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浙江省2018年1月高等教育自学考试
自动控制理论(二)试题
课程代码：02306
一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题后的括号
内。1—5小题每小题2分，6—15小题每小题1分，共20分) 1. 根据控制系统元件的特性，控制系统可分为( )
A. 反馈控制系统和前馈控制系统 B. 线性控制系统和非线性控制系统 C. 定值控制系统和随动控制系统 D. 连续控制系统和离散控制系统 2. 设开环系统的频率特性G(jω)
11(1?j?)3=，当ω=1rad/s时，其频率特性幅值M(1)=( A. 22 B. 2 C. 42 D. 2 4
3. 由电子线路构成的控制器如图，它是( ) A. 超前校正装置 B. 滞后校正装置
C. 滞后—超前校正装置 D. 超前—滞后校正装置
4. 如果二阶振荡环节的对数幅频特性曲线存在峰值，则阻尼比ξ的值为( ) A. 0≤ξ≤0.707 B. 0<ξ<1 C. ξ>0.707 D. ξ>1 5. 系统稳定的充分必要条件是其特征方程式的所有根均在根平面的( )
A. 实轴上 B. 虚轴上 C. 左半部分 D. 右半部分 6. 积分环节的频率特性相位移θ(ω)为( )
A. 90° B. -90° C. 0° D. -180°
7. 开环传递函数为G(s)H(s)=K(s?2)(s?5),则实轴上的根轨迹为( )
A. 〔-2,∞) B. 〔-5,2〕 C. (-∞,-5〕 D. 〔2,∞)
8. 若系统的状态方程为X????30??15?X???0?1?u，则该系统的特征根为( ) ???A. s1=-3, s2=-5
B. s1=3, s2=5 C. s1=-3, s2=5 D. s1=3, s2=-5
9. 伯德图中的高频段反映了系统的( )
A. 稳态性能 B. 动态性能 C. 抗高频干扰能力 D. 以上都不是 10. 在系统开环传递函数中增加零点，将使系统的动态性能( ) A. 变好 B. 变差 C. 不变 D. 不定
11. 对于欠阻尼的二阶系统，当无阻尼自然振荡频率ωn保持不变时，( ) A. 阻尼比ξ越大，系统的调整时间ts越大
1
)
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B. 阻尼比ξ越大，系统的调整时间ts越小 C. 阻尼比ξ越大，系统的调整时间ts不变 D. 阻尼比ξ越大，系统的调整时间ts不定 12. 状态转移矩阵?(t)的重要性质有( )
A. ?(0)=0 B. ?-1(t)=- ?(t) C. ?k(t)= ?(kt) D. ?(t1+t2)= ?(t1)+ ?(t2)
13. 进行串联滞后校正后，校正前的穿越频率ωC与校正后的穿越频率??C的关系，通常是
( )
A. ωC=??C B. ωC>??C C. ωC
14. 随动系统中常用的输入信号是抛物线函数和( )
A. 阶跃函数 B. 脉冲函数 C. 正弦函数 D. 斜坡函数 15. 常用的比例、积分与微分控制规律的另一种表示方法是( ) A. PI B. PD C. ID D. PID 二、填空题(每小题1分，共10分)
1. 根据控制系统信号的形式，控制系统可分为________控制系统、________控制系统。 2. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：________、________和准确性。 3. 用时域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是________。 4. 二阶振荡环节的谐振峰值Mr与阻尼系统ξ的关系为Mr=________。
5. 如果根轨迹位于实轴上两个相邻的开环零点之间(其中一个零点可以位于无穷远处)，则在
这两个零点之间必定存在________。
6. 超前校正装置的最大超前角所对应的频率ωm=________。
7. 一个控制系统的控制作用能否对系统的所有状态产生影响，从而能对系统的状态实现控
制，称为________。
8. 系统渐近稳定的充分必要条件是其闭环传递函数的________都具有________。 9. 如果要求系统的快速性好，则闭环极点应距离________越远越好。
10. 信号流图中，节点可以把所有________的信号叠加，并把叠加后的信号传送到所有的
________。
三、名词解释(每小题2分，共10分) 1. 前馈控制系统 2. 前向通路 3. 频率特性
4. 系统可观测问题 5. 根轨迹
四、简答题(每小题4分，共24分)
1. 简述何为全局稳定性，何为局部稳定性? 2. 试写出PID控制器的传递函数。
103. 设开环传递函数G(s)=,试说明开环系统频率特性极坐标图的起点和终点。
(s?1)(s?5)4. 在0<ξ<1,ξ=0,ξ≥1三种情况下，试画出标准二阶系统的单位阶跃响应。 5. 试说明比例微分环节G(s)=1+Ts的频率特性，并画出其频率特性的极坐标图。
?01??1?X?6. 设系统的状态空间描述为X????0?u ?10????? 2
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y=[0 1]X
试判别系统状态的可控性和可观测性。
五、计算题(1—2小题每小题8分，3—4小题每小题10分，共36分) 1. 设系统的闭环传递函数为GC(S)=
?2ns2?2??ns??2n,试求ξ=0.6、ωn=5rad/s时单位阶跃响
应的上升时间tr、峰值时间tP、最大超前量σP和调整时间ts(△=±5%)。
???5y?2u??3u，试求该系统的状态空间描述。 2. 设系统微分方程为?y?4y3. 系统方框图如下，试画出其信号流图，并求出传递函数
4. 设控制系统的开环传递函数为
KG(S)=
s(s?1)(s?4)试绘制该系统的根轨迹，并求出使系统稳定的K值范围。
C(S)。 R(S) 3
浙江1月高等教育自学考试自动控制理论(二)试题及答案解析
