自動控制原理試題及答案

一、單項選擇題（每題2分，共10題）1.自動控制系統按給定值的形式不同可分為（）A.恒值、隨動、程序控制系統B.線性、非線性系統C.連續、離散系統D.單輸入單輸出、多輸入多輸出系統2.系統的傳遞函數取決于（）A.系統結構和輸入信號B.系統結構和輸出信號C.系統結構和參數D.輸入信號和輸出信號3.一階系統的時間常數是（）A.R+CB.R-CC.RCD.R/C4.單位脈沖函數的拉氏變換是（）A.1B.0C.1/sD.s5.二階系統的阻尼比ζ>1時，系統的響應是（）A.等幅振蕩B.衰減振蕩C.單調上升D.單調下降6.系統的開環傳遞函數為G(s)H(s)，閉環傳遞函數為（）A.G(s)H(s)B.1+G(s)H(s)C.G(s)/[1+G(s)H(s)]D.G(s)/[1-G(s)H(s)]7.線性系統的重要性質是（）A.疊加性和齊次性B.非線性C.時變性D.穩定性8.勞斯判據主要用于判斷系統的（）A.穩定性B.穩態性能C.動態性能D.響應速度9.系統的穩態誤差與（）有關。A.輸入信號和系統結構參數B.輸入信號C.系統結構參數D.輸出信號10.根軌跡是指（）A.閉環系統特征根隨開環增益變化的軌跡B.開環系統特征根隨開環增益變化的軌跡C.閉環系統特征根隨閉環增益變化的軌跡D.開環系統特征根隨閉環增益變化的軌跡二、多項選擇題（每題2分，共10題）1.自動控制系統的基本組成部分有（）A.控制器B.被控對象C.測量元件D.執行元件2.下列屬于系統性能指標的有（）A.穩定性B.快速性C.準確性D.時變性3.線性系統的特點有（）A.疊加性B.齊次性C.可線性化D.非線性4.常用的數學模型有（）A.微分方程B.傳遞函數C.狀態空間表達式D.差分方程5.一階系統的單位階躍響應特點有（）A.無超調B.有超調C.穩態值為1D.響應速度與時間常數有關6.二階系統的性能指標包括（）A.阻尼比B.無阻尼自然頻率C.超調量D.調節時間7.勞斯判據可以判斷系統（）A.是否穩定B.不穩定根的個數C.穩定根的個數D.動態性能8.系統的穩態誤差與（）有關。A.系統類型B.輸入信號C.開環增益D.閉環增益9.根軌跡的繪制法則包括（）A.起點和終點B.實軸上的根軌跡C.漸近線D.分離點和會合點10.控制系統按信號傳遞的連續性可分為（）A.連續系統B.離散系統C.線性系統D.非線性系統三、判斷題（每題2分，共10題）1.自動控制系統中，被控變量是需要控制的物理量。（）2.傳遞函數只適用于線性定常系統。（）3.一階系統的時間常數越小，響應速度越快。（）4.二階系統的阻尼比ζ=0時，系統為等幅振蕩。（）5.系統的開環傳遞函數與閉環傳遞函數沒有關系。（）6.線性系統滿足疊加原理。（）7.勞斯判據能確定系統的所有特征根。（）8.系統的穩態誤差只與輸入信號有關。（）9.根軌跡是閉環系統特征根的軌跡。（）10.離散系統和連續系統的分析方法完全相同。（）四、簡答題（每題5分，共4題）1.簡述自動控制系統的基本控制方式。答：開環控制、閉環控制和復合控制。開環控制無反饋；閉環控制有反饋，能自動調節；復合控制結合開環和閉環，提高控制精度。2.簡述傳遞函數的定義及特點。答：傳遞函數是零初始條件下，系統輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換之比。特點：與系統結構參數有關，與輸入無關，只適用于線性定常系統。3.簡述二階系統阻尼比ζ對系統響應的影響。答：ζ<0時，系統不穩定；ζ=0時，等幅振蕩；0<ζ<1時，衰減振蕩；ζ=1時，臨界阻尼，無超調；ζ>1時，過阻尼，響應緩慢無超調。4.簡述穩態誤差的概念及減小穩態誤差的方法。答：穩態誤差是系統達到穩態時，輸出的期望值與實際值之差。減小方法：增加系統型別、提高開環增益、采用復合控制。五、討論題（每題5分，共4題）1.討論線性系統穩定性的定義及判定方法。答：線性系統穩定性指在有界輸入作用下，輸出也有界。判定方法有：勞斯判據通過特征方程系數判斷；根軌跡法看閉環特征根位置；頻域法如奈奎斯特判據等。2.討論PID控制器的原理及作用。答：PID控制器由比例、積分、微分環節組成。比例環節快速響應；積分環節消除穩態誤差；微分環節改善動態性能，能根據偏差及其變化率調節輸出，提高系統控制性能。3.討論根軌跡法在控制系統分析中的應用及優點。答：應用于分析系統穩定性、動態性能等。優點：直觀展示閉環特征根隨開環增益變化軌跡，可快速判斷穩定性，還能分析參數變化對系統性能影響，便于設計校正裝置。4.討論自動控制原理在實際工程中的應用領域及重要性。答：應用于工業自動化、航空航天、交通運輸等領域。重要性在于提高生產效率、保證產品質量、提升系統可靠性和安全性，推動各行業技術進步和發展。答案一、單項選擇題1.A2.C3.C4.A5.C6.C7.A8.A9.A10.A二、多項選擇題1.ABCD2.ABC3.AB4