现控期中试题及答案揭秘

现控期中试题及答案揭秘

一、单选题

1.现控系统中，用于表示系统状态变量的是（）（1分）A.控制变量B.状态变量C.输出变量D.输入变量【答案】B【解析】状态变量用于表示系统的内部状态

2.在现控系统中，反馈控制的主要目的是（）（1分）A.提高系统响应速度B.减小系统误差C.增加系统稳定性D.增大系统增益【答案】B【解析】反馈控制的主要目的是减小系统误差，提高控制精度

3.现控系统中，常用的控制算法不包括（）（1分）A.PID控制B.模糊控制C.神经网络控制D.开环控制【答案】D【解析】开环控制不属于反馈控制算法，其他选项均为常见的控制算法

4.现控系统中，传递函数的主要作用是（）（1分）A.描述系统动态特性B.计算系统输出C.设计控制器D.分析系统稳定性【答案】A【解析】传递函数主要用于描述系统的动态特性

5.现控系统中，零极点分析主要用于（）（1分）A.设计控制器B.分析系统稳定性C.计算系统响应D.优化系统性能【答案】B【解析】零极点分析主要用于分析系统的稳定性

6.现控系统中，状态空间法的优点不包括（）（1分）A.适用于多输入多输出系统B.便于计算机求解C.物理意义明确D.计算复杂度高【答案】D【解析】状态空间法计算复杂度相对较低，其他选项均为其优点

7.现控系统中，线性定常系统的特点不包括（）（1分）A.系统参数不随时间变化B.系统方程为线性方程C.系统响应为时变响应D.系统输入输出关系为线性关系【答案】C【解析】线性定常系统的响应为定常响应，不是时变响应

8.现控系统中，系统辨识的主要目的是（）（1分）A.确定系统参数B.设计控制器C.分析系统稳定性D.优化系统性能【答案】A【解析】系统辨识的主要目的是确定系统参数

9.现控系统中，自适应控制的主要特点是（）（1分）A.系统参数固定不变B.系统结构固定不变C.系统能根据环境变化调整参数D.系统响应为定常响应【答案】C【解析】自适应控制系统能根据环境变化调整参数

10.现控系统中，最优控制的主要目标是不包括（）（1分）A.最小化控制成本B.最大化系统效率C.最小化系统误差D.最大化系统增益【答案】D【解析】最优控制的主要目标是最小化控制成本和系统误差，最大化系统效率

二、多选题（每题4分，共20分）

1.现控系统中，常用的控制算法包括哪些？（）A.PID控制B.模糊控制C.神经网络控制D.线性二次调节器E.开环控制【答案】A、B、C、D【解析】PID控制、模糊控制、神经网络控制和线性二次调节器都是常用的控制算法，开环控制不属于反馈控制算法

2.现控系统中，状态空间法的应用领域包括哪些？（）A.多输入多输出系统B.线性定常系统C.非线性系统D.时变系统E.离散时间系统【答案】A、B、C、D、E【解析】状态空间法适用于多输入多输出系统、线性定常系统、非线性系统、时变系统和离散时间系统

3.现控系统中，系统辨识的方法包括哪些？（）A.实验辨识B.数据辨识C.模型辨识D.理论辨识E.仿真辨识【答案】A、B、C【解析】系统辨识的方法包括实验辨识、数据辨识和模型辨识

4.现控系统中，自适应控制的应用场景包括哪些？（）A.环境变化B.系统参数变化C.系统结构变化D.系统非线性E.系统不确定性【答案】A、B、C、D、E【解析】自适应控制适用于环境变化、系统参数变化、系统结构变化、系统非线性和系统不确定性等场景

5.现控系统中，最优控制的应用领域包括哪些？（）A.航空航天B.机器人控制C.过程控制D.汽车控制E.经济管理【答案】A、B、C、D、E【解析】最优控制广泛应用于航空航天、机器人控制、过程控制、汽车控制和经济管理等领域

