2026年自动控制原理测试题及答案

2026年自动控制原理测试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.反馈控制系统的基本工作原理是（）。A.按偏差控制B.按输入控制C.按扰动控制D.按输出控制2.传递函数G(A.输入信号的极点B.系统的闭环极点C.系统的开环极点D.系统的干扰极点3.二阶系统的阻尼比ζ=A.单调上升B.衰减振荡C.等幅振荡D.发散振荡4.线性定常系统稳定的充分必要条件是其闭环传递函数的极点均位于s平面的（）。A.左半平面B.右半平面C.虚轴上D.原点5.根轨迹的起点是开环极点，终点是（）。A.开环零点B.闭环极点C.闭环零点D.无穷远处6.若某最小相位系统的相角裕度为负，则闭环系统（）。A.稳定B.不稳定C.临界稳定D.无法确定7.PI控制器的传递函数为（）。A.KB.KC.KD.K8.采样控制系统中，为使离散信号无失真地恢复为连续信号，采样频率应满足（）。A.香农采样定理B.奈奎斯特判据C.李雅普诺夫定理D.欧拉定理9.已知开环传递函数1s(sA.−B.−C.−D.010.非线性控制系统中，描述函数法主要用于分析（）。A.绝对稳定性B.相平面轨迹C.自持振荡D.大范围渐近稳定二、填空题（每空2分，共10分）1.自动控制系统按控制方式可分为开环控制系统、闭环控制系统和（）控制系统。2.典型二阶系统在欠阻尼状态下，阻尼比ζ越大，超调量σ%3.已知某系统的开环传递函数为G(4.伯德图由对数幅频特性和对数（）特性两条曲线组成。5.脉冲传递函数是指在零初始条件下，离散控制系统输出脉冲序列的z变换与输入脉冲序列的z变换之（）。三、系统结构图化简与梅逊公式（10分）1.已知某系统的信号流图中，从源节点R(s)到汇节点C(s)的前向通路增益为P1C其中，特征式Δ为：Δ由于前向通路P1与所有回路均有接触，故余子式Δ因此闭环传递函数为：C解析：本题考查梅逊公式的应用。关键在于正确计算特征式Δ=1−∑L四、时域分析计算题（15分）1.已知某单位反馈系统的开环传递函数为G((1)系统的阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn(2)系统的单位阶跃响应的超调量σ%和调节时间ts（取Φ与标准二阶系统传递函数ωnω2(2)超调量为：σ调节时间（Δ=t解析：本题考查二阶系统的时域性能指标计算。首先通过开环传递函数求得闭环传递函数，并与标准形式对比求出ωn和ζ。然后直接代入超调量和调节时间的工程估算公式进行计算。注意Δ=2%对应的五、根轨迹法计算题（15分）1.已知单位反馈系统的开环传递函数为G((1)绘制根轨迹的渐近线（求出与实轴交点σa及倾角θ(2)求分离点坐标；(3)求使闭环系统稳定的开环增益K的取值范围。σ渐近线倾角为：θ即θ=(2)分离点满足方程i=1化简得3dd即d1≈−(3)系统闭环特征方程为s3s3:s2:s1:s0:要使系统稳定，需满足第一列元素全部大于0，即：K解析：本题考查根轨迹绘制的基本规则与劳斯稳定判据的综合应用。渐近线交点公式为极点之和减去零点之和再除以极点零点个数差。分离点求解通过令导数之和为零获得。稳定性分析需先求出闭环特征方程，再利用劳斯判据确定参数范围。六、频域分析计算题（15分）1.已知某开环系统的传递函数为G((1)绘制系统的开环对数幅频特性渐近线，并计算截止频率ωc(2)计算系统的相角裕度γ。10因为ωc>1，近似有ω(2)相角裕度为：γ由于arctan(γ解析：本题考查伯德图的绘制与频域性能指标计算。对于最小相位系统，截止频率ωc可通过对数幅频特性近似求得。计算相角裕度时，需注意积分环节相角为−90∘，惯性环节相角为−arctanω七、离散控制系统分析（15分）1.已知离散系统结构图中，采样开关后接有零阶保持器，被控对象的传递函数为Gp(s)=1s+1G将1s1分别求z变换：ZZ代入原式计算：G代入T=1及G解析：本题考查带有零阶保持器的离散系统脉冲传递函数求解。关键在于正确使用公式G(z)=(参考答案与解析一、单项选择题1.答案：A2.答案：C3.答案：C4.答案：A5.答案：A6.答案：B7.答案：A8.答案：A9.答案：B10.答案：C二、填空题1.答案：复合2.答案：小3.答案：14.答案：相频5.答案：比三、系统结构图化简与梅逊公式1.答案：根据梅逊公式，系统传递函数为：四、时域分析计算题1.答案：(1)闭环传递函数为：五、根轨迹法计算题1.答案：(1)开环极点为p1=0六、频域分析计算题1.答案：(1)系