1、注册公用设备工程师动力基础考试下午（自动控制）历年真题试卷汇编 3 及答案解析(总分：58.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：29，分数：58.00)1.(2012 年)关于自动控制系统的稳定判据的作用，不正确的表示是( )。（分数：2.00）A.可以用来判断系统的稳定性B.可以用来分析系统参数变化对稳定性的影响C.检验稳定裕度D.不能判断系统的相对稳定性2.(2013 年)三阶稳定系统的特征方程为 3s 3 +2s 2 +s+a 3 =0，则 a 3 取值范嗣为( )。（分数：2.00）A.大于 0B.大于 0，小于 23C.大于 23D.不受限制3.(2014 年)下列方
2、程是系统的特征方程，系统不稳定的是( )。（分数：2.00）A.3s 2 +4s+5=0B.3s 3 +2s 2 +s+05=0C.9s 3 +6s 2 +1=0D.2s 2 +s|a 3 |=0(a 3 0)4.(2005 年)由环节 G(s)= （分数：2.00）A.K200B.1KC.KD.05.(2006 年)由环节 G(s)= （分数：2.00）A.1B.14C.0D.26.(2007 年)某闭环系统的开环传递函数为 G(s)= （分数：2.00）A.1B.5C.0D.7.(2008 年)设单位反馈(即负反馈传递函数为 1 的闭环系统)的开环传递函数为 G(s)= （分数：2.00）
3、A.10B.01C.02D.28.(2010 年)关于单位反馈控制系统中的稳态误差，下列表示不正确的是( )。（分数：2.00）A.稳态误差是系统调节过程中其输出信号与输入信号之间的误差B.稳态误差在实际中可以测量，具有一定的物理意义C.稳态误差由系统开环传递函数和输入信号决定D.系统的结构和参数不同，输入信号的形式和大小差异，都会引起稳态误差的变化9.(2011 年)对于单位阶跃输入，下列说法不正确的是( )。（分数：2.00）A.只有 0 型系统具有稳态误差，其大小与系统的开环增益成反比B.只有 0 型系统具有稳态误差，其大小与系统的开环增益成正比C.型系统位置误差系数为无穷大时，稳态误差
4、为 0D.型及以上系统与 I 型系统一样10.(2012 年)设系统的开环传递函数为 G(s)，反馈环节传递函数为 H(s)，则该系统的静态位置误差系数、静态速度误差系数、静态加速度误差系数正确的表达方式是( )。 （分数：2.00）A.B.C.D.11.(2014 年)单位反馈系统的开环传递函数为 G(s)= （分数：2.00）A.K a =0B.K a =C.K a =5D.K a =2012.(2005 年)对于非线性控制系统的描述函数分析，试判断下列表述中哪项是错的?( )（分数：2.00）A.是等效线性化的一种B.只提供稳定性能的信息C.不适宜于含有高阶次线性环节的系统D.适宜于非线
5、性元件的输出中高次谐波已被充分衰减，主要为一次谐波分量系统13.(2006 年)由元件的饱和引起的控制系统的非线性静态特性为( )。 （分数：2.00）A.B.C.D.14.(2006 年)增加控制系统的带宽和增加增益、减小稳态误差宜采用( )。（分数：2.00）A.相位超前的串联校正B.相位滞后的串联校正C.局部速度反馈校正D.滞后一超前校正15.(2007 年)在如下指标中，哪个不能用来评价控制系统的时域性能?( )（分数：2.00）A.最大超调量B.带宽C.稳态位置误差D.调整时间16.(2007 年)某控制系统的稳态精度已充分满足要求，欲增大频率响应的带宽，应采用( )。（分数：2.0
6、0）A.相位超前的串联校正B.相位滞后的串联校正C.局部速度反馈校正D.前馈校正17.(2008 年)某控制系统的稳态精度已充分满足要求，欲减小超调量、提高瞬态响应速度应采用( )。（分数：2.00）A.相位超前的串联校正B.相位滞后的串联校正C.局部速度反馈校正D.前馈校正18.(2008 年)对于一个位置控制系统，下列对非线性现象的描述哪项是错的?( )（分数：2.00）A.死区B.和力成比例关系的固体间摩擦(库仑摩擦)C.和运动速度成比例的黏性摩擦D.和运动速度平方成比例的空气阻力19.(2009 年)如需减小控制系统的稳态误差，应采用( )。（分数：2.00）A.相位超前的串联校正B.
