自動控制理論試卷答案a試卷編號：5※※※（考試時間：90分鐘，滿分：100分）一、選擇題（10題，每題2分，共20分）1.控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)是指（）A.輸入信號與輸出信號之間的傳遞函數(shù)B.輸入信號與誤差信號之間的傳遞函數(shù)C.輸出信號與誤差信號之間的傳遞函數(shù)D.控制器的傳遞函數(shù)2.下列關于反饋控制的說法中，正確的是（）A.反饋控制系統(tǒng)一定能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性B.反饋控制系統(tǒng)一定能夠減小系統(tǒng)的誤差C.反饋控制系統(tǒng)一定能夠提高系統(tǒng)的響應速度D.反饋控制系統(tǒng)一定能夠減小外部干擾對系統(tǒng)的影響A.0型系統(tǒng)對階躍輸入無穩(wěn)態(tài)誤差B.1型系統(tǒng)對斜坡輸入無穩(wěn)態(tài)誤差C.2型系統(tǒng)對加速度輸入無穩(wěn)態(tài)誤差4.下列關于頻率特性的說法中，正確的是（）A.幅頻特性表示系統(tǒng)對不同頻率正弦信號的增益B.相頻特性表示系統(tǒng)對不同頻率正弦信號的相位延遲C.幅頻特性和相頻特性都是頻率的復函數(shù)5.下列關于控制系統(tǒng)的性能指標中，屬于時域指標的是（）A.超調量B.峰值時間C.調節(jié)時間6.下列關于根軌跡的說法中，正確的是（）A.根軌跡是開環(huán)傳遞函數(shù)的零點和極點在s平面上的映射B.根軌跡上的點表示閉環(huán)系統(tǒng)的極點C.根軌跡的起點是開環(huán)傳遞函數(shù)的極點D.根軌跡的終點是開環(huán)傳遞函數(shù)的零點7.下列關于頻率域穩(wěn)定判據(jù)的說法中，正確的是（）A.奈奎斯特判據(jù)適用于最小相位系統(tǒng)B.對數(shù)頻率特性判據(jù)適用于非最小相位系統(tǒng)C.奈奎斯特判據(jù)和對數(shù)頻率特性判據(jù)都不適用于非最小相位系統(tǒng)8.下列關于控制器的說法中，正確的是（）A.PID控制器是一種非線性控制器B.比例控制器能夠消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差C.積分控制器能夠提高系統(tǒng)的響應速度D.微分控制器能夠減小系統(tǒng)的超調量9.下列關于狀態(tài)空間模型的說法中，正確的是（）A.狀態(tài)空間模型是一種時域模型B.狀態(tài)空間模型是一種頻域模型C.狀態(tài)空間模型是一種非線性模型D.狀態(tài)空間模型是一種確定性模型10.下列關于現(xiàn)代控制理論的說法中，正確的是（）A.現(xiàn)代控制理論主要研究線性定常系統(tǒng)B.現(xiàn)代控制理論主要研究非線性時變系統(tǒng)C.現(xiàn)代控制理論主要研究離散事件系統(tǒng)D.現(xiàn)代控制理論主要研究隨機系統(tǒng)二、填空題（5題，每題4分，共20分）1.控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)是指輸入信號與_輸出信號_之間的傳遞函數(shù)。2.反饋控制系統(tǒng)一定能夠提高系統(tǒng)的_穩(wěn)定性_。3.控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)的_類型_有關。4.幅頻特性表示系統(tǒng)對不同頻率正弦信號的_增益_。5.根軌跡是開環(huán)傳遞函數(shù)的_零點和極點_在s平面上的映射。三、簡答題（3題，每題10分，共30分）1.簡述反饋控制系統(tǒng)的主要優(yōu)點。2.簡述控制系統(tǒng)性能指標的主要類型。3.簡述根軌跡法的主要步驟。四、計算題（3題，每題15分，共45分）1.已知控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s(s+1)(s+2))，求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。2.已知控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=5/(s+1)(s+2)，求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。3.已知控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s+1)(八、判斷題（5題，每題4分，共20分）1.控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)是指輸入信號與輸出信號之間的傳遞函數(shù)。（）2.反饋控制系統(tǒng)一定能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（）3.