自动控制理论试卷答案a - 试卷编号：5※※※

自动控制理论试卷答案a试卷编号：5※※※（考试时间：90分钟，满分：100分）一、选择题（10题，每题2分，共20分）1.控制系统的开环传递函数是指（）A.输入信号与输出信号之间的传递函数B.输入信号与误差信号之间的传递函数C.输出信号与误差信号之间的传递函数D.控制器的传递函数2.下列关于反馈控制的说法中，正确的是（）A.反馈控制系统一定能够提高系统的稳定性B.反馈控制系统一定能够减小系统的误差C.反馈控制系统一定能够提高系统的响应速度D.反馈控制系统一定能够减小外部干扰对系统的影响A.0型系统对阶跃输入无稳态误差B.1型系统对斜坡输入无稳态误差C.2型系统对加速度输入无稳态误差4.下列关于频率特性的说法中，正确的是（）A.幅频特性表示系统对不同频率正弦信号的增益B.相频特性表示系统对不同频率正弦信号的相位延迟C.幅频特性和相频特性都是频率的复函数5.下列关于控制系统的性能指标中，属于时域指标的是（）A.超调量B.峰值时间C.调节时间6.下列关于根轨迹的说法中，正确的是（）A.根轨迹是开环传递函数的零点和极点在s平面上的映射B.根轨迹上的点表示闭环系统的极点C.根轨迹的起点是开环传递函数的极点D.根轨迹的终点是开环传递函数的零点7.下列关于频率域稳定判据的说法中，正确的是（）A.奈奎斯特判据适用于最小相位系统B.对数频率特性判据适用于非最小相位系统C.奈奎斯特判据和对数频率特性判据都不适用于非最小相位系统8.下列关于控制器的说法中，正确的是（）A.PID控制器是一种非线性控制器B.比例控制器能够消除系统的稳态误差C.积分控制器能够提高系统的响应速度D.微分控制器能够减小系统的超调量9.下列关于状态空间模型的说法中，正确的是（）A.状态空间模型是一种时域模型B.状态空间模型是一种频域模型C.状态空间模型是一种非线性模型D.状态空间模型是一种确定性模型10.下列关于现代控制理论的说法中，正确的是（）A.现代控制理论主要研究线性定常系统B.现代控制理论主要研究非线性时变系统C.现代控制理论主要研究离散事件系统D.现代控制理论主要研究随机系统二、填空题（5题，每题4分，共20分）1.控制系统的开环传递函数是指输入信号与_输出信号_之间的传递函数。2.反馈控制系统一定能够提高系统的_稳定性_。3.控制系统的稳态误差与系统的_类型_有关。4.幅频特性表示系统对不同频率正弦信号的_增益_。5.根轨迹是开环传递函数的_零点和极点_在s平面上的映射。三、简答题（3题，每题10分，共30分）1.简述反馈控制系统的主要优点。2.简述控制系统性能指标的主要类型。3.简述根轨迹法的主要步骤。四、计算题（3题，每题15分，共45分）1.已知控制系统的开环传递函数为G(s)=10/(s(s+1)(s+2))，求系统的闭环传递函数。2.已知控制系统的开环传递函数为G(s)=5/(s+1)(s+2)，求系统的稳态误差。3.已知控制系统的开环传递函数为G(s)=10/(s+1)(八、判断题（5题，每题4分，共20分）1.控制系统的开环传递函数是指输入信号与输出信号之间的传递函数。（）2.反馈控制系统一定能够提高系统的稳定性。（）3.控制系统的稳态误差与系统的类型有关。（）4.幅频特性表示系统对不同频率正弦信号的增益。（）5.状态空间模型是一种非线性模型。（）九、名词解释（5题，每题4分，共20分）1.控制系统2.反馈控制系统3.稳态误差4.频率特性5.状态空间模型十、简答题（3题，每题10分，共30分）1.简述反馈控制系统的主要优点。2.简述控制系统性能指标的主要类型。3.简述根轨迹法的主要步骤。十一、计算题（3题，每题15分，共45分）1.已知控制系统的开环传递函数为G(s)=10/(s(s+1)(s+2))，求系统的闭环传递函数。2.已知控制系统的开环传递函数为G(s)=5/(s+1)(s+2)，求系统的稳态误差。3.已知控制系统的开环传递函数为G(s)=10/(s+1)(s+2)，求系统的截止频率。十二、设计题（2题，每题20分，共40分）1.设计一个反馈控制系统，使其对阶跃输入的稳态误差不大于0.1。2.设计一个反馈控制系统，使其对斜坡输入的稳态误差不大于0.01。十三、分析题（2题，每题20分，共40分）1.分析一个已知控制系统的稳定性。2.分析一个已知控制系统的频率特性。十四、应用题（2题，每题20分，共40分）1.应用反馈控制系统设计一个温度控制系统。2.应用反馈控制系统设计一个位置控制系统。十五、综合题（1题，共30分）设计一个反馈控制系统，使其对阶跃输入和斜坡输入的稳态误差都不大于0.01，并分析其稳定性和频率特性。一、选择题答案：1.B2.C3.A4.B5.A二、填空题答案：1.闭环传递函数2.开环传递函数3.稳态误差4.频率特性5.根轨迹三、简答题答案：1.反馈控制系统的主要优点包括提高系统的稳定性、减小系统的误差、提高系统的响应速度等。2.控制系统性能指标的主要类型包括稳态性能指标、动态性能指标和综合性能指标。3.根轨迹法的主要步骤包括绘制根轨迹图、确定根轨迹的起点和终点、确定根轨迹的分支等。四、计算题答案：1.略2.略3.略五、判断题答案：1.√2.×3.√4.√5.×六、名词解释答案：1.控制系统：一种能够对被控对象进行控制的系统。2.反馈控制系统：一种能够根据被控对象的输出反馈来调整控制量的系统。3.稳态误差：系统在稳态时，输出信号与输入信号之间的误差。4.频率特性：系统对不同频率信号的响应特性。5.状态空间模型：一种描述系统动态行为的数学模型。七、简答题答案：1.反馈控制系统的主要优点包括提高系统的稳定性、减小系统的误差、提高系统的响应速度等。2.控制系统性能指标的主要类型包括稳态性能指标、动态性能指标和综合性能指标。3.根轨迹法的主要步骤包括绘制根轨迹图、确定根轨迹的起点和终点、确定根轨迹的分支等。八、计算题答案：1.略2.略3.略九、设计题答案：1.略2.略十、分析题答案：1.略2.略十一、应用题答案：1.略2.略十二、综合题答案：略本试卷涵盖了自动控制理论的主要知识点，包括控制系统的基本概念、反馈控制系统的优点、控制系统性能指标、根轨迹法、频率特性、状态空间模型等。通过不同题型的考察，能够全面评估学生对自动控制理论的理解和应用能力。选择题和填空题主要考察学生对基本概念和理论知识的掌握程度，如控制系统的分类、反馈控制系统的优点、稳态误差等。简答题和计算题主要考察学生对理论知识的理解和应用能力，如反馈控制