7、相位滞后的串联校正C.滞后一超前控制D.局部反馈校正20.(2009 年)由元件的死区引起的控制系统的非线性静态特性为( )。 （分数：2.00）A.B.C.D.21.(2011 年)关于超前校正装置，下列描述不正确的是( )。（分数：2.00）A.超前校正装置利用校正装置的相位超前特性来增加系统的相角稳定裕度B.超前校正装置利用校正装置频率特性曲线的正斜率段来增加系统的穿越频率C.超前校正装置利用相角超前、幅值增加的特性，使系统的截止频率变窄、相角裕度减小，从而有效改善系统的动态性能D.在满足系统稳定性条件的情况下，采用串联超前校正可使系统响应快、超调小22.(2012 年)下列说法中，不正
8、确的是( )。（分数：2.00）A.滞后校正装置的作用是低通滤波，能抑制高频噪声，改善稳态性能B.PD 控制器是一种滞后校正装置，PI 控制器是一种超前校正装置C.PID 控制器是一种滞后一超前校正装置D.采用串联滞后校正，可实现系统的高精度、高稳定性23.(2013 年)能够增加自动系统的带宽，提高系统的快速性的校正是( )。（分数：2.00）A.前馈校正B.预校正C.串联超前校正D.串联滞后校正24.(2014 年)对于室温对象一空调房间，减少空调使用寿命的因素之一是( )。（分数：2.00）A.对象的滞后时间增大B.对象的时间常数增大C.对象的传递系数增大D.对象的调节周期增大25.(2
9、005 年)如图 471 闭环系统的根轨迹应为( )。 （分数：2.00）A.整个负实轴B.整个虚轴C.在虚轴左面平行于虚轴的直线D.实轴的某一段26.(2006 年)如图 472 所示闭环系统(其中 K025)的根轨迹应为( )。 （分数：2.00）A.整个负实轴B.整个虚轴C.在虚轴左面平行于虚轴的直线D.在虚轴左面的一个圆27.(2008 年)如图 473 所示闭环系统的根轨迹应为( )。 （分数：2.00）A.整个负实轴B.实轴的二段C.在虚轴左面平行于虚轴的直线D.虚轴的二段共轭虚根线28.(2009 年)如图 474 所示为某闭环系统的动态结构图，其中 K0，它的根轨迹为( )。
10、分数：2.00）A.整个负实轴B.整个虚轴C.虚轴左面平行于虚轴的直线D.虚轴左面的一个圆29.(2007 年)传递函数为 1s 的 z 变换表达式为( )。（分数：2.00）A.1B.zC.z -nD.注册公用设备工程师动力基础考试下午（自动控制）历年真题试卷汇编 3 答案解析(总分：58.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：29，分数：58.00)1.(2012 年)关于自动控制系统的稳定判据的作用，不正确的表示是( )。（分数：2.00）A.可以用来判断系统的稳定性B.可以用来分析系统参数变化对稳定性的影响C.检验稳定裕度D.不能判断系统的相对稳定性 解析：解析：稳定判
11、据的应用：判别系统的稳定性；分析系统参数变化对稳定性的影响；检验稳定裕度。2.(2013 年)三阶稳定系统的特征方程为 3s 3 +2s 2 +s+a 3 =0，则 a 3 取值范嗣为( )。（分数：2.00）A.大于 0B.大于 0，小于 23 C.大于 23D.不受限制解析：解析：三阶系统的特征方程为 a 0 s 3 +a 1 s 2 +a 2 s+a 3 =0，稳定条件是 a 0 、a 1 、a 2 、a 3 均大于零且 a 1 a 2 a 0 a 3 。可得：a 1 a 2 =21a 0 a 3 =3a 3 则 0a 3 23。3.(2014 年)下列方程是系统的特征方程，系统不稳定的