控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)的類型有關。（）4.幅頻特性表示系統(tǒng)對不同頻率正弦信號的增益。（）5.狀態(tài)空間模型是一種非線性模型。（）九、名詞解釋（5題，每題4分，共20分）1.控制系統(tǒng)2.反饋控制系統(tǒng)3.穩(wěn)態(tài)誤差4.頻率特性5.狀態(tài)空間模型十、簡答題（3題，每題10分，共30分）1.簡述反饋控制系統(tǒng)的主要優(yōu)點。2.簡述控制系統(tǒng)性能指標的主要類型。3.簡述根軌跡法的主要步驟。十一、計算題（3題，每題15分，共45分）1.已知控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s(s+1)(s+2))，求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。2.已知控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=5/(s+1)(s+2)，求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。3.已知控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s+1)(s+2)，求系統(tǒng)的截止頻率。十二、設計題（2題，每題20分，共40分）1.設計一個反饋控制系統(tǒng)，使其對階躍輸入的穩(wěn)態(tài)誤差不大于0.1。2.設計一個反饋控制系統(tǒng)，使其對斜坡輸入的穩(wěn)態(tài)誤差不大于0.01。十三、分析題（2題，每題20分，共40分）1.分析一個已知控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2.分析一個已知控制系統(tǒng)的頻率特性。十四、應用題（2題，每題20分，共40分）1.應用反饋控制系統(tǒng)設計一個溫度控制系統(tǒng)。2.應用反饋控制系統(tǒng)設計一個位置控制系統(tǒng)。十五、綜合題（1題，共30分）設計一個反饋控制系統(tǒng)，使其對階躍輸入和斜坡輸入的穩(wěn)態(tài)誤差都不大于0.01，并分析其穩(wěn)定性和頻率特性。一、選擇題答案：1.B2.C3.A4.B5.A二、填空題答案：1.閉環(huán)傳遞函數(shù)2.開環(huán)傳遞函數(shù)3.穩(wěn)態(tài)誤差4.頻率特性5.根軌跡三、簡答題答案：1.反饋控制系統(tǒng)的主要優(yōu)點包括提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、減小系統(tǒng)的誤差、提高系統(tǒng)的響應速度等。2.控制系統(tǒng)性能指標的主要類型包括穩(wěn)態(tài)性能指標、動態(tài)性能指標和綜合性能指標。3.根軌跡法的主要步驟包括繪制根軌跡圖、確定根軌跡的起點和終點、確定根軌跡的分支等。四、計算題答案：1.略2.略3.略五、判斷題答案：1.√2.×3.√4.√5.×六、名詞解釋答案：1.控制系統(tǒng)：一種能夠對被控對象進行控制的系統(tǒng)。2.反饋控制系統(tǒng)：一種能夠根據(jù)被控對象的輸出反饋來調整控制量的系統(tǒng)。3.穩(wěn)態(tài)誤差：系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時，輸出信號與輸入信號之間的誤差。4.頻率特性：系統(tǒng)對不同頻率信號的響應特性。5.狀態(tài)空間模型：一種描述系統(tǒng)動態(tài)行為的數(shù)學模型。七、簡答題答案：1.反饋控制系統(tǒng)的主要優(yōu)點包括提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、減小系統(tǒng)的誤差、提高系統(tǒng)的響應速度等。2.控制系統(tǒng)性能指標的主要類型包括穩(wěn)態(tài)性能指標、動態(tài)性能指標和綜合性能指標。3.根軌跡法的主要步驟包括繪制根軌跡圖、確定根軌跡的起點和終點、確定根軌跡的分支等。八、計算題答案：1.略2.略3.略九、設計題答案：1.略2.略十、分析題答案：1.略2.略十一、應用題答案：1.略2.略十二、綜合題答案：略本試卷涵蓋了自動控制理論的主要知識點，包括控制系統(tǒng)的基本概念、反饋控制系統(tǒng)的優(yōu)點、控制系統(tǒng)性能指標、根軌跡法、頻率特性、狀態(tài)空間模型等。通過不同題型的考察，能夠全面評估學生對自動控制理論的理解和應用能力。選擇題和填空題主要考察學生對基本概念和理論知識的掌握程度，如控制系統(tǒng)的分類、反饋控制系統(tǒng)的優(yōu)點、穩(wěn)態(tài)誤差等。簡答題和計算題主要考察學生對理論知識的理解和應用能力，如反饋控制