自动控制原理二试卷(2014.4-2010.1)
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全国2010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 。