系统动态分析师《控制系统动态性能分析（专业核心课）》2024-2025学年秋季学期期末模拟试卷及答案.docVIP

系统动态分析师《控制系统动态性能分析（专业核心课）》2024-2025学年秋季学期期末模拟试卷及答案

一、单项选择题(本大题总共15小题，每题2分，共30分）

1.控制系统的动态性能主要包括（）

A.稳定性、快速性、准确性

B.稳定性、响应特性、抗干扰能力

C.快速性、超调量、调节时间

D.准确性、稳态误差、上升时间

答案：C

解析：控制系统的动态性能主要指快速性和相对稳定性，快速性指标有上升时间、峰值时间、调节时间等，相对稳定性指标有超调量等。

2.二阶系统的传递函数为G(s)=4/(s2+2s+4)，其无阻尼自然振荡频率ωn为（）

A.1

B.2

C.4

D.8

答案：B

解析：对于二阶系统传递函数G(s)=ωn2/(s2+2ζωns+ωn2)，对比可得ωn2=4，所以ωn=2。

3.系统的传递函数为G(s)=10/(s(s+1))，其阻尼比ζ为（）

A.0.5

B.1

C.2

D.无法确定

答案：A

解析：将传递函数化为标准形式G(s)=10/(s2+s)，即ωn2=10，2ζωn=1，解得ζ=0.5。

4.单位阶跃响应的超调量σ%主要反映了系统的（）

A.稳定性

B.快速性

C.相对稳定性

D.准确性

答案：C

解析：超调量是衡量系统相对稳定性的指标。

5.调节时间ts主要反映了系统的（）

A.稳定性

B.快速性

C.相对稳定性

D.准确性

答案：B

解析：调节时间体现系统响应的快速性。

6.一阶系统的传递函数为G(s)=1/(Ts+1)，其时间常数T越大，则系统响应（）

A.越快

B.越慢

C.不变

D.先快后慢

答案：B

解析：时间常数T越大，系统响应越慢。

7.二阶系统在欠阻尼情况下，其单位阶跃响应是（）

A.单调上升曲线

B.衰减振荡曲线

C.等幅振荡曲线

D.发散振荡曲线

答案：B

解析：欠阻尼时二阶系统单位阶跃响应是衰减振荡曲线。

8.系统的传递函数为G(s)=K/(s(s+1)(s+2))，当K增大时，系统的稳定性（）

A.变好

B.变差

C.不变

D.先变好后变差

答案：B

解析：K增大，系统稳定性变差。

9.某系统的开环传递函数为G(s)H(s)=10/(s(s+1)(s+2))，其闭环特征方程为（）

A.s3+3s2+2s+10=0

B.s3+3s2+2s-10=0

C.s3+3s2+2s+1=0

D.s3+3s2+2s-1=0

答案：A

解析：闭环特征方程为1+G(s)H(s)=0，即s3+3s2+2s+10=0。

10.系统的传递函数为G(s)=5/(s2+3s+5)，其阻尼比ζ为（）

A.0.6

B.0.9

C.1.2

D.1.5

答案：B

解析：由传递函数可知ωn2=5，2ζωn=3，解得ζ=0.9。

11.单位脉冲响应的拉普拉斯变换是（）

A.系统的传递函数

B.1

C.0

D.无法确定

答案：A

解析：单位脉冲响应的拉普拉斯变换就是系统的传递函数。

12.系统的传递函数为G(s)=2/(s2+4s+4)，其属于（）

A.欠阻尼系统

B.临界阻尼系统

C.过阻尼系统

D.无阻尼系统

答案：B

解析：ωn2=4，2ζωn=4，解得ζ=1，是临界阻尼系统。

13.二阶系统的单位阶跃响应中，当ζ=0时，系统的响应为（）

A.等幅振荡

B.单调上升

C.衰减振荡

D.在零值附近振荡

答案：A

解析：ζ=0时二阶系统是无阻尼系统，单位阶跃响应为等幅振荡。

14.系统的传递函数为G(s)=3/(s(s+3))，其时间常数T为（）

A.1

B.3

C.1/3

D.无法确定

答案：C

解析：由传递函数可知T=1/3。

15.系统的传递函数为G(s)=6/(s2+5s+6)，其阻尼比ζ为（）

A.5/12

B.5/6

C.12/5

D.6/5

答案：A

解析：ωn2=6，2ζωn=5，解得ζ=5/12。

二、填空题(本大题总共5题，每题4分，共20分)

1.控制系统的动态性能指标中，上升时间tr是指系统响应从初始值上升到______所需的时间。

答案：稳态值的90%

解析：上升时间定义为系统响应从初始值上升到稳态值的90%所需时间。

2.二阶系统的传递函数为G(s)=ωn2/(s2+2ζωns+ωn2)，当ζ=1时，系统处于______状态。

答案：临界阻尼

解析：ζ=1时二阶系统为临界阻尼状态。

3.系统的传递函数为G(s)=K/(s(s+1))，其开环增益K增大时，系统的稳态误差_