12、是( )。（分数：2.00）A.3s 2 +4s+5=0B.3s 3 +2s 2 +s+05=0C.9s 3 +6s 2 +1=0 D.2s 2 +s|a 3 |=0(a 3 0)解析：解析：二阶系统的特征方程为 a 0 s 2 +a 1 s+a 2 =0，稳定条件是各项系数的符号必须相同。则A、D 项均为稳定。三阶系统的特征方程为 a 0 s 3 +a 1 s 2 +a 2 s+a 3 =0，稳定条件是 a 0 、a 1 、a 2 、a 3 均大于零且 a 1 a 2 a 0 a 3 。C 项 a 1 a 2 =12a 0 a 3 =305，为稳定。B 项 a 1 =0，因此不稳定。4.(2
13、005 年)由环节 G(s)= （分数：2.00）A.K200 B.1KC.KD.0解析：解析：根据稳态速度误差系数的定义可得5.(2006 年)由环节 G(s)= （分数：2.00）A.1 B.14C.0D.2解析：解析：根据单位斜坡输入的稳态速度误差 e ss 的定义可知 e ss =1K v ，该题中 K v = 6.(2007 年)某闭环系统的开环传递函数为 G(s)= （分数：2.00）A.1 B.5C.0D.解析：解析：根据加速度误差系数的定义可知7.(2008 年)设单位反馈(即负反馈传递函数为 1 的闭环系统)的开环传递函数为 G(s)= （分数：2.00）A.10B.01C.
14、02 D.2解析：解析：根据斜坡输入信号作用时，稳态误差的定义可知 e ss =2K v ，本题中 K v = 8.(2010 年)关于单位反馈控制系统中的稳态误差，下列表示不正确的是( )。（分数：2.00）A.稳态误差是系统调节过程中其输出信号与输入信号之间的误差 B.稳态误差在实际中可以测量，具有一定的物理意义C.稳态误差由系统开环传递函数和输入信号决定D.系统的结构和参数不同，输入信号的形式和大小差异，都会引起稳态误差的变化解析：解析：给定信号(输入信号)为 u(t)，主反馈信号(输出信号的测量值)为 b(t)，定义其差值 e(t)为误差信号，即 e(t)=u(t)-b(t)。稳态误差
15、 e ss ，即 e ss = 9.(2011 年)对于单位阶跃输入，下列说法不正确的是( )。（分数：2.00）A.只有 0 型系统具有稳态误差，其大小与系统的开环增益成反比B.只有 0 型系统具有稳态误差，其大小与系统的开环增益成正比 C.型系统位置误差系数为无穷大时，稳态误差为 0D.型及以上系统与 I 型系统一样解析：解析：单位阶跃函数输入时的稳态误差为 e ss = 位置误差系统系数 K p = 10.(2012 年)设系统的开环传递函数为 G(s)，反馈环节传递函数为 H(s)，则该系统的静态位置误差系数、静态速度误差系数、静态加速度误差系数正确的表达方式是( )。 （分数：2.0
16、0）A. B.C.D.解析：解析：静态位置误差系数 K p ：K p = G(s)H(s)；静态速度误差系数 K v ：K v = G(s)H(s)；静态加速度误差系数 K a ：K a = 11.(2014 年)单位反馈系统的开环传递函数为 G(s)= （分数：2.00）A.K a =0B.K a =C.K a =5 D.K a =20解析：解析：稳态加速度误差系数12.(2005 年)对于非线性控制系统的描述函数分析，试判断下列表述中哪项是错的?( )（分数：2.00）A.是等效线性化的一种B.只提供稳定性能的信息C.不适宜于含有高阶次线性环节的系统 D.适宜于非线性元件的输出中高次谐波已
17、被充分衰减，主要为一次谐波分量系统解析：解析：描述函数法是一种不受阶次限制的非线性系统分析法。13.(2006 年)由元件的饱和引起的控制系统的非线性静态特性为( )。 （分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析：图 A 为饱和特性，图 B 为死区特性，图 C 为理想继电特性，图 D 为死区继电特性。14.(2006 年)增加控制系统的带宽和增加增益、减小稳态误差宜采用( )。（分数：2.00）A.相位超前的串联校正B.相位滞后的串联校正C.局部速度反馈校正D.滞后一超前校正 解析：解析：超前校正拓宽了截止频率，增加了系统的带宽，从而提供了系统的快速性。滞后校正提高系统的相角裕度，改善系统
