自动控制原理试题库(含参考答案)

一、填空题（每空1分，共15分）1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。

2、复合控制有两种基本形式：即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。

3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)

为G1(s)+G2(s)（用G 1(s)与G 2(s)表示）。

4、典型二阶系统极点分布如图1所示，

则无阻尼自然频率=n ω，

阻尼比=ξ，0.7072= 该系统的特征方程为2220s s ++=，

该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振荡。

5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+，

则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s

+++。 6、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。

7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为

(1)

(1)K s s Ts τ++。

8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是

1()[()()]p u t K e t e t dt T =+?， 其相应的传递函数为1[1]p K Ts +，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态性能。

1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。

2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。

3、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统稳定。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。

4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。

5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)

K s s Ts τ++

arctan 180arctan T τωω--。

6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对应时域性能指标调整时间s t ，它们反映了系统动态过程的。

1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：稳定性、快速性和准确性。

2、控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值称为传递函数。一阶系统传函

标准形式是1()1G s Ts =+，二阶系统传函标准形式是222()2n n n G s s s ωζωω=++。 3、在经典控制理论中，可采用劳斯判据、根轨迹法或奈奎斯特判据等方法判断线性控制系统稳定性。

4、控制系统的数学模型，取决于系统结构和参数,与外作用及初始条件无关。

5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为20lg ()A ω，横坐标为lg ω。

6、奈奎斯特稳定判据中，Z=P-R ，其中P 是指开环传函中具有正实部的极点的个数，Z 是指闭环传函中具有正实部的极点的个数，R 指奈氏曲线逆时针方向包围(-1,j0)整圈数。

7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，s t 定义为调整时间。%σ是超调。

8、PI 控制规律的时域表达式是0()()()t p p i K m t K e t e t dt T =+

?。PID 控制规律的传递函数表达式是1()(1)C p i G s K s T s τ=+

+。 9、设系统的开环传递函数为12(1)(1)

K s

T s T s ++，则其开环幅频特性为()A ω=，相频特性为01112()90()()tg T tg T ?ωωω--=---。1、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面，即：稳定性、准确性和快速性，其中最基本的要求是稳定性。

2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为()G s ，则该系统的开环传递函数为()G s 。

3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理

论中系统数学模型有微分方程、传递函数等。

4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用劳思判据、根轨迹、奈奎斯特判据等方法。

5、设系统的开环传递函数为12(1)(1)

K s T s T s ++，则其开环幅频特性为

相频特性为01112()90()()tg T tg T ?ωωω--=---。

6、PID 控制器的输入－输出关系的时域表达式是0()()()()t p

p p i K de t m t K e t e t dt K T dt

τ=++?，其相应的传递函数为1()(1)C p i G s K s T s

τ=++。 7、最小相位系统是指S 右半平面不存在系统的开环极点及开环零点。

二、选择题（每题2分，共20分）

1、采用负反馈形式连接后，则(D )

A 、一定能使闭环系统稳定；

B 、系统动态性能一定会提高；

C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；

D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。

2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果(A )。

A 、增加开环极点；

B 、在积分环节外加单位负反馈；

C 、增加开环零点；

D 、引入串联超前校正装置。

3、系统特征方程为0632)(23=+++=s s s s D ，则系统(C )

A 、稳定；

B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升；

C 、临界稳定；

D 、右半平面闭环极点数2=Z 。

4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明(A )

A 、型别2

B 、系统不稳定；

C 、输入幅值过大；

D 、闭环传递函数中有一个积分环节。

5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是(D )

A 、主反馈口符号为“-”；

B 、除r K 外的其他参数变化时；

C 、非单位反馈系统；

D 、根轨迹方程（标准形式）为1)()(+=s H s G 。

6、开环频域性能指标中的相角裕度γ对应时域性能指标(A )。

A 、超调%σ

B 、稳态误差ss e

C 、调整时间s t

D 、峰值时间p t

7、已知开环幅频特性如图2所示，则图中不稳定的系统是(B )。

系统①系统②系

统③

图2

A、系统①

B、系统②

C、系统③

D、都不稳定

8、若某最小相位系统的相角裕度0

γ>，则下列说法正确的是(C)。

A、不稳定；

B、只有当幅值裕度1

g

k>时才稳定；

C、稳定；

D、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。

9、若某串联校正装置的传递函数为101

1001

s

s

+

+

，则该校正装置属于(B)。

A、超前校正

B、滞后校正

C、滞后-超前校正

D、不能判断

10、下列串联校正装置的传递函数中，能在1

c

ω=处提供最大相位超前角的是(B)：

A、101

1

s

s

+

+

B、

101

0.11

s

s

+

+

C、

21

0.51

s

s

+

+

D、

0.11

101

s

s

+

+ 1、关于传递函数，错误的说法是(B)

A传递函数只适用于线性定常系统；

B传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响；C传递函数一般是为复变量s的真分式；

D闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。

2、下列哪种措施对改善系统的精度没有效果(C)。

A、增加积分环节

B、提高系统的开环增益K

C、增加微分环节

D、引入扰动补偿

3、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的(D)。

A、准确度越高

B、准确度越低

C、响应速度越快

D、响应速度越慢

4、已知系统的开环传递函数为

50

(21)(5)

s s

++

，则该系统的开环增益为(C)。

A、50

B、25

C、10

D、5

5、若某系统的根轨迹有两个起点位于原点，则说明该系统(B)。

A、含两个理想微分环节

B、含两个积分环节

C、位置误差系数为0

D、速度误差系数为0

6、开环频域性能指标中的相角裕度γ对应时域性能指标(A )。

A 、超调%σ

B 、稳态误差ss e

C 、调整时间s t

D 、峰值时间p t

7、已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是(B )

A 、(2)(1)K s s s -+

B 、(1)(5K s s s +-+）

C 、2(1)K s s s +－

D 、(1)(2)

K s s s -- 8、若系统增加合适的开环零点，则下列说法不正确的是(B )。

A 、可改善系统的快速性及平稳性；

B 、会增加系统的信噪比；

C 、会使系统的根轨迹向s 平面的左方弯曲或移动；

D 、可增加系统的稳定裕度。

9、开环对数幅频特性的低频段决定了系统的(A )。

A 、稳态精度

B 、稳定裕度

C 、抗干扰性能

D 、快速性

10、下列系统中属于不稳定的系统是(D )。

A 、闭环极点为1,212s j =-±的系统

B 、闭环特征方程为2210s s ++=的系统

C 、阶跃响应为0.4()20(1)t c t e -=+的系统

D 、脉冲响应为0.4()8t h t e =的系统

1、关于线性系统稳态误差，正确的说法是：(C )

A 、一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差；

B 、稳态误差计算的通用公式是20()lim 1()()

ss s s R s e G s H s →=+； C 、增大系统开环增益K 可以减小稳态误差；

D 、增加积分环节可以消除稳态误差，而且不会影响系统稳定性。

2、适合应用传递函数描述的系统是(A )。

A 、单输入，单输出的线性定常系统；

B 、单输入，单输出的线性时变系统；

C 、单输入，单输出的定常系统；

D 、非线性系统。

3、若某负反馈控制系统的开环传递函数为5(1)

s s +，则该系统的闭环特征方程为(B )。 A 、(1)0s s +=B 、(1)50s s ++=

C 、(1)10s s ++=

D 、与是否为单位反馈系统有关

4、非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，当输入信号为

R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为(D )

A 、()()()E S R S G S =?

