自动控制原理二试卷(2014.4-2010.1) - 图文

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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 C.受控对象

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

B.控制器 D.偏差检测器

D.只有一个公共节点的回路

K3.一阶系统G(s)=的单位阶跃响应是y(t)=( )

Ts?1A.K(1-et?tT) B.1-eD.Ke?tT

K?C.eT T?tT4.当二阶系统的根为一对相等的负实数时,系统的阻尼比?为( ) A. ?=0 C. ?=1

B. ?=-1 D.0

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 C.N≥2

B.N≥l

D.N≥3 166.设二阶振荡环节的频率特性为G(j?)?,则其极坐标图的奈氏曲线与负虚 2(j?)?j4??16轴交点频率值?? ( ) A.2 C.8

7.设开环系统频率特性为G(j?)?A.0°~-180° C.-90°~-270°

B.4 D.16

1,当频率?从0变化至∞时,其相角变化范围为( )

j?(j??1)(j4??1)B.-90°~-180° 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 C.顺时针包围原点2次

B.逆时针包围(-l,j0)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( )

?|s?pA.K?nj|?|s?zi?1mj?1m?|s?p

B. K?nj|i|?|s?zi?1mj?1m

i|C. K??|s?z?|s?pj?1i?1ni|

jD. K??|s?z?|s?pj?1i?1ni|

j||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 C.n条

12.设开环传递函数为G(s)H(s)=A.有会合点,无分离点 C.无会合点,无分离点

B.n+m条 D.m条

K(s?9),其根轨迹( )

(s?3)(s?5)B.无会合点,有分离点 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 C.能力不变

B.能力下降 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 C.时间常数

B.闭环放大系数 D.超调量

15.一个二阶系统状态方程的可控标准形为( )

?1??0?0?X?A.X????1?u ?1?2???????10??0?X?B.X????1?u 0?2?????0?1??0?X?C. X????1?u 1?2??????1?1??0?X?D. X????1?u 1?2?????

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?和?n中,当?n一定时,?越大,上升时间tr_________。

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

K,则积分环节频率特性的相位移?(?)=_________。 sK22.某负反馈系统的开环传递函数G(s)=,反馈传递函数为H(s),当H(s)为一积分环节时,系统_________稳

s(s?1)21.设积分环节的传递函数为G(s)=定。

23.若开环传递函数为G(s)H(s)=

K(0.5s?1)(0.5s?3),则其根轨迹的起点为_________

s(0.5s?2)24.滞后校正装置的最大滞后相角为?m=_________。

??20??x1??0?25.设系统的状态方程为x????x???1?u,则系统的特征方程式为_________。 08???2???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?,

????10x???1?x33.设系统的状态方程为??1????x?,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???0?2???2??x?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)

Y(s)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)=。

X(s)

题34图

35.一系统结构图如题35图所示,试根据频率特性的物理意义,求r(t)=4sin2t输入信号作用下系统的稳态输出CSS(t)。

题35图

36.试求题36图所示闭环系统的状态空间表达式。

题36

全国2010年10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l5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.设积分环节频率特性为G(jω)=

1,当频率ω从0变化至∞时,其极坐标中的奈氏曲线是( ) jωB.负实轴 D.负虚轴

A.正实轴 C.正虚轴

2.控制系统的最大超调量σp反映了系统的( ) A.相对稳定性 C.快速性

B.绝对稳定性 D.稳态性能

3.在电气环节中,无负载效应环节是指( ) A.输入阻抗足够大的环节 C.输出阻抗足够大的环节

B.输入阻抗足够小的环节 D.输出阻抗足够小的环节

4.当二阶系统的阻尼比ζ>1时,特征根为( ) A.两个不等的负实数 C.两个相等的正实数

5.稳态加速度误差数Ka=( ) A.limG(s)H(s)

s?0B.两个相等的负实数 D.两个不等的正实数

B.limsG(s)H(s)

s?0

C.lims2G(s)H(s)

s?0D.lim1

s?0G(s)H(s)6.超前校正装置是( ) A.高通滤波器 C.宽频滤波器

7.信号流图中,输出节点又称为( ) A.源点 C.混合节点

8.设惯性环节频率特性为G(jω)=

B.陷点 D.零节点 B.低通滤波器 D.窄频滤波器

1,则其对数幅频渐近特性的转角频率为ω=

0.1jω?1 ( )

