专升本《自动控制理论》-试卷-答案.doc

专升本自动控制理论-试卷-答案专升本自动控制理论一、 （共34题,共154分）1. 洗衣机是将洗涤、漂洗、脱水三个过程按设定的程序流程，顺序控制相应的进水阀门开通或关断、电机的启动，正反转和停止等操作，达到洗涤衣物的目的。其控制方式为：( ) （4分）A.反馈控制 B.开环控制 C.复合控制 D.变频控制 .标准答案：B2. 传递函数是一种用系统参数表示输入量与输出量之间关系的表达式，它取决于：( ) （4分）A.输入量的形式 B.输出量的形式 C.系统的结构和参数 D.系统的初始条件 .标准答案：C3. 图1所示的系统方框图对应的系统闭环传递函数为( ) 图1 （4分）A.B.C.D.标准答案：B4. 控制系统的性能分动态性能和稳态性能两类，以下选项中( )不属于系统在阶跃信号下的动态性能指标。 （4分）A.超调量 B.峰值时间 C.调节时间 D.精度 .标准答案：D5. 典型二阶控制系统的阻尼比决定了系统的阻尼程度，当阻尼比为0时，该系统的单位阶跃响应会是：( ) （4分）A.等幅振荡 B.衰减振荡 C.发散振荡 D.单调上升 .标准答案：A6. 已知一系统的闭环传递函数， 其主导极点为( ) （4分）A.-1 B.-3 C.-1+j, -1-j D.-10 .标准答案：C7. 控制系统如图2所示 图2 系统稳定时K值范围为( ) （4分）A.K 10 B.0 .标准答案：A8. 系统的根轨迹，如图3所示， （4分）A.B.C.D.标准答案：B9. 某最小相位系统的开环幅相曲线如图4所示( )图4 （4分）A.相角裕度PMB.相角裕度PMC.相角裕度PM0，系统稳定。D.相角裕度PM0，系统不稳定。.标准答案：C10. 已知一最小相位校正器的开环幅频特性曲线如图4所示。 图4则该校正器为：( ) （4分）A.比例环节B.惯性环节C.积分环节D.比例微分环节.标准答案：D11. 已知系统的闭环传递函数为（1）确定该系统的闭环极点，并指明其主导极点。（2）为简化分析，我们往往忽略次要极点，将高阶系统降为低阶系统，请绘制系统降阶后的阶跃响应，并简要说明原因。 （10分）标准答案：（1）由系统闭环传递函数可知，系统的闭环极点为s= -20，-1-2j和-1+2j，其中最靠近虚轴，为主导极点。（2）忽略次要极点的影响，系统由三阶降为二阶系统，其传递函数简化为因为主导极点对应的阻尼比1，为欠阻尼系统，所以简化后系统的单位阶跃响应是衰减振荡的，稳态值不变，为1。降阶后的单位阶跃响应曲线如下图所示。12. 自动电梯的控制系统是将运行的速度时间曲线存储在主控制器中，控制器通过测速编码器检测电梯运行速度，然后输出给变频器相应的电压，变频器输出相应的频率和速度，调整电机变速。这样的控制方式为：( ) （4分）A.反馈控制B.开环控制C.复合控制D.程序控制.标准答案：A13. 传递函数的零点和极点对输出的影响不同，其中极点决定了：( ) （4分）A.输入的运动形态B.输出的运动形态C.系统的自由运动形态D.系统不同运动形态的比重.标准答案：C14. 图1所示的系统方框图对应的系统闭环传递函数为( )图1 （4分）A.B.C.D.标准答案：B15. 以下选项中( )属于系统阶跃信号时的稳态性能指标。 （4分）A.调节时间B.峰值时间C.超调量D.精度.标准答案：D16. 典型二阶控制系统的阻尼比决定了系统的阻尼程度，当阻尼比为1时，该系统的单位阶跃响应会是：( ) （4分）A.等幅振荡B.振荡衰减C.振荡发散D.无超调单调上升.标准答案：D17. 已知一系统的闭环传递函数，其主导极点为( ) （4分）A.-10B.-20C.200D.-1, -1.标准答案：D18. 控制系统如图2所示图2则系统根轨迹的渐近线有( )条。 （4分）A.0B.1C.2D.3.标准答案：C19. 