自動控制自考試題及答案

一、單項選擇題（每題2分，共10題）1.自動控制系統中，給定值是（）。A.系統的輸出量B.系統的輸入量C.系統的擾動量D.系統的偏差量答案：B2.開環控制系統的特點是（）。A.結構簡單，穩定性好，但不能自動補償擾動對輸出量的影響B.結構復雜，穩定性差，但能自動補償擾動對輸出量的影響C.結構簡單，穩定性差，但能自動補償擾動對輸出量的影響D.結構復雜，穩定性好，但不能自動補償擾動對輸出量的影響答案：A3.一階系統的時間常數T越大，則系統的響應速度（）。A.越快B.越慢C.不變D.不確定答案：B4.二階系統的阻尼比ζ=0時，系統的響應為（）。A.單調收斂B.等幅振蕩C.發散振蕩D.衰減振蕩答案：B5.控制系統的穩態誤差ess與（）有關。A.系統的結構和參數、輸入信號類型B.僅系統的結構C.僅系統的參數D.僅輸入信號類型答案：A6.根軌跡起始于（）。A.開環極點B.開環零點C.閉環極點D.閉環零點答案：A7.頻率特性的幅頻特性|G(jω)|表示（）。A.系統對不同頻率正弦輸入信號的放大倍數B.系統對不同頻率正弦輸入信號的相移C.系統的穩定性D.系統的快速性答案：A8.相角裕度γ是（）。A.開環頻率特性幅值為1時的相角與-180°之差B.閉環頻率特性幅值為1時的相角與-180°之差C.開環頻率特性幅值為0時的相角與-180°之差D.閉環頻率特性幅值為0時的相角與-180°之差答案：A9.典型的PI控制器的傳遞函數為（）。A.\(G(s)=\frac{1+Ts}{Ts}\)B.\(G(s)=K\)C.\(G(s)=K\frac{1}{Ts}\)D.\(G(s)=K(1+\frac{1}{Ts})\)答案：D10.離散控制系統中，采樣周期T越小，則（）。A.系統的穩定性越好B.系統的穩定性越差C.系統的準確性越好D.系統的準確性越差答案：A二、多項選擇題（每題2分，共10題）1.自動控制系統按輸入信號的特征可分為（）。A.恒值控制系統B.隨動控制系統C.程序控制系統D.線性控制系統E.非線性控制系統答案：ABC2.以下屬于系統性能指標的有（）。A.上升時間trB.超調量σ%C.調節時間tsD.穩態誤差essE.相角裕度γ答案：ABCDE3.二階系統的性能指標與（）有關。A.阻尼比ζB.無阻尼自然頻率ωnC.開環增益KD.時間常數TE.相角裕度γ答案：AB4.影響控制系統穩態誤差的因素有（）。A.系統的類型B.開環增益C.輸入信號的類型D.系統的阻尼比E.系統的無阻尼自然頻率答案：ABC5.根軌跡的繪制規則包括（）。A.根軌跡的分支數等于開環極點個數B.根軌跡起始于開環極點，終止于開環零點或無窮遠處C.實軸上的根軌跡段右側的開環零、極點個數之和為奇數D.根軌跡的漸近線與實軸的夾角和交點可根據一定公式計算E.根軌跡的分離點和會合點可通過求導等方法確定答案：ABCDE6.頻率特性的表示方法有（）。A.幅相頻率特性B.對數頻率特性C.實頻特性和虛頻特性D.傳遞函數E.微分方程答案：ABC7.以下關于相角裕度和幅值裕度的說法正確的是（）。A.相角裕度γ>0，系統穩定B.相角裕度γ<0，系統不穩定C.幅值裕度h>1，系統穩定D.幅值裕度h<1，系統不穩定E.相角裕度和幅值裕度都與系統的穩定性有關答案：ABCDE8.以下屬于控制器的有（）。A.P控制器B.I控制器C.D控制器D.PI控制器E.PID控制器答案：ABCDE9.離散控制系統的分析方法有（）。A.z變換法B.差分方程法C.脈沖傳遞函數法D.狀態空間法E.根軌跡法答案：ABC10.自動控制系統的校正方式有（）。A.串聯校正B.并聯校正C.前饋校正D.反饋校正E.復合校正答案：ABCDE三、判斷題（每題2分，共10題）1.自動控制系統的被控對象只能是物理系統。（）答案：錯誤2.閉環控制系統一定比開環控制系統性能好。（）答案：錯誤3.一階系統的單位階躍響應在t=T時，輸出值為0.632。（）答案：正確4.二階系統的阻尼比ζ越大，超調量越小。（）答案：正確5.系統的穩態誤差只與系統的結構有關。（）答案：錯誤6.根軌跡一定位于s平面的左半平面。（）答案：錯誤7.頻率特性是線性定常系統在正弦輸入信號作用下的穩態輸出與輸入之比。（）答案：正確8.相角裕度γ=0時，系統處于臨界穩定狀態。（）答案：正確9.P控制器主要用于減小系統的穩態誤差。（）答案：錯誤10.離散控制系統中，采樣定理要求采樣頻率ωs≥2ωmax。（）答案：正確四、簡答題（每題5分，共4題）1.簡述自動控制系統的基本組成部分。答案：自動控制系統由被控對象、控制器、執行機構和檢測裝置組成。被控對象是被控制的設備或過程；控制器根據偏差信號產生控制信號；執行機構將控制信號轉化為作用于被控對象的操作量；檢測裝置用于測量被控對象的輸出量并反饋給控制器。2.什么是系統的超調量？它反映了系統的什么性能？答案：超調量σ%=(y(tp)-y(∞))/y(∞)×100%，其中y(tp)是系統響應的峰值，y(∞)是系統的穩態值。它反映了系統的相對穩定性，超調量越大，系統在動態過程中的振蕩越劇烈，相對穩定性越差。3.簡述根軌跡的概念及其作用。答案：根軌跡是指當系統的某個參數（通常是開環增益）從0變化到無窮大時，閉環系統特征方程的根在s平面上的變化軌跡。作用：通過根軌跡可以分析系統的穩定性，確定系統的閉環極點分布，從而了解系統的動態性能，如超調量、調節時間等。4.說明離散控制系統中z變換的作用。答案：z變換在離散控制系統中作用有：可將離散系統的差分方程轉化為代數方程，方便求解離散系統的響應；用于分析離散系統的穩定性、動態性能和穩態性能；是離散系統脈沖傳遞函數的數學基礎。五、討論題（每題5分，共4題）1.討論開環控制系統和閉環控制系統在實際應用中的優缺點。答案：開環優點：結構簡單、成本低、穩定性好、無自激振蕩。缺點：不能自動補償擾動對輸出量的影響，精度低。閉環優點：精度高，能自動克服擾動對輸出量的影響。缺點：結構復雜、成本高、可能存在穩定性問題，易產生自激振蕩。2.如何根據二階系統的阻尼比和無阻尼自然頻率來判斷系統的動態性能？答案：阻尼比ζ=0時為等幅振蕩；0<ζ<1時為衰減振蕩，ζ越小，超調量越大，調節時間越長；ζ=1時為臨界阻尼，無超調；ζ>1時為過阻尼，響應慢。無阻尼自然頻率ωn影響響應速度，ωn越大，響應速度越快。3.闡述頻率特性分析在自動控制系統中的意義。答案：頻率特性分析可直觀判斷系統的穩定性，相角裕度和幅值裕度可確定系統穩定程度；能分析系統