2026年大学自动化（自动控制）试题及答案

2026年大学自动化（自动控制）试题及答案一、选择题（8题，每题3分，共24分）

1.在自动控制系统中，用于描述系统动态特性的数学模型是：

A.静态方程

B.动态方程

C.状态方程

D.微分方程

2.控制系统的稳定性是指：

A.系统输出无振荡

B.系统输出有界

C.系统输出渐近稳定

D.系统输出无噪声

3.在PID控制中，比例环节的主要作用是：

A.提高系统的响应速度

B.减小系统的稳态误差

C.增加系统的稳定性

D.抑制系统的噪声

4.控制系统的传递函数是：

A.输入与输出的比值

B.输出与输入的比值

C.输入与扰动的关系

D.输出与扰动的关系

5.在根轨迹法中，用于确定系统稳定性的参数是：

A.幅值

B.相位

C.实部

D.虚部

6.在状态空间法中，系统的状态方程描述了：

A.输出与输入的关系

B.状态变量与输入的关系

C.状态变量与输出的关系

D.状态变量与扰动的关系

7.在频率响应法中，用于描述系统稳定性的指标是：

A.幅频特性

B.相频特性

C.增益裕度

D.相位裕度

8.在系统辨识中，用于估计系统参数的方法是：

A.最小二乘法

B.最大似然法

C.极大极小法

D.贝叶斯法

二、（一）多项选择题（5题，每题4分，共20分）

1.自动控制系统的基本组成包括：

A.测量元件

B.控制器

C.执行元件

D.扰动源

E.输入信号

2.PID控制器的参数整定方法包括：

A.临界比例度法

B.经验凑试法

C.一步整定法

D.二步整定法

E.三步整定法

3.控制系统的性能指标包括：

A.稳定性

B.快速性

C.准确性

D.抗干扰性

E.可控性

4.根轨迹法的基本规则包括：

A.起始点与终止点

B.实轴上的根轨迹

C.根轨迹的渐近线

D.根轨迹的分离点

E.根轨迹的汇合点

5.状态空间法的优点包括：

A.适用于多输入多输出系统

B.可以处理非线性系统

C.可以进行系统综合

D.可以进行系统辨识

E.可以进行系统优化

（二）判断题（5题，每题2分，共10分）

1.控制系统的传递函数只适用于线性定常系统。（√）

2.PID控制器的参数整定会影响系统的稳定性。（√）

3.控制系统的稳定性与系统的结构无关。（×）

4.根轨迹法可以用于分析非线性系统的稳定性。（×）

5.状态空间法适用于线性时变系统。（√）

三、（一）填空题（10题，每题2分，共20分）

1.自动控制系统的基本任务是保持系统的______。

2.PID控制器的三个参数分别是______、______和______。

3.控制系统的传递函数是描述系统______的数学模型。

4.根轨迹法的基本规则包括______、______和______。

5.状态空间法的优点包括______和______。

6.控制系统的性能指标包括______、______和______。

7.控制系统的稳定性是指系统在______作用下输出有界。

8.控制系统的抗干扰性是指系统在______作用下输出变化小。

9.状态空间法适用于______系统。

10.频率响应法的基本方法是______和______。

（二）计算题（2题，每题10分，共20分）

1.已知某控制系统的传递函数为\(\frac{1}{s(s+1)}\)，求该系统的单位阶跃响应。

2.已知某控制系统的状态方程为\(\dot{x}=\begin{pmatrix}1&1\\0&2\end{pmatrix}x+\begin{pmatrix}1\\0\end{pmatrix}u\)，求该系统的传递函数。

四、综合题（2题，每题15分，共30分）

1.设计一个PID控制器，使某控制系统的单位阶跃响应满足超调量不大于10%，上升时间不大于2秒。

2.分析某控制系统的稳定性，已知该系统的传递函数为\(\frac{1}{s(s+1)(s+2)}\)。

五、材料分析题（1题，20分）

某工业自动化控制系统，包括测量元件、控制器、执行元件和扰动源。该系统需要满足以下要求：

1.系统的稳定性好。

2.系统的响应速度快。

3.系统的稳态误差小。

4.系统的抗干扰能力强。

请分析该系统应采用哪些控制策略和技术，并说明其原理。

答案部分：

一、选择题

1.B

2.C

3.B

4.B

5.C

6.B

7.C

8.A

二、（一）多项选择题

1.A,B,C,D,E

2.A,B,C,D,E

3.A,B,C,D,E

4.A,B,C,D,E

5.A,C,D,E

（二）判断题

1.√

2.√

3.×

4.×

5.√

三、（一）填空题

1.稳定

2.比例、积分、微分

3.输入与输出的关系

4.起始点与终止点、实轴上的根轨迹、根轨迹的渐近线

5.适用于多输入多输出系统、可以进行系统综合

6.稳定性、快速性、准确性

7.扰动

8.扰动

9.线性时变

10.频率响应分析、Nyquist判据

（二）计算题

1.单位阶跃响应为\(1-e^{-t}+te^{-t}\)。

2.传递函数为\(\frac{1}{s+1}\)。

四、综合题

1.采用PID控制器，参数整定后满足要求。

2.系统的稳定性分析表明系统是稳定的。

五