自动控制原理习题.docx
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自动控制原理习题
自动控制原理习题
自动控制原理基本知识测试题第一章自动控制的一般概念二、单项选择题1.下列系统中属于开环控制的为（）。
A.自动跟踪雷达B.无人驾驶车C.普通车床D.家用空调器2.下列系统属于闭环控制系统的为（）。
A.自动流水线B.传统交通红绿灯控制C.普通车床D.家用电冰箱3.下列系统属于定值控制系统的为（）。
A.自动化流水线B.自动跟踪雷达C.家用电冰箱D.家用微波炉4.下列系统属于随动控制系统的为（）。
A.自动化流水线B.火炮自动跟踪系统C.家用空调器D.家用电冰箱5.下列系统属于程序控制系统的为（）。
A.家用空调器B.传统交通红绿灯控制C.普通车床D.火炮自动跟踪系统6.（）为按照系统给定值信号特点定义的控制系统。
A.连续控制系统B.离散控制系统C.随动控制系统D.线性控制系统7.下列不是对自动控制系统性能的基本要求的是（）。
A.稳定性B.复现性C.快速性D.准确性8.下列不是自动控制系统基本方式的是（）。
A.开环控制B.闭环控制C.前馈控制D.复合控制9.下列不是自动控制系统的基本组成环节的是（）。
A.被控对象B.被控变量C.控制器D.测量变送器10.自动控制系统不稳定的过度过程是（）。
A.发散振荡过程B.衰减振荡过程C.单调过程D.以上都不是二、单项选择题1.C2.D3.C4.B5.B6.C7.B8.C9.B10.A第二章自动控制系统的数学模型一、填空题1.数学模型是指描述系统（）、（）变量以及系统内部各变量之间（）的数学表达式。
2.常用的数学模型有（）、（）以及状态空间表达式等。
3.（）和（），是在数学表达式基础演化而来的数学模型的图示形式。
4.线性定常系统的传递函数定义为，在（）条件下，系统的（）量的拉氏变换与（）量拉氏变换之比。
5.系统的传递函数完全由系统的（）决定，与（）的形式无关。
6.传递函数的拉氏变换为该系统的（）函数。
7.令线性定常系统传递函数的分子多项式为零，则可得到系统的（）点。
8.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的（）点。
9.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的（）方程。
10.方框图的基本连接方式有（）连接、（）连接和（）连接。
二、单项选择题1.以下关于数学模型的描述，错误的是（A.信号流图不是数学模型的图示）1
B.数学模型是描述系统输入、输出变量以及系统内部河变量之间的动态关系的数学表达式C.常用的数学模型有微分方程、传递函数及状态空间表达式等D.系统数学模型的建立方法有解析法和实验法两类2.以下关于传递函数的描述，错误的是（）A.传递函数是复变量s的有理真分式函数B.传递函数取决于系统和元件的结构和参数，并与外作用及初始条件有关C.传递函数是一种动态数学模型D.一定的传递函数有一定的零极点分布图与之相对应3.以下关于传递函数局限性的描述，错误的是（）A.仅适用于线性定常系统B.只能研究单入、单出系统C.只能研究零初始状态的系统运动特性D.能够反映输入变量与各中间变量的关系4.典型的比例环节的传递函数为（）11A.KB.C.D.ssTs?
15.典型的积分环节的传递函数为（）11A.KB.C.D.ssTs?
16.典型的微分环节的传递函数为（）11A.KB.C.D.ssTs?
17.典型的一阶惯性环节的传递函数为（）A．1Ts?
2?
Ts?
12B.1sC.1Ts?
1D.s）D.s）8.典型的二阶振荡环节的传递函数为（A．1Ts?
2?
Ts?
12B.1sC.1Ts?
19.常用函数1（t）拉氏变换L[1（t）]为（A.sB.11C.2D.1ss10.以下关于系统结构图的描述，错误的是（）A.结构图是线性定常系统数学模型的一种图示法B.同一系统的结构图形式是唯一的C.利用结构图可以直观地研究系统的运动特性D.对应于确定的输入、输出信号的系统，其传递函数是唯一的11.方框图化简时，串联连接方框总的输出量为各方框图输出量的（）A.乘积B.代数和C.加权平均D.平均值12.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2
13.系统的开环传递函数为G?
s?
