自动控制原理真题试卷

全国2012年1月高等教育自学考试

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．如果输入信号为单位斜坡函数时，系统的稳态误差ess为无穷大，则此系统为( )

A．0型系统 B．I型系统

C．Ⅱ型系统 D．Ⅲ型系统

2．在发电机励磁控制系统中，发电机的输出电压ug取决于( )

A．励磁电压uf B．发电机的输出电流ig

C．励磁电压uf和发电机输出电流ig D．负载的大小

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3．控制系统的稳态误差一般要求被控量在预定值的一定范围之内，其大小是( )

A．1％ B．5％

C．8％ D．10％

4．信号流图中，信号传递的方向为( )

A．支路的箭头方向 B．支路逆箭头方向

C．任意方向 D．源点向陷点的方向

5．二阶系统如果增大开环增益K，则会引起( )

A．tr增加，σp减小 B．tr减小，σp增大

C．tr增加，σp增大 D．tr减小，σp减小

6．特征方程式的所有实根都为负，共轭复根都具有负实部，是线性控制系统稳定的( )

A．充分条件 B．必要条件

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C．充分必要条件 D．初始条件

7．用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是( )

A．脉冲函数 B．斜坡函数

C．阶跃函数 D．正弦函数

8．I型开环系统对数幅频特性图的低频段渐近线(或其延长线)与ω轴的交点为ω=( )

A．Kv B．Kp

C．Ka D．ess

9．单位反馈控制系统由输入信号引起的稳态误差与系统开环传递函数中的下列哪个环节的个数有关?( )

A．微分环节 B．惯性环节

C．积分环节 D．振荡环节

10．设二阶微分环节G(s)=s2+2s+4，则其对数幅频特性的高频段渐近线斜率为

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)

A．-40dB／dec B．-20dB／dec

C．20dB／dec D．40dB／dec

K(s+1)11．设开环传递函数为G(s)H(s)=s(s+2)(s+3)，其根轨迹( )

A．有分离点有会合点 B．有分离点无会合点

C．无分离点有会合点 D．无分离点无会合点

01A=12．设系统状态方程的系数矩阵

45，则系统的特征多项式为( )A．s2+5s+4=0 B．s2+4s+5

C．s2+5s+4 D．s2+4s+5=0

mK(s+zi)i=1n13．设开环传递函数为G(s)H(s)=(s+pi)j=1，其中m>n，其根轨迹的分支数为( 第 4 页 共 8 页

)

(

A．m B．n

C．m+n D．m-n

14．滞后校正装置的极坐标图为( )

A．圆 B．半圆

C．上半圆 D．下半圆

0ax=1-2x, y=[1 1]x15．若系统

具有状态可观测性，则常数a取值应为( )

A．a≠2 B．a≠3

C．a=2 D．a=3

二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)

请在下面空格处填上正确的答案，错填、不填均无分。

16．当二阶系统(0<ζ<1)的阻尼比ζ减小时，在单位阶跃输入信号作用下，最大超调量σp将______。

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17．对控制系统建模而言，同一个控制系统，可以用不同的______来描述。

18．当闭环系统对数幅值L(ω)比初值L(0)小3dB时(或者说系统幅值M(ω)为初值M(0)的0.707倍时)的ω值称为______。

19．频率特性的对数坐标图的纵坐标对数幅频特性L(ω)=______。

20．在单位阶跃输入信号作用下，Ⅱ型系统的稳态误差ess=______。

21．比例环节的对数幅频特性曲线，当K>1时，是一条位于ω轴上方的______。

22．某二阶系统的开环传递函数统不稳定。

ω2nG(s)=s(s+2ζωn)(ωn>0)，则ζ在______范围取值时，系

23．开环传递函数为

K(s+2)(s+1)2s(s+4)(s+2s+2)G(s)H(s)=

，其根轨迹的起点为______。

24．从相位特性来说，PID调节器是一种______校正装置。

25．在状态变量图中，每一个______环节的输出都代表该系统的一个状态变量。

三、名词解释题(本大题共4小题，每小题3分，共12分)

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26．拉氏反变换

27．控制系统的衰减比σp／σ′p

28．等N圆(等α圆)图

29．偶极子

四、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)

3o．发电机励磁控制系统是线性还是非线性控制系统?为什么?

31．简述用拉氏变换和拉氏反变换求解微分方程的步骤。

32．试简述二阶闭环控制系统稳定的充要条件。

33．如何求根轨迹中的分离点和会合点?

五、应用题(本大题共3小题，第34小题8分，第35、36小题各10分，共28分)

34．已知控制系统的方框图如题34图所示，设输入信号为r(t)=1(t)

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求：(1)y(t)；

(2)当α=0.1时，求调整时间ts。

3(s+3)G(s)=s(s-1)35．设系统的开环传递函数为

(1)试写出开环系统的幅频特性|G(jω)|和相频特性θ(ω)；

(2)求相频特性θ(ω)=-180°对应的频率值ωg及幅值|G(jωg)|。

KG(s)H(s)=s(s+1)(s+2)36．设系统开环传递函数为

试绘制根轨迹，并给出所有重要特征参数(如与虚轴的交点、分离点等)。

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