B 、()()()()E S R S G S H S =??

C 、()()()()E S R S G S H S =?-

D 、()()()()

E S R S G S H S =-

5、已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是(A )。

A 、*(2)(1)K s s s -+

B 、*(1)(5K s s s -+）

C 、*2(31)K s s s +－

D 、*(1)(2)

K s s s -- 6、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的(D )：

A 、低频段

B 、开环增益

C 、高频段

D 、中频段

7、已知单位反馈系统的开环传递函数为2210(21)()(6100)

s G s s s s +=++，当输入信号是2()22r t t t =++时，系统的稳态误差是(D )

A 、0；

B 、∞；

C 、10；

D 、20

8、关于系统零极点位置对系统性能的影响，下列观点中正确的是(A )

A 、如果闭环极点全部位于S 左半平面，则系统一定是稳定的。稳定性与闭环零点位置无关；

B 、如果闭环系统无零点，且闭环极点均为负实数极点，则时间响应一定是衰减振荡的；

C 、超调量仅取决于闭环复数主导极点的衰减率，与其它零极点位置无关；

D 、如果系统有开环极点处于S 右半平面，则系统不稳定。

1、关于奈氏判据及其辅助函数F(s)=1+G(s)H(s)，错误的说法是(A )

A 、F(s)的零点就是开环传递函数的极点

B 、F(s)的极点就是开环传递函数的极点

C 、F(s)的零点数与极点数相同

D 、F(s)的零点就是闭环传递函数的极点

2、已知负反馈系统的开环传递函数为221()6100

s G s s s +=++，则该系统的闭环特征方程为(B )。 A 、261000s s ++=B 、2(6100)(21)0s s s ++++=

C 、2610010s s +++=

D 、与是否为单位反馈系统有关

3、一阶系统的闭环极点越靠近S 平面原点，则(D )。

A 、准确度越高

B 、准确度越低

C 、响应速度越快

D 、响应速度越慢

4、已知系统的开环传递函数为100(0.11)(5)

s s ++，则该系统的开环增益为(C )。 A 、100B 、1000 C 、20D 、不能确定

5、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的(C )：

A 、闭环零点和极点

B 、开环零点

C 、闭环极点

D 、阶跃响应

6、下列串联校正装置的传递函数中，能在1c ω=处提供最大相位超前角的是(B )。

A 、

1011s s ++B 、1010.11s s ++C 、210.51s s ++D 、0.11101

s s ++ 7、关于PI 控制器作用，下列观点正确的有(A )

A 、可使系统开环传函的型别提高，消除或减小稳态误差；

B 、积分部分主要是用来改善系统动态性能的；

C 、比例系数无论正负、大小如何变化，都不会影响系统稳定性；

D 、只要应用PI 控制规律，系统的稳态误差就为零。

8、关于线性系统稳定性的判定，下列观点正确的是(C )。

A 、线性系统稳定的充分必要条件是：系统闭环特征方程的各项系数都为正数；

B 、无论是开环极点或是闭环极点处于右半S 平面，系统不稳定；

C 、如果系统闭环系统特征方程某项系数为负数，系统不稳定；

D 、当系统的相角裕度大于零，幅值裕度大于1时，系统不稳定。

9、关于系统频域校正，下列观点错误的是(C )

A 、一个设计良好的系统，相角裕度应为45度左右；

B 、开环频率特性，在中频段对数幅频特性斜率应为20/dB dec -；

C 、低频段，系统的开环增益主要由系统动态性能要求决定；

D 、利用超前网络进行串联校正，是利用超前网络的相角超前特性。

10、已知单位反馈系统的开环传递函数为2210(21)()(6100)

s G s s s s +=++，当输入信号是2()22r t t t =++时，系统的稳态误差是(D )

A 、0

B 、∞

C 、10

D 、20

三、(8分)试建立如图3所示电路的动态微分方程，并求传递函数。

图3

解：1、建立电路的动态微分方程

根据KCL 有2

00i 10i )t (u )]t (u )t (d[u )t (u )t (u R dt C R =-+- 即)t (u )t (du )t (u )()t (du i 2i 21021021R dt

C R R R R dt C R R +=++ 2、求传递函数

对微分方程进行拉氏变换得

得传递函数2

121221i 0)(U )(U )(R R Cs R R R Cs R R s s s G +++== 三、(8分)写出下图所示系统的传递函数()()

C s R s （结构图化简，梅逊公式均可）。 解：传递函数G(s):根据梅逊公式1()()()n i i

i P C s G s R s =?==?∑

4条回路:123()()()L G s G s H s =-,24()()L G s H s =-，

3123()()(),L G s G s G s =-414()()L G s G s =-无互不接触回路。

特征式：4

23412314111()()()()()()()()()()i i L G s G s H s G s H s G s G s G s G s G s =?=-=++++∑

2条前向通道:11231()()(), 1P G s G s G s =?=；

三、(16分)已知系统的结构如图1所示，其中(0.51)()(1)(21)

k s G s s s s +=++，输入信号为单位斜坡函数，求系统的稳态误差(8分)。分析能否通过调节增益k ，使稳态误差小于0.2(8分)。

解：Ⅰ型系统在跟踪单位斜坡输入信号时，稳态误差为 1ss v

e K = 而静态速度误差系数 00(0.51)lim ()()lim (1)(21)

v s s K s K s G s H s s K s s s →→+=?=?=++ 稳态误差为 11ss v e K K

==。） 要使0.2ss e < 必须 150.2

K >

=，即K 要大于5。 但其上限要符合系统稳定性要求。可由劳斯判据决定其上限。系统的闭环特征方程是32()(1)(21)0.523(10.5)0D s s s s Ks K s s K s K =++++=++++=

构造劳斯表如下

3

2

10210.5330.503

s K s K K

s s K +-为使首列大于0， 必须 06K <<。 综合稳态误差和稳定性要求，当56K <<时能保证稳态误差小于0.2。 三、写出下图所示系统的传递函数

()()C s R s （结构图化简，梅逊公式均可）。 解：传递函数G(s):根据梅逊公式1()()()n i i

i P C s G s R s =?==?∑（2分）

3条回路:111()()L G s H s =-,222()()L G s H s =-，333()()L G s H s =-（1分）

1对互不接触回路:131133()()()()L L G s H s G s H s =（1分）

3

131122331133111()()()()()()()()()()i i L L L G s H s G s H s G s H s G s H s G s H s =?=-+=++++∑（2分）

1条前向通道:11231()()(), 1P G s G s G s =?=（2分）

（2分）

四、（共20分）系统结构图如图4所示：

1、写出闭环传递函数()()()

C s s R s Φ=表达式；（4分） 2、要使系统满足条件：707.0=ξ,2=n ω,试确定相应的参数K 和β；（4分）

3、求此时系统的动态性能指标s t ,00σ；（4分）

4、t t r 2)(=时，求系统由()r t 产生的稳态误差ss e ；（4分）

5、确定)(s G n ，使干扰)(t n 对系统输出)(t c 无影响。（4分）

解：1、（4分）22222221)()()(n n n s s K s K s K s

K s K s K

s R s C s ωξωωββ++=++=++==Φ 2、（4分）???=====2224222n n K K ξωβω?