?
A.N?
S?
?
0M?
s?
，则闭环特征方程为（N?
s?
C.1?
N?
S?
?
0）B.N?
S?
?
M?
s?
?
0D.与是否单位反馈系统有关）14.系统的闭环传递函数为Φ?
s?
?
A.s?
?
3B.s?
?
2K?
s?
3?
，则系统的极点为（?
s?
2?
?
s?
1?
D.s?
KC.s?
015.系统的闭环传递函数为Φ?
s?
?
K?
s?
3?
，则系统的零点为（?
s?
2?
?
s?
1?
）A.s?
?
3B.s?
?
2C.s?
0D.s?
1参考答案一、填空题1.输入、输出、动态关系2.微分方程、传递函数3.结构图、信号流图4.零初始、输出、输入5.结构和参数、输入信号6.脉冲响应7.零8.极9.特征10.串联、并联、反馈二、单项选择题1.A2.B3.D4.A5.B6.D7.C8.A9.B10.B11.A12.B13.B14.B15.A第三章自动控制系统的时域分析一、填空题1.系统的瞬态性能通常以系统在（）初始条件下，对（）输入信号的响应来衡量。
2.线性定常系统的响应曲线不仅取决于系统本身的（），而且还与系统的（）以及加在该系统的（）有关。
3.系统瞬态性能通常用（）、上升时间、（）、（）和衰减比等指标来衡量。
4.一阶系统的时间常数为系统响应达到稳态值的（）所需时间。
或，若系统响应曲线以（）速度增加，达到稳定值所需时间。
K5.一阶系统G（s）?
的时间常数T越大，系统的输出响应达到稳定值的时间Ts?
1（）。
6.一阶系统在阶跃信号作用下，其响应是（）周期、（）振荡的，且?
%?
（）。
7.一阶系统在阶跃信号作用下，其响应达到稳态值的95%所用的时间是（），达到稳态值的98%所用时间是（），达到稳态值的（）所用的时间是T。
8.决定二阶系统动态性能的两个重要参数是（）和（）。
9.在对二阶系统阶跃响应进行讨论时，通常将?
?
0、0＜?
＜1、?
?
1和?
＞1称为（）阻尼、（）阻尼、（）阻尼和（）阻尼。
工程上习惯于把过渡过程调整为（）阻尼过程。
10.超调量仅由（）决定，其值越小，超调量（）。
11.调节时间由（）和（）决定，其值越大，调节时间（）。
12.在零初始条件下，当系统的输入信号为原来的输入信号的导数时，系统的输出为原来3
输出的（）。
13.如果要求系统的快速性好，则（）应距离虚轴越远越好。
14.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。
15.系统特征方程式的所有根均在s平面的左半部分是系统稳定的（）条件。
16.系统稳定的充要条件是闭环控制系统传递函数的全部极点都具有（）。
17.线性系统的稳定性仅由系统本身的（）决定，而与系统的（）以及加在该系统（）。
无关。
18.在某系统特征方程的劳斯表中，若第一列元素有负数，那么此系统的稳定性为（）。
19.若系统的特征方程式为s3?
4s?
1?
0，此系统的稳定性为（）。
）。
20.若系统的特征方程式为s3?
2s2?
4s?
1?
0，则此系统的稳定性为（21.分析稳态误差时，将系统分为0型系统、Ⅰ型系统、Ⅱ型系统?
?
这是按开环传递函数的（）环节个数来分类的。
22.设控制系统的开环传递函数为G?
s?
?
10，该系统的型数为（s?
s?
1?
?
s?
2?
）。
）。
）。
）。
23.在单位阶跃输入信号作用下，Ⅰ型系统的稳态误差ess?
（24.在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差ess?
（25.在单位斜坡输入信号作用下，Ⅱ型系统的稳态误差ess?
（26.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（）将提高，稳定性将（）。
27.（）系统的开环放大系数，可以增强系统对参考输入的跟随能力，但会使稳定性（）。
28.在高阶系统响应中，距离虚轴（），且其附近没有（）的极点将起到主导作用。
二、单项选择题1.系统时间响应的瞬态分量（）。
A.是某一瞬时的输出B.反映系统的准确度C.反映系统的动态特性D.只取决于开环极点K2.一阶系统G（s）?
