自学考试自动控制理论答案

全国2008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．惯性环节又称为（ ）A．积分环节 B．微分环节C．一阶滞后环节 D．振荡环节2．没有稳态误差的系统称为（ ）A．恒值系统 B．无差系统C．有差系统 D．随动系统3．既可判别线性系统稳定性又可判别非线性系统稳定性的方法是（ ）A．劳斯判据 B．奈奎斯特判据C．根轨迹法 D．李亚普诺夫直接法4．根轨迹终止于（ ）A．闭环零点 B．闭环极点C．开环零点 D．开环极点5．若某系统的传递函数为G（s）= ，则相应的频率特性G（jω）为（ ）A． B． C． D． 6．若劳斯阵列表中某一行的参数全为零，或只有等于零的一项，则说明在根平面内存在的共轭虚根或共轭复根对称于（ ）A．实轴 B．虚轴C．原点 D． 对角线7．滞后校正装置最大滞后相角处的频率ωm为（ ）A． B． C． D． 8．已知α+jβ是根轨迹上的一点，则必在根轨迹上的点是（ ）A．-α+jβ B．α-jβC．-α-jβ D．β+jα9．当原有控制系统已具有满意的动态性能，但稳态性能不能满足要求时，可采用串联（ ）A．超前校正 B．滞后校正C．反馈校正 D．前馈校正10．设系统矩阵A= ，则其特征值为（ ）A．s1=-1,s2=-0.16 B．s1=-0.2,s2=-0.8C．s1=0.2,s2=0.8 D．s1=1,s2=0.1611．设l型系统开环频率特性为G（jω）= ，则其对数幅频渐近特性低频段（ ）的L（ ）为（ ）A．-20-20lgω B．20-20lgωC．40-20lgω D．20+20lgω12．若劳斯表中第一列的系数为[3，2，ε，4+ ]T，则在根平面右半平面的特征根有（ ）A．0个 B．1个C．2个 D．3个13．若系统 具有状态可控性，则常数a,b的关系应为（ ）A．b2-ab+1=0 B．b2+ab+1≠0C．b2+ab-1=0 D．b2-ab+1≠014．当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的角位移为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机可看作是一个（ ）A．比例环节 B．微分环节C．二阶环节 D．惯性环节15．设某开环系统的传递函数为G（s）= ，频率特性的相位移（θω）为（ ）A．-tg-10.25ω-tg-1 B．tg-10.25ω+tg-1 C．tg-10.25ω-tg-1 D．-tg-10.25ω+tg-1 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．常规控制器基本组成包括定值元件、比较元件、放大元件和________四个部分。17．两个环节串联的等效传递函数等于这两个环节传递函数的________。18．单位脉冲函数δ(t)的拉氏变换为________。19．二阶系统的单位阶跃响应在过阻尼（ζ>1）的情况下，ζ减小，则调整时间ts将________。20．设比例环节的传递函数为G（s）=K，则其频率特性幅值M（ω）=________。21．采用对数坐标绘制开环幅频特性是将幅值的相乘转化为幅值的________，并且可以用渐近直线来绘制近似的对数幅值L（ω）曲线。22．设单位负反馈系统的开环传递函数为G0（s）= 那么闭环系统的稳定性为________。23．通常随着开环放大系数的增加，系统的动态性能将变________。24．若根轨迹与虚轴相交，交点处控制系统处于________状态。25．在状态空间表达式中，________方程表征了系统内部运动与外部的联系。三、名词解释题（本大题共4小题，每小题3分，共12分）26．反馈27．相频特性28．调整时间ts29．增益穿越频率ωc四、问答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）30．试以电熨斗温度调节为例说明控制系统工作原理。31．控制系统的数学模型通常有哪几种形式？32．为什么在控制系统分析中，常采用阶跃函数作为典型输入信号？33．在对数坐标图（Bode图）中为什么ω轴采用对数坐标？五、计算题（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．由运算放大器构成的电路如题34图所示，Ui(t)为输入电压，U0(t)为输出电压。求传递函数 。 35．题35图所示为某最小相位系统的开环对数幅频渐进特性，试写出其传递函数G（s）。 36．设系统开环传递函数G0（s）= ，要求设计一串联超前校正装置，满足要求γ(ω)≥45°， ≥50rad/s。（按γ=45°选择最大超前相角Φm，并考虑加入超前校正后的影响，增加超前相角10°）

