自动控制理论试题（一）

　　第一部分选择题
　　1。实际生产过程的控制系统大部分是【】
　　A。一阶系统B。二阶系统。低阶系统。高阶系统
　　。若开环传递函数G（s）H（s）不存在复数极点和零点，则【】
　　。没有出射角和入射角。有出射角和入射角
　　C。有出射角无入射角落D。无出射角有入射角
　　3。若开环传递函数为，此时相位裕量和的关系是【】
　　A。随K增加而增大B。随K增大而减小
　　C。以上都不是D。与K值无关
　　4。超前校正装置的最大超前相角【】
　　A。B。C。D。
　　5。对于同一系统的状态变量和状态空间描述具有【】
　　。状态变量具有唯一性，状态空间描述具有非唯一性
　　。状态变量具有非唯一性，状态空间描述具有唯一性
　　。状态变量具有非唯一性，状态空间描述也具有非唯一性
　　。状态变量具有唯一性，状态空间描述也具有唯一性
　　6。在工程问题中，常用数学模型来表达实际的系统。【】
　　。精确的。复杂的C。简化的。类似的
　　。正弦输入函数r（t）的数学表达式是【】
　　A。rB。
　　C。D。
　　8。二阶振荡环节的对数幅频特性的高频段的渐近线斜率为dBdec。【】
　　A。40B。20C。40D。0
　　9。欲改善系统动性能，一般采用【】
　　A。增加附加零点B。增加附加极点
　　B。同时增加附加零点，极点D。A，B，C均不行而用其它方法
　　10。在各种校正方式中，是最常见的一种，常加在系统中能量最小的地方。【】
　　A。并联校正B。串联校正C。局部反馈校正D。前馈校正
　　11。设系统的开环传递函数为，要使系统稳定，K值的取值范围为nbsp；【】
　　A。Kgt；0B。Klt；40C。0lt；Klt；40D。0lt；Klt；30
　　12。一阶系统G（s）的单位脉冲响应是y（t）。【】
　　A。B。C。D。KetT
　　13。设开环系统的频率特性为G（j），则其频率特性的极坐标图的奈氏曲线
　　与负虚轴交点的频率值rads。【】
　　A。0。1B。1C。10D。2
　　14。负载效应。
　　A。不仅存在于电气环节，在其它类型的环节上也可能存在
　　B。不存在于电气环节，只存在于其它类型的环节
　　C。只存在于电气环节，不存在于其它类型的环节
　　D。任何环节都不存在
　　15。若系统具有状态可控性，则常系数a，b的关系应满足。【】
　　A。ab0B。2b2ba0C。ab0D。2b2ba0
　　第二部分非选择题
　　一、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）
　　16控制系统的稳态误差一般要求在被控量稳定值的以内。
　　17在励磁控制系统中，是被控对象。
　　18采用拉氏变换，可将系统的方程转换成方程求解。
　　19控制系统的分析和综合方法有，时域法，根轨迹法，状态空间法等。
　　20当K0时，0型系统的奈氏图始于的有限值处。
　　21比例环节的对数幅频特性L（）。
　　22闭环频率特性的性能指标有，和频带宽度b。
　　23如果根轨迹位于实轴上两个相邻的开环零点之间，那么这两个零点之间必定存在。
　　24超前校正装置的奈氏曲线为一个。
　　25在给定时刻t，状态向量X（t）在状态空间中是。
　　三、名词解释题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）
　　26连续控制系统
　　27特征方程式
　　28二阶系统（附微分方程式或传递函数描述）
　　29频率特性
　　30渐近稳定性
　　四、简答题（本大题共6小题，每小题4分，共24分）
　　31对自动控制系统的性能要求是什么？
　　32某环节的动态方程为y，试写出该环节的传递函数，并画出其阶跃响应曲线。
　　33控制系统的典型输入信号有哪几种？试写出其数学表达式。
　　34设开环系统的传递函数为，试问G（s）是否为最小相位传递
　　函数？为什么？
　　35已知负反馈系统的奈氏图如下图所示，设开环增益K500，在S平面右半部开环极点数P0，试确定K为何值时系统稳定，为何值时系统不稳定。
　　36如何充分发挥滞后超前校正装置的作用？
　　五、计算题（本大题共4小题，共36分）