的放大系数K越小，则系统的输出响应的稳态值（）。
Ts?
1A.不变B.不定C.越小D.越大K3.一阶系统G?
s?
?
放大系数K越大，则其（）。
Ts?
1A.响应速度越慢B.响应速度越快C.调节时间越短D.响应速度不变4.一阶系统的闭环极点越靠近s平面的原点，其（）。
A.响应速度越慢B.响应速度越快C.准确度越高D.准确度越低5.下列性能指标中的（）为系统的稳态指标。
4
A.?
%B.tsC.tpD.ess）。
D.过阻尼）。
D.过阻尼6.在对二阶系统阶跃响应进行讨论时，通常将?
?
0称为（A.无阻尼（或临界稳定）B.欠阻尼C.临界阻尼（或临界振荡）7.在对二阶系统阶跃响应进行讨论时，通常将0＜?
＜1称为（A.无阻尼（或临界稳定）B.欠阻尼C.临界阻尼（或临界振荡））。
8.在对二阶系统阶跃响应进行讨论时，通常将?
?
1称为（A.无阻尼（或临界稳定）B.欠阻尼C.临界阻尼（或临界振荡））。
D.过阻尼9.在对二阶系统阶跃响应进行讨论时，通常将?
＞1称为（A.无阻尼（或临界稳定）B.欠阻尼10.工程上习惯于把过度过程调整为（A.无阻尼（或临界稳定）B.欠阻尼C.临界阻尼（或临界振荡））过程。
C.临界阻尼（或临界振荡）D.过阻尼D.过阻尼11.二阶系统当0＜?
＜1时，如果增加?
，则输出响应的最大超调量?
%将（A.增大）。
B.减小C.不变D.不定）。
12.对于欠阻尼的二阶系统，当阻尼比?
保持不变时，（A.无阻尼自然振荡频率?
n越大，系统的峰值时间tp越大B.无阻尼自然振荡频率?
n越大，系统的峰值时间tp越小C.无阻尼自然振荡频率?
n越大，系统的峰值时间tp不变D.无阻尼自然振荡频率?
n越大，系统的峰值时间tp不定13.对于欠阻尼的二阶系统，当阻尼比?
保持不变时，（A.无阻尼自然振荡频率?
n越大，系统的峰值时间ts越大B.无阻尼自然振荡频率?
n越大，系统的峰值时间ts越小C.无阻尼自然振荡频率?
n越大，系统的峰值时间ts不变D.无阻尼自然振荡频率?
n越大，系统的峰值时间ts不定14.对于欠阻尼的二阶系统，阻尼比?
越小，超调量将（A.越大B.越小C.不变D.不定）。
）。
15.对于欠阻尼二阶系统，无阻尼自然振荡频率?
n越大，超调量将（）。
5
A.越大B.越小C.不变D.不定）。
16.对于欠阻尼二阶系统，无阻尼自然振荡频率?
n保持不变时（A.?
越大，调整时间ts越大C.?
越大，调整时间ts不变B.?
越大，调整时间ts越小D.?
越大，调整时间ts不定17.线性定常二阶系统的闭环增益越大，（）。
A.系统的快速性越好B.超调量越大C.峰值时间提前有影响18.已知系统开环传递函数为G（s）?
（A.稳定）。
B.不稳定D.对系统的动态性能没K，则该闭环系统的稳定状况为（s?
0.5）（s?
0.1）C.稳定边界D.无法确定K，则该闭环系统的稳定状况（0.4s?
1）（0.5s?
1）19.已知系统开环传递函数为G（s）?
（A.稳定）。
B.不稳定C.稳定边界D.无法确定）。
20.若系统的特征方程式为s3?
s2?
1?
0，则此系统的稳定状况为（A.稳定B.不稳定C.稳定边界D.无法确定21.设G（s）H（s）?
K，当K增大时，闭环系统（（s?
1）（s?
2）（s?
3））A.由稳定到不稳定22.设G（s）H（s）?
B.由不稳定到稳定C.始终稳定D.始终不稳定）。
K，当K增大时，闭环系统（（s?
1）（s?
