【工程类职业资格】暖通空调及动力专业-自动控制(一)及答案解析.doc

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1、暖通空调及动力专业-自动控制(一)及答案解析(总分：37.00，做题时间：90 分钟)一、B单项选择题/B(总题数：8，分数：37.00)系统结构如图 4-90 所示。考虑局部反馈系统的静态位置误差系数U 8 /U、静态速度误差系数U 8 /U和静态加速度误差系数( )。（分数：6.00）(1). A.KP= B.KV= C.KV=0.5 D.Ka=0（分数：1.00）A.B.C.D.(2). A.KP= B.KV= C.KV=0.5 D.Ka=0（分数：1.00）A.B.C.D.(3). A.KP= B.KV= C.KV=0.5 D.Ka=0（分数：1.00）A.B.C.D.(4).采用串联

2、超前校正时，通常可使校正后系统的截止频率 U /U。 A.减小 B.不变 C.增大 D.可能增大，也可能减小（分数：1.00）A.B.C.D.(5).某二阶系统阻尼比为 2，则系统阶跃响应U /U。 A.单调增加 B.单调衰减 C.振荡衰减 D.等幅振荡（分数：1.00）A.B.C.D.(6).试判断下列中，U /U为开环控制系统。 A.家用空调 B.家用冰箱 C.抽水马桶 D.交通指示红绿灯（分数：1.00）A.B.C.D.四阶系统的特征方程为 a0s4+a1s3+a2s2+a3s+a4=0，系统稳定的充要条件是各项系数的符号必须U 14 /U且U 14 /U。（分数：8.00）(1). （

3、分数：1.00）A.B.C.D.(2). （分数：1.00）A.B.C.D.(3).下列不属于对自动控制系统基本要求的是U /U。 A.稳定性 B.快速性 C.连续性 D.准确性（分数：1.00）A.B.C.D.(4).二阶欠阻尼系统质量指标与系统参数间的关系U /U。 A.衰减系数减小，最大偏差增大、衰减比减小，调节时间增大 B.衰减系数减小，衰减比减小、最大偏差减小 C.衰减系数减小，调节时间增大 D.衰减系数减小，静差增大（分数：1.00）A.B.C.D.(5).改善系统中不稳定环节对系统性能的影响，应采取哪种校正方式?U /U。 A.串联超前 B.串联滞后 C.局部反馈 D.前馈(顺馈

4、)（分数：1.00）A.B.C.D.(6).为了提高系统稳定性，应选择校正方式U /U。 A.串联超前 B.串联滞后 C.局部反馈 D.前馈（分数：1.00）A.B.C.D.(7).系统的开环传递函数为： （分数：1.00）A.B.C.D.(8).闭环控制系统不论造成偏差的扰动来自外部还是内部，控制作用总是使偏差趋于U /U。闭环控制系统具有自动修正被控量偏离给定值的能力，抗干扰能力强，控制精度高。缺点：结构复杂，系统可能产生振荡。 A.减小 B.增大 C.不变（分数：1.00）A.B.C.D.滞后环节的微分方程为U 22 /U，传递函数为U 22 /U。（分数：5.00）(1). （分数：1

5、.00）A.B.C.D.(2). （分数：1.00）A.B.C.D.(3).系统的稳定性取决于U /U。 A.系统的干扰 B.系统的干扰点位置 C.系统闭环极点的分布 D.系统的输入（分数：1.00）A.B.C.D.(4).一单位反馈系统的开环传递函数为 ，以 K0为参变量的根轨迹图为U /U。（分数：1.00）A.B.C.D.(5).图 4-82 反馈连接的传递环数为U /U。 （分数：1.00）A.B.C.D.已知系统结构图如图 4-89 所示，（分数：4.00）(1).引起闭环系统临界稳定的 K 值U /U； A.2K3 B.K2 C.K=2 D.K3（分数：1.00）A.B.C.D.(

6、2).r(t)=t2时，要使系统稳态误差 eSS0.5，试确定满足要求的 K 值范围U /U。 A.2K3 B.K2 C.K=2 D.K3（分数：1.00）A.B.C.D.(3).系统的开环传递函数为： （分数：1.00）A.B.C.D.(4).G(s)=10/(s2+3.6s+9)其阻尼比为U /U。 A.1 B.1.8 C.0.6 D.3.6（分数：1.00）A.B.C.D.衰减比 n 是反映被调参数振荡衰减程度的指标，等于前后两个波峰之比。用 n可以判断振荡是否衰减和衰减程度。U 31 /U时，系统稳定；n=1 时，U 31 /U；n1 时，U 31 /U。（分数：3.00）(1). A