A.0.01rad/s C.1rad/s

B.0.1rad/s D.10rad/s

9.下列开环传递函数中为非最小相位传递函数的是( ) A.

1

(4s?1)(10s?1)10(s?1)

s(5s?1)B.

1

s(5s?1)C.D.

1

s2?2s?2??3 0??1????x?10.设系统x??1?u,y??0 1? x,则系统( )

0 -1????A.状态可控且可观测 C.状态不可控且不可观测

B.状态可控但不可观测 D.状态不可控但可观测

ll.利用开环奈奎斯特图可以分析闭环控制系统的( ) A.稳态性能 C.精确性

B.动态性能 D.稳定性

12.要求系统快速性好,则闭环极点应距( ) A.虚轴远 C.实轴近

13.已知开环传递函数为G(s)=

B.虚轴近 D.实轴远

k (ζ>0)的单位负反馈系统,则闭环系统稳定时k的范围为2s(0.01s?0.2 ζs?1)( ) A.0

B.320ζ

14.设单位反馈控制系统的开环传递函数为Go(s)=

1,则系统的阻尼比ζ等于( )

s(s?4)

C.单位脉冲函数 D.条形函数

5.设二阶微分环节的传递函数为G(s)=s2+4s+16,则其对数幅频特性低频段的渐近线斜率为 A.-20dB/dec B.-40dB/dec C.- 60dB/dec D.0dB/dec

6.线性控制系统特征方程的所有根均在根平面虚轴的左半部分,是系统稳定的 A.充分条件 B.必要条件

C.充分必要条件 D.基本条件

7.开环传递函数为G(s)H(s)=

K(s?2)则其根轨迹的分离点为

s(s?1) A.s=-0.586 B.s=-1.586 C.s=-2.414 D.s=-3.3414 8.在A,B,C,D四个选项中,滞后校正装置是 A.

1?5s

1?6s1?4sC.

1?2s1?4s 1?2s3sD.5?

1?4sB.?9.要消除引入局部反馈回路校正带来的稳态误差,可在反馈回路中串联一个 A.低通滤波器 B.高通滤波器 C.带通滤波器 D.积分器 10.滞后校正装置的最大滞后相角φm= (β>1) A.sin?11?? 1??1?? 1??B.sin?1??1 ??1C.cos?1D.cos?1??1 ??1

11.已知控制系统的结构和参数,从而得出系统性能的过程称为 A.系统的校正 B.系统的设计 C.系统的分析 D.系统的综合 12.设系统状态方程的系数矩阵A?? A.s2+4s+3 C.s2+4s+l

13.状态方程x?Ax?Bu的解为 A.x(t)??(t?t0)x(t0)? B.x(t)??(t?t0)x(t0) C.x(t)???21??则其特征多项式为

?1?2?B.s2+2s D.s2-4s+l

?t0?(t??)Bu(?)d?

?tt0?(t??)Bu(?)d?

D.x(t)??(t?t0)x(t0)?14.若系统x??

?tt0?(t??)Bu(?)d?

??10??x,y??b1?x具有可观测性,则常数b取值为

?1?2?