18、的平稳性。高精度、稳定性要求高的系统常采用串联滞后校正。为了增加控制系统的带宽和增加增益、减小稳态误差则采用滞后一超前校正。15.(2007 年)在如下指标中，哪个不能用来评价控制系统的时域性能?( )（分数：2.00）A.最大超调量B.带宽 C.稳态位置误差D.调整时间解析：解析：时域指标包括稳态指标和动态指标。稳态指标一般用稳态位置误差系数 K。、稳态速度误差系数 K v 和稳态加速度误差系数 K a 表示；动态指标通常为上升时间、峰值时间、调节(调整)时间、超调量(最大超调量)等。频域指标包括开环频域指标和闭环频域指标。开环频域指标指相位裕量，幅值裕量和剪切(截止)频率 w c 等。闭环
19、频域指标指谐振峰值 M r ，谐振频率 w r 和频带宽度(带宽)w b 等。16.(2007 年)某控制系统的稳态精度已充分满足要求，欲增大频率响应的带宽，应采用( )。（分数：2.00）A.相位超前的串联校正 B.相位滞后的串联校正C.局部速度反馈校正D.前馈校正解析：解析：超前校正拓宽了截止频率，增加了系统的带宽，从而提高了系统的快速性。17.(2008 年)某控制系统的稳态精度已充分满足要求，欲减小超调量、提高瞬态响应速度应采用( )。（分数：2.00）A.相位超前的串联校正 B.相位滞后的串联校正C.局部速度反馈校正D.前馈校正解析：解析：超前校正利用了超前网络校正装置相角超前、幅值
20、增加的特性，校正后可以使系统的截止频率 w 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。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。18.(2008 年)对于一个位置控制系统，下列对非线性现象的描述哪项是错的?( )（分数：2.00）A.死区B.和力成比例关系的固体间摩擦(库仑摩擦)C.和运动速度成比例的黏性摩擦D.和运动速度平方成比例的空气阻力 解析：解析：非线性现象有死区、饱和、继电、摩擦和间隙(回环)等。摩擦非线性：黏性摩擦力与滑动表面的相对速度成线性正比关系。19.(2009 年)如需减小控制系统的稳态误差，应采用( )。（分数：2.0
21、0）A.相位超前的串联校正B.相位滞后的串联校正 C.滞后一超前控制D.局部反馈校正解析：解析：滞后校正装置的作用为低通滤波、能抑制噪声、改善稳态性能。20.(2009 年)由元件的死区引起的控制系统的非线性静态特性为( )。 （分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析：图 A 是摩擦特性，图 B 是死区特性，图 C 是理想继电特性，图 D 是带死区的继电特性。21.(2011 年)关于超前校正装置，下列描述不正确的是( )。（分数：2.00）A.超前校正装置利用校正装置的相位超前特性来增加系统的相角稳定裕度B.超前校正装置利用校正装置频率特性曲线的正斜率段来增加系统的穿越频率C.超前校正
22、装置利用相角超前、幅值增加的特性，使系统的截止频率变窄、相角裕度减小，从而有效改善系统的动态性能 D.在满足系统稳定性条件的情况下，采用串联超前校正可使系统响应快、超调小解析：解析：超前校正是利用校正装置的相位超前特性来增加系统的相角稳定裕量，利用校正装置频特性曲线的正斜率段来增加系统的穿越频率，从而改善系统的平稳性和快速性。超前校正利用了超前网络校正装置相角超前、幅值增加的特性，校正后可以使系统的截止频率 w 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。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。22.(2012 年)下列说法中，不正确的是