2）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23.如果增大系统的开环放大倍数K，则其闭环系统的稳定性将（）。
A.变好B.变差C.不变D.不定24.如果增加开环系统积分环节数，则其闭环系统的稳定性将（）。
A.变好B.变差C.不变D.不定4K25.设一单位负反馈控制系统的开环传递函数为G（s）?
，要求KP?
40，则K?
s?
2（）。
A.10B.20C.30D.4026.单位反馈系统稳态速度误差的正确含义是（）。
A.在r（t）?
R?
1（t）时，输出速度与输入速度的稳态误差B.在r（t）?
R?
1（t）时，输出位置与输入位置的稳态误差6
C.在r（t）?
V?
1（t）时，输出位置与输入位置的稳态误差D.在r（t）?
V?
1（t）时，输出速度与输入速度的稳态误差27.已知其系统的型别为v，输入为r（t）?
tn（n为正整数），则系统稳态误差为零的条件是（）A.v?
nB.v＞nC.v?
nD.v＜n28.若系统稳定，则开环传递函数中积分环节的个数越多，系统的（）。
A.稳定性提高B.动态性能越好C.无差度降低D.无差度越高29.为消除干扰作用下的稳态误差，可以在主反馈回到干扰作用点之前（）。
A.增加积分环节B.减少积分环节C.增加放大环节D.减少放大环节30.某单位反馈系统开环传递函数G（s）?
t21000（s?
1）（2s?
1），当输入为时，系统稳态误2s2（s2?
10s?
1000）差为（）。
A.0B.?
C.1D.1031.决定系统静态性能和动态性能的系统的（）。
A.零点和极点B.零点和传递系数C.极点和传递系数D.零点、极点和传递系数参考答案一、填空题1.零、单位阶跃2.结构和系数、初始状态、外作用3.超调量、峰值时间、调节时间4.63.2%、初始5.越长6.非、无、07.3T、4T、63.2%8.阻尼比ξ、自然振荡角频率?
n12.导数9.无、欠、临界、过、欠10.ξ值、越大11.ξ、?
n、越短13.闭环极点14.劳斯判据15.充要16.负实部17.结构和参加、初始状态、外作用18.不稳定19.不稳定20.不稳定21.积分22.Ⅰ型23.024.∞25.026.稳态精度、变差27.增大、变差28.最近、零点二、单项选择题1.C2.C3.D4.A5.D6.A7.B8.C9.D10.B11.B12.B13.B14.A15.C16.B17.D18.A19.B20.C21.A22.C23.B24.B25.B26.C27.B28.D29.A30.C31.D第四章根轨迹分析法一、填空题1.正反馈系统的相角满足（），正反馈系统的根轨迹称为（）。
2.根轨迹起始于（），终止于（）。
3.根轨迹全部在根平面的（）部分时，系统总是稳定的。
4.如果要求系统的快速性好，则（）应距离虚轴越远越好。
5.已知?
2?
j0点在开环传递函数为G（s）H（s）?
应的k值为（）。
7k的系统的根轨迹上，则该点对（s?
4）（s?
1）
6.系统开环传递函数有3个极点，2个零点，则有（）支根轨迹。
7.根轨迹是连续的且关于（）对称。
8.根轨迹离开复数极点的切线方向与正实轴间夹角为（）。
9.根轨迹进入复数零点的切线方向与正实轴间夹角为（）。
k10.已知系统的开环传递函数为G（s）H（s）?
，则（—2，j0）点（s?
3二、单项选择题k1.开环传递函数为G（s）H（s）?
，则实轴上的根轨迹为（）。
s?
1A．（?
?
?
1]B.[?
1,?
]C.（?
?
0]D.[0,?
））根轨迹上。
2.已知系统开环传递函数为G（s）?
（）。
A.稳定B.不稳定3.设G（s）H（s）?
?
s?
0.5?
?
s?
0.1?
k，则该闭环系统的稳定状况为C.稳定边界D.稳定状态无法确定）。
k，当k增大时，闭环系统（?
s?
2?
?
s?
1?
?
s?
3?
B.由不稳定到稳定C.始终稳定A.由稳定到不稳定D.始终不稳定）。
4.开环传递函数为G（s）H（s）?
A.[?
1,?
]B.[?
3,?
1]?
s?
1?
?
s?
3?
C.（?
?