A.b≠-2 B.b=-2 C.b≠-1 D.b=-1 15.下列系统中,具有状态可控的系统是 A.x???10??0?x?u ????02??1?B.x???01??0?x?u ?????2?3??1??00??0?x?u ?????20??1? C.x???00??0?x?u ????01??1?D.x??非选择题部分

注意事项:

用黑色字迹的签字笔或钢笔将答案写在答题纸上,不能答在试题卷上。 二、填空题(本大题共10小题,每小题1分,共1 0分)

16.输入信号驱动系统状态的变化,而状态的变化将决定系统________的变化。 17.超前校正装置相当于________滤波器。 18.开环传递函数为为________。

19.把所有满足________条件的点联结起来,便形成了根轨迹。

20.在利用奈奎斯特稳定判据判别系统稳定性的同时,还可以确定两个性能指标,它们是________。 21.劳斯判据和赫尔维茨判据均是________判据。

22.高阶系统的极点如果在根平面上虽靠近虚轴但附近有闭环零点,则对系统动态性能的影响________。 23.典型阶跃输入信号表达式是________。

s?1,绘制T从0变到?时的根轨迹,需将开环传递函数化 s?T1t24.积分环节的动态方程是y(t)??x(t)dt,其传递函数为________。

T025.常规控制器普遍采用________控制器。

三、名词解释题(本大题共4小题,每小题3分,共1 2分) 26.实频特性

27.根轨迹渐近线的倾角 28.状态完全可控 29.负载效应

四、简答题(本大题共4小题,每小题5分,共20分) 30.为什么局部反馈校正能抑制所包围部分的参数波动?

3 1.简述开环传递函数中增加附加极点对系统动态和静态性能的影响。 32.试写出典型二阶系统的开环和闭环传递函数,并画出其结构图。

33.为消除由电网络构成的两个串联环节间的负载效应,可在它们之间加一个隔离放大器,这个隔离放大器的输入阻抗和输出阻抗应如何选择?

五、计算题(本大题共3小题,第34小题8分,第3 5、3 6小题各1 0分,共28分) 34.设开环传递函数为G(s)H(s)?K,试求根轨迹与虚轴的交点及对应的K值。

s(s2?4s?20)35.已知开环传递函数为G(s)?A?1,参数A>0,B>0,用奈氏判据分析闭环系统的稳定性。 Bs

36.试求出用三阶微分方程ay(t)?by(t)?cy(t)?dy(t)?u(t)表示的系统的状态方程

浙江省2014年4月自学考试自动控制理论(二)试题

课程代码:02306

请考生按规定用笔将所有试题的答案涂、写在答题纸上。

选择题部分

注意事项:

1. 答题前,考生务必将自己的考试课程名称、姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸规定的位置上。

2. 每小题选出答案后,用2B铅笔把答题纸上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。不能答在试题卷上。

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,请将其选出并将“答题纸”的相应代码涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。

1.传递函数反映了系统的动态性能,它与下列哪项因素有关? A.输入信号 C.系统的结构参数

B.初始条件

D.输入信号和初始条件

2.下列性能指标中的______为系统的稳态指标。 A.?P C.N

B.ts D.ess B.惯性 D.振荡

3.电阻R和电感L串联,构成的系统应为______环节。 A.比例 C.积分

?4.某函数拉氏变换后为F(s)?s?1?,求原函数f(t)的稳态值。

s2?s?5? A.0 C.5

K?T1s?1?s2?T2s?1?B.∞ 1D. 5,在斜坡输入作用下该系统的稳态误差为

B.0 D.

5.某开环传递函数G(s)=A.K C.∞

1 K6.已知惯性环节G(s)=

1

,则该极坐标频率特性图,位于第______象限。 Ts?1

A.一 C.三

B.二 D.四

5,如系统串联一个PD校正环节后,对于校正后的

s?2s?1??3s?1?7.某单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)=系统下列描述不正确的是 ...A.系统的稳定性得到改善 C.系统的抗高频能力明显提高

8.关于绘制根轨迹图,以下描述错误的是 ..