??==707.04βK 3、（4分）0010032.42==--ξξπσe

4、（4分）)1(1)(1)(2+=+=+=s s K s s K s

K s K s G βββ???==11v K K β 5、（4分）令：0)

()(11)()()(＝s s G s s K s N s C s n n ?-??? ??+==Φβ 得：βK s s G n +=)(

四、（共20分）设系统闭环传递函数22()1()()21

C s s R s T s Ts ξΦ==++，试求： 1、0.2ξ=；s T 08.0=；0.8ξ=；s T 08.0=时单位阶跃响应的超调量%σ、调节时间s t 及峰值时间

p t 。（7分）

图4

2、4.0=ξ；s T 04.0=和4.0=ξ；s T 16.0=时单位阶跃响应的超调量%σ、调节时间s t 和峰值时间

p t 。（7分）

3、根据计算结果，讨论参数ξ、T 对阶跃响应的影响。（6分） 解：系统的闭环传函的标准形式为：222221()212n n n

s T s Ts s s ωξξωωΦ==++++，其中1n T ω= 1、当0.20.08T s ξ=??=?

时，0.2%52.7%4440.08 1.60.20.26s n p d e e T t s t s πξπσξωξπω--??===????====???=====???

（4分） 当0.80.08T s ξ=??=?

时，0.8% 1.5%4440.080.40.80.42s n p d e

e T t s t s πξπσξωξπω--??===????====???=====???

（3分） 2、当0.40.04T s ξ=??=?

时，0.4%25.4%4440.040.40.40.14s n p d e e T t s t s πξπσξωξπω--??===????====???=====???

（4分） 当0.40.16T s ξ=??=?

时，0.4%25.4%4440.16 1.60.40.55s n p d e e T t s t s πξπσξωξπω--??===????====???=====???

（3分） 3、根据计算结果，讨论参数ξ、T 对阶跃响应的影响。（6分）

(1)系统超调%σ只与阻尼系数ξ有关，而与时间常数T 无关，ξ增大，超调%σ减小；

（2分）

(2)当时间常数T 一定，阻尼系数ξ增大，调整时间s t 减小，即暂态过程缩短；峰值时间p t 增加，即

初始响应速度变慢；（2分）

(3)当阻尼系数ξ一定，时间常数T 增大，调整时间s t 增加，即暂态过程变长；峰值时间p t 增加，即

初始响应速度也变慢。（2分）

四、(16分)设负反馈系统如图2，前向通道传递函数为10()(2)

G s s s =+，若采用测速负反馈()1s H s k s =+，试画出以s k 为参变量的根轨迹(10分)，并讨论s k 大小对系统性能的影响(6分)。

，其闭环特征多项式为()D s (D s s 的各项和除方程两边，得

2101210

s k s s s =-++ ，令 *10s k K =，得到等效开环传函为 *21210K s s =-++ （2分） 参数根轨迹，起点：1,213p j =-±，终点：有限零点 10z =，无穷零点 -∞ （2分）

实轴上根轨迹分布： ［－∞，0］ （2分）

实轴上根轨迹的分离点： 令 22100d s s ds s ??++= ???

，得 合理的分离点是 1 3.16s ==-，（2分）该分离点对应的根轨迹增益为

2*1210 4.33s s s K s ++==，对应的速度反馈时间常数 *10.43310s K k ==（1分） 根轨迹有一根与负实轴重合的渐近线。由于开环传函两个极点1,213p j =-±，一个有限零点10z = 且零点不在两极点之间，故根轨迹为以零点10z =为圆心，以该圆心到分离点距离为半径的圆周。

根轨迹与虚轴无交点，均处于s 左半平面。系统绝对稳定。根轨迹如图1所示。（4分）

讨论s k 大小对系统性能的影响如下：

（1）、当 00.433s k <<时，系统为欠阻尼状态。根轨迹处在第二、三象限，闭环极点为共轭的复数极点。系统阻尼比ζ随着s k 由零逐渐增大而增加。动态响应为阻尼振荡过程，s k 增加将使振荡频率d ω减小（d ωω= 3.5s n t ζω=

）。（1分）

（2）、当0.433 4.33)s k ==*时（此时K ，为临界阻尼状态，动态过程不再有振荡和超调。（1分）

（3）、当*0.433( 4.33)s k K >>或，为过阻尼状态。系统响应为单调变化过程。（1分）

图1 四题系统参数根轨迹

四、(共15分)已知某单位反馈系统的闭环根轨迹图如下图所示

1、写出该系统以根轨迹增益K*为变量的开环传递函数；（7分）

2、求出分离点坐标，并写出该系统临界阻尼时的闭环传递函数。（8分）

1、写出该系统以根轨迹增益K*为变量的开环传递函数；（7分）

2、求出分离点坐标，并写出该系统临界阻尼时的闭环传递函数。（8分）

解：1、由图可以看出，系统有1个开环零点为：1（1分）；有2个开环极点为：0、-2（1分），

而且为零度根轨迹。

由此可得以根轨迹增益K*为变量的开环传函 *(1)*(1)()(2)(2)

K s K s G s s s s s ---=

=++（5分） 2、求分离点坐标

11112

d d d =+-+，得 120.732, 2.732d d =-=（2分） 分别对应的根轨迹增益为 **121.15, 7.46K K ==（2分） 分离点d 1为临界阻尼点，d 2为不稳定点。

单位反馈系统在d 1（临界阻尼点）对应的闭环传递函数为， 2*(1)

()*(1) 1.15(1)(2)()*(1)1()(2)*(1)0.85 1.15

1(2)

K s G s K s s s s s K s G s s s K s s s s s ----+Φ====-+++-++++（4分） 五、(共15分)已知某单位反馈系统的开环传递函数为2

()(3)r K G s s s =+: 1、绘制该系统以根轨迹增益K r 为变量的根轨迹（求出：渐近线、分离点、与虚轴的交点等）；（8

分）

?

2、确定使系统满足10<<ξ的开环增益K 的取值范围。（7分）

1、绘制根轨迹（8分）

(1)系统有有3个开环极点（起点）：0、-3、-3，无开环零点（有限终点）；（1分）

(2)实轴上的轨迹：（-∞，-3）及（-3，0）；（1分）

(3)3

(4)分离点：1+d (5)[][]???-=-=6)(Re )(Im j D j D ωωω2、（7分）开环增益K 得9r K K =（1分）

系统稳定时根轨迹增益K r 的取值范围：54

系统稳定且为欠阻尼状态时根轨迹增益K r 的取值范围：544<

系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K 的取值范围：69

4<

－，试： 1、绘制该系统以根轨迹增益K r 为变量的根轨迹（求出：分离点、与虚轴的交点等）；（8分）

2、求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K 的取值范围。（7分）

(1)系统有有2个开环极点（起点）：0、3，1个开环零点（终点）为：-1；（2分

(2)实轴上的轨迹：（-∞，-1）及（0，3）；（2分）

(3)求分离点坐标

11113

d d d =++-，得 121, 3d d ==-；（2分） 分别对应的根轨迹增益为 1, 9r r K K ==

(4)求与虚轴的交点

系统的闭环特征方程为(3)(1)0r s s K s ++=－,即2(3)0r r s K s K +-+=

令 2(3)0r r s j s K s K ω=+-+=,

得3r K ω==（2分）

根轨迹如图1所示。

图1

2、求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K 的取值范围

系统稳定时根轨迹增益K r 的取值范围： 3r K ≥，（2分）

系统稳定且为欠阻尼状态时根轨迹增益K r 的取值范围： 3~9r K =，（3分）

开环增益K 与根轨迹增益K r 的关系： 3

r K K =

（1分） 系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K 的取值范围： 1~3K =（1分） 五、已知系统开环传递函数为(1)()(),,,(1)

k s G s H s k T s Ts ττ-=+均大于0，试用奈奎斯特稳定判据判断系统稳定性。(16分)［第五题、第六题可任选其一］

解：由题已知： (1)()(),,,0(1)

