自学考试控制与测试题目

全国2007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．单位抛物线输入函数r(t)的数学表达式是r(t)＝（ ）A．at2 B． Rt2C．t2 D． t22．当二阶系统特征方程的根为具有负实部的复数根时，系统的阻尼比为（ ）A．ζ<0 B．ζ＝0C．0<ζ<1 D．ζ≥13．已知单位反馈控制系统在阶跃函数作用下，稳态误差ess为常数，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4．设某环节的传递函数为G(s)＝ ，当ω＝0.5rad／s时，其频率特性相位移θ(0.5)=（ ）A．－ B．－ C． D． 5．超前校正装置的最大超前相角可趋近（ ）A．－90° B．－45°C．45° D．90°6．单位阶跃函数的拉氏变换是（ ）A． B． C． D．17．比例微分控制器中，微分时间常数越大，则系统的（ ）A．动态偏差越小 B．动态偏差越大C．振荡越小 D．过渡过程缩短8．同一系统，不同输入信号和输出信号之间传递函数的特征方程（ ）A．相同 B．不同C．不存在 D．不定9．2型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为（ ）A．－60dB／dec B．－40dB／decC．－20dB／dec D．0dB／dec10．已知某单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)＝ ，则相位裕量γ的值为（ ）A．30° B．45°C．60° D．90°11．设开环传递函数为G(s)H(s)＝ ，其根轨迹渐近线与实轴的交点为（ ）A．0 B．－1C．－2 D．－312．在串联校正中，校正装置通常（ ）A．串联在前向通道的高能量段 B．串联在前向通道的低能量段C．串联在反馈通道的高能量段 D．串联在反馈通道的低能量段13．设某闭环传递函数为 ，则其频带宽度为（ ）A．0～10rad／s B．0～5rad／sC．0～1rad／s D．0～0.1rad／s14．若一系统的特征方程式为(s+1)2(s－2)2+3＝0，则此系统是（ ）A．稳定的 B．临界稳定的C．不稳定的 D．条件稳定的15．设系统的状态空间描述为 ＝ ，y＝[0 1]x，则该系统为（ ）A．状态可控且可观测 B．状态可控但不可观测C．状态不可控且不可观测 D．状态不可控但可观测二、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．从控制系统稳定性要求来看，系统一般是具有_______________反馈形式的系统。17．惯性环节G(s)＝ 的对数幅频渐近特性在高频段范围内是一条斜率为－20dB／dec，且与ω轴相交于ω＝_______________的渐近线。18．二阶闭环控制系统稳定的充分必要条件是该系统的特征多项式的系数_____________。19．根轨迹的分支数等于_______________。20．状态空间表达式既能描述系统的外部行为，又能描述系统的_______________。21．正弦函数sinωt的拉氏变换为_______________。22．就线性和非线性而言，实际的自动控制系统的数学模型应该是_______________的。23．单位脉冲函数又称为δ函数，它的数学表达式是_______________。24．若线性定常系统输入端作用一个正弦信号，则系统的_______________输出也为正弦信号，且频率与输入信号相同。25．就相角而言，PI调节器是一种_______________校正装置。三、名词解释题（本大题共4小题，每小题3分，共12分）26．自动控制系统27．二阶系统的临界阻尼状态28．截止频率ωb29．状态可控四、问答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）30．在绘制对数坐标图时，总是要把开环传递函数的形式先改写成标准因子相乘的形式，为什么?31．设系统的奈奎斯特图如题31图所示，试判别闭环系统的稳定性，并简要说明原因。 P－表示开环传递函数中右半S平面的极点数32．在发电机励磁控制系统的励磁方式中，晶闸管静止自励方式的特点是什么？33．用传递函数来分析，为什么局部反馈校正能改变系统的性能？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)34．弹簧—质量—阻尼器系统如题34图所示。图中，M—重块的质量，f—阻尼系数，K—弹簧系数，L(t)—重块的位移，P(t)—加在系统上的外力。求系统输出／输入的传递函数 。 35．设控制系统的方框图如题35图所示，当输入信号r1(t)＝1(t)，r2(t)＝2t同时作用时，试计算系统的稳态误差essr。 36．设某系统方框图如题36图所示，若系统以ωn＝2rad／s的频率作等幅振荡，试确定等幅振荡时的参数k与a的值。

