全国2012年10月高等教育自学考试

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全国2012年10月高等教育自学考试自动控制理论(二)试题课程代码:02306

请考生按规定用笔将所有试题的答案涂、写在答题纸上。

选择题部分

注意事项:

1. 答题前,考生务必将自己的考试课程名称、姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸规定的位置上。

2. 每小题选出答案后,用2B铅笔把答题纸上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。不能答在试题卷上。

一、单项选择题(本大题共15小题,每小题2分,共30分)

在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其选出并将“答题纸”的相应代码涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。

1.线性定常系统传递函数的变换基础是

A.齐次变换 B.拉氏变换

C.富里哀变换 D.Z变换

2.在电气环节中,可直接在复域中推导出传递函数的概念是

A.反馈 B.负载效应

C.复阻抗 D.等效变换

3.不同的物理系统,若可以用同一个方框图表示,那么它们的

A.元件个数相同 B.环节数相同

C.输入与输出的变量相同 D.数学模型相同

4.设某函数x(t)的数学表达式为,式中x0为常数,则x(t)是

A.单位阶跃函数 B.阶跃函数

C.比例系数 D.常系数

5.通常定义当t≥ts以后,系统的响应曲线不超出稳态值的范围是

A.±1%或±3% B.±1%或±4%

C.±3%或±4% D.±2%或±5%

6.若要改善系统的动态性能,可以增加

A.微分环节 B.积分环节

C.振荡环节 D.惯性环节

7.当输入信号为阶跃、抛物线函数的组合时,为了使稳态误差为某值或等于零,系统开环传递函数中的积分环节数N至少应为

A.N≥0 B.N≥1

C.N≥2 D.N≥3

8.设开环系统传递函数为,则其频率特性的奈氏图与负实轴交点的频率值ω=

A.0.1rad/s B.0.5 rad/s

C.1 rad/s D.10 rad/s

9.设某开环系统的传递函数为,其频率特性的相位移θ(ω)=

A.-90°+tg-1ω- tg -110ω B. -90°+ tg -1ω+ tg -110ω

C. -180°- tg -110ω+ tg -1ω D. -180°+ tg -110ω- tg -1ω

10.设II型系统开环幅相频率特性为,则其对数幅频渐近特性与ω轴交点频率为

A.0.01 rad/s B.0.1 rad/s

C.1 rad/s D.10 rad/s

11.0型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为

A.-60 dB/dec B.-40 dB/dec

C.-20 dB/dec D.0 dB/dec

12.系统的根轨迹关于

A.虚轴对称 B.原点对称

C.实轴对称 D.渐近线对称

13.计算根轨迹入射角的公式为

A B.

C. D.

14.PD控制器具有的相位特征是

A.超前 B.滞后

C.滞后-超前 D.超前一滞后

15.设系统,则

A.状态可控可观测 B.状态可控但不可观测

C.状态不可控且不可观测 D.状态不可控但可观测

非选择题部分

注意事项:

用黑色字迹的签字笔或钢笔将答案写在答题纸上,不能答在试题卷上。

二、填空题(本大题共10小题,每小题1分,共10分)

16.常规控制器中比较元件的作用是发出______信号,表达式为e=r-y。

17.传递函数的零、极点及传递系数决定了系统的静态性能和______性能。

18.二阶系统的阻尼比ξ在______范围时,响应曲线为振荡发散的。

19.在单位阶跃输入信号作用下,I型系统的稳态误差ess=______。

20.当ω从0变化到∞时,惯性环节频率特性的极坐标图为第______象限的半圆。

21.如果系统的开环传递函数在______s平面上没有极点和零点,则称为最小相位传递函数。

22.在某负反馈控制系统中,系统的前向传递函数,反馈传递函数,那么闭环系统临界稳定的Kn值为______。

23.设某负反馈系统的开环传递函数为,则实轴上的根轨迹为______。

24.闭环频域指标有带宽频率ωb、谐振频率ωr和______等。

25.对单输入单输出系统的状态空间描述可转换为______描述。

三、名词解释题(本大题共4小题,每小题3分,共12分)

26.前馈——反馈复合控制系统

27.稳态加速度误差系数Ka

28.控制系统的BIBO稳定性

29.根轨迹的幅值条件

四、简答题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)

30.试举出二个程序控制系统的例子。

31.传递函数的概念适用于什么样的控制系统?