K s G s H s K T s Ts ττ-=>+， 系统的开环频率特性为

222[()(1)]()()(1)

K T j T G j H j T τωτωωωωω-+--=+ （2分） 开环频率特性极坐标图

起点： 00,(0),(0)90A ω?+++==∞=-；（1分）

终点： 0,()0,()270A ω?→∞∞=∞=-；（1分）

与实轴的交点：令虚频特性为零，即

实部 ()x G j ω当 1K τ<（－1，j0当 1K τ=（－1，j0当 1K τ>（－1按奈氏判据，Z ＝P

解：由图可得系统的开环传函为：25()(5)

G s s s =+ 因为该系统为单位负反馈系统，则系统的闭环传递函数为， 与二阶系统的标准形式222()2n n n s s s ωζωωΦ=++比较，有22255n n

ζωω=???=?? 解得0.55

n ζω=??=?

所以0.5%16.3%e e πζπσ--=== 33 1.20.55s n t s ζω=

==?（2分） 或44 1.60.55s n t s ζω===?， 3.5 3.5 1.40.55s n t s ζω===?， 4.5 4.5 1.80.55

s n t s ζω===? 六、（共22分）某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线0()L ω如图5所示：

1、写出该系统的开环传递函数)(0s G ；（8分）

2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性。（3分）

3、求系统的相角裕度γ。（7分）

4、若系统的稳定裕度不够大，可以采用什么措施提高系统的稳定裕度？（4分）

解：1、从开环波特图可知，原系统具有比例环节、一个积分环节、两个惯性环节。

故其开环传函应有以下形式 12

()11(1)(1)K G s s s s ωω=

++ (2分)

由图可知：1ω=处的纵坐标为40dB,则(1)20lg 40L K ==,得100K =(2分)

1210ωω=和=100（2分） 故系统的开环传函为??

? ??+??? ??+=1100110100)(0s s s s G （2分） 2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性： 开环频率特性0100()1110100G j j j j ωωωω=????++ ???????

（1分）

开环幅频特性0()A ω=（1分）

开环相频特性：110()900.10.01s tg tg ?ωω--=---（1分）

3、求系统的相角裕度γ：

求幅值穿越频率，令0()1A ω==得31.6/c rad s ω≈（3分）

11110()900.10.0190 3.160.316180c c c tg tg tg tg ?ωωω----=---=---≈-（2分）

0180()1801800c γ?ω=+=-=（2分）

对最小相位系统0γ=临界稳定

4、（4分）可以采用以下措施提高系统的稳定裕度：增加串联超前校正装置；增加串联滞后校正装置；增加串联滞后-超前校正装置；增加开环零点；增加PI 或PD 或PID 控制器；在积分环节外

加单位负反馈。

六、（共22分）已知反馈系统的开环传递函数为()()(1)

K G s H s s s =+，试： 1、用奈奎斯特判据判断系统的稳定性；（10分）

2、若给定输入r(t)=2t ＋2时，要求系统的稳态误差为0.25，问开环增益K 应取何值。（7分）

3、求系统满足上面要求的相角裕度γ。（5分）

解：1、系统的开环频率特性为 ()()(1)

K G j H j j j ωωωω=+ （2分）

幅频特性：()A ω=，相频特性：()90arctan ?ωω=--（2分）

起点： 00,(0),(0)90A ω?+++

==∞=-；（1分） 终点： ,()0,()A ω?→∞∞=∞=-；（1分）

0~:()90~180ω?ω=∞=--，

曲线位于第3象限与实轴无交点。（1分）

开环频率幅相特性图如图2所示。

判断稳定性：

开环传函无右半平面的极点，则0P =，

极坐标图不包围（－1，j0）点，则0N =

根据奈氏判据，Z ＝P －2N ＝0系统稳定。（3分）

图2

2、若给定输入r(t)=2t ＋2时，要求系统的稳态误差为0.25，求开环增益K ：

系统为1型，位置误差系数K P =∞，速度误差系数K V =K ，（2分） 依题意：20.25ss v A A e K K K

====，（3分） 得 8K =（2分）

故满足稳态误差要求的开环传递函数为 8()()(1)

G s H s s s =+ 3、满足稳态误差要求系统的相角裕度γ：

令幅频特性：()1A ω==，得 2.7c ω=，（2分）

()90arctan 90arctan 2.7160c c ?ωω=--=--≈-，（1分）

相角裕度γ：180()18016020c γ?ω=+=-=（2分）

六、已知最小相位系统的对数幅频特性如图3所示。试求系统的开环传递函数。(16分)

解：从开环波特图可知，系统具有比例环节、两个积分环节、一个一阶微分环节和一个惯性环节。 1221(1)()1(1)K s G s s s ωω+=+ (8分) 由图可知：1ω=处的纵坐标为40dB,则(1)20lg 40L K ==, 得 100K =(2分)

又由 1ωωω=和=10的幅值分贝数分别为20和0，结合斜率定义，有

120040lg lg10ω-=--，解得 13.16

ω==rad/s (2分) 同理可得 1220(10)20lg lg ωω--=-- 或 21

20lg 30ωω=， 2221100010000ωω== 得 2100ω=rad/s (2分)

故所求系统开环传递函数为

21)()(1)100

G s s =+ (2分) R(s)

六、已知最小相位系统的开环对数幅频特性0()L ω和串联校正装置的对数幅频特性()c L ω如下图所

示，原系统的幅值穿越频率为24.3/c rad s ω=：（共30分）

1、写出原系统的开环传递函数0()G s ,并求其相角裕度0γ，判断系统的稳定性；（10分）

2、写出校正装置的传递函数()c G s ；（5分）

3、写出校正后的开环传递函数0()()c G s G s ，画出校正后系统的开环对数幅频特性()GC L ω，并用劳

斯判据判断系统的稳定性。（15分）

分)

(2分) (1020

（2分） 求原系统的相角裕度0γ：110()900.10.05s tg tg ?ωω--=---

由题知原系统的幅值穿越频率为24.3/c rad s ω=

110()900.10.05208c c c tg tg ?ωωω--=---=-（1分）

00180()18020828c γ?ω=+=-=-（1分）

对最小相位系统0280γ=-<不稳定

2、从开环波特图可知，校正装置一个惯性环节、一个微分环节，为滞后校正装置。

故其开环传函应有以下形式 211

111'3.12510.32()111001

11'0.01c s s s G s s s s ωω+++===+++ (5分) 3、校正后的开环传递函数0()()c G s G s 为

0100 3.1251100(3.1251)()()(0.11)(0.051)1001(0.11)(0.051)(1001)

c s s G s G s s s s s s s s s ++==++++++ (4分) 用劳思判据判断系统的稳定性

系统的闭环特征方程是

432()(0.11)(0.051)(1001)100(3.1251)

0.515.005100.15313.51000D s s s s s s s s s s =+++++=++++= （2分）

构造劳斯表如下

432100.5100.15100

15.005313.5

089.7100

0296.80

1000

s s s s s 首列均大于0，故校正后的系统稳定。 （4分）

画出校正后系统的开环对数幅频特性()GC L ω

),

31/0.110ω==(惯性环节),41/0.0520ω==(惯性环节)（4分）

七、设控制系统如图4，要求校正后系统在输入信号是单位斜坡时的稳态误差不大于0.05，相角

裕度不小于40o ，幅值裕度不小于10dB ，试设计串联校正网络。(16分)

解：（1）、系统开环传函 ()(1)K G s s s =

+，输入信号为单位斜坡函数时的稳态误差为 ()1011lim ()()ss s v e sG s H s K K -→===

，由于要求稳态误差不大于0.05，取 20K = 故 20()(1)

G s s s =+ （5分） （2）、校正前系统的相角裕度 γ 计算：

22

20()20lg 020c c c L ωωω≈=→= 得 4.47c ω= rad/s 001018090 4.4712.6tg γ-=--=； 而幅值裕度为无穷大，因为不存在x ω。（2分）

（3）、根据校正后系统对相位裕度的要求，确定超前环节应提供的相位补偿角

L(?)

