自动化专业《控制综合理论（控制理论类）》2024-2025学年春学期专项试卷及答案.docVIP

自动化专业《控制综合理论（控制理论类）》2024-2025学年春学期专项试卷及答案

一、单项选择题(本大题总共15小题，每题2分，共30分）

1.控制系统中，传递函数反映了系统的（）。

A.输入与输出关系

B.内部结构参数

C.输入与内部状态关系

D.动态性能

答案：A

解析：传递函数是在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比，反映了系统输入与输出的关系。

2.二阶系统的传递函数为G(s)=4/(s2+2s+4)，其阻尼比为（）。

A.0.5

B.1

C.2

D.4

答案：A

解析：二阶系统标准形式为G(s)=ωn2/(s2+2ζωns+ωn2)，对比可得2ζωn=2，ωn2=4，解得ζ=0.5。

3.对于单位反馈系统，开环传递函数为G(s)，则闭环传递函数为（）。

A.G(s)/[1+G(s)]

B.1/[1+G(s)]

C.G(s)

D.1/G(s)

答案：A

解析：根据闭环传递函数公式可得。

4.系统的稳定性取决于（）。

A.系统的结构和参数

B.输入信号

C.初始条件

D.外界干扰

答案：A

解析：系统稳定性由其自身结构和参数决定。

5.一阶系统的时间常数T越大，系统响应（）。

A.越快

B.越慢

C.不变

D.先快后慢

答案：B

解析：时间常数T反映系统惯性，T越大响应越慢。

6.某系统的传递函数为G(s)=(s+1)/(s2+3s+2)，其零点为（）。

A.-1

B.-2

C.-3

D.-1和-2

答案：A

解析：传递函数分子为零的根即为零点。

7.线性定常系统的状态空间表达式中，矩阵A的元素（）。

A.与时间有关

B.与输入有关

C.与输出有关

D.与时间无关

答案：D

解析：线性定常系统中矩阵A为常数矩阵，与时间无关。

8.状态反馈能改变系统的（）。

A.稳定性

B.稳态性能

C.动态性能

D.以上都能改变

答案：D

解析：状态反馈可改善系统稳定性、稳态和动态性能。

9.系统的传递函数为G(s)=10/(s2+5s+10)，其无阻尼自然频率ωn为（）。

A.5

B.10

C.√10

D.2√10

答案：C

解析：由ωn2=10可得。

10.对于最小相位系统，其传递函数的所有零点和极点（）。

A.都在s平面右半平面

B.都在s平面左半平面

C.可以在s平面任意位置

D.以上都不对

答案：B

解析：最小相位系统特点是零点和极点都在s平面左半平面。

11.系统的开环传递函数为G(s)H(s)=K/(s(s+1)(s+2))，则其开环增益K为（）。

A.K

B.1

C.2

D.无法确定

答案：A

解析：开环传递函数中分子的常数项即为开环增益。

12.二阶系统的超调量σ%只与（）有关。

A.阻尼比ζ

B.无阻尼自然频率ωn

C.开环增益K

D.时间常数T

答案：A

解析：超调量公式为σ%=e^(-ζπ/√(1-ζ2))×100%，只与阻尼比ζ有关。

13.系统的传递函数为G(s)=5/(s+5)，其属于（）。

A.一阶系统

B.二阶系统

C.三阶系统

D.四阶系统答案：A

解析：符合一阶系统传递函数形式。

14.某系统的频率特性为G(jω)=1/(jω+1)，则其幅频特性A(ω)为（）。

A.1/√(ω2+1)

B.ω/(ω2+1)

C.1/(ω+1)

D.ω+1

答案：A

解析：根据频率特性求幅频特性公式可得。

15.控制系统的稳态误差与系统的（）有关。

A.结构和参数

B.输入信号类型

C.开环增益

D.以上都是

答案：D

解析：稳态误差与系统结构参数、输入信号类型、开环增益等都有关。

二、填空题(本大题总共5题，每题4分，共20分)

1.控制系统按输入信号类型可分为、、等。

答案：恒值控制系统、随动控制系统、程序控制系统

解析：这是控制系统按输入信号类型的常见分类。

2.二阶系统的动态性能指标主要有、、等。

答案：上升时间、峰值时间、超调量

解析：这些是描述二阶系统动态性能关键指标。

3.线性定常系统的状态方程为x=Ax+Bu，输出方程为y=Cx+Du，则其传递函数为。

答案：G(s)=C(sI-A)^(-1)B+D

解析：根据状态方程和输出方程推导传递函数公式。

4.系统的频率特性包括和。

答案：幅频特性、相频特性

解析：频率特性两个重要组成部分。

5.若系统的传递函数为G(s)=(s+a)/(s2+bs+c)，则其零点为，极点为。

答案：-a；方程s2+bs+c=0的根

解析：传递函数分子零点，分母极点。

三、简答题(本大题总共6题，每题4分，共