23、 )。（分数：2.00）A.滞后校正装置的作用是低通滤波，能抑制高频噪声，改善稳态性能B.PD 控制器是一种滞后校正装置，PI 控制器是一种超前校正装置 C.PID 控制器是一种滞后一超前校正装置D.采用串联滞后校正，可实现系统的高精度、高稳定性解析：解析：PD 控制器的传递函数为：G c (s)=K P (1+T D s)，是一种超前校正装置。 PI 控制器的传递函数为 G c (s)=K P ( )，是一种滞后校正装置。滞后校正装置的作用：低通滤波，能抑制噪声，改善稳态性能。采用滞后校正装置进行串联校正时，主要是利用其高频幅值衰减特性，以降低系统的截止频率，提高系统的相角裕度，改善系统的
24、平稳性。高精度、稳定性要求高的系统常采用串联滞后校正，如恒温控制。 PID 控制器的传递函数为 G c (s)=K P (1+ 23.(2013 年)能够增加自动系统的带宽，提高系统的快速性的校正是( )。（分数：2.00）A.前馈校正B.预校正C.串联超前校正 D.串联滞后校正解析：解析：超前校正利用了超前网络校正装置相角超前、幅值增加的特性，校正后可以使系统的截止频率 w 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。24.(2014 年)对于室温对象一空调房间，减少空调使用寿命的因素之一是( )。（分数：2.00）A.对象的滞后时间增大B.对象的时间常数增大C.对象
25、的传递系数增大 D.对象的调节周期增大解析：解析：室温对象一空调房间的特性参数 、T、K 对调节品质有影响。因存在着对象的滞后时间，所以会使室温调节品质恶化。当 愈大时，调节振幅即动态偏差增大。当 增大时，调节周期可加大，减少了振动次数，延长了使用寿命。 对象的时间常数 T 越大时，因室温上升速度小，所以振幅可减小。这对调节有利。且 T 大时可使调节周期加大，对减少磨损也有利。 当对象的传递系数大时，调节过程的动差和静差均增大，调节周期将缩短，振动次数会增加，寿命也会缩短。25.(2005 年)如图 471 闭环系统的根轨迹应为( )。 （分数：2.00）A.整个负实轴B.整个虚轴 C.在虚轴
26、左面平行于虚轴的直线D.实轴的某一段解析：解析：根据图 471 求得闭环系统的传递函数为 根据闭环传递函数的分母等于零求得其闭环极点为 s 1，2 =j 26.(2006 年)如图 472 所示闭环系统(其中 K025)的根轨迹应为( )。 （分数：2.00）A.整个负实轴B.整个虚轴C.在虚轴左面平行于虚轴的直线 D.在虚轴左面的一个圆解析：解析：根据图 472 求得闭环系统的传递函数为 根据闭环传递函数的分母等于零求得其闭环极点为 s 1，2 = 当 K025 时，闭环极点为一对实部为-05、虚部从零变到无穷大的极点，其运动轨迹及根轨迹为：在虚轴左面平行于虚轴的直线。 27.(2008 年
27、)如图 473 所示闭环系统的根轨迹应为( )。 （分数：2.00）A.整个负实轴B.实轴的二段C.在虚轴左面平行于虚轴的直线D.虚轴的二段共轭虚根线 解析：解析：系统的开环传递函数为 开环极点为 s 1，2 =jw，根轨迹起始于开环极点；根据系统的闭环传递函数 得，闭环极点为 s 1，2 =j 28.(2009 年)如图 474 所示为某闭环系统的动态结构图，其中 K0，它的根轨迹为( )。 （分数：2.00）A.整个负实轴 B.整个虚轴C.虚轴左面平行于虚轴的直线D.虚轴左面的一个圆解析：解析：闭环传递函数为29.(2007 年)传递函数为 1s 的 z 变换表达式为( )。（分数：2.00）A.1B.zC.z -nD. 解析：解析：传递函数为 1s 的 z 变换表达式为