40

-20 -40

0"4012.6532.433m ?γγε=-+=-+=≈ （2分）

（4）、校正网络参数计算

001s i n 1s i n 333.41s i n 1s i n 33

m m a ??++===-- （2分） （5）、超前校正环节在m ω处的幅值为：

使校正后的截止频率'c ω发生在m ω处，故在此频率处原系统的幅值应为－5.31dB

解得 '6c ω （2分）

（6）、计算超前网络

在放大3.4倍后，超前校正网络为

校正后的总开环传函为： 20(10.306)()()(1)(10.09)

c s G s G s s s s +=++ （2分）

（7）校验性能指标

相角裕度 ''1110180(0.3066)906(0.096)43tg tg tg γ---=+?---?=

由于校正后的相角始终大于－180o ，故幅值裕度为无穷大。

符合设计性能指标要求。 （1分）

《自动控制原理》典型考试试题

《 自动控制原理 》典型考试试题 （时间120分钟） 院/系 专业 姓名 学号 第二章：主要是化简系统结构图求系统的传递函数，可以用化简，也可以用梅逊公式来求 一、（共15分）已知系统的结构图如图所示。请写出系统在输入r(t)和扰动n(t)同时作用下的输出C(s)的表达式。 G4 H1G3 G1 G 2 N(s)C(s) R(s) - -+ + + 二 、（共15分）已知系统的结构图如图所示。 试求传递函数 )()(s R s C ，) () (s N s C 。 三、（共15分）已知系统的结构图如图所示。 试确定系统的闭环传递函数C(s)/R(s)。 G1 G2 R(s) - + + C(s) - + 四、（共15分）系统结构图如图所示，求X(s)的表达式

G4(s)G6(s) G5(s)G1(s) G2(s) N(s) C(s) R(s) -- G3(s) X(s) 五、（共15分）已知系统的结构图如图所示。 试确定系统的闭环传递函数C(s)/R(s)和C(s)/D(s)。 G1 G2 R(s) - + + C(s) -+ D(s) G3G4 六、（共15分）系统的结构图如图所示，试求该系统的闭环传递函数 ) () (s R s C 。 七、（15分）试用结构图等效化简求题图所示各系统的传递函数 ) () (s R s C

一、（共15分）某控制系统的方框图如图所示，欲保证阻尼比ξ=0.7和响应单位斜坡函数的稳态误差为ss e =0.25,试确定系统参数K 、τ。 二、（共10分）设图（a ）所示系统的单位阶跃响应如图（b ）所示。试确定系统参数,1K 2K 和a 。 三、（共15分）已知系统结构图如下所示。求系统在输入r(t)=t 和扰动信号d(t)=1(t)作用下的稳态误差和稳态输出)(∞C 2/(1+0.1s) R(s) - C(s) 4/s(s+2) E(s) D(s) 四、（共10分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为： 2()(2)(4)(625) K G s s s s s = ++++ 试确定引起闭环系统等幅振荡时的K 值和相应的振荡频率ω 五、（15分）设单位反馈系统的开环传递函数为 1 2 ) 1()(23++++=s s s s K s G α 若系统以2rad/s 频率持续振荡，试确定相应的K 和α值 第三章：主要包括稳、准、快3个方面 稳定性有2题，绝对稳定性判断，主要是用劳斯判据，特别是临界稳定中出现全零行问题。 相对稳定性判断，主要是稳定度问题，就是要求所有极点均在s=-a 垂线左测问题，就是将s=w-a 代入D(s)=0中，再判断稳定 快速性主要是要记住二阶系统在0<ξ<1时的单位阶跃响应公式以及指标求取的公式。 准确性主要是稳态误差的公式以及动态误差级数两方面

最新电工试题题库及答案

试题题库 填空题 1. 新版劳动竞赛中台区精益运维管理指数中2级指标分别有配变三相负荷不平衡台区占比、 电采集中器离线率低电压台区占比、百户抢修工单率、 过载台区占比等。 2. 星级供电所创建五项管理类别分别有基础保障扎实、安全管理严密、业务协同 运行、人员一专多能、服务一次到位； 1.全能型供电所分为综合班班和配电营业班班两种班组。 2.实训基地建设包括室内和室外两个方面。 3.劳动竞赛指标体系共包括 6 项一级指标和15 项二级指标。 4.供电服务“零容忍”对于自立收费项目和未按标准向客户收费，违规收取装表接 电、也扩报装、农网改造、故障抢修等费用的，对主要责任人处以3000 元，对次要责任人、责任班组负责人处以2000 元，对责任部门分管负责人、责任部门负责人、责任单位分管负责人处以1000 元罚款。 5.为深入贯彻国家电网有限公司全能型乡镇供电所建设和公司本质提升工 作要求，国网河南省电力公司下发了豫电营销414 号文。 “全能型”乡镇供电所建设和公司本质提升工作要求，以标准化管理和创新考核机制为抓手，全面落实综合柜员制、台区客户代表制、网格化片区化 8.按照“全能型”乡镇供电所建设新要求，梳理制定乡镇供电所职责、流程、制度、标准、考核等管理办法，实现“五位一体”　协同机制全覆盖。 6.申报四星级乡镇供电所应具备条件：本年度8-9月劳动竞赛平均成绩排名及10 月排名均在全省400 名之内，供电所员工不低于15 人，建筑面积不低于500 平方米。 7.加快推进乡镇供电所营业厅转型升级，推进“大所制”建设，规模较大的 乡镇供电所设 C 级营业厅，撤并利用率低的CD 级营业厅。 8.2018年星级供电所创建必备条件补充说明中，0.4千伏线损率取本年度1月至 评定月累计值，四星级乡镇供电所要求排名在全省前800 名，五星级要求排名全省前600 名

