控制學(xué)試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.反饋控制的特點(diǎn)是（）A.基于偏差糾正偏差B.基于擾動(dòng)控制C.開環(huán)控制D.實(shí)時(shí)控制2.以下屬于自動(dòng)控制系統(tǒng)基本組成部分的是（）A.傳感器、執(zhí)行器、控制器B.放大器、濾波器、變壓器C.電阻、電容、電感D.顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)3.比例控制的輸出與輸入的關(guān)系是（）A.積分關(guān)系B.微分關(guān)系C.比例關(guān)系D.對(duì)數(shù)關(guān)系4.系統(tǒng)的穩(wěn)定性取決于（）A.系統(tǒng)的輸入B.系統(tǒng)的輸出C.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)D.系統(tǒng)的干擾5.單位階躍函數(shù)在t=0時(shí)的函數(shù)值為（）A.0B.1C.無(wú)窮大D.不確定6.以下哪種信號(hào)不是典型輸入信號(hào)（）A.階躍信號(hào)B.斜坡信號(hào)C.脈沖信號(hào)D.隨機(jī)信號(hào)7.控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程是指（）A.系統(tǒng)從穩(wěn)定狀態(tài)到不穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)程B.系統(tǒng)從一個(gè)平衡狀態(tài)過(guò)渡到另一個(gè)平衡狀態(tài)的過(guò)程C.系統(tǒng)從輸入到輸出的過(guò)程D.系統(tǒng)從開環(huán)到閉環(huán)的過(guò)程8.積分控制的作用是（）A.消除穩(wěn)態(tài)誤差B.提高系統(tǒng)響應(yīng)速度C.減小系統(tǒng)超調(diào)量D.增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性9.對(duì)于線性定常系統(tǒng)，以下說(shuō)法正確的是（）A.滿足疊加原理B.不滿足疊加原理C.輸出與輸入呈非線性關(guān)系D.系統(tǒng)參數(shù)隨時(shí)間變化10.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)定義為（）A.輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之比B.輸出信號(hào)的拉氏變換與輸入信號(hào)的拉氏變換之比C.輸入信號(hào)的拉氏變換與輸出信號(hào)的拉氏變換之比D.輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的積分之比二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.自動(dòng)控制系統(tǒng)按給定值的特點(diǎn)可分為（）A.恒值控制系統(tǒng)B.隨動(dòng)控制系統(tǒng)C.程序控制系統(tǒng)D.開環(huán)控制系統(tǒng)2.控制系統(tǒng)中常用的數(shù)學(xué)模型有（）A.微分方程B.傳遞函數(shù)C.狀態(tài)空間表達(dá)式D.頻率特性3.以下哪些屬于控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)（）A.穩(wěn)定性B.快速性C.準(zhǔn)確性D.復(fù)雜性4.比例積分微分（PID）控制器由哪些部分組成（）A.比例環(huán)節(jié)B.積分環(huán)節(jié)C.微分環(huán)節(jié)D.放大環(huán)節(jié)5.系統(tǒng)的響應(yīng)可以分為（）A.零輸入響應(yīng)B.零狀態(tài)響應(yīng)C.全響應(yīng)D.部分響應(yīng)6.以下屬于控制系統(tǒng)的干擾因素的有（）A.環(huán)境溫度變化B.電源電壓波動(dòng)C.負(fù)載變化D.傳感器噪聲7.改善系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法有（）A.增加開環(huán)增益B.增加積分環(huán)節(jié)C.引入負(fù)反饋D.采用超前校正裝置8.控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件有（）A.電機(jī)B.電磁閥C.液壓缸D.傳感器9.頻率特性包括（）A.幅頻特性B.相頻特性C.實(shí)頻特性D.虛頻特性10.以下關(guān)于閉環(huán)控制系統(tǒng)說(shuō)法正確的是（）A.具有反饋環(huán)節(jié)B.能自動(dòng)糾正偏差C.抗干擾能力強(qiáng)D.一定比開環(huán)系統(tǒng)復(fù)雜三、判斷題（每題2分，共20分）1.開環(huán)控制系統(tǒng)沒(méi)有反饋環(huán)節(jié)。（）2.