全国2004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

一、单项选择题（本大题共15小题，1—10小题每小题1分，11—15小题每小题2分，共20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，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。

1.ω从0变化到+∞时，迟延环节频率特性极坐标图为（　　　）

A.圆                        B.半圆                C.椭圆                D.双曲线 

2.时域分析中最常用的典型输入信号是（　　　）

A.脉冲函数                                    B.斜坡函数

C.阶跃函数                                    D.正弦函数

3.计算根轨迹渐近线倾角的公式为（　　　）

A.                            B. 

C.                                D. 

4.传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？（　　　）

A.输入信号                                    B.初始条件

C.系统的结构参数                                D.输入信号和初始条件

5.滞后校正装置的最大滞后相位趋近（　　　）

A.-90°                B. -45°                    C.45°            D.90°

6.状态转移矩阵φ(t)的重要性质有（　　　）

A. φ（t2-t1）·φ(t1-t0)= φ(t2-t1)+ φ(t1-t0)

B. φ（t2-t1）·φ(t1-t0)= φ(t2-t0)

C. φ（t2-t1）·φ(t1-t0)= φ(t1-t2)·φ(t0-t1)

D. φ（t2-t1）·φ(t1-t0)= φ(t1-t2)+ φ(t0-t1)

7.采用系统的输入、输出微分方程对系统进行数学描述是（　　　）

A.系统各变量的动态描述                        B.系统的外部描述

C.系统的内部描述                                D.系统的内部和外部描述

8.利用奈奎斯特图可以分析闭环控制系统的（　　　）

A.稳态性能                                    B.动态性能

C.稳态和动态性能                                D.抗扰性能

9.有一线性系统，其输入分别为u1(t)和u2(t)时，输出分别为y1(t)和y2(t)。当输入为a1u1(t)+a2u2(t)时(a1,a2为常数)，输出应为（　　　）

A.a1y1(t)+y2(t)                                    B.a1y1(t)+a2y2(t)

C.a1y1(t)-a2y2(t)                                D.y1(t)+a2y2(t)

10.某串联校正装置的传递函数为Gc(S)=K (0<β<1)，则该装置是（　　　）

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

11.1型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为（　　　）    

A.-40(dB/dec)                            B.-20(dB/dec)

C.0(dB/dec)                            D.+20(dB/dec)

12.开环传递函数G(s)H(s)=，其中p2>z1>p1>0，则实轴上的根轨迹为

（　　　）

A.（-∞，-p2],[-z1,-p1]                    B.(- ∞,-p2]

C.[-p1,+ ∞)                            D.[-z1,-p1]

13.设系统的传递函数为G(s)=，则系统的阻尼比为（　　　）

A.                B.            C.            D.1

14.下述系统中状态可控的系统是（　　　）

A.                B. 

C.                D. 

15.设单位负反馈控制系统的开环传递函数Go(s)=，其中K>0,a>0，则闭环控制系统的稳定性与（　　　）

A.K值的大小有关                        B.a值的大小有关

C.a和K值的大小有关                    D.a和K值的大小无关

二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）

请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。

16．状态空间是以___________ 作为坐标轴所组成的n维向量空间。

17．ω从0变化到+∞时，惯性环节的频率特性极坐标图在___________象限，形状为___________圆。

18．二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为___________。

19．G(s)=的环节称为___________环节。

20．若根轨迹位于实轴上两个相邻的开环极点之间，则这两个极点之间必定存在___________。

21．频率特性可以由微分方程或传递函数求得，还可以用___________方法测定。

22．系统输出响应的稳态值与___________之间的偏差称为稳态误差ess。

23.信号流图由___________和___________组成。

24．线性控制系统是指其动态过程可以用___________方程描述的控制系统。

25．PI控制器是一种相位___________的校正装置。

三、名词解释（本大题共5小题，每小题2分，共10分）

26．自动控制系统

27．最小相位系统

28．偶极子

29．根轨迹的起点

30．渐近稳定

四、简答题（本大题共6小题，每小题4分，共24分）

31．给出四种通过系统开环传递函数判别闭环控制系统稳定性的方法。

32．什么是位置、速度、加速度稳态误差系数Kp，Kv，Ka？（设控制系统的方块图如题32图所示）

33．一般的自动控制系统被控量变化的动态过程有哪几种？

34．局部反馈回路除了起到与串联校正类似的功能外，为什么还能抑制所包围部分的参数波动？

35．若L[x(t)]=X(s)，拉氏变换终值定理应用的条件是什么？

36．试述线性定常系统在正弦输入信号x(t)=Xsinωt作用下稳态输出信号yss(t)的基本特征（或基本形式）。

五、计算题（本大题共4小题，第37、38题每小题8分，第39、40题每小题10分，共36分）

37．题37图示为一转动物体，J表示转动惯量，f表示粘性摩擦系数。若输入为转矩M(t)，输出为轴角位移θ(t)或角速度ω(t)，求传递函数及.     (8分)

38．某系统的开环传递函数为G(s)H(s)=，求根轨迹与虚轴的交点及对应的K值。                                                            （8分）

39．通过试验测得某一系统在单位阶跃函数r(t)作用下的闭环输出响应为

   y(t)=1+0.2e-60t-1.2e-10t，试求该系统的闭环传递函数Y(s)/R(s)，阻尼比ξ和自然振荡频率ωn。（10分）

40．某反馈控制系统如题40图所示：

（1）绘制奈奎斯特图；

（2）确定使系统稳定的K值取值范围。（10分）

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