自控模拟题(三)

自动控制理论(二) 模拟试题（三）

课程代码：02306

一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题后的括号内。1—5小题每小题2分，6—15小题每小题1分，共20分)

1. 根据控制系统元件的特性，控制系统可分为( )

A. 反馈控制系统和前馈控制系统

B. 线性控制系统和非线性控制系统

C. 定值控制系统和随动控制系统

D. 连续控制系统和离散控制系统

2. 设开环系统的频率特性G(j ω) =3)j 1(11

ω+，当ω=1rad/s 时，其频率特性幅值

M(1)=( )

A. 2√2

B. 2

C. 4√2

D. √2 /4

3. 由电子线路构成的控制器如图，它是( )

A. 超前校正装置

B. 滞后校正装置

C. 滞后—超前校正装置

D. 超前—滞后校正装置

4. 如果二阶振荡环节的对数幅频特性曲线存在峰值，则阻尼比ξ的值为( )

A. 0≤ξ≤0.707

B. 0<ξ<1

C. ξ>0.707

D. ξ>1

5. 系统稳定的充分必要条件是其特征方程式的所有根均在根平面的( )

A. 实轴上

B. 虚轴上

C. 左半部分

D. 右半部分

6. 积分环节的频率特性相位移θ(ω)为( )

A. 90°

B. -90°

C. 0°

D. -180°

7. 开环传递函数为G(s)H(s)=5)

2)(s (s K ++,则实轴上的根轨迹为( ) A. 〔-2,∞) B. 〔-5,-2〕 C. (-∞,-5〕 D. 〔2,∞)

8. 若系统的状态方程为u 10X 5103X ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡=∙

，则该系统的特征根为( ) A. s 1=-3, s 2=-5

B. s 1=3, s 2=5

C. s 1=-3, s 2=5

D. s 1=3, s 2=-5

9. 伯德图中的高频段反映了系统的( )

A. 稳态性能

B. 动态性能

C. 抗高频干扰能力

D. 以上都不是

10. 在系统开环传递函数中增加零点，将使系统的动态性能( )

A. 变好

B. 变差

C. 不变

D. 不定

11. 对于欠阻尼的二阶系统，当无阻尼自然振荡频率ωn 保持不变时，( )

A. 阻尼比ξ越大，系统的调整时间t s 越大

B. 阻尼比ξ越大，系统的调整时间t s 越小

C. 阻尼比ξ越大，系统的调整时间t s 不变

D. 阻尼比ξ越大，系统的调整时间t s 不定

12. 状态转移矩阵φ(t)的重要性质有( )

A. φ(0)=0

B. φ-1(t)=- φ(t)

C. φk (t)= φ(kt)

D. φ(t 1+t 2)= φ(t 1)+ φ(t 2)

13. 进行串联滞后校正后，校正前的穿越频率ωC 与校正后的穿越频率C ω'的关系，通常是

( )

A. ωC =C ω'

B. ωC >C ω'

C. ωC

D. ωC 与C ω'无关

14. 随动系统中常用的输入信号是抛物线函数和( )

A. 阶跃函数

B. 脉冲函数

C. 正弦函数

D. 斜坡函数

15. 常用的比例、积分与微分控制规律的另一种表示方法是( )

A. PI

B. PD

C. ID

D. PID

二、填空题(每小题1分，共10分)

1. 根据控制系统信号的形式，控制系统可分为________控制系统、________控制系统。

2. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：________、________和准确性。

3. 用时域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是________。

4. 二阶振荡环节的谐振峰值Mr 与阻尼系统ξ的关系为Mr=________。

5. 如果根轨迹位于实轴上两个相邻的开环零点之间(其中一个零点可以位于无穷远处)，则在

这两个零点之间必定存在________。

6. 超前校正装置的最大超前角所对应的频率ωm =________。

7. 一个控制系统的控制作用能否对系统的所有状态产生影响，从而能对系统的状态实现控

制，称为________。

8. 系统渐近稳定的充分必要条件是其闭环传递函数的________都具有________。

9. 如果要求系统的快速性好，则闭环极点应距离________越远越好。

10. 信号流图中，节点可以把所有________的信号叠加，并把叠加后的信号传送到所有的

________。

三、名词解释(每小题2分，共10分)

1. 前馈控制系统

2. 前向通路

3. 频率特性

4. 系统可观测问题

5. 根轨迹

四、简答题(每小题6分，共24分)

1. 试写出PID 控制器的传递函数。

2. 设开环传递函数G(s)=5)

1)(s (s 10++,试说明开环系统频率特性极坐标图的起点和终点。 3 在0<ξ<1,ξ=0,ξ≥1三种情况下，试画出标准二阶系统的单位阶跃响应。

4. 试说明比例微分环节G(s)=1+Ts 的频率特性，并画出其频率特性的极坐标图。

五、计算题(每小题12分，共36分)

1. 设系统的闭环传递函数为G C (S)=2n n 22n

s 2s ω+ξω+ω,试求ξ=0.6、ωn =5rad/s 时单位阶跃响

应的上升时间t r 、峰值时间t P 、最大超前量σP 和调整时间t s (△=±5%)。