?
3]k，则实轴上的根轨迹为（D.[0,?
）5.设开环传递函数为G（s）?
A.0.25B.0.5C.1k，在根轨迹的分离点处，其对应的k值应为（s?
s?
2?
）。
D.4，当k增大时，闭环系统（）。
6.设G（s）H（s）?
?
s?
1?
?
s?
2?
kA.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）。
7.设开环传递函数为G（s）?
A.0.25B.0.5C.1k，在根轨迹的分离点处，其对应的k值应为（s（s?
1）D.4k8.开环传递函数为G（s）?
，则根轨迹上的点为（s?
2A.—1B.?
3?
jC.—5D.?
2?
j0）。
D.dk?
0ds）。
9.确定根轨迹与虚轴的交点，可用（A.劳斯判据B.幅角条件C.幅值条件8
10.开环传递函数为G（s）H（s）?
A.半圆B.整圆C.抛物线k（s?
5）的根轨迹的弯曲部分轨迹是（s（s?
2））。
D.不规则曲线M（s），则闭环特征方程为（N（s）11.系统开环传递函数为两个“s”多项式之比G（s）?
A.N（s）?
0B.N（s）?
M（s）?
0C.1?
N（s）?
0）。
D.与是否为单位反馈系统有关）。
12.已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是（A.k（2?
s）s（s?
1）B.ks（s?
1）（s?
5）C.ks（s?
3s?
1）2D.k（1?
s）s（2?
s）三．名词解释1.根轨迹2.广义根轨迹3.零度根轨迹4.最小相位系统5.非最小相位系统6.主导极点7.偶极子四．简答题1.根轨迹的方程是什么？
幅角方程是什么？
幅值方程是什么？
2简述确定根轨迹与虚轴的交点的两种方法。
习题答案：
一、填空题1.?
2k?
、零度根轨迹2.开环极点、开环零点或无穷远点3.虚轴左半4.闭环极点5.26.37.实轴8.出射角（起始角）9.入射角（终止角）10.不在二、单项选择题1.A2.A3.A4.B5.C6.C7.A8.C9.A10.B11.B12.A第五章频率分析一、填空题1.设系统的频率特性为G（j?
）?
R（?
）?
jI（?
），则I（?
）称为（）。
）。
2.设系统的频率特性G（j?
）?
R（?
）?
jI（?
），则相频特性?
G（j?
）?
（3.设某系统开环传递函数为G（s）?
10，则其频率特性奈氏图起点坐标为（s?
s?
10）（s?
1）2（）。
4.用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是（）。
5.开环最小相位系统的对数幅频特性向右移5倍频程，则闭环系统的调节时间将____（增加，不变，减小），超调量将______（增加。
不变，减小），抗高频噪声干扰的能力将______（增加，不变，减小）。
16.系统的递函数Φ（s）?
，若输入信号为r（t）?
sint，则系统的稳态输出c（t）?
（）。
s?
17.比例环节的相频特性为（）。
8.积分环节的幅频特性为（）。
9.二阶微分环节是相位超前环节，最大超前角为（）。
10.二阶振荡环节是相位滞后环节，最大滞后角为（）。
二、单项选择题9
1.积分环节的幅频特性，其幅值和频率成（）。
A.指数关系B.正比关系C.反比关系D.不定关系2.一阶系统的闭环极点越靠近s平面原点，其（）。
A.响应速度越慢B.响应速度越快C．准确度越高D.准确度越低3.输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系是（）。
A.幅频特性B.相频特性C.传递函数D.频率响应函数K4.设积分环节的传递函数为G（s）?
，则其频率特性幅值M（?
）?
（）。
sK11KA.B.2C.D.2?
?
?
?
5.如果二阶振荡环节的对数幅频特性曲线存在峰值，则阻尼比?
的值为（A.0?
?
?
0.707B.0?
?
?
1C.?
?
0.707D.?
?
1）。
）。
6.开环系统频率特性G（j?
）?
A．?
45oB.?
90o3，当?
?
1rad/s时，其频率特性相角?
（1）?
（（1?
j?
）3C.?
135oD.?
270o7.设开环系统频率特性为G（j?
）?
的频率值?
为（A.2rad/s22，则其频率特性的奈奎斯特图与负实
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