7、.n1 B.等幅振荡 C.增幅振荡 D.系统稳定（分数：1.00）A.B.C.D.(2). A.n1 B.等幅振荡 C.增幅振荡 D.系统稳定（分数：1.00）A.B.C.D.(3). A.n1 B.等幅振荡 C.增幅振荡 D.系统稳定（分数：1.00）A.B.C.D.被控对象的放大系数越大，被控变量的变化就越U 34 /U，但稳定性U 34 /U。（分数：6.00）(1). A.灵敏 B.好 C.差 D.适中（分数：1.00）A.B.C.D.(2). A.灵敏 B.好 C.差 D.适中（分数：1.00）A.B.C.D.(3).单位负反馈系统的开环传递函数为 （分数：1.00）A.B.C.D.

8、(4).滞后校正装置可抑制噪声并改善稳态性能。采用串联滞后校正时，通常可使校正后系统的截止频率 cU /U。 A.减小 B.不变 C.增大 D.可能增大，也可能减小（分数：1.00）A.B.C.D.(5).采用速度(测速)反馈控制时，系统参数与性能改变正确的是U /U。 A.自然频率 n增大 B.稳态误差不变 C.系统阻尼比增大 D.超调量增大（分数：1.00）A.B.C.D.(6).一阶系统的传递函数为 （分数：1.00）A.B.C.D.三阶系统的特征方程为 a0s3+a1s2+a2s+a3=0，系统稳定的充要条件是各项系数的符号必须( )且( )。（分数：3.00）(1). A.小于零 B

9、.a0a3a 1a2 C.大于零 D.a0a3a 1a2（分数：1.00）A.B.C.D.(2). A.小于零 B.a0a3a 1a2 C.大于零 D.a0a3a 1a2（分数：1.00）A.B.C.D.(3).系统结构图如图 4-86 所示，确定使系统稳定的 K 值范围为U /U。（分数：1.00）A.B.C.D.自动控制是指在没有人直接参与的条件下，利用U 43 /U使U 43 /U的某些物理量(或工作状态)能自动地按照预定的规律变化(或运行)。（分数：2.00）(1). A.控制器 B.控制量 C.被(受)控对象 D.被控量（分数：1.00）A.B.C.D.(2). A.控制器 B.控制

10、量 C.被(受)控对象 D.被控量（分数：1.00）A.B.C.D.暖通空调及动力专业-自动控制(一)答案解析(总分：37.00，做题时间：90 分钟)一、B单项选择题/B(总题数：8，分数：37.00)系统结构如图 4-90 所示。考虑局部反馈系统的静态位置误差系数U 8 /U、静态速度误差系数U 8 /U和静态加速度误差系数( )。（分数：6.00）(1). A.KP= B.KV= C.KV=0.5 D.Ka=0（分数：1.00）A. B.C.D.解析：(2). A.KP= B.KV= C.KV=0.5 D.Ka=0（分数：1.00）A.B.C. D.解析：(3). A.KP= B.KV=

11、 C.KV=0.5 D.Ka=0（分数：1.00）A.B.C.D. 解析：解析 解 局部反馈加入前，系统开环传递函数为：* * 局部反馈加入后，系统开环传递函数为：* 则：*(4).采用串联超前校正时，通常可使校正后系统的截止频率 U /U。 A.减小 B.不变 C.增大 D.可能增大，也可能减小（分数：1.00）A.B.C. D.解析：解析 校正后可以使系统的截止频率 c变宽、相角裕度 增大，从而有效改善系统的动态性能快速性和平稳性。(5).某二阶系统阻尼比为 2，则系统阶跃响应U /U。 A.单调增加 B.单调衰减 C.振荡衰减 D.等幅振荡（分数：1.00）A.B. C.D.解析：解析

12、参见二阶过阻尼系统的单位阶跃响应表达式和曲线。(6).试判断下列中，U /U为开环控制系统。 A.家用空调 B.家用冰箱 C.抽水马桶 D.交通指示红绿灯（分数：1.00）A.B.C.D. 解析：解析 开环控制系统的定义，开环控制没有引入反馈的概念。四阶系统的特征方程为 a0s4+a1s3+a2s2+a3s+a4=0，系统稳定的充要条件是各项系数的符号必须U 14 /U且U 14 /U。（分数：8.00）(1). （分数：1.00）A.B.C. D.解析：(2). （分数：1.00）A.B. C.D.解析：解析 根据劳斯判据。(3).下列不属于对自动控制系统基本要求的是U /U。 A.稳定性