B.系统的快速性得到改善

D.系统的相位前移

A.根轨迹始于开环极点,终于开环零点 B.根轨迹的分指数等于特征方程的阶数 C.根轨迹图对称于y轴

D.有时根轨迹图没有会合点

9.关于状态空间描述,以下描述正确的是 A.只能描述系统内部状态和行为 B.只能描述系统的外部行为

C.既能描述系统内部状态和行为,又能描述系统的外部行为

D.既不能描述系统内部状态和行为,也不能描述系统的外部行为 10.关于状态转移矩阵Φ(t)的重要性质,以下描述错误的是 ..A.Φ-1(t)=Φ(-t)

C.Φ(t1+t2)=Φ(t1)Φ(t2)

B.Φk(t)=Φ(kt) D.Φ(0)=0

?011.已知某系统的状态空间标准形表达式,矩阵A???0???610?110?1??,则该系统的特征方程为 ?6??A.6s3+11s2+6s B.-6s3-11s2-6s

C.s3+6s2+11s+6 D.-s3-6s2-11s-6

12.根据奈氏判据,系统的开环传递函数没有极点在右半s平面上和闭环系统的开环幅相频率特性G(j?)H(j?)(即奈氏曲线)不包围(-1,j0),他们之间的关系是 A.充分条件 B.必要条件 C.充分必要条件 D.没有关系

13.已知系统的特征方程为s4+2s3+s2+2s+1=0,根据劳斯判据判断该系统为 A.稳定 B.不稳定 C.临界稳定 D.无法判断 14.谐振频率?r的数学表达式为 A.?r??n1-2?2 C.?r?1B.?r??n2?2-1 D.?r?1?n1?2?2 ?n2?2-1 15.某系统开环传递函数G(s)=5A.低频段斜率为-40dB/dec C.在?=1出高度为43.5dB

注意事项:

0.1s?10.1520,则以下描述错误的是 ??..0.1s0.02s?1sB.转角频率分别为10rad/s,50rad/s

D.相频曲线位于0度到-90度之间

非选择题部分

用黑色字迹的签字笔或钢笔将答案写在答题纸上,不能答在试题卷上。

二、填空题(本大题共8小题,每空1分,共10分) 16.根轨迹渐近线的倾角公式为:______。 17.电感L的复阻抗表示为:______。

18.在时域分析法中,典型的输入信号有:阶跃信号、斜坡信号、______、______、______。 19.PID控制器中I作用是______。

20.线性非齐次状态方程x(t)?Ax(t)?Bu(t)的解为______。

21.对于欠阻尼二阶系统,当阻尼比?保持不变时,无阻尼自然振荡频率?n越大,系统峰值时间tp______。 22.控制系统按控制信号的形式,可分为连续控制系统、______。

23.对于电力系统中的自动控制系统,一般相位裕量?取值范围为:______。 三、名词解释(本大题共4小题,每小题3分,共12分) 24.控制系统的调整时间ts 25.状态变量 26.传递函数 27.校正装置

四、简答题(本大题共4小题,每小题5分,共20分) 28.一般自动控制系统由哪几个部分组成?

29.试分析采用滞后校正装置对系统性能的影响?

30.写出比例微分环节的传递函数表达式并绘制其Bode图。

0.531.已知某系统的开环传递函数为G(s)?,求转角频率?1、?2。

?s?0.5??s?0.1?五、计算题(本大题共3小题,第32、33小题每小题10分,第34小题8分,共28分) 32.系统如题32图所示(K,T>0),假设输入是斜坡信号,即r(t)=at,式中a是一个任意非零常数。试通过适当调节Ki的值使系统对斜坡输入响应的稳态误差达到零。

?题32图

33.设系统的微分方程为0.04c(t)?0.24c(t)?c(t)?r(t),试求系统在单位脉冲响应?(t)作用下的输出c(t)。 34.如题34图所示由运算放大器K组成的电路,输出信号为U0,输入信号为Ui,求传递函数。

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/4hv2.html

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