系统的开环对数幅相曲线如图3所示，图3分析可知该系统的开环传递函数的型别为( ) （4分）A.3B.2C.1D.0.标准答案：B20. 某最小相位系统的开环幅相曲线如图4所示，( )图4 （4分）A.相角裕度PMB.相角裕度PMC.相角裕度PM0，系统稳定。D.相角裕度PM0，系统不稳定。.标准答案：C21. 已知一最小相位校正器的开环幅频特性曲线如图4所示。 则该校正器为：( ) （4分）A.滞后环节B.超前环节C.超前-滞后环节D.滞后-超前环节.标准答案：A22. 已知一个单位反馈的控制系统的闭环极点分布如图5所示。图5 （1）根据该系统闭环极点的分布，确定系统的阻尼程度。（2）分析该系统在单位阶跃输入下的动态性能。（3）绘制单位阶跃响应曲线的概略图。 （10分）标准答案：（1）系统的闭环极点为复数极点，阻尼比为0.7，为欠阻尼系统。（2）单位阶跃输入下阻尼比为0.7，超调量约为5%，调节时间则取决于闭环极点离虚轴的距离，闭环极点离虚轴为1，则调节时间还和误差带选取有关，误差带选得越小，调节时间则越长，如果选误差带为0.05的话，则调节时间约为3.5秒。（3）单位阶跃响应曲线的概略图如下23. 某控制系统的方框图如图1所示，图1 （3分）A.反馈控制B.开环控制C.复合控制D.程序控制.标准答案：B24. 传递函数的零点和极点对输出的影响不同，其中零点决定了：（ ） （3分）A.输入的运动形态B.输出的运动形态C.系统的自由运动形态D.系统不同运动形态的比重.标准答案：D25. 图2所示的系统方框图对应的系统闭环传递函数为（ ）图2 （3分）A.B.C.D.标准答案：A26. 以下选项中（ ）属于描述系统精确性的性能指标。 （3分）A.调节时间B.峰值时间C.超调量D.稳态误差.标准答案：D27. 典型二阶控制系统的阻尼比决定了系统的阻尼程度，当阻尼比为0.5时，该系统的单位阶跃响应会是：（ ） （3分）A.振荡发散B.等幅振荡C.振荡衰减D.无超调单调上升.标准答案：C28. 已知一系统的闭环传递函数，其主导极点为（ ） （3分）A.-1B.-5C.-25D.-30.标准答案：B29. 控制系统如图3所示图3 （3分）A.s = -3，-3，-2B.s = -3，-2，-8C.s = -3，-2D.s = -6，-5，-3.标准答案：A30. 两个系统（sys1和sys2）的阶跃响应曲线如图4所示，图4分析可知这两个系统具有相同的（ ）。 （3分）A.自然振荡频率B.阻尼比C.调节时间D.闭环极点.标准答案：B31. 某最小相位校正器的开环对数幅相曲线如图5所示，图5则该校正器为：（ ） （3分）A.滞后环节B.超前环节C.超前-滞后环节D.滞后-超前环节.标准答案：A32. 已知系统的控制框图如图6所示。 图6则确定状态方程中A阵为（ ） （3分）A.B.C.D.标准答案：C33. 已知单位反馈系统的根轨迹如图7所示。图7分析根轨迹，确定(1)确定系统的型别。(2)指出响应最快时，闭环极点在根轨迹上的位置。(3)判断系统稳定的范围。 （12分）标准答案：（1）从根轨迹上看，原点处有一个极点，说明系统的型别为1。（2）响应最快的点为根轨迹的分离点，（3）当K* = 240时，根轨迹穿越虚轴到s右半平面，所以当K* 34. 某最小相位校正器的开环对数幅相曲线如图8所示，图8 （1）判断系统型别和开环增益。（2）判定系统是否稳定。（3）简述采用哪些校正方式可以改善系统的稳定性。 （12分）标准答案：（1）低频段斜率为-20dB/dec，系统型别为1，开环增益为40dB，对应（2）穿越频率对应的相角约为-270，相角裕度约为-90，所以系统不稳定。（3）改善系统的稳定性，需增加相角裕度，可以通过衰减幅值的方式，即减小开环增益或是滞后环节。这里用超前环节则不太合适，因为这里相角裕度超过-60，很难用正相角补偿。7第7页共7页