13、B.快速性 C.连续性 D.准确性（分数：1.00）A.B.C. D.解析：解析 自动控制系统的基本要求为稳定性(系统的固有特性)、快速性用调节(整)时间来衡量，时间越短，快速性越好和准确性(用稳态误差来衡量，越小精度越高、准确性越好)。(4).二阶欠阻尼系统质量指标与系统参数间的关系U /U。 A.衰减系数减小，最大偏差增大、衰减比减小，调节时间增大 B.衰减系数减小，衰减比减小、最大偏差减小 C.衰减系数减小，调节时间增大 D.衰减系数减小，静差增大（分数：1.00）A. B.C.D.解析：解析 衰减系数即阻尼比 ，当 减小时，超调量即最大偏差增大，衰减比*减小，调节时间ts3/ n增大。

14、(5).改善系统中不稳定环节对系统性能的影响，应采取哪种校正方式?U /U。 A.串联超前 B.串联滞后 C.局部反馈 D.前馈(顺馈)（分数：1.00）A.B.C. D.解析：解析 串联校正对参数变化敏感，校正环节是和原系统直接连接的。反馈校正利用反馈校正环节包围系统中不稳定环节，形成局部反馈回路，在局部反馈回路的开环幅值远大于 1 的条件下，局部反馈回路的特性主要取决于反馈校正装置，可以忽略被包围的部分。前馈校正主要用于可量测但不可控的干扰，幅值大而频繁，对被控变量影响剧烈。(6).为了提高系统稳定性，应选择校正方式U /U。 A.串联超前 B.串联滞后 C.局部反馈 D.前馈（分数：1.

15、00）A.B. C.D.解析：解析 系统稳定性满足的情况下，要求系统的响应快、超调小，可采用串联超前校正。高精度、稳定性要求高的系统常采用串联滞后校正。(7).系统的开环传递函数为： （分数：1.00）A.B. C.D.解析：解析 *(8).闭环控制系统不论造成偏差的扰动来自外部还是内部，控制作用总是使偏差趋于U /U。闭环控制系统具有自动修正被控量偏离给定值的能力，抗干扰能力强，控制精度高。缺点：结构复杂，系统可能产生振荡。 A.减小 B.增大 C.不变（分数：1.00）A. B.C.D.解析：解析 闭环控制系统的特点。滞后环节的微分方程为U 22 /U，传递函数为U 22 /U。（分数：5

16、.00）(1). （分数：1.00）A. B.C.D.解析：(2). （分数：1.00）A.B.C.D. 解析：解析 滞后环节的数学模型。(3).系统的稳定性取决于U /U。 A.系统的干扰 B.系统的干扰点位置 C.系统闭环极点的分布 D.系统的输入（分数：1.00）A.B.C. D.解析：解析 稳定性与特征方程根的关系。 当系统的特征根全部具有负实部时，系统具有稳定性；当特征根中有一个或一个以上正实部根时，系统不稳定；若特征根中具有一个或一个以上零实部根、而其他的特征根均具有负实部时，系统处于稳定和不稳定的临界状态，为临界稳定。(4).一单位反馈系统的开环传递函数为 ，以 K0为参变量的根

17、轨迹图为U /U。（分数：1.00）A. B.C.D.解析：解析 (1) 无开环零点，m=0；开环极点：p 1=-2，p 2=-2，n=2。所以有 2 条趋于无穷远处的根轨迹。(2) 计算渐近线：渐近线与实轴交点坐标：*；渐近线与实轴正方向的夹角：*(5).图 4-82 反馈连接的传递环数为U /U。 （分数：1.00）A. B.C.D.解析：解析 反馈环节的等效变换。 负反馈连接：*已知系统结构图如图 4-89 所示，（分数：4.00）(1).引起闭环系统临界稳定的 K 值U /U； A.2K3 B.K2 C.K=2 D.K3（分数：1.00）A.B.C. D.解析：解析 由图 4-89 得

18、*D(s)=s3+3s2+2s+2K系统稳定时有 D(j)=0令 *(2).r(t)=t2时，要使系统稳态误差 eSS0.5，试确定满足要求的 K 值范围U /U。 A.2K3 B.K2 C.K=2 D.K3（分数：1.00）A. B.C.D.解析：当 r(t)=t2时，*令*，有 K2，综合系统稳定性要求，得：2K3。(3).系统的开环传递函数为： （分数：1.00）A.B.C. D.解析：解析 系统类型的定义。(4).G(s)=10/(s2+3.6s+9)其阻尼比为U /U。 A.1 B.1.8 C.0.6 D.3.6（分数：1.00）A.B.C. D.解析：解析 与二阶系统标准式*相对比

