1月全国自学考试自动控制理论(二)试题及答案解析

全国2018年1月自学考试自动控制理论(二)试题

课程代码：02306

一、单项选择题(本大题共15小题，每小题2分，共30分)

在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。

1.自动控制系统中，比较元件又称为( ) A.放大器 B.控制器 C.受控对象

D.偏差检测器

2.信号流图中，不接触回路是指( ) A.开通路 B.闭通路

C.没有任何公共节点的回路

D.只有一个公共节点的回路

3.一阶系统G(s)=1Ts K

+的单位阶跃响应是y(t)=( )

A.K(1-T

t e

-

) B.1-T

t e -

C.T t

e T

K - D.K T

t e

-

4.当二阶系统的根为一对相等的负实数时，系统的阻尼比ζ为( ) A. ζ=0 B. ζ=-1 C. ζ=1

D.0<ζ<1

5.当输入信号为阶跃、斜坡、抛物线函数的组合时，为了使稳态误差为某值或等于零，系统开环传递函数中的积分环节数N 至少应为( ) A.N ≥0 B.N ≥l

C.N ≥2

D.N ≥3 6.设二阶振荡环节的频率特性为164j )j (16

)j (G 2

+ω+ω=ω，则其极坐标图的奈氏曲线与负虚 轴交点频率值=ω ( ) A.2 B.4 C.8

D.16

7.设开环系统频率特性为)

14j )(1j (j 1

)j (G +ω+ωω=ω，当频率ω从0变化至∞时，其相角变化范围为( )

A.0°～-180°

B.-90°~-180°

C.-90°～-270°

D.-90°～90°

8.在奈氏判据中若N=2，即表示F(s)在F(s)平面上的封闭曲线( ) A.逆时针包围原点2次 B.逆时针包围(-l ，j0)点2次 C.顺时针包围原点2次

D.顺时针包围(-1，j0)点2次

9.下面最小相位系统的奈氏曲线中，闭环系统稳定的是( )

10.幅值条件公式可写为( )

A.∏∏==++=

m

1i i

n

1j j

|

z

s ||

p

s |K

B. ∏∏==++=

m

1i i

n

1j j

|

z

s ||

p

s |K

C. ∏∏==++=

n

1j j

m

1i i

|p

s ||

z s |K

D. ∏∏==++=

n

1j j

m

1i i

|

p

s ||

z s |K

11.当系统开环传递函数G(s)H(s)的分母多项式的阶次n 大于分子多项式的阶次m 时，趋向s 平面的无穷远处的根轨迹有( ) A.n —m 条 B.n+m 条 C.n 条

D.m 条

12.设开环传递函数为G(s)H(s)=)

5s )(3s ()

9s (K +++，其根轨迹( )

A.有会合点，无分离点

B.无会合点，有分离点

C.无会合点，无分离点

D.有会合点，有分离点

13.采用超前校正对系统抗噪声干扰能力的影响是( ) A.能力上升 B.能力下降 C.能力不变

D.能力不定

14.为改善系统的稳态性能，采用滞后校正装置，可使系统在中频段和高频段的幅值显著衰减，从而允许系统提高( ) A.开环放大系数 B.闭环放大系数 C.时间常数

D.超调量

15.一个二阶系统状态方程的可控标准形为( )

A.u 10X 2110X ⎥⎦

⎤

⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=• B.u 10X 2001X ⎥⎦

⎤

⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=•

C. u 10X 2110X ⎥⎦

⎤

⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=• D. u 10X 2111X ⎥⎦

⎤

⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=• 二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。

16.系统的传递函数完全由系统的____________决定，而与输入信号的形式无关。 17.根据控制系统的元件特性，控制系统可分为____________控制系统(2种)。 18.响应曲线达到稳态值的±5％或±2％之间时所需的时间称为____________。

19.欠阻尼二阶系统的主要结构参数ζ和n ω中，当n ω一定时，ζ越大，上升时间t r _________。

20.当频率ω从0变化到∞时，迟延环节频率特性G(j ω)=ωτ-j e 的极坐标图是一个半径为_________，以原点为圆心的圆。

21.设积分环节的传递函数为G(s)=s

K

，则积分环节频率特性的相位移)(ωθ=_________。 22.某负反馈系统的开环传递函数G(s)=)1s (s K

-，反馈传递函数为H(s)，当H(s)为一积分环节时，系统

_________稳定。

23.若开环传递函数为G(s)H(s)=

)

2s 5.0(s )

3s 5.0)(1s 5.0(K +++，则其根轨迹的起点为_________

24.滞后校正装置的最大滞后相角为m φ=_________。

25.设系统的状态方程为⎥⎦⎤⎢⎣⎡=•

8002x u 10x x 21⎥⎦

⎤

⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡，则系统的特征方程式为_________。 三、名词解释题(本大题共4小题，每小题3分，共12分) 26.输入节点(源点) 27.闭环零点 28.稳定性 29.根轨迹的渐近线

四、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分) 30.微波炉控制系统属于哪一类控制系统?为什么? 31.为什么运算放大器可视为一个无负载效应的环节。 32.在绘制根轨迹的幅角条件中， 表示什么?，

33.设系统的状态方程为,x x 2001x x

211⎥⎦

⎤

⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡••Y=[1-a b]x ，式中a ，b 为常数，当a ，b 取不同值时，试讨论系统的可观性。

五、计算题(本大题共3小题，第34小题8分，第35、36小题每小题10分，共28分)

34.系统的信号图如题34图所示，试用梅森公式求系统的传递函数G(s)=)

s (X )

s (Y 。