大学期末考试自动控制原理题集附带答案

自动控制原理1

一、 单项选择题（每小题1分，共20分）

1. 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（ C ） A.系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计

2. 惯性环节和积分环节的频率特性在（A ）上相等。 A.幅频特性的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D.穿越频率

3. 通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（ C ）

A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件

4. ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（A ） A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线

5. 当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电

动机可看作一个（ B ） A.比例环节 B.微分环节

C.积分环节 D.惯性环节

6. 若系统的开环传 递函数为2)

(5 10+s s ，则它的开环增益为（C ） A.1 B.2 C.5 D.10 7. 二阶系统的传递函数5

2 5)(2++=s s s G ，则该系统是（B ） A.临界阻尼系统 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统 D.零阻尼系统

8. 若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn ，则可以（B ） A.提高上升时间和峰值时间 B.减少上升时间和峰值时间 C.提高上升时间和调整时间 D.减少上升时间和超调量

9. 一阶微分环节Ts s G +=1)(，当频率T

1=ω时，则相频特性)(ωj G ∠为（A ） A.45°B.-45°C.90°D.-90° 10.最小相位系统的开环增益越大，其（ D ） A.振荡次数越多 B.稳定裕量越大 C.相位变化越小 D.稳态误差越小

11.设系统的特征方程为()0516178234=++++=s s s s s D ，则此系统 （ A ）

A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定

D.稳定性不确定。

12.某单位反馈系统的开环传递函数为：())

5)(1(++=s s s k s G ，当k =（ C ）时，闭环系统临界稳定。 A.10 B.20 C.30

D.40

13.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ，则此系统中包含正实部特征的个数

有（C ） A.0 B.1 C.2 D.3

14.单位反馈系统开环传递函数为()s s s s G ++=

652，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（ C ） A.2 B.0.2 C.0.5 D.0.05

15.若已知某串联校正装置的传递函数为1

101)(++=s s s G c ，则它是一种（ D ） A.反馈校正B.相位超前校正

C.相位滞后—超前校正 D.相位滞后校正

16.稳态误差e ss 与误差信号E (s )的函数关系为（ B ） A.)(lim 0s E e s ss →= B.)(lim 0

s sE e s ss →= C.)(lim s E e s ss ∞→= D.)(lim s sE e s ss ∞ →= 17.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（A ）

A.减小增益 B.超前校正 C.滞后校正 D.滞后-超前

18.相位超前校正装置的奈氏曲线为（B ） A.圆 B.上半圆 C.下半圆 D.45°弧线

19.开环传递函数为G (s )H (s )=)

3(3+s s K ,则实轴上的根轨迹为（ C ） A.(-3，∞) B.(0，∞) C.(-∞，-3) D.(-3，0)

20.在直流电动机调速系统中，霍尔传感器是用作（ B ）反馈的传感器。

A.电压 B.电流 C.位移 D.速度

44.解：

由图知该系统的开环传递函数为

12122++?Ts s T s k ξ（2分） 其中T =1 3（1分）

由低频渐近线与横轴交点为10=ω，得10=k （2分） 修正量()10)2log(20=-=ξωL ，得158.0=ξ（2分） 故所求开环传递函数为??? ??++1105.09110 2s s s （3分） 或记为)

12(22++Ts s T s k ξ (158.03110===ξT k )

自动控制原理2

一、 单项选择题（每小题1分，共20分）

1. 系统已给出，确定输入，使输出尽可能符合给定的最佳要求，称为（ A ）

A.最优控制 B.系统辨识 C.系统分析 D.最优设计

2.与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（ B ）进行直接或间接地测量，通过反馈

环节去影响控制信号。 A.输出量 B.输入量 C.扰动量 D.设定量

3. 在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（ D ）指标密切相关。

A.允许的峰值时间 B.允许的超调量 C.允许的上升时间 D.允许的稳态误差

4. 主要用于产生输入信号的元件称为（ B ） A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件

5. 某典型环节的传递函数是()1

51+=s s G ，则该环节是（ C ） A.比例环节B.积分环节 C.惯性环节 D.微分环节

6. 已知系统的微分方程为()()()()t x t x t x t x

i 2263000=++ ，则系统的传递函数是（A ） A. 26322++s s B.2

6312++s s C.36222++s s D.36212++s s

7. 引出点前移越过一个方块图单元时，应在引出线支路上（C ） A.并联越过的方块图单元 B.并联越过的方块图单元的倒数 C.串联越过的方块图单元 D.串联越过的方块图单元的倒数 8. 设一阶系统的传递2

7)(+=s s G ，其阶跃响应曲线在t =0处的切线斜率为（B ） A.7 B.2 C.27D.2

1 9. 时域分析的性能指标，哪个指标是反映相对稳定性的（ D ） A.上升时间 B.峰值时间 C.调整时间 D.最大超调量

10. 二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为（D ） A.谐振频率 B.截止频率 C.最大相位频率 D.固有频率

11. 设系统的特征方程为()0122234=++++=s s s s s D ，则此系统中包含正实部特征的个数为（ C ）

A.0 B.1 C.2 D.3

12. 一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量γ为（ C ） A.0～15? B.15?～30?

