2015自动控制原理试题 自动控制理论试题及答案

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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

（电力系统及其自动化专业·本科）

本试题分两部分，第一部分为选择题，1页至2页，第二部分为非选择题，2页至8页，共8页，共8页；选择题20分，非选择题80分，满分100分。考试时间150分钟。

第一部分 选择题

一、单项选择题（本大题共15小题，前10小题每题1分，后5小题每题2分，共20分）在每小题列出的四个选项中有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

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 Ｃ.低阶系统 Ｄ.高阶系统

２.若开环传递函数G(s)H(s)不存在复数极点和零点，则 【 】

Ａ. 没有出射角和入射角 Ｂ. 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G(s)?K, 此时相位裕量和Ｋ的关系是 【 】 sTs?1 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. sin?1??1?1??1?1??1?1??1 B. sin C. cos D.cos ??1??1??1??1

5.对于同一系统的状态变量和状态空间描述具有 【 】 Ａ. 状态变量具有唯一性，状态空间描述具有非唯一性

Ｂ. 状态变量具有非唯一性，状态空间描述具有唯一性

Ｃ. 状态变量具有非唯一性，状态空间描述也具有非唯一性

Ｄ. 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。 【 】

Ａ. 精确的 Ｂ. 复杂的 C. 简化的 Ｄ. 类似的

７. 正弦输入函数r(t)的数学表达式是 【 】

A.r(t)?sin?tr B. r(t)?sin(?t??)

C.r(t)?Asin(?t??) D.r(t)Acos(?t??)

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_______dB/dec。 【 】

A.40 B. -20 C. -40 D. 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.K 要使系统稳定，K值的取值范围为 【 】 S(S?1)(S?5)

A.K>0 B. K<40 C. 0<K<40 D. 0<K<30

KG(s)的单位脉冲响应是y(t) = _______。 【 】 Ts?1K?t/T A.K(1?e) B.t?T?Te?t/T C.e?t/T D. Ke-t/T T113.设开环系统的频率特性为G(jω) =G(j?)? ,则其频率特性的极坐标图的奈氏曲线 2(1?j?)12.一阶系统G(s)?

与负虚轴交点的频率值ω_____rad/s。 【 】

A.0.1 B. 1 C. 10 D. 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X???X???具有状态可控性，则常系数a,b的关系应满足 。 【 】 0 a

2?1b1

22A.a-b≠0 B. 2b-b-a≠0 C.a-b=0 D.2b-b-a=0

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K＞0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（ω）= 。

22．闭环频率特性的性能指标有_____,_____和频带宽度ωb。

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(t)?x(t??)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G(s)?

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K=500，在S平面右半部开环极点数P=0，试确定K为何值时系统稳定，为何值时系统不稳定。 10(s?2)，试问G(s)是否为最小相位传递 32s?10s?10s?1

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G0(s)?

求：1）r(t)=1(t)时的输出y(t)；

2） 求调整时间ts(???2%)。

38．（8分）设开环传递函数为G(s)H9(s)?

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:G(s)?

（1）试绘制开环系统的极坐标草图；

（2）确定相频特性?(?)??180(ω)=对应的频率值ωg及幅值|G(jωg )|。

40．（10分）设系统状态空间描述y?cxX?AX?Bu?10 ?s?10K(s1?z1) ，其中z1＞a＞0，试绘 (s???j?)(s???j?)0.8 2?s(s?s?1)中，矩阵A，B，，C分别为

?1 000??1??0 200??0??

A?? ? B??? C??-4,-3,1,1??6 -230??3??????3 -200???2?

试判断系统的可控性和输出可控性。

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