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大学（自动化）自动控制原理2026年综合测试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

一、选择题（总共10题，每题3分，每题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，请将正确答案填在括号内）
1. 关于传递函数，以下说法错误的是（ ）
A. 只与系统的结构和参数有关
B. 与输入输出信号的形式有关
C. 是系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比
D. 反映了系统的动态特性
2. 控制系统的稳定性取决于（ ）
A. 系统的结构和参数
B. 输入信号的大小
C. 初始条件
D. 外界干扰
3. 二阶系统的阻尼比ζ越大，则（ ）
A. 系统响应越快
B. 系统响应越慢
C. 超调量越大
D. 振荡频率越高
4. 某系统的传递函数为G(s)=1/(s^2+2s+1)，则该系统是（ ）
A. 欠阻尼系统
B. 临界阻尼系统
C. 过阻尼系统
D. 无阻尼系统
5. 对于单位反馈系统，其开环传递函数为G(s)，则闭环传递函数为（ ）
A. G(s)/(1+G(s))
B. 1/(1+G(s))
C. G(s)
D. 1/G(s)
6. 系统的稳态误差与（ ）有关。
A. 系统的结构和参数
B. 输入信号的形式
C. 系统的稳定性
D. 以上都是
7. 比例积分微分（PID）控制器中，积分作用主要用于（ ）
A. 消除稳态误差
B. 加快系统响应
C. 减小超调量
D. 提高系统稳定性
8. 根轨迹是指（ ）
A. 闭环系统特征方程的根随开环增益变化的轨迹
B. 开环系统特征方程的根随开环增益变化的轨迹
C. 闭环系统传递函数的极点随开环增益变化的轨迹
D. 开环系统传递函数的极点随开环增益变化的轨迹
9. 某系统的传递函数为G(s)=K(s+1)/(s^2+2s+2)，则其零点为（ ）
A. -1
B. -2
C. 1
D. 2
10. 线性定常系统的传递函数（ ）
A. 与输入信号有关
B. 与输出信号有关
C. 与初始条件有关
D. 与系统的结构和参数有关

二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题给出的五个选项中，有多项符合题目要求，请将正确答案填在括号内，少选、多选、错选均不得分）
1. 自动控制系统按输入信号的特征可分为（ ）
A. 恒值控制系统
B. 随动控制系统
C. 程序控制系统
D. 线性控制系统
E. 非线性控制系统
2. 控制系统的性能指标包括（ ）
A. 稳定性
B. 准确性
C. 快速性
D. 可靠性
E. 复杂性
3. 以下哪些是改善系统稳态性能的方法（ ）
A. 在系统中引入积分环节
B. 增大系统的开环增益
C. 采用复合控制
D. 减小系统的阻尼比
E. 增加系统的惯性环节
4. 根轨迹的绘制法则包括（ ）
A. 根轨迹的起点和终点
B. 根轨迹的分支数
C. 根轨迹的渐近线
D. 根轨迹的分离点和会合点
E. 根轨迹与虚轴的交点
5. 关于频率特性，以下说法正确的是（ ）
A. 频率特性是系统对正弦输入信号的稳态响应
B. 频率特性可以用幅频特性和相频特性表示
C. 频率特性与传递函数有密切关系
D. 频率特性可以通过实验测定
E. 频率特性只适用于线性定常系统

三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”）
1. 传递函数只适用于线性定常系统。（ ）
2. 系统的稳定性与输入信号的形式无关。（ ）
3. 二阶系统的超调量只与阻尼比有关。（ ）
4. 单位反馈系统的闭环传递函数等于开环传递函数除以（1+开环传递函数）。（ ）
5. 稳态误差是指系统在稳态时输出与输入之间的误差。（ ）
6. PID控制器中，比例作用主要用于加快系统响应。（ ）
7. 根轨迹上的点满足闭环系统特征方程。（ ）
8. 系统的零点会影响系统的动态性能。（ ）
9. 频率特性反映了系统对不同频率输入信号的响应特性。（ ）
10. 控制系统的性能只取决于系统的结构和参数。（ ）

四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答下列问题）
1. 简述自动控制系统的组成部分及其作用。
2. 说明二阶系统的阻尼比ζ对系统性能的影响。
3. 简述根轨迹法分析系统稳定性的步骤。

五、计算题（总共2题，每题15分，请写出详细的计算过程和答案）
1. 已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=K/(s(s+1)(s+2))，试求系统稳定时K的取值范围。
2. 某二阶系统的传递函数为G(s)=4/(s^2+2s+4)，求系统的固有频率ωn、阻尼比ζ、超调量σp、调节时间ts。

答案：
一选择题：1.B 2.A 3.B 4.B 5.A 6.D 7.A 8.C 9.A 10.D
二多项选择题：1.ABC 2.ABC 3.ABC 4.ABCDE 5.ABCDE
三判断题：1.√ 2.√ 3.× 4.× 5.√ 6.√ 7.√ 8.√ 9.√ 10.×
四简答题：1.自动控制系统由控制器、被控对象、测量元件、比较元件等组成。控制器产生控制作用以克服干扰影响；被控对象是被控制的设备或过程；测量元件检测输出信号；比较元件比较输入与反馈信号。2.ζ较小时，系统响应快但超调量大、振荡剧烈；ζ增大，超调量减小、振荡减弱；ζ=1时为临界阻尼，响应无超调但上升时间长；ζ>1时为过阻尼，响应更慢。3.先确定开环传递函数，再求闭环特征方程；根据根轨迹绘制法则确定根轨迹；由根轨迹判断系统稳定性，若根轨迹全部位于左半平面则稳定，否则不稳定。
五计算题：1.系统闭环特征方程为s(s + 1)(s + 2)+K = 0，即s^3 + 3s^2 + 2s + K = 0。根据劳斯判据，可得K>0且(3×2 - K)/3>0，解得0<K<6。2.由传递函数可知ωn = 2，ζ = 0.5。超调量σp = exp(-ζπ/√(1 - ζ^2))×100%≈16.3%。调节时间ts = 4/ζωn = 4s（按±5%误差带）。