全国2008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．频率法和根轨迹法的基础是（ ）A．正弦函数 B．阶跃函数C．斜坡函数 D．传递函数2．方框图化简时，并联连接方框总的输出量为各方框输出量的（ ）A．乘积 B．代数和C．加权平均 D．平均值3．如果高阶系统的一个极点在根平面上的位置与一个零点的位置十分靠近，则该极点对系统的动态响应（ ）A．没有影响 B．几乎没有影响C．有影响 D．是否有影响，不太清楚4．采用零、极点对消法是为了使控制系统（ ）A．减少超调量 B．降低阶数C．改善快速性 D．改善动态和稳态性能5．求取系统频率特性的方法有（ ）A．脉冲响应法 B．根轨迹法C．解析法和实验法 D．单位阶跃响应法6．若某校正环节传递函数Gc(s)= ，则其频率特性的奈氏图的起点坐标为（ ）A．(10 , j0) B．(1，j0 )C．(1，j1) D．(10，j1)7．设开环系统频率特性为G（jω）= ，则其频率特性的奈氏图与负实轴交点的频率值ω为（ ）A． /s B．1rad/sC． rad/s D．2rad/s8．已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为G（s）= ,则系统稳定时K的范围为（ ）A．K<0 B．K>0C．K>1 D．K>29．某单位反馈控制系统开环传递函数G(s)= ，若使相位裕量 =45°，α的值应为多少？（ ）A． B． C． D． 10．已知单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)= ,若系统以ωn=2rad/s的频率作等幅振荡，则a的值应为（ ）A．0.4 B．0.5C．0.75 D．111．设G(s)H(s)= ，当k增大时，闭环系统（ ）A．由稳定到不稳定 B．由不稳定到稳定C．始终稳定 D．始终不稳定12．设开环传递函数为G(s)= ，在根轨迹的分离点处，其对应的k值应为（ ）A． B． C．1 D．413．某串联校正装置的传递函数为Gc(s)=K ,1>β>0，该校正装置为（ ）A．超前校正装置 B．滞后校正装置C．滞后—超前校正装置 D．超前—滞后校正装置14．若系统 = x+ u具有可控性，则常数b取值范围是（ ）A．b≠－1 B．b=－1C．b≠1 D．b=115．状态转移矩阵 (t)的重要性质有（ ）A． (t2-t1)• (t1-t0)= (t2-t0)B． (t2-t1)• (t1-t0)= (t2-t1)+ (t1-t0)C． (t2-t1)• (t1-t0)= (t2-t1)- (t1-t0)D． (t2-t1)+ (t1-t0)= (t2-t0)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．线性定常系统的响应曲线仅取决于输入信号的______________和系统的特性，与输入信号施加的时间无关。17．函数 的拉氏变换为____________。18．数学模型的形式很多，常用的有微分方程、_____________和状态方程等。19．如果增加系统开环传递函数中积分环节的个数，则闭环系统的稳态精度将提高，相对稳定性将________________。20．为了便于求解和研究控制系统的输出响应，输入信号一般采用__________输入信号。21．频率特性的极坐标图又称_____________图。22．比例微分环节G(s)=1+Ts的相频特性为 =_______________。23．利用代数方法判别闭环控制系统稳定性的方法有____________和赫尔维茨判据两种。24．已知-2+j0点在开环传递函数为G(s)H(s)= 的系统的根轨迹上，则该点对应的k值为_________________。25．系统的状态方程为 = x+ u时，系统的特征多项式为_____________。三、名词解释题(本大题共4小题。每小题3分，共12分)26．受控对象27．积分器28．非最小相位系统29．临界稳定四、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）30．闭环控制系统有什么优缺点？31．开环系统对数幅频特性曲线的低频段、中频段各表征闭环系统什么性能？32．简述确定根轨迹与虚轴的交点的两种方法。33．简述状态空间描述与传递函数描述的主要不同点。五、计算题（本大题共3小题，第34、36小题各10分，第35小题8分，共28分）34．设控制系统结构图如题34图所示。试绘制系统的信号流图，并利用梅森公式确定系统的闭环传递函数。 35．设有单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)= ，其单位阶跃响应曲线如题35图所示，试确定K、T的参数值。 36．设系统的开环传递函数为G(s)H(s)= ，试绘制根轨迹。