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控制专业试题及答案

一、单选题（每题1分，共10分）

1.控制系统的传递函数通常表示为（）（1分）

A.G(s)=Y(s)/R(s)B.G(s)=R(s)/Y(s)C.G(s)=K(s)D.G(s)=1/s

【答案】A

【解析】控制系统的传递函数定义为系统输出信号与输入信号的拉普拉斯变换之比。

2.在经典控制理论中，描述系统动态特性的主要方法是（）（1分）

A.离散时间模型B.频域分析C.状态空间法D.非线性分析

【答案】B

【解析】经典控制理论主要采用频域分析方法，如波特图、奈奎斯特图等。

3.系统稳定性判据中，劳斯判据适用于（）（1分）

A.线性时变系统B.非线性系统C.线性定常系统D.离散系统

【答案】C

【解析】劳斯判据是判断线性定常系统稳定性的经典方法。

4.控制系统中，提高开环增益K的主要目的是（）（1分）

A.减小稳态误差B.增加系统噪声C.降低系统带宽D.减小相位裕度

【答案】A

【解析】提高开环增益K可以减小系统的稳态误差，但需注意稳定性问题。

5.一阶系统的单位阶跃响应中，时间常数τ表示（）（1分）

A.响应速度B.响应幅度C.稳态误差D.峰值时间

【答案】A

【解析】时间常数τ决定了系统响应的速度，τ越小，响应越快。

6.二阶系统的阻尼比ζ对系统动态特性的影响是（）（1分）

A.仅影响超调量B.仅影响上升时间C.影响超调量和振荡周期D.不影响动态特性

【答案】C

【解析】阻尼比ζ同时影响系统的超调量和振荡周期。

7.在控制系统设计中，PID控制器中P的作用是（）（1分）

A.消除稳态误差B.减小超调量C.提高响应速度D.增加系统带宽

【答案】C

【解析】比例（P）控制器的作用是提高系统的响应速度。

8.控制系统中，积分（I）控制器的主要作用是（）（1分）

A.提高响应速度B.减小超调量C.消除稳态误差D.增加系统带宽

【答案】C

【解析】积分（I）控制器可以消除系统的稳态误差。

9.数字控制系统中，Z变换的主要作用是（）（1分）

A.模拟信号处理B.数字信号处理C.将时域信号转换为频域信号D.将连续信号转换为离散信号

【答案】D

【解析】Z变换用于将连续信号转换为离散信号，便于数字控制系统分析。

10.在控制系统设计中，抗干扰能力较强的是（）（1分）

A.纯比例控制系统B.比例-积分控制系统C.比例-积分-微分控制系统D.纯积分控制系统

【答案】C

【解析】比例-积分-微分（PID）控制系统具有最强的抗干扰能力。

二、多选题（每题4分，共20分）

1.以下哪些属于控制系统常用的性能指标？（）（4分）

A.上升时间B.超调量C.稳态误差D.相位裕度E.带宽频率

【答案】A、B、C、D、E

【解析】控制系统性能指标包括上升时间、超调量、稳态误差、相位裕度和带宽频率。

2.在控制系统设计中，常用的稳定性判据有（）（4分）

A.劳斯判据B.奈奎斯特判据C.根轨迹法D.波德图E.里卡蒂方程

【答案】A、B、C

【解析】常用的稳定性判据包括劳斯判据、奈奎斯特判据和根轨迹法。

3.PID控制器的参数整定方法有（）（4分）

A.临界比例度法B.衰减曲线法C.一步整定法D.误差平方和法E.响应曲面法

【答案】A、B、C

【解析】PID控制器的参数整定方法包括临界比例度法、衰减曲线法和一步整定法。

4.数字控制系统中的采样定理是指（）（4分）

A.采样频率必须高于信号带宽B.采样频率必须低于信号带宽C.采样频率必须等于信号带宽D.采样频率与信号带宽无关E.采样频率越高越好

【答案】A

【解析】采样定理规定采样频率必须高于信号带宽的两倍。

5.控制系统中的反馈控制方式有（）（4分）

A.比例控制B.积分控制C.比例-积分控制D.比例-积分-微分控制E.开环控制

【答案】A、B、C、D

【解析】反馈控制方式包括比例控制、积分控制、比例-积分控制和比例-积分-微分控制。

三、填空题（每题4分，共20分）

1.控制系统的传递函数G(s)=(s+2)/(s2+3s+2)的分母多项式称为______。（4分）

【答案】特征方程

【解析】控制系统的传递函数分母多项式称为特征方程。

2.在二阶系统中，阻尼比ζ=0时，系统响应为______。（4分）

【答案】无阻尼振荡

【解析】阻尼比ζ=0时，系统响应为无阻尼振荡。

3.PID控制器中，D的作用是______。（4分）

【答案】提供阻尼，减小超调量

【解析】微分（D）控制器的作用是提供阻尼，减小超调量。

4.数字控制系统中，Z变换的定义为______。（4分）

【答案】Z=e^(st)的拉普拉斯反变换

【解析】Z变换的定义为Z=e^(st)的拉普拉斯反变换。

5.控制系统中，稳态误差是指______。（4分）

【答案】系统响应趋于稳定时，输出与期望值之间的差值

【解析】稳态误差是指系统响应趋