19、，得： n=3，2 n=3.6，则阻尼比 =0.6。衰减比 n 是反映被调参数振荡衰减程度的指标，等于前后两个波峰之比。用 n可以判断振荡是否衰减和衰减程度。U 31 /U时，系统稳定；n=1 时，U 31 /U；n1 时，U 31 /U。（分数：3.00）(1). A.n1 B.等幅振荡 C.增幅振荡 D.系统稳定（分数：1.00）A. B.C.D.解析：(2). A.n1 B.等幅振荡 C.增幅振荡 D.系统稳定（分数：1.00）A.B. C.D.解析：(3). A.n1 B.等幅振荡 C.增幅振荡 D.系统稳定（分数：1.00）A.B.C. D.解析：解析 衰减比是反映被调参数振荡衰减程

20、度的指标，用衰减比 n 可以判断振荡是否衰减和衰减程度。n1 时，系统稳定；n=1 时，等幅振荡；n1 时，增幅振荡。被控对象的放大系数越大，被控变量的变化就越U 34 /U，但稳定性U 34 /U。（分数：6.00）(1). A.灵敏 B.好 C.差 D.适中（分数：1.00）A. B.C.D.解析：(2). A.灵敏 B.好 C.差 D.适中（分数：1.00）A.B.C. D.解析：解析 被控对象的放大系数 K 越大，被变量对这个量的变化就越灵敏，但稳定性差；放大系数小，控制不够灵敏，但稳定性好。(3).单位负反馈系统的开环传递函数为 （分数：1.00）A.B.C.D. 解析：解析 单位负

21、反馈系统的开环传递函数为*，则其闭环传递函数为*。与二阶系统标准式*相比可得，无阻尼自然振荡频率(固有频率) n=4，阻尼比(衰减系数)*，为过阻尼。(4).滞后校正装置可抑制噪声并改善稳态性能。采用串联滞后校正时，通常可使校正后系统的截止频率 cU /U。 A.减小 B.不变 C.增大 D.可能增大，也可能减小（分数：1.00）A. B.C.D.解析：解析 滞后校正以牺牲系统的快速性换取平稳性。使系统的截止频率 e变窄。(5).采用速度(测速)反馈控制时，系统参数与性能改变正确的是U /U。 A.自然频率 n增大 B.稳态误差不变 C.系统阻尼比增大 D.超调量增大（分数：1.00）A.B.

22、C. D.解析：解析 速度反馈会降低系统的开环增益，从而会加大系统在斜坡输入时的稳态误差。速度反馈不影响系统的自然频率 n不变；可增大系统的阻尼比，从而降低系统的超调量。(6).一阶系统的传递函数为 （分数：1.00）A.B.C. D.解析：解析 *单位阶跃输入时，*输出* *瞬态分量衰减的快慢取决于*T 越小，衰减越快，快速性越好。三阶系统的特征方程为 a0s3+a1s2+a2s+a3=0，系统稳定的充要条件是各项系数的符号必须( )且( )。（分数：3.00）(1). A.小于零 B.a0a3a 1a2 C.大于零 D.a0a3a 1a2（分数：1.00）A.B.C. D.解析：(2).

23、A.小于零 B.a0a3a 1a2 C.大于零 D.a0a3a 1a2（分数：1.00）A.B.C.D. 解析：解析 稳定的充要条件：各项系数均大于零，且满足 a0a3A1a2。(3).系统结构图如图 4-86 所示，确定使系统稳定的 K 值范围为U /U。（分数：1.00）A. B.C.D.解析：解析 由结构图可知，系统开环传递函数为：*系统的闭环特征方程为：D(s)=S 5+S4+4S3+4S2+2Ks+K=0劳斯表：*所以使系统稳定的 K 值范围是：0.536K0.933。自动控制是指在没有人直接参与的条件下，利用U 43 /U使U 43 /U的某些物理量(或工作状态)能自动地按照预定的规律变化(或运行)。（分数：2.00）(1). A.控制器 B.控制量 C.被(受)控对象 D.被控量（分数：1.00）A. B.C.D.解析：(2). A.控制器 B.控制量 C.被(受)控对象 D.被控量（分数：1.00）A.B.C. D.解析：解析 自动控制的定义。自动控制：在没有人的直接参与的条件下，利用控制器使被控对象(如机器、设备或生产过程)的某些物理量(或工作状态)能自动地按照预定的规律变化(或运行)。