专升本全真模拟自动控制理论(4)试题

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自动控制理论(4)试题
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，并将正确答案的序号填在
题干的括号内。

第1—10小题每小题1分，11—15小题每小题2分，共20分) 1.控制系统的上升时间t r 、调整时间t S 等反映出系统的( ) A.相对稳定性 B.绝对稳定性 C.快速性 D.平稳性 2.2型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为( ) A.-60(dB/dec) B.-40(dB/dec) C.-20(dB/dec) D.0(dB/dec)
3.下列频域性能指标中，反映闭环频域性能指标的是( ) A.谐振峰值M r B.相位裕量γ C.增益裕量K g D.剪切频率ωc
4.在经典控制理论中，临界稳定被认为是( ) A.稳定 B.BIBO 稳定 C.渐近稳定 D.不稳定
5.确定根轨迹大致走向，用以下哪个条件一般就够了?( ) A.特征方程 B.幅角条件
C.幅值条件
D.幅值条件+幅角条件 6.滞后—超前校正装置的奈氏曲线为( ) A.圆 B.上半圆 C.下半圆 D.45°弧线
7.设系统的状态方程中系数矩阵A=⎥⎦
⎤
⎢
⎣⎡--10
12
,则其特征根为( ) A.S 1=-2,S 2=-1 B.S 1=-2,S 2=1 C.S 1=2,S 2=-1 D.S 1=2,S 2=1 8.设有一单位反馈控制系统，其开环传递函数为G 0(s)=
2)
s(s 40+，若要求相位裕量≥50°，
最为合适的选择是采用( )
A.滞后校正
B.超前校正
C.滞后-超前校正
D.超前-滞后校正 9.根轨迹渐近线与实轴的交点公式为( )
A.
m
n Z P m 1
i i
n 1
j j ++∑∑== B.
n
m Z P m 1
i i
n 1
j j --∑∑==
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C.
m
n P Z n 1
j j
m 1
i i --∑∑== D.
m
n Z P m 1
i i
n 1
j j --∑∑==
10.对复杂的信号流图直接求出系统的传递函数可以采用( ) A.终值定理 B.初值定理 C.梅森公式 D.方框图变换
11.一般讲，如果开环系统增加积分环节，则其闭环系统的相对稳定性将( ) A.变好 B.变坏 C.不变 D.不定
12.由基本功能组件并联成的PID 控制器，其三种控制作用( ) A.可以各自独立整定 B.不能独立整定
C.只有积分，微分时间可独立整定
D.只有比例增益可独立整定 13.设开环系统频率特性G(j ω)=
3
)
j (110ω+,则其频率特性相位移θ(ω)=-180°时对应频率ω
为( )
A.1(rad/s)
B.3(rad/s)
C.3(rad/s)
D.10(rad/s) 14.已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=
1)
s(Ts K +，若要求带宽增加a 倍，相位裕量保
持不变，则K 应变为( ) A.
a
3K B.
a
K
C.aK
D.2aK
15.设系统u 10X 10
01
X ⎥⎦
⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢
⎣⎡--=∙
,Y=［1 0］X,则( )
A.状态可控且可观
B.状态可控但不可观
C.状态不可控但可观
D.状态不可控且不可观 二、填空题（每小题1分，共10分）
16.线性控制系统的特点是可以使用__________原理。

17.在经典控制理论中，广泛使用的分析方法有__________和__________。

18.在单位斜坡输入信号的作用下，0型系统的稳态误差e ss =__________。

19.时域动态指标主要有上升时间、峰值时间、最大超调量和__________。

20.根轨迹图必对称于根平面的__________。

21.特征函数F(s)的极点是系统开环传递函数的__________。

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22.线性系统稳定性是系统__________特性，与系统的__________无关。

23.常用的频率特性图示方法有极坐标图示法和__________图示法。

24.时域性能指标中所定义的最大超调量σp 的数学表达式是__________。

25.若已知线性系统的矩阵［C T A T C T (A 2)T C T ］的秩为3，那么该系统是__________。

三、名词解释(每小题2分，共10分) 26.信号流图 27.主导极点 28.对数幅相图 29.条件稳定 30.超前校正
四、简答题(每小题4分，共24分) 31.开环控制系统的优缺点是什么? 32.描述某电路的微分方程为u i (t)=L
dt
di +u 0(t),u 0(t)=iR,其中R ，L 分别为电路的电阻和电感，i
为电路的电流，u i (t)和u 0(t)分别为电路的输入电压和输出电压。

写出电路的传递函数)
s (u )s (u i o .
33.设开环传递函数G(s)=
10)5)(s (s s 1)250(s 2
+++,试求出开环系统各环节的对数幅频特性的转角频
率。

34.系统的开环传递函数G(s)H(s)=
1)
s (T s 1)s K(T 12
2++(T １,T 2>0),试分别画出T 1>T 2,T 1=T 2,T 1<T 2的奈
氏图简图，并判别稳定性。

35.滞后校正装置对系统有哪些影响?
36.若系统∙
X =AX 的状态转移矩阵为φ(t,0)=⎥
⎦
⎤
⎢⎣⎡------------t t
2t
2t
t
t 2t
2t e e
2e
e )e
e (2e e 2，试问系统矩阵A 为多少?
五、计算题(共36分)
37.由运算放大器构成PID 控制器。

画出电路图，并推导其传递函数。

(10分) 38.设单位反馈控制系统的开环传递函数为G 0(s)=
1)
s(2s K +
求：二阶最优系统的K 值及σp%,t s =⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛±=∆±=∆%2%5 。

(8分)
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39.题39图是最小相位系统的开环对数幅频渐近特性，试写出其传递函数G(s)。

(8分)
40.设开环传递函数为
9)
(s s K 2
,试绘制根轨迹。

(10分
)。