全国2007年10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．对超前校正装置 ，当φm=38°时，β值为（ ）A．2.5 B．3C．4.17 D．52．若系统的状态方程为 ，则系统的特征根为（ ）A．s1=-2,s2=-3 B．s1=-2,s2=1C．s1=-4,s2=-1 D．s1=-2,s2=-13．决定系统传递函数的是系统的（ ）A．结构 B．参数C．输入信号 D．结构和参数4．终值定理的数学表达式为（ ）A． B． C． D． 5．梅森公式为（ ）A． B． C． D． 6．斜坡输入函数r(t)的定义是（ ）A． B． C． D． 7．一阶系统 的时间常数T越小，则系统的响应曲线达到稳态值的时间（ ）A．越短 B．越长C．不变 D．不定8．设微分环节的频率特性为 ，当频率ω从0变化至∞时，其极坐标平面上的奈氏曲线是（ ）A．正虚轴 B．负虚轴C．正实轴 D．负实轴9．在奈氏判据中，若F(s)在F(s)平面上的轨迹顺时针包围原点两次，则N的值为（ ）A．-2 B．-1C．1 D．210．设某系统的传递函数 ，则其频率特性 的实部 （ ）A． B． C． D． 11．绘制根轨迹时需计算入射角的情况为：开环传递函数有（ ）A．实极点 B．实零点C．共轭复极点 D．共轭复零点12．若劳斯阵列表中第一列的系数为（3，1，ε，2- ，12）T，则此系统的稳定性为（ ）A．稳定 B．临界稳定C．不稳定 D．无法判断13．设惯性环节的频率特性为 ，当频率ω从0变化至∞时，则其幅相频率特性曲线是一个半圆，位于极坐标平面的（ ）A．第一象限 B．第二象限C．第三象限 D．第四象限14．开环传递函数为 的根轨迹的弯曲部分轨迹是（ ）A．半圆 B．整圆C．抛物线 D．不规则曲线15．开环传递函数为 ，其根轨迹渐近线与实轴的交点为（ ）A． B． C． D． 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．超前校正装置的主要作用是在中频段产生足够大的_____________，以补偿原系统过大的滞后相角。17．引入附加零点，可以改善系统的_____________性能。18．如果实轴上某一段右边的开环实数零点、极点总个数为_____________，则这一段就是根轨迹的一部分。19．在频域中，通常用相位裕量和增益裕量表示系统的_____________。20．若系统特征方程的某一项系数为负，则此系统一定_____________。21．迟延环节的相频特性曲线 ，当ω→∞时， →_____________。22．一阶系统 的单位脉冲响应为_____________。23．单位抛物线函数的数学表达式为_____________。24．利用_____________公式可以根据复杂的信号流图直接求出系统总的传递函数。25．单位阶跃函数1（t）的拉氏变换为_____________。三、名词解释题（本大题共4小题，每小题3分，共12分）26．对数坐标图（Bode图）27．混合节点28．校正装置29．扰动四、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）30．已知s平面上的根轨迹，如何根据要求的阻尼系数ζ（如ζ=0.5）确定闭环主导极点？31．试绘制衰减振荡过程的单位阶跃响应曲线，并在曲线上标示系统动态和稳态性能指标。32．控制系统的方框图有哪些基本连接方式？33．试以淋浴水温调节为例说明控制系统的工作原理。五、计算题（本大题共3小题，第34小题8分，第35、36小题10分，共28分）34．设系统的状态空间描述为 ， 试求系统的传统函数。35．一单位反馈控制系统的开环传递函数为 ，试求 （1）系统的ζ及ωn； （2）最大超调量 及上升时间tr和调整时间 。36．已知系统的微分方程 ，式中y为系统的输出变量，x为系统的输入变量。设x=20•1（t），初始条件为y(0)=5， (0)=15，求出系统的输出y(t)。