2012年10月真题及答案

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B

A.齐次变换 拉氏变换

C.富里哀变换 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 C  P40

A.反馈 负载效应

C.复阻抗 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 D P49

A.元件个数相同 环节数相同

C.输入与输出的变量相同 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B

A.单位阶跃函数 阶跃函数

C.比例系数 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D  P76

A.±1％或±3％ ±1％或±4％

C.±3％或±4％ ±2％或±5％

6.若要改善系统的动态性能，可以增加 A  P63

A.微分环节 积分环节

C.振荡环节 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 C  P97

A.N≥0 ≥1

C.N≥2 ≥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=  C

A.0.1rad/s  rad/s

C.1 rad/s  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)=  D  P117 4-26 、4-27式

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

C. -180°- tg -110ω+ tg -1ω -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 C

A.0.01 rad/s  rad/s

C.1 rad/s  rad/s

11.0型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为 D  P133

A.-60 dB/dec -40 dB/dec

C.-20 dB/dec  dB/dec

12.系统的根轨迹关于C 

A.虚轴对称 原点对称

C.实轴对称 渐近线对称

13.计算根轨迹入射角的公式为C P199 6-23式

A 

C. 

14.PD控制器具有的相位特征是 (比例微分控制器) A  P221

A.超前 滞后 

C.滞后-超前 超前一滞后

15.设系统，，则 D   P285 、P288

A.状态可控可观测 状态可控但不可观测

C.状态不可控且不可观测 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____偏差__信号，表达式为e=r-y。P3

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___动态___性能。P25

18.二阶系统的阻尼比ξ在____(-1，0)__范围时，响应曲线为振荡发散的。P81

19.在单位阶跃输入信号作用下，I型系统的稳态误差ess=___0___。P97

20.当ω从0变化到∞时，惯性环节频率特性的极坐标图为第___四___象限的半圆。P114

21.如果系统的开环传递函数在___右半___s平面上没有极点和零点，则称为最小相位传递函数。P130

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__1____。P150

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__[-9,0]____。

24.闭环频域指标有带宽频率ωb、谐振频率ωr和____谐振峰值Mr__等。P141

25.对单输入单输出系统的状态空间描述可转换为__传递函数____描述。P253

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

 在前馈控制系统的基础上，增加了对扰动进行前馈补偿作用的控制系统。P9

27.稳态加速度误差系数Ka  

   P96 3-71  式中，H(s)G(s)---系统的开环传递函数

28.控制系统的BIBO稳定性

  当系统受到外部的有界输入时，输出也是有界的，称为有界输入有界输出稳定性，即BIBO稳定性    P148

29.根轨迹的幅值条件

 根轨迹上的点具备的幅值条件是    P194 6-14式

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。

 P10 

    机械加工中的数控机床、加热炉自动温度控制系统

31.传递函数的概念适用于什么样的控制系统?

   P25 只适用于单输入单输出的线性定常系统。

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。

 m=0. n=3 n-m=3; 高频段渐近线斜率：-（n-m）20dB/dec

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?

  P278 一部分为初始状态x（0）的转移项，另一部分是与输入信号u(t)有关的项，是u(t)控制运动轨迹。

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。