三、填空题

1.现控系统中，用于描述系统动态特性的数学工具是______和______【答案】传递函数；状态空间方程（4分）

2.现控系统中，反馈控制的主要目的是______和______【答案】减小系统误差；提高系统稳定性（4分）

3.现控系统中，常用的控制算法包括______、______和______【答案】PID控制；模糊控制；神经网络控制（4分）

4.现控系统中，状态空间法的优点包括______、______和______【答案】适用于多输入多输出系统；便于计算机求解；物理意义明确（4分）

5.现控系统中，系统辨识的主要目的是______【答案】确定系统参数（4分）

四、判断题

1.现控系统中，线性定常系统的系统参数不随时间变化（）（2分）【答案】（√）【解析】线性定常系统的系统参数不随时间变化

2.现控系统中，反馈控制的主要目的是增大系统增益（）（2分）【答案】（×）【解析】反馈控制的主要目的是减小系统误差和提高系统稳定性，不是增大系统增益

3.现控系统中，状态空间法适用于单输入单输出系统（）（2分）【答案】（×）【解析】状态空间法适用于多输入多输出系统

4.现控系统中，系统辨识的主要方法是实验辨识（）（2分）【答案】（×）【解析】系统辨识的方法包括实验辨识、数据辨识和模型辨识

5.现控系统中，自适应控制系统能根据环境变化调整参数（）（2分）【答案】（√）【解析】自适应控制系统能根据环境变化调整参数

五、简答题

1.简述现控系统中反馈控制的基本原理【答案】反馈控制的基本原理是通过测量系统的输出，将其与期望值进行比较，计算误差，并根据误差调整控制输入，以减小误差并使系统输出接近期望值【解析】反馈控制通过误差反馈来调整控制输入，从而实现系统控制

2.简述现控系统中状态空间法的优点【答案】状态空间法的优点包括适用于多输入多输出系统、便于计算机求解、物理意义明确等【解析】状态空间法具有多输入多输出系统适应性、计算机求解便利性和物理意义明确等优点

3.简述现控系统中系统辨识的主要方法【答案】系统辨识的主要方法包括实验辨识、数据辨识和模型辨识【解析】系统辨识通过实验、数据和模型来识别系统参数

六、分析题

1.分析现控系统中反馈控制与开环控制的区别【答案】反馈控制通过测量系统输出并与期望值比较来调整控制输入，从而实现系统控制；开环控制则根据预设的控制律直接调整控制输入，不考虑系统输出反馈控制能够根据系统实际情况进行调整，提高控制精度和稳定性；开环控制则不具备这种能力，控制效果依赖于预设的控制律的准确性【解析】反馈控制通过误差反馈实现控制，而开环控制直接根据预设控制律进行控制，两者在控制方式和效果上有显著区别

2.分析现控系统中状态空间法的应用领域【答案】状态空间法广泛应用于多输入多输出系统、线性定常系统、非线性系统、时变系统和离散时间系统等领域例如，航空航天、机器人控制、过程控制、汽车控制和经济管理等领域都广泛使用状态空间法进行分析和控制【解析】状态空间法适用于多种系统类型，广泛应用于多个领域

七、综合应用题

1.某现控系统采用PID控制算法，已知系统传递函数为Gs=1/s^2+2s+1，设计PID控制器使系统响应更快、超调量更小【答案】设计PID控制器需要确定比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd通过试验或理论计算，确定合适的Kp、Ki和Kd值，使系统响应更快、超调量更小具体设计过程包括

（1）选择合适的Kp、Ki和Kd值，使系统响应满足要求

（2）通过仿真或实验验证控制器的性能

（3）根据验证结果调整Kp、Ki和Kd值，直到系统性能达到要求【解析】PID控制器设计需要通过试验或理论计算确定合适的Kp、Ki和Kd值，并通过仿真或实验验证控制器的性能，最终使系统响应更快、超调量更小

八、标准答案

一、单选题

1.B

2.B

3.D

4.A

5.B

6.D

7.C

8.A

9.C

10.D

二、多选题

1.A、B、C、D

2.A、B、C、D、E

3.A、B、C

4.A、B、C、D、E

5.A、B、C、D、E

三、填空题

1.传递函数；状态空间方程

2.减小系统误差；提高系统稳定性

3.PID控制；模糊控制；神经网络控制

4.适用于多输入多输出系统；便于计算机求解；物理意义明确

5.确定系统参数

四、判断题

1.（√）

2.（×）

3.（×）

4.（×）

5.（√）

五、简答题

1.反馈控制通过测量系统输出，将其与期望值比较，计算误差，并根据误差调整控制输入，以减小误差并使系统输出接近期望值

2.状态空间法的优点包括适用于多输入多输出系统、便于计算机求解、物理意义明确等

3.系统辨识的主要方法包括实验辨识、数据辨识和模型辨识

六、分析题

1.反馈控制通过测量系统输出并与期望值比较来调整控制输入，从而实现系统控制；开环控制则根据预设的控制律直接调整控制输入，不考虑系统输出反馈控制能够根据系统实际情况进行调整，提高控制精度和稳定性；开环控制则不具备这种能力，控制效果依赖于预设的控制律的准确性

2.状态空间法广泛应用于多输入多输出系统、线性定常系统、非线性系统、时变系统和离散时间系统等领域例如，航空航天、机器人控制、过程控制、汽车控制和经济管理等领域都广泛使用状态空间法进行分析和控制

七、综合应用题

1.设计PID控制器需要确定比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd通过试验或理论计算，确定合适的Kp、Ki和Kd值，使系统响应更快、超调量更小具体设计过程包括

（1）选择合适的Kp、Ki和Kd值，使系统响应满足要求

（2）通过仿真或实验验证控制器的性能

（3）根据验证结果调整Kp、Ki和Kd值，直到系统性能达到要求。