考研控制工程试题及答案

考研控制工程试题及答案

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.系统的传递函数（）A.与输入信号有关B.与输出信号有关C.与系统的结构和参数有关D.与初始条件有关3.一阶系统的时间常数T越大，则系统的响应（）A.越快B.越慢C.不变D.无法确定4.二阶系统的阻尼比ζ=0时，系统的响应为（）A.衰减振荡B.等幅振荡C.单调上升D.单调下降5.根轨迹起始于（）A.开环零点B.开环极点C.闭环零点D.闭环极点6.频率特性是系统对（）的稳态响应特性。A.阶跃信号B.脉冲信号C.正弦信号D.斜坡信号7.串联校正装置按其特性可分为（）A.超前校正、滞后校正、超前-滞后校正B.比例校正、积分校正、微分校正C.相位超前校正、相位滞后校正、相位超前-滞后校正D.增益校正、相位校正、幅值-相位校正8.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.系统的类型D.以上都是9.状态变量是描述系统（）的一组独立变量。A.输入B.输出C.内部状态D.外部状态10.线性定常系统的状态转移矩阵Φ(t)满足（）A.Φ(0)=IB.Φ(t1+t2)=Φ(t1)Φ(t2)C.Φ(-t)=Φ⁻¹(t)D.以上都是二、多项选择题（每题2分，共20分）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.线性控制系统2.系统的稳定性可以通过（）来判断。A.劳斯判据B.根轨迹法C.奈奎斯特判据D.伯德图3.二阶系统的性能指标主要有（）A.上升时间B.峰值时间C.调节时间D.超调量4.根轨迹的基本法则包括（）A.根轨迹的分支数等于开环极点数B.根轨迹对称于实轴C.根轨迹的起始点和终止点D.根轨迹的渐近线5.频率特性的表示方法有（）A.幅相频率特性B.对数频率特性C.实频特性和虚频特性D.脉冲响应特性6.串联校正装置的作用有（）A.改善系统的稳定性B.提高系统的稳态精度C.改善系统的动态性能D.减小系统的噪声干扰7.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8.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9.线性定常系统的可控性和可观性分别与（）有关。A.系统的状态方程B.系统的输出方程C.系统的结构和参数D.系统的初始条件10.控制系统的设计方法有（）A.根轨迹法B.频率响应法C.状态空间设计法D.经典控制理论设计法三、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干扰后，能够恢复到原来的平衡状态的能力。（）2.传递函数只适用于线性定常系统。（）3.一阶系统的单位阶跃响应是单调上升的。（）4.二阶系统的阻尼比ζ越大，系统的响应越慢。（）5.根轨迹是系统闭环极点随开环增益变化的轨迹。（）6.频率特性可以通过实验方法得到。（）7.串联超前校正可以提高系统的相角裕度。（）8.系统的稳态误差只与系统的结构和参数有关，与输入信号无关。（）9.状态变量的选择是唯一的。（）10.线性定常系统的可控性和可观性是相互独立的。（）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。2.什么是系统的稳定性？如何判断系统的稳定性？3.简述根轨迹的基本概念和用途。4.什么是状态空间表达式？它有什么优点？五、讨论题（每题5分，共20分）1.讨论串联校正和反馈校正的优缺点。2.分析二阶系统的阻尼比ζ对系统性能的影响。3.讨论系统的稳态误差与系统类型和输入信号的关系。4.谈谈状态空间设计法相对于经典控制理论设计法的优势。答案一、单项选择题1.A2.C3.B4.B5.B6.C7.C8.D9.C10.D二、多项选择题1.ABC2.ABCD3.ABCD4.ABCD5.ABC6.ABC7.AB8.AB9.ABC10.ABCD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；测量元件检测输出并反馈；控制器根据偏差产生控制信号；执行机构根据控制信号操作被控对象。2.系统稳定性指系统受干扰后能恢复平衡状态的能力。可通过劳斯判据、根轨迹法、奈奎斯特判据等判断。3.根轨迹是闭环极点随开环增益变化的轨迹。用途是分析系统稳定性和性能，为系统设计提供依据，确定合适的开环增益。4.状态空间表达式由状态方程和输出方程组成。优点是能全面描述系统内部状态，适用于多输入多输出、时变等复杂系统。五、讨论题1.串联校正设计简单，但对参数变化敏感；反馈校正抗干扰强，可改善性能，但结构复杂，设计难。2.ζ<0，系统发散；ζ=0，等幅振荡；0<ζ<1，衰减振荡，ζ越小超调越大；ζ