单位脉冲响应为______。6.系统的传递函数G(s)=K/(s²+2ζωns+ωn²)的单位脉冲响应为______。7.系统的传递函数G(s)=K/(s+a)的单位斜坡响应为______。8.系统的传递函数G(s)=K/(s²+2ζωns+ωn²)的单位斜坡响应为______。9.系统的传递函数G(s)=K/(s+a)的稳态误差为______。10.系统的传递函数G(s)=K/(s²+2ζωns+ωn²)的稳态误差为______。三、判断题（每题2分，共10题，总分20分）1.系统的传递函数G(s)=K/(s+a)是稳定的。（）2.系统的传递函数G(s)=K/(s²+2ζωns+ωn²)是稳定的。（）3.系统的传递函数G(s)=K/(s+a)是无源的。（）4.系统的传递函数G(s)=K/(s²+2ζωns+ωn²)是无源的。（）5.系统的传递函数G(s)=K/(s+a)的极点为负实数。（）6.系统的传递函数G(s)=K/(s²+2ζωns+ωn²)的极点为复数。（）7.系统的传递函数G(s)=K/(s+a)的零点为0。（）8.系统的传递函数G(s)=K/(s²+2ζωns+ωn²)的零点为0。（）9.系统的传递函数G(s)=K/(s+a)的稳态误差为0。（）10.系统的传递函数G(s)=K/(s²+2ζωns+ωn²)的稳态误差为0。（）四、简答题（每题4分，共3题，总分12分）1.简述一阶系统的特点。2.简述二阶系统的特点。3.简述系统稳定性的定义及判断方法。五、应用题（每题9分，共2题，总分18分）1.已知系统的传递函数为G(s)=1/(s+1)，求其单位阶跃响应和单位脉冲响应。2.已知系统的传递函数为G(s)=1/(s²+2s+2)，求其单位阶跃响应和单位脉冲响应。标准答案及解析一、单选题1.A2.B3.A4.B5.A6.无零点7.A8.A9.A10.D二、填空题1.增益2.阻尼比3.1-e^(-at)4.1-e^(-ζωnt)sin(ωdt+φ)5.e^(-at)6.e^(-ζωnt)sin(ωdt+φ)7.t-1+e^(-at)8.t-1+e^(-ζωnt)sin(ωdt+φ)9.1/a10.∞（若输入为阶跃信号）三、判断题1.√2.√（若ζ>0）3.√4.√5.√6.√（若ζ≠1）7.√8.×9.√10.×（若输入为阶跃信号）四、简答题1.一阶系统的特点：-响应速度快，无振荡。-时间常数T表示响应速度，T越小，响应越快。-单位阶跃响应为1-e^(-t/T)。2.二阶系统的特点：-响应速度受阻尼比ζ和自然频率ωn影响。-ζ=0时，系统无阻尼，响应振荡；ζ=1时，系统临界阻尼，无振荡；ζ>1时，系统过阻尼，响应慢。-单位阶跃响应为1-e^(-ζωnt)sin(ωdt+φ)。3.系统稳定性的定义及判断方法：-系统稳定性是指系统在受到扰动后，输出能够恢复到原平衡状态。-判断方法：系统的所有极点必须位于s平面的左半平面。五、应用题1.单位阶跃响应：系统传递函数为G(s)=1/(s+1)，单位阶跃响应为：H(s)=G(s)/(1+G(s))=1/(s+2)取拉普拉斯反变换，得：h(t)=e^(-t)单位脉冲响应：单位脉冲响应为传递函数的拉普拉斯反变换，即：h(t)=e^(-t)2.单位阶跃响应：系统传递函数为G(s)=1/(s²+2s+2)，单位阶跃响应为：H(s)=G(s)/(1+G(s))=1/(s²+2s+3)极点为s=-1±j1，单位阶跃响应为：h(t)=1-e^(-t)sin(t)单位脉冲响应：单位脉冲响应为传递函数的拉普拉斯反变换，即：h(t)=e^(-t)sin(t)评分标准：