自动控制原理期末考试复习题及答案

一、 填空题 1、线性定常连续控制系统按其输入量的变化规律特性可分为_恒值控制_系统、随动系统和_程序控制_系统。 2、传递函数为 [12(s+10)] / {(s+2)[(s/3)+1](s+30)} 的系统的零点为_-10_， 极点为_-2__， 增益为_____2_______。 3、构成方框图的四种基本符号是： 信号线、比较点、传递环节的方框和引出点 。 4、我们将 一对靠得很近的闭环零、极点 称为偶极子。 5、自动控制系统的基本控制方式有反馈控制方式、_开环控制方式和_复合控制方式_。 6、已知一系统单位脉冲响应为t e t g 5.16)(-=，则该系统的传递函数为 。 7、自动控制系统包含_被控对象_和自动控制装置两大部分。 8、线性系统数学模型的其中五种形式是微分方程、传递函数、__差分方程_、脉冲传递函数_、__方框图和信号流图_。 9、_相角条件_是确定平面上根轨迹的充分必要条件，而用_幅值条件__确定根轨迹上各 点的根轨迹增益k*的值。当n-m ≥_2_时, 开环n 个极点之和等于闭环n 个极点之和。 10、已知一系统单位脉冲响应为 t e t g 25.13)(-=，则系统的传递函数为_ _。 11、当∞→ω时比例微分环节的相位是： A.90 A.ο 90 B.ο 90- C.ο45 D.ο 45- 12、对自动控制的性能要求可归纳为_稳定性__、_快速性_和准确性三个方面， 在阶跃 响应性能指标中，调节时间体现的是这三个方面中的_快速性___，而稳态误差体现的是_稳定性和准确性_。 13、当且仅当离散特征方程的全部特征根均分布在Z 平面上的_单位圆 _内，即所有特征根的模均小于___1____,相应的线性定常离散系统才是稳定的。 14、下列系统中属于开环控制系统的是 D.普通数控加工系统

自动控制原理试卷有参考答案

一、填空题（每空1分，共15分） 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为 ()G s ，则G(s)为G 1(s)+G 2(s)（用G 1(s)与G 2(s)表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 则无阻尼自然频率=n ω 1.414， 阻尼比=ξ0.707， 该系统的特征方程为2220s s ++=， 该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振荡。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+， 则该系统的传递函数G(s)为 105 0.20.5s s s s + ++。 6、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为 (1) (1) K s s Ts τ++。 1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。 2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。 3、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统稳定。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。 4、传递函数是指在 零初始条件下、线性定常控制系统的 输出拉氏变换与 输入拉氏变换之比。 5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++，则其开环幅频特性为222221 1 K T τωωω++； 相频特性为arctan 180arctan T τωω--(或：2 180arctan 1T T τωω τω---+)。 6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对应时域性能指标调整时间s t ，它们反映了系统动态过程的快速性 .

自动控制原理试题答案(精)

∑??=i i i s s Q s H ((1(zidpngkongzhi 1 闭环系统(或反馈系统的特征:采用负反馈,系统的被控变量对控制作用有直接影响,即被控变量对自己有控制作用。 2 典型闭环系统的功能框图。 自动控制在没有人直接参与的情况下,通过控制器使被控对象或过程按照预定的规律运行。自动控制系统由控制器和被控对象组成,能够实现自动控制任务的系统。被控制量在控制系统中.按规定的任务需要加以控制的物理量。 控制量作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星.也称控制输入。 扰动量干扰或破坏系统按预定规律运行的输入量,也称扰动输入或干扰掐入。 反馈通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端,与输入信号相比较。反送到输入端的信号称为反馈信号。负反馈反馈信号与输人信号相减,其差为偏差信号。 负反馈控制原理检测偏差用以消除偏差。将系统的输出信号引回插入端,与输入信号相减,形成偏差信号。然后根据偏差信号产生相应的控制作用,力图消除或减少偏差的过程。开环控制系统系统的输入和输出之间不存在反馈回路,输出量对系统的控制作用没有影响,这样的系统称为开环控制系统。开环控制又分为无扰动补偿和有扰动补偿两种。 闭环控制系统凡是系统输出端与输入端存在反馈回路,即输出量对控制作用有直接影响的系统,叫作闭环控制系统。自动控制原理课程中所讨论的主要是闭环负反馈控制系统。 复合控制系统复合控制系统是一种将开环控制和闭环控制结合在一起的控制系统。它在闭环控制的基础上,用开环方式提供一个控制输入信号或扰动输入信号的顺馈通道,用以提高系统的精度。

自动控制系统组成闭环负反馈控制系统的典型结构如图1.2所示。组成一个自动控制系统通常包括以下基本元件 .给定元件给出与被控制量希望位相对应的控制输入信号(给定信号,这个控制输入信号的量纲要与主反馈信号的量纲相同。 给定元件通常不在闭环回路中。2.测量元件测量元件也叫传感器,用于测量被控制量,产生与被控制量有一定函数关系的信号。被控制量成比例或与其导数成比例的信号。测量元件的精度直接影响控制系统的精度应使测量元件的精度高于系统的精度,还要有足够宽的频带。3.比较无件用于比较控制量和反馈量并产生偏差信号。电桥、运算放大器可作为电信号的比较元件。有些比较元件与测量元件是结合在一起的,如测角位移的旋转变压器和自整 角机等。4.放大元件对信号进行幅值或功率的放大,以及信号形式的变换.如交流变直流的相敏整流或直流变交流的相敏调制。5.执行元件用于操纵被控对象,如机械位移系统中的电动机、液压伺服马达、温度控制系统中的加热装置。执行元件的选择应具有足够大的功率和足够宽的频带。6.校正元件用于改善系统的动态和稳态性能。根据被控对象特点和性能指标的要求而设计。校正元件串联在由偏差信号到被控制信号间的前向通道中的称为串联校正;校正元件在反馈回路中的称为反馈校正。7.被控对象控制系统所要控制的对象,例如水箱水位控制系统中的水箱、房

自动控制原理-期末考试试题卷

洛阳理工学院 2010/2011 学年第二学期自动控制原理期末考试试题卷（B） 适用班级：B 考试日期时间：适用班级： 一、判断题。正确的打√，错误的打×。(每小题1分，共10分) 1.传递函数是线性定常系统的一种内部描述模型。（） 2.劳斯判据是判断线性定常系统稳定性的一种代数判据。（） 3.频域分析法是根据闭环系统的频率特性研究闭环系统性能的一种图解方法。( ) 4.频率响应是系统在正弦输入信号下的全部响应。（） 5.绘制系统Bode图时，低频段曲线由系统中的比例环节（放大环节）和微积分环节决定( ) 6.对于线性定常系统，若开环传递函数不包括积分和微分环节，则当0 ω=时，开环幅相特性曲线（Nyquist图）从正虚轴开始。（） 7.开环控制系统的控制器和控制对象之间只有正向作用，系统输出量不会对控制器产生任何影响。（） 8.Ⅰ型系统，当过渡过程结束后，系统对斜坡输入信号的跟踪误差为零。（） 9.控制系统分析方法中，经典控制理论的分析方法有频域分析法、根轨迹分析法、时域分析法。（） 10.已知某校正网络传递函数为 1 () 1 s G s as + = + ，当满足a>1条件时，则该校正网络为滞后校正网络。（） 二、单选题(每小题2分，共20分) 1.下述（）属于对闭环控制系统的基本要求。 （A）稳定性（B）准确性（C）快速性（D）前面三个都是 2.分析线性控制系统动态性能时，最常用的典型输入信号是（）。 （A）单位脉冲函数（B）单位阶跃函数 （C）单位斜坡函数（D）单位加速度函数 3.典型二阶系统阻尼比等于1时，称该系统处于（）状态。 （A）无阻尼（B）欠阻尼（C）临界阻尼（D）系统不稳定或临界稳定 4.稳定最小相位系统的Nyquist图，其增益（幅值）裕度（）。 （A）0 hdB<（B）0 hdB>（C）1 hdB<（D）1 hdB> 5.单位反馈控制系统的开环传递函数为 4 () (5) G s s s = + ，则系统在()2 r t t =输入作用下，其稳态误差为（）。 （A）10 4 （B） 5 4 （C） 4 5 （D）0 6.一个线性系统的稳定性取决于（）。 （A）系统的输入（B）系统本身的结构和参数