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)與初始條件有關(guān)。（）3.比例控制可以消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。（）4.系統(tǒng)的穩(wěn)定性是系統(tǒng)正常工作的首要條件。（）5.單位脈沖函數(shù)的拉氏變換為1。（）6.控制系統(tǒng)的超調(diào)量越大，系統(tǒng)的快速性越好。（）7.積分控制作用可以提高系統(tǒng)的無(wú)差度。（）8.線性系統(tǒng)的輸出響應(yīng)與輸入信號(hào)的大小和方向無(wú)關(guān)。（）9.系統(tǒng)的帶寬越寬，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快。（）10.狀態(tài)空間表達(dá)式只能描述線性系統(tǒng)。（）四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及各部分作用。答案：基本組成包括控制器、執(zhí)行器、被控對(duì)象、檢測(cè)裝置?？刂破鞲鶕?jù)檢測(cè)裝置反饋信號(hào)按控制規(guī)律運(yùn)算；執(zhí)行器接受控制器指令驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象；被控對(duì)象是被控制的設(shè)備或過(guò)程；檢測(cè)裝置測(cè)量被控量并反饋給控制器。2.什么是系統(tǒng)的傳遞函數(shù)？其有什么特點(diǎn)？答案：傳遞函數(shù)是輸出信號(hào)的拉氏變換與輸入信號(hào)的拉氏變換之比（初始條件為零）。特點(diǎn)：與系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，與輸入輸出無(wú)關(guān)，能反映系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性。3.簡(jiǎn)述比例、積分、微分控制作用的特點(diǎn)。答案：比例控制能快速響應(yīng)輸入，但有穩(wěn)態(tài)誤差；積分控制可消除穩(wěn)態(tài)誤差，但會(huì)降低響應(yīng)速度；微分控制能預(yù)測(cè)偏差變化趨勢(shì)，加快系統(tǒng)響應(yīng)，減小超調(diào)量。4.如何判斷一個(gè)線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性？答案：可通過(guò)系統(tǒng)的特征方程根判斷。若特征方程所有根實(shí)部均為負(fù)，則系統(tǒng)穩(wěn)定；若有實(shí)部為正的根，則系統(tǒng)不穩(wěn)定；若有零實(shí)部的根（重根情況除外），系統(tǒng)臨界穩(wěn)定。五、討論題（每題5分，共20分）1.討論在實(shí)際工程中，如何選擇合適的控制策略來(lái)滿足系統(tǒng)性能要求。答案：需綜合考慮系統(tǒng)特性、性能要求、成本等。簡(jiǎn)單系統(tǒng)可選比例控制；有穩(wěn)態(tài)誤差要求加積分控制；需快速響應(yīng)且減小超調(diào)可加微分。復(fù)雜系統(tǒng)可能要結(jié)合多種策略或先進(jìn)控制算法，還要權(quán)衡成本和實(shí)現(xiàn)難度。2.談?wù)劮答伩刂圃诂F(xiàn)代控制系統(tǒng)中的重要性及應(yīng)用場(chǎng)景。答案：反饋控制能自動(dòng)檢測(cè)偏差并糾正，提高系統(tǒng)準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。重要性在于增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾能力。應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，如工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制、航空航天飛行控制、家電自動(dòng)調(diào)節(jié)等。3.探討線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)在分析方法上的主要區(qū)別。答案：線性系統(tǒng)可利用疊加原理，采用傳遞函數(shù)、頻率特性等方法分析。非線性系統(tǒng)一般不能用疊加原理，分析方法復(fù)雜，如相平面法、描述函數(shù)法等，需針對(duì)具體非線性特性處理。4.舉例說(shuō)明控制系統(tǒng)中干擾因素對(duì)系統(tǒng)性能的影響以及如何克服干擾。答案：如溫度變化影響電子設(shè)備性能。克服干擾可采用濾波去除高頻噪聲；采用屏蔽措施減少電磁干擾；優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)提高抗干擾能力；采用前饋補(bǔ)償?shù)确椒▽?duì)可測(cè)干擾提前補(bǔ)償。答案一、單項(xiàng)選擇題1.A2.A3.C4.C5.B6.D7.B8.A9.A10.B二、多項(xiàng)選擇題1.ABC2.ABCD