32.设系统的开环传递函数为,试求系统的开环对数幅频特性高频段(ω→∞)渐近线的斜率。

33.线性系统非齐次状态方程的解包含哪几个部分?每个部分表示什么含义?

五、计算题(本大题共3小题,第34小题8分,第35、36小题各10分,共28分)

34.设控制系统的开环传递函数为,试用调整增益的方法,使相位裕量达到45°。

35.设开环传递函数为,试应用劳斯数据,求根轨迹与虚轴的交点及对应的K值。

36.设控制系统的方块图如题36图所示,已知输入信号为,求系统的稳态误差ess。

以下内容为系统自动转化的文字版,可能排版等有问题,仅供您参考:

全国 2012 年 10 月高等教育自学考试

自动控制理论(二)试题

课程代码:02306

请考生按规定用笔将所有试题的答案涂、写在答题纸上。

选择题部分

注意事项: 1. 答题前,考生务必将自己的考试课程名称、姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸规定的 位置上。

2. 每小题选出答案后,用 2B 铅笔把答题纸上对应题目的答案标号涂黑。

如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂 其他答案标号。

不能答在试题卷上。

一、单项选择题(本大题共 15 小题,每小题 2 分,共 30 分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其选出并将“答题纸”的相应代码涂黑。

错涂、多 涂或未涂均无分。

1.线性定常系统传递函数的变换基础是 A.齐次变换 C.富里哀变换 B.拉氏变换 D.Z 变换

2.在电气环节中,可直接在复域中推导出传递函数的概念是 A.反馈 C.复阻抗 B.负载效应 D.等效变换

3.不同的物理系统,若可以用同一个方框图表示,那么它们的 A.元件个数相同 C.输入与输出的变量相同 B.环节数相同 D.数学模型相同

?0 , t ? 0 4.设某函数 x(t)的数学表达式为 x ? t ? ? ? ,式中 x0 为常数,则 x(t)是 ? x0 , t ? 0

A.单位阶跃函数 C.比例系数

B.阶跃函数 D.常系数

5.通常定义当 t≥ts 以后,系统的响应曲线不超出稳态值的范围是 A.±1%或±3% C.±3%或±4% 6.若要改善系统的动态性能,可以增加 A.微分环节 C.振荡环节 B.积分环节 D.惯性环节 B.±1%或±4% D.±2%或±5%

7.当输入信号为阶跃、抛物线函数的组合时,为了使稳态误差为某值或等于零,系统开环传递函数中的积分环节数 N 至少应为

- 本套试题共分 3 页,当前页是第 1 页-

A.N≥0 C.N≥2 8.设开环系统传递函数为 G ( s ) ? A.0.1rad/s C.1 rad/s 9.设某开环系统的传递函数为 G ( s ) ? A.-90°+tg 1ω - tg 110ω

-

B.N≥1 D.N≥3

0.5 ,则其频率特性的奈氏图与负实轴交点的频率值ω = s (10 s ? 1)(0.1s ? 1)

B.0.5 rad/s D.10 rad/s

4(10 s ? 1) ,其频率特性的相位移θ (ω )= s 2 ( s ? 1)

B. -90°+ tg 1ω + tg 110ω

-

C. -180°- tg 110ω + tg 1ω

-

D. -180°+ tg 110ω - tg 1ω j? ? 1 10.设 II 型系统开环幅相频率特性为 G ( j? ) ? ,则其对数幅频渐近特性与ω 轴交点频率为 2 ( j? ) (1 ? j 0.1? ) A.0.01 rad/s C.1 rad/s B.0.1 rad/s D.10 rad/s

