专升本《自动控制理论》试卷有答案

专升本《⾃动控制理论》试卷有答案
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：B
2. 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：C
3. 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：B
4. 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：D
5. 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：A 6. 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：C
7. 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：A
8. {系统的根轨迹，如图3所⽰，（4分）
A.
B.
C.
D.
.标准答案：B
9. 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PM
B.相⾓裕度PM
C.相⾓裕度PM>0，系统稳定。

D.相⾓裕度PM>0，系统不稳定。

.标准答案：C
10. 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.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：D
11. 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：A
13. 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：C 14. 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：B
15. 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：D
16. 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：D
17. 已知⼀系统的闭环传递函数，
其主导极点为( ) （4分）
A.-10
B.-20
C.200
D.-1, -1
.标准答案：D
18. 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.0
B.1
D.3
.标准答案：C
19. 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.3
B.2
C.1
D.0
.标准答案：B
20. 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PM
B.相⾓裕度PM
C.相⾓裕度PM>0，系统稳定。

D.相⾓裕度PM>0，系统不稳定。

.标准答案：C
21. 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：A
22. 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：B
24. 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：D
25. 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：A
26. 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：D
27. 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：C
28. 已知⼀系统的闭环传递函数，
其主导极点为（）（3分）
A.-1
B.-5
C.-25
D.-30
.标准答案：B
29. 控制系统如图3所⽰
图3 （3分）
A.s = -3，-3，-2
B.s = -3，-2，-8
C.s = -3，-2
D.s = -6，-5，-3
.标准答案：A
30. 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：B
31. 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：A
32. 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：C
33. 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。

1、只要朝着⼀个⽅向努⼒，⼀切都会变得得⼼应⼿。

20.6.226.22.202011:1511:15:34Jun-2011:15
2、⼼不清则⽆以见道，志不确则⽆以定功。

⼆〇⼆〇年六⽉⼆⼗⼆⽇2020年6⽉22⽇星期⼀
3、有勇⽓承担命运这才是英雄好汉。

11:156.22.202011:156.22.202011:1511:15:346.22.202011:156.22.2020
4、与肝胆⼈共事，⽆字句处读书。

6.22.20206.22.202011:1511:1511:15:3411:15:34
5、阅读使⼈充实，会谈使⼈敏捷，写作使⼈精确。

Monday, June 22, 2020June 20Monday, June 22, 20206/22/2020
6、最⼤的骄傲于最⼤的⾃卑都表⽰⼼灵的最软弱⽆⼒。

11时15分11时15分22-Jun-206.22.2020
7、⾃知之明是最难得的知识。

20.6.2220.6.2220.6.22。

2020年6⽉22⽇星期⼀⼆〇⼆〇年六⽉⼆⼗⼆⽇ 8、勇⽓通往天堂，怯懦通往地狱。

11:1511:15:346.22.2020Monday, June 22, 2020亲爱的⽤户：
春去春⼜回，新桃换旧符。

在那桃花盛开的地⽅，在
这醉⼈芬芳的季节，愿你⽣活像春天⼀样阳光，⼼情像桃花⼀样美丽，感谢你的阅读。