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自动控制理论(二)自考试题 (20)


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全国 2010 年 10 月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 l5 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.设积分环节频率特性为 G(jω )=

1 ,当频率ω 从 0 变化至∞时,其极坐标中的奈氏曲线是( jω
B.负实轴 D.负虚轴 ) B.绝对稳定性 D.稳态性能 ) B.输入阻抗足够小的环节 D.输出阻抗足够小的环节 ) B.两个相等的负实数 D.两个不等的正实数

)

A.正实轴 C.正虚轴 2.控制系统的最大超调量σ p 反映了系统的( A.相对稳定性 C.快速性 3.在电气环节中,无负载效应环节是指( A.输入阻抗足够大的环节 C.输出阻抗足够大的环节 4.当二阶系统的阻尼比ζ >1 时,特征根为( A.两个不等的负实数 C.两个相等的正实数 5.稳态加速度误差数 Ka=( A. lim G(s)H(s)
s?0

) B. lim sG(s)H(s)
s?0

C. lim s 2 G(s)H(s)
s?0

D. lim )

1 s? 0 G(s)H(s)

6.超前校正装置是( A.高通滤波器 C.宽频滤波器

B.低通滤波器 D.窄频滤波器 ) B.陷点 D.零节点

7.信号流图中,输出节点又称为( A.源点 C.混合节点 8.设惯性环节频率特性为 G(jω )=

1 ,则其对数幅频渐近特性的转角频率为ω = 0.1 jω ? 1

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( A.0.01rad/s C.1rad/s B.0.1rad/s D.10rad/s )

)

9.下列开环传递函数中为非最小相位传递函数的是( A.

1 (4s ? 1)(10s ? 1) 10(s ? 1) s(5s ? 1)

B.

1 s(5s ? 1)
1 s ? 2s ? 2
2

C.

D.

? ? 3 0? ?1? ? 10.设系统 x ? ? ? x ? ?1? u , y ? ?0 - 1? ?0 ??
A.状态可控且可观测 C.状态不可控且不可观测

1? x,则系统(

)

B.状态可控但不可观测 D.状态不可控但可观测 )

ll.利用开环奈奎斯特图可以分析闭环控制系统的( A.稳态性能 C.精确性 12.要求系统快速性好,则闭环极点应距( A.虚轴远 C.实轴近 13.已知开环传递函数为 G(s)=

B.动态性能 D.稳定性 ) B.虚轴近 D.实轴远

k (ζ >0)的单位负反馈系统,则闭环系统稳定时 k 的范围为 s(0.01s ? 0.2 ζs ? 1)
2

(

) B.3<k<25ζ D.k>20ζ

A.0<k<20ζ C.0<k<30ζ

14.设单位反馈控制系统的开环传递函数为 Go(s)=

1 ,则系统的阻尼比ζ 等于( s(s ? 4)

)

A.

1 2

B.1 D.4

C.2 15.开环传递函数 G(s)H(s)=

k(s ? 5) ,当 k 增大时,闭环系统( (s ? 2)(s ? 10)
B.稳定性变差,快速性变好 D.稳定性变差,快速性变差

)

A.稳定性变好,快速性变差 C.稳定性变好,快速性变好

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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。填错、不填均无分。 16.在单位抛物线输入信号作用下,0 型和Ⅰ型系统的稳态误差 ess=_______。 17.对于稳定的自动控制系统,被控量的动态过程应属于单调下凹过程或_______过程二者之一。 18.若使开环传递函数 G0(s)=

k ,且为单位负反馈的闭环系统稳定,则 k 的取值范围为_______。 s(s ? 2)(s ? 3)

19.不同的物理系统,只要_______相同,就可以用同一个方框图来表示。 20.当二阶系统(o<ζ <1)的阻尼比ζ 增加时,在单位阶跃输入信号作用下,最大超调量σ p 将_______。 21.对数相频特性图中,以ω 为横坐标,以θ (ω )为纵坐标,横坐标是以______分度,纵坐标用等刻度分度。 22.若开环传递函数为

k ,当 k 从 0→∞变化时,若根轨迹都在左半 s 平面内,就稳定性而言,闭环系 (s ? 1)(s ? 4)

统________。 23.局部闭环校正装置,除了能起到与串联校正类似的效果外,还能提高________的能力。 24.设系统的特征根为 s1=-1,s2=-2,则系统的特征方程为________。 25. 实际系统中, 传递函数分子多项式的阶次总是低于分母多项式的阶次, 这是由于系统中总是会有较多的________ 元件。 三、名词解释题(本大题共 4 小题,每小题 3 分,共 12 分) 26.控制量 27.根轨迹实轴上的会合点 28.前馈控制系统 29.高频段渐近线 四、简答题(本大题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分) 30.试证明状态转移矩阵的性质 ?? ?t ?? ? ? ?kt ? 。
k

31.为什么要采用零、极点对消法,如何实现零、极点对消? 32.设开环系统传递函数为 G(s)=

e ??s ,试写出其频率特性 G(jω )的幅频特性 M(ω )和相频特性θ (ω )。 Ts?1

33.普通洗衣机控制系统属于哪一类控制系统?为什么? 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.求下列象函数 F(s)的原函数 f(t)。 s (1) F(s) ? 2 s ? 8s ? 17 (2) F(s) ?

s?2 s(s ? 1) 2 (s ? 3)

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35.设开环系统传递函数为 G(s)=

52 ,试绘制该系统的频率特性极坐标草图。 (s ? 2)(s 2 ? 2s ? 5)
K(0.5s ? 1) ,试绘制根轨迹。 0.5s2 ? s ? 1

36.设开环传递函数为 G(s)H(s)=

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