　　37。（8分）已知单位反馈控制系统的开环传递函数为
　　求：1）r（t）1（t）时的输出y（t）；
　　求调整时间。
　　38（8分）设开环传递函数为，其中z1a0，试绘
　　制根轨迹的大致图形。
　　39（10分）单位负反馈系统的开环传递函数为：
　　（1）试绘制开环系统的极坐标草图；
　　（2）确定相频特性（）对应的频率值g及幅值G（jg）。
　　40（10分）设系统状态空间描述中，矩阵A，B，C分别为
　　试判断系统的可控性和输出可控性。
　　二000年下半年高等教育自学考试全国统一命题考试
　　自动控制理论试题参考答案及评分标准
　　（电力系统及其自动化专业本科）
　　1。D2。A3。B4。A5。C6。C7。C8。C9。A10。B
　　二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）20。正实轴21。20lgk22。谐振峰值Mr，谐振频率r
　　23。会合点24。半圆25。一个点
　　三、名词解释（本大题共5小题，每小题2分，共10分）
　　26。其信号都是时间的连续函数的控制系统。
　　27。传递函数的分母多项式称为系统的特征方程式。
　　28。由二阶微分方程或传递函数描述的系统称为二阶系统。
　　二阶系统的微分方程为
　　式中阻尼比，n自然振荡频率
　　x（t）输入信号，y（t）输出信号
　　二阶系统的传递函数为
　　注：微分方程或传递洗耳恭听数不写扣1分）
　　29。线性定常系统在正弦输入时，稳态输出yss（t）与输入x（t）的振幅比和相位移
　　随频率而变化的函数关系称为系统的频率特性（1分）
　　即（1分）
　　30。指系统没有输入作用时，仅在初始条件作用下，输出能随时间的推移而趋于零（指系统的平衡状态），称为渐近稳定性。
　　四、简答题（本大题共6小题，每小题4分，共24分）
　　31。【参考答案及评分标准】
　　对自动控制系统的性能要求为三个方面：稳定性，快速性和准确性。
　　1）稳定性，是最基本的要求，不稳定的控制系统是不能工作的。
　　2）快速性，在稳定前提下，希望过渡过程越快越好。
　　3）准确性，希望动态偏差和静态偏差越小越好。
　　每种要求各1分，综合叙述1分）
　　32。【参考答案及评分标准】
　　传递函数为（2分）
　　y（s）
　　t（2分）
　　阶跃响应曲线
　　33。【参考答案及评分标准】
　　阶跃函数
　　式中x0阶跃进函数的幅值。
　　斜坡函数
　　式中v斜坡函授数的斜率
　　抛物线函数
　　式中R常数
　　脉冲函数
　　式中R常数无穷小值
　　正弦函数x（t）Asin（t）
　　式中A正弦函数的最大幅值
　　角频率
　　相位角
　　（注：答对4种以上得满分，答对1种得1分）
　　34。【参考答案及评分标准】
　　由劳斯判据判断开环极点是否位于S平面左半部
　　S3110
　　S2101
　　S19。90
　　S01
　　由劳斯判据知开环极点全部位于S平面左半部3分
　　2）G（s）的开环零点z2位于S平面左半部，故系统为最小相位系统。1分
　　35。【参考答案及评分标准】10lt；Klt；25，Kgt；104时系统不稳定2分
　　36。【参考答案及评分标准】
　　滞后部分设置在低频段，（2分）超前部分设置在中频段2分
　　五、计算题（本大题共4小题，共36分，各小题分标在题后）
　　36。（8分）【参考答案及评分标准】
　　解：系统的闭环传递函数为
　　37。（8分）【参考答案及评分标准】
　　解：系统的闭环传递函数为
　　nbsp；2分
　　2分当2时，一阶系统的ta4T40。050。2秒（2分）
　　38。（10分）【参考答案及评分标准】
　　39。（10分）【参考答案及评分标准】1）当（2分）
　　当（2分）
　　极坐标草图如右图所示（2分）
　　2）写出
　　（2）（1分）
　　（1分）
　　由题意知
　　即（1分）40。（10分）【参考答案及评分标准】
　　解：可控性判断矩阵为P〔BABA2BA3B〕
　　（1分）
　　1分
　　1分
　　1分
　　显见RankPlt；4，系统不可控。
　　输出可控矩阵为（D0）
　　CP〔CBCABCA2BCA3B〕
　　3分
　　系统输出可控。1分