C.30?～60? D.60?～90?

13. 设一阶系统的传递函数是()1

2+=s s G ，且容许误差为5%，则其调整时间为（ C ） A.1 B.2 C.3 D.4 14. 某一系统的速度误差为零，则该系统的开环传递函数可能是（ D ） A.1+Ts K B.))((b s a s s d s +++ C.)(a s s K + D.)

(2a s s K + 15. 单位反馈系统开环传递函数为())23(422++= s s s s G ，当输入为单位斜坡时，其加速度误差为（ A ） A.0 B.0.25 C.4 D.∞

16. 若已知某串联校正装置的传递函数为1

1.01)(++=s s s G c ，则它是一种（ A ） A.相位超前校正B.相位滞后校正C.相位滞后—超前校正D.反馈校正 17.

确定根轨迹大致走向，一般需要用（ D ）条件就够了。 A.特征方程 B.幅角条件 C.幅值条件 D.幅值条件+幅角条件 18. 某校正环节传递函数1

101100)(++=s s s G c ，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（ D ） A.(0，j 0) B.(1，j 0) C.(1，j 1) D.(10，j0)

19. 系统的开环传递函数为2)

1)((++s s s K ，则实轴上的根轨迹为（ B ） A.(-2，-1)和（0，∞） B.(-∞，-2)和(-1，0)

C.(0，1)和(2，∞) D.(-∞，0)和(1，2)

20. A 、B 是高阶系统的二个极点，一般当极点A 距离虚轴比极点B 距离虚轴大于（ A ）时，

分析系统时可忽略极点A 。 A.5倍 B.4倍

C.3倍 D.2倍

二、 计算题（第41、42题每小题5分，第43 、44题每小题10分，共30分）

42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。 42.解： )

()()()()()()()(021202100s F s Y k k Ds ms t F t y k k t y D t y m i i =+++=+++ （2.5分） 2 121)(k k Ds ms s G +++= （2.5分） 43.

43.已知系统的传递函数)11.0(10)(+=

s s s G ，试分析系统由哪些环节组成并画出系统的图。 43.解： 系统有一比例环节：2010log 2010 ==K （1.5分） 积分环节：s 1 （1分） 惯性环节：1

1.01+s 转折频率为1/T=10 （1.5分） 20Log G(j ω) 40 [-20] 20 [-40] 0 0.1 1 10 ω -20 -40 ∠G （j ω） 0 0.1 1 10 ω -450-900 -1350-1800

44.电子心率起搏器心率控制系统结构如图所示，其中模仿心脏的传递函数相当于一个纯积(1)若5.0=ζ，对应最佳响应，问起搏器增益K 应取多大。

(2)若期望心速为60次/min ，并突然接通起搏器，问1s 后实际

心速为多少？瞬时的最大心速多大。

y 0(t ) 44.解： 传递函数 ()05

.0K s 05.01s 05.0K s 1105s .0K 1s 1105s .0K s G 2++=?++?+= （4分） 得0.05K n =ω，n

2005.01ωζ?= （2分） 当5.0=ζ时，K ＝20，ωn =20 （1分） (2)由以上参数分析得到其响应公式：

+--=---ζζζζωζω2 21*211sin 1)(arctg t e

t C n t n 得C （1）＝1.0 次每秒，即60次每分钟， （1分） 当5.0=ζ时，超调量%3.16%=σ，最大心速为69.78次。 自动控制原理3

1. 如果被调量随着给定量的变化而变化，这种控制系统叫（ B ） A.恒值调节系统 B.随动系统 C.连续控制系统 D.数字控制系统

2. 与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（ B ）进行直接或间接地测量，通过反馈

环节去影响控制信号。 A.输出量 B.输入量 C.扰动量 D.设定量

3. 直接对控制对象进行操作的元件称为（D ） A.给定元件 B.放大元件 C.比较元件

D.执行元件

4. 某典型环节的传递函数是()Ts

s G 1=，则该环节是（ C ） A.比例环节 B.惯性环节 C.积分环节 D.微分环节

5. 已知系统的单位脉冲响应函数是()21.0t t y =，则系统的传递函数是（A ）

A.32.0s B.s 1.0 C.21.0s D.22.0s

6. 梅逊公式主要用来（ C ） A.判断稳定性 B.计算输入误差 C.求系统的传递函数 D.求系统的根轨迹

7. 已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，则其阻尼比可能为（ C ）

A.0.6 B.0.707 C.0 D.1

8. 在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（ A ）指标密切相关。