11.0 型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为 A.-60 dB/dec C.-20 dB/dec 12.系统的根轨迹关于 A.虚轴对称 C.实轴对称 13.计算根轨迹入射角的公式为 A ? ? ?180? - ? ? i -? ? j

i ?1 j ?1

m ?1 i ?1 n

B.-40 dB/dec D.0 dB/dec

B.原点对称 D.渐近线对称

m -1

n

B. ? ? ?180? ? ? ?i ? ? ? j

i ?1 j?1

m ?1 i ?1 n

m ?1

n

C. ? ? ?180? ? ? ?i ? ? ? j

j?1

D. ? ? ?180? ? ? ?i ?? ? j

j?1

14.PD 控制器具有的相位特征是 A.超前 C.滞后-超前 B.滞后 D.超前一滞后

? ?-2 0 ? ?0? x ? ? ? u , y ? ?1 1? x ,则 15.设系统 x ? ? ? ? 0 - 3? ?1 ?

A.状态可控可观测 C.状态不可控且不可观测

B.状态可控但不可观测 D.状态不可控但可观测

非选择题部分

注意事项: 用黑色字迹的签字笔或钢笔将答案写在答题纸上,不能答在试题卷上。

- 本套试题共分 3 页,当前页是第 2 页-

二、填空题(本大题共 10 小题,每小题 1 分,共 10 分) 16.常规控制器中比较元件的作用是发出______信号,表达式为 e=r-y。

17.传递函数的零、极点及传递系数决定了系统的静态性能和______性能。

18.二阶系统的阻尼比ξ 在______范围时,响应曲线为振荡发散的。

19.在单位阶跃输入信号作用下,I 型系统的稳态误差 ess=______。

20.当ω 从 0 变化到∞时,惯性环节频率特性的极坐标图为第______象限的半圆。

21.如果系统的开环传递函数在______s 平面上没有极点和零点,则称为最小相位传递函数。

10 22.在某负反馈控制系统中,系统的前向传递函数 G ( s ) ? ,反馈传递函数 H (s) ? 1 ? Kn s ,那么闭环系统临界 s ( s ? 10) 稳定的 Kn 值为______。

23.设某负反馈系统的开环传递函数为 G ( s ) H ( s ) ?

K ,则实轴上的根轨迹为______。

s 3 ( s ? 9)

24.闭环频域指标有带宽频率ω b、谐振频率ω r 和______等。

25.对单输入单输出系统的状态空间描述可转换为______描述。

三、名词解释题(本大题共 4 小题,每小题 3 分,共 12 分) 26.前馈——反馈复合控制系统 27.稳态加速度误差系数 Ka 28.控制系统的 BIBO 稳定性 29.根轨迹的幅值条件 四、简答题(本大题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分) 30.试举出二个程序控制系统的例子。

31.传递函数的概念适用于什么样的控制系统? 10 32.设系统的开环传递函数为 G0 ( s ) ? , 试求系统的开环对数幅频特性高频段(ω →∞)渐近线的斜率。

s (0.1s ? 1)(10 s ? 1) 33.线性系统非齐次状态方程的解包含哪几个部分?每个部分表示什么含义? 五、计算题(本大题共 3 小题,第 34 小题 8 分,第 35、36 小题各 10 分,共 28 分) 10 34.设控制系统的开环传递函数为 G ( s ) ? ,试用调整增益的方法,使相位裕量达到 45°。

s (0.25s ? 1)(0.05s ? 1) 35.设开环传递函数为 G ( s ) H ( s ) ?

K ,试应用劳斯数据,求根轨迹与虚轴的交点及对应的 K 值。

s ( s ? 4)( s ? 4 s ? 20)

2

36.设控制系统的方块图如题 36 图所示,已知输入信号为 r (t ) ? 2(t ) ? 3t ,求系统的稳态误差 ess。

- 本套试题共分 3 页,当前页是第 3 页-


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