自动控制原理试题库(含答案)

一、填空题（每空 1 分，共15分） 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)为G1(s)+G2(s)（用G 1(s)与G 2(s) 表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 则无阻尼自然频率=n ω2， 阻尼比=ξ，20.7072 = 该系统的特征方程为2220s s ++= ， 该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振荡。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+， 则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s +++。 6、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为(1) (1)K s s Ts τ++。 8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 1()[()()]p u t K e t e t dt T =+?， 其相应的传递函数为1[1]p K Ts +，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态性 能。 1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。 2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。 3、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统稳定。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。 4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉

自动控制原理试题及答案解析

自动控制原理 一、简答题：（合计20分, 共4个小题，每题5分） 1. 如果一个控制系统的阻尼比比较小，请从时域指标和频域指标两方面 说明该系统会有什么样的表现？并解释原因。 2. 大多数情况下，为保证系统的稳定性，通常要求开环对数幅频特性曲 线在穿越频率处的斜率为多少？为什么？ 3. 简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。 4. 用根轨迹分别说明，对于典型的二阶系统增加一个开环零点和增加一 个开环极点对系统根轨迹走向的影响。 二、已知质量-弹簧-阻尼器系统如图(a)所示，其中质量为m 公斤，弹簧系数为k 牛顿/米，阻尼器系数为μ牛顿秒/米，当物体受F = 10牛顿的恒力作用时，其位移y (t )的的变化如图(b)所示。求m 、k 和μ的值。(合计20分) F ) t 图(a) 图(b) 三、已知一控制系统的结构图如下，（合计20分, 共2个小题，每题10分） 1） 确定该系统在输入信号()1()r t t =下的时域性能指标：超调量%σ，调 节时间s t 和峰值时间p t ； 2） 当()21(),()4sin3r t t n t t =?=时，求系统的稳态误差。

四、已知最小相位系统的开环对数幅频特性渐近线如图所示，c ω位于两个交接频率的几何中心。 1） 计算系统对阶跃信号、斜坡信号和加速度信号的稳态精度。 2） 计算超调量%σ和调节时间s t 。（合计20分, 共2个小题，每题10分） [ 1 %0.160.4( 1)sin σγ =+-, s t = 五、某火炮指挥系统结构如下图所示，()(0.21)(0.51) K G s s s s = ++系统最 大输出速度为2 r/min ，输出位置的容许误差小于2，求： 1） 确定满足上述指标的最小K 值，计算该K 值下的相位裕量和幅值裕量； 2） 前向通路中串联超前校正网络0.41 ()0.081 c s G s s +=+，试计算相位裕量。 （合计20分, 共2个小题，每题10分） (rad/s)

自动控制原理期末考试题A卷

A 卷 一、填空题（每空 1 分，共10分） 1、 在水箱水温控制系统中，受控对象为 ，被控量为 。 2、 对自动控制的性能要求可归纳为___________、快速性和准确性三个方面， 在阶跃响应性能指标中，调节时间体现的是这三个方面中的______________，而稳态误差体现的是______________。 3、 闭环系统的根轨迹起始于开环传递函数的 ，终止于开环传递函数的 或无穷远。 4、 PID 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 ，其相应的传递函数为 。 5、 香农采样定理指出：如采样器的输入信号e(t)具有有限宽带，且有直到ωh 的频率分量，则使信号e(t) 完满地从采样信号e*(t) 中恢复过来的采样周期T 要满足下列条件：________________。 二、选择题（每题 2 分，共10分） 1、 设系统的传递函数为G （S ）＝1 52512++s s ，则系统的阻尼比为（ ）。 A ．21 B ．1 C ．51 D ．25 1 2、 非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，当输入信号为R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为 ( ) A 、 ()()()E S R S G S =? B 、()()()()E S R S G S H S =?? C 、()()()()E S R S G S H S =?- D 、()()()() E S R S G S H S =- 3、 伯德图中的低频段反映了系统的（ ）。 A ．稳态性能 B ．动态性能 C ．抗高频干扰能力 D ．.以上都不是 4、 已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是( )。 A 、 (2)(1)K s s s -+ B 、(1)(5K s s s +-+） C 、2(1)K s s s +－ D 、(1)(2) K s s s -- 5、 已知系统的开环传递函数为 100(0.11)(5)s s ++，则该系统的开环增益为 ( )。 A 、 100 B 、1000 C 、20 D 、不能确定

自动控制原理试题及答案

自动控制原理试题及答案 Prepared on 24 November 2020

《自动控制原理》试题及答案 1、若某串联校正装置的传递函数为(10s+1)/(100s+1)，则该校正装置属于(B )。3分 2、在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（A）3分 3、在系统中串联PD调节器，以下那一种说法是错误的（D） 3分 A 是一种相位超前校正装置 B 能影响系统开环幅频特性的高频段 C 使系统的稳定性能得到改善 D使系统的稳态精度得到改善 4、用超前校正装置改善系统时，主要是利用超前校正装置的（A ）3分 5、I型系统开环对数幅频特性的低频段斜率为（B ）9分 6、设微分环节的频率特性为G(jω)，当频率ω从0变化至∞时，其极坐标平面上的奈氏曲线是（）9分 7、关于线性系统稳定性的判定，下列观点正确的是 ( )。9分 8、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的( ) 9分 9、关于系统零极点位置对系统性能的影响，下列观点中正确的是( ) 7分 10、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的( ) 2分 11、若某最小相位系统的相角裕度γ>0，则下列说法正确的是 ( )。2分 12、某环节的传递函数是G(s)=5s+3+2/s，则该环节可看成由（D ）环节组成。2分

13、主导极点的特点是（A ）2分 14、设积分环节的传递函数为G(s)=K/s，则其频率特性幅值A(ω)=（）2分 15、某环节的传递函数为K/(Ts+1)，它的对数幅频率特性随K值增加而（）2分 16、某系统的传递函数是G(s)=1/(2s+1)，则该可看成由（C ）环节串联而成2分 17、若系统的开环传递函数在s右半平面上没有零点和极点，则该系统称作（B）2分 18、某校正环节传递函数G(s)=(100s+1)/(10s+1)，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（ D）2分 19、一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量为（ C）2分 20、最小相位系统的开环增益越大，其（）2分 21、一阶微分环节G(s)=1+Ts，当频率ω=1/T时，则相频特性∠G(jω)为（）2分 22、ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（）2分 23、开环传递函数为G(s)H(s)=(s+3)/(s+2)(s+5)，则实轴上的根轨迹为（B）2分 24、开环传递函数为G(s)H(s)=K/(s*s*s(s+4))，则实轴上的根轨迹为（）2分 25、某单位反馈系统的开环传递函数为：G(s)=K/(s(s+1)(s+5))，当k=（C ）时，闭环系统临界稳定。2分 26、若系统增加合适的开环零点，则下列说法不正确的是 (B ) 2分 27、当二阶系统的根分布在根平面的虚轴上时，系统的阻尼比为（B）3分

2020最新质量知识竞赛试题库(含答案)

