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自动控制原理试题

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自动控制原理试题,跪求大佬救命,卡在这里动不了了!

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2025-07-25 05:45:08

自动控制原理试题】在工程与自动化领域中,自动控制原理是一门基础而重要的课程,它涵盖了系统分析、设计与优化的核心思想。为了帮助学习者更好地掌握这门学科,以下是一份结合典型知识点的自动控制原理试题,旨在考查学生对基本概念、数学模型、稳定性分析以及系统性能的理解和应用能力。

一、选择题(每题2分,共10分)

1. 在控制系统中,用来描述系统动态行为的数学模型是( )

A. 代数方程

B. 微分方程

C. 矩阵方程

D. 差分方程

2. 系统的稳态误差主要取决于系统的( )

A. 开环增益

B. 输入信号类型

C. 闭环极点位置

D. 以上都是

3. 下列哪种方法可以用于判断系统的稳定性?( )

A. 频率响应法

B. 劳斯判据

C. 根轨迹法

D. 以上都是

4. 控制系统中的“反馈”指的是( )

A. 将输出信号返回到输入端并与参考输入进行比较

B. 增加系统的增益

C. 提高系统的响应速度

D. 降低系统的灵敏度

5. 若一个系统的单位阶跃响应呈现持续振荡而不衰减,则该系统处于( )

A. 稳定状态

B. 临界稳定状态

C. 不稳定状态

D. 无法确定

二、填空题(每空2分,共10分)

1. 传递函数的定义是:在零初始条件下,系统_________与_________的拉普拉斯变换之比。

2. 比例控制作用的主要特点是能快速响应,但会带来_________误差。

3. 根轨迹法中,当开环增益K从0变化到∞时,根轨迹的起点是系统的_________。

4. 系统的频率特性包括幅频特性和_________特性。

5. 对于二阶系统,阻尼比ξ > 1时,系统为_________响应。

三、简答题(每题5分,共10分)

1. 什么是控制系统中的“稳态误差”?影响稳态误差的主要因素有哪些?

2. 简述根轨迹法的基本原理及其在系统分析与设计中的作用。

四、计算题(共10分)

已知某系统的开环传递函数为:

$$

G(s) = \frac{K}{s(s+1)(s+2)}

$$

试求:

1. 当K=1时,系统的闭环特征方程;

2. 使用劳斯判据判断系统是否稳定。

五、综合题(10分)

设某控制系统如图所示,其中前向通道传递函数为 $ G(s) = \frac{1}{s(s+1)} $,反馈环节为 $ H(s) = 1 $。

要求:

1. 写出系统的闭环传递函数;

2. 分析系统的稳定性;

3. 计算系统的单位阶跃响应的超调量和调节时间。

参考答案(供教师使用)

一、选择题

1. B

2. D

3. D

4. A

5. B

二、填空题

1. 输出;输入

2. 静态

3. 开环极点

4. 相频

5. 过阻尼

三、简答题略(根据教学标准评分)

四、计算题

1. 特征方程为 $ s^3 + 3s^2 + 2s + K = 0 $

2. 当K=1时,劳斯表显示所有元素为正,系统稳定。

五、综合题

1. 闭环传递函数为 $ \frac{1}{s^2 + s + 1} $

2. 系统稳定

3. 超调量约为 16.3%,调节时间为约 6.2秒(根据公式计算)

本试题适用于自动控制原理课程的期末测试或阶段性考核,内容覆盖了该课程的核心知识点,有助于检验学生的理解与应用能力。

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