精选考试及教育类应用文档，如果您需要使用本文档，请点击下载，希望同学们考出好成绩，祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！ 2020最新质量知识竞赛试题库（含答案） 一、单选题 1.质量意识，就是对质量的认知及态度。公司需要（B ） 具备质量意识。 A.管理者 B.公司全体员工 C.质检人员 D.生产部员工 2.无论是产品的质量，还是过程的质量，决定其合格与否的 都是（D ）。 A．材料的因素 B．机器的因素 C．环境的因素 D．人的行为因素 3.PDCA循环模式中的P、D、C、A分别指（A ）。 A.计划、实施、检查、处理 B.实施、检查、计划、处理 C.检查、计划、处理、实施

D.检查、处理、计划、实施 4.PDCA循环可以上升、前进的关键阶段是( D )。 A．P阶段 B．D阶段 C．C阶段 D．A阶段 5.质量改进项目始于质量改进机会的( B )。 A．组织 B．识别 C．实施 D．计划 6.国际标准化组织英文缩写为( D )。 A．CECC B．IEC C. CMC D．ISO 7.全面质量管理要求以( C )为中心。 A.产量 B.利润 C.质量 D.效益 8.标准作业指导书SOP文件，属于质量管理体系文件中的

几级文件？（C ） A.一级 B.二级 C.三级 D.四级 9.把办桌上各种文件进行清理，分类存放，属于5S中的 （A ）。 A. 整理 B. 整顿 C. 清扫 D. 素养 10.在进行5S整顿工作时，要将每项物品放在一个特定的 位置，其目的是（D ）。 A.使工作场所一目了然 B.营造整齐的工作环境 C.清楚过多的积压物品 D.缩短物品的寻找时间 11.公司什么地方需要整理、整顿？（C ） A. 工作现场 B. 办公室 C. 全公司的每个地方 D. 仓库

自动控制原理期末考试题

《 自动控制原理B 》 试题A 卷答案 一、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1．若某负反馈控制系统的开环传递函数为 5 (1) s s +，则该系统的闭环特征方程为 ( D )。 A ．(1)0s s += B. (1)50s s ++= C.(1)10s s ++= D.与是否为单位反馈系统有关 2．梅逊公式主要用来（ C ）。 A.判断稳定性 B.计算输入误差 C.求系统的传递函数 D.求系统的根轨迹 3．关于传递函数，错误的说法是 ( B )。 A.传递函数只适用于线性定常系统； B.传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响； C.传递函数一般是为复变量s 的真分式； D.闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。 4．一阶系统的阶跃响应（ C ）。 A ．当时间常数较大时有超调 B ．有超调 C ．无超调 D ．当时间常数较小时有超调 5. 如果输入信号为单位斜坡函数时，系统的稳态误差为无穷大，则此系统为（ A ） A ． 0型系统 B. I 型系统 C. II 型系统 D. III 型系统 二、填空题（本大题共7小题，每空1分，共10分） 1．一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：___稳定性、快速性、__准确性___。 2.对控制系统建模而言，同一个控制系统可以用不同的 数学模型 来描述。 3. 控制系统的基本控制方式为 开环控制 和 闭环控制 。 4. 某负反馈控制系统前向通路的传递函数为()G s ，反馈通路的传递函数为()H s ，则系统 的开环传递函数为()()G s H s ，系统的闭环传递函数为 () 1()() G s G s H s + 。 5 开环传递函数为2(2)(1) ()()(4)(22) K s s G s H s s s s s ++= +++，其根轨迹的起点为0,4,1j --±。 6. 当欠阻尼二阶系统的阻尼比减小时，在单位阶跃输入信号作用下，最大超调量将 增大 。 7.串联方框图的等效传递函数等于各串联传递函数之 积 。 三、简答题（本题10分） 图1为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方框图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？

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一、单选题： 1、交换机的配置线（console线）应该连接在PC的哪一个端口？( B ) A、并口serial B、串口COM C、以太网端口Ethernet 2、在Cisco IOS交换机上配置交换机名的命令是( D ) A、set system name HOSTNAME B、 user HOSTNAME pass PASSWORD C、spanning-tree portfast D、hostname HOSTNAME 3、IP 地址190.233.27.13/16 的网络部分地址是( B ) 4、A.190.0.0.0 5、B.190.233.0.0 6、C.190.233.27.0 7、D.190.233.27.1 8、使用如下什么方法可以升级cisco交换机的IOS软件( C ) A、CDP B、 HSRP C、TFTP D、TELNET 9、在如下几条命令中，哪条是查看cisco设备版本信息的( C ) A、show flash: B、 show ios C、show version D、show config 10、思科IOS命令ip nat inside source static 10.1.1.5 172.35.16.5的作用是什么( D ) A 为所有外部nat创建一个全局的地址池 B 为内部的静态地址创建动态的地址池 C 为所有内部本地pat创建了动态源地址转换 D 为内部本地地址和内部全局地址创建一对一的映射关系 E 映射一个内部源地址到一个公共的外部全局地址 11、哪种网络的类型 Ospf将选举一个被指定的备份路由器( E ) A 点到点和多点接入 B 点到多点和多点接入 C 点到点和点到多点 D 非广播和广播多点 E 非广播和广播多点接入 12、没有任何子网划分的IP地址125.3.54.56 的网段地址是( A ) 13、 A.125.0.0.0 14、 B.125.3.0.0 C.125.3.54.0 15、 D.125.3.54.32 16、怎样路由器的配置才能够避免split-horizon 阻止路由更新( D ) A 为每个有独一无二DLCI的PVC配置一个分割的子接口，并且给予接口分配分隔的

自动控制原理试题及答案 (5)

课程教学 大纲编号： 100102 课程名称： 自动控制原理 学分 4.5 试卷编号：100102021 考试方式： 闭卷考试 考试时间： 120 分钟 满分分值： 100 组卷年月： 2000/5 组卷教师： 向峥嵘 审定教师； 陈庆伟 一．（10分）是非题： 1． 闭环控制系统是自动控制系统，开环控制系统不是自动控制系统（ ）。 2．闭环控制系统的稳定性，与构成他的开环传递函数无关（ ），与闭环传递函数有关（ ）；以及与输入信号有关（ ）。 3．控制系统的稳态误差与系统的阶数有关（ ）；与系统的类型有关；（ ） 与系统的输入信号有关；（ ），以及与系统的放大倍数有关。（ ） 4．前向通道传递函数为)k (s k 02>的单位负反馈系统能无差的跟踪斜波信号 （ ）。 5．最小相位系统是稳定的控制系统（ ）。 二．（10分）填空题 图示系统的开环放大倍数为 ，静态位置误差为 ，静态速度误差为 ，误差传递函数) s (R )s (E 为 ，当输入信号4=)t (r 时，系统的稳态误差ss e 。 三．（10分）填空题 在频率校正法中，串联超前校正是利用串联矫正装置在系统的 频区产生相角 ，以提高系统的 ，且使幅值穿越频率c ω ，从而系统的响应速度 。串联滞后校正是利用校正装

在 频区产生的特性，以使c ω ，达到提高 的目的，校正后的系统响应速度 。 四．（10分）计算作图题 化简如图所示的结构图，并求闭环传递函数) s (R )s (C 。 五．（10分） 一个开环传递函数为 ) s (s k )s (G 1+= τ的单位负反馈系统，其单位阶跃响应曲线如图所示，试确定参数k 及τ。 六．（8分） 设单位负反馈系统的开环传递函数为) s .(s )s (G 110100+= ，试计算系统的响应控制信号t sin )t (r 5=时的稳态误差。 七．（10分） 设某系统的开环传递函数为)Ts (s k )s (H )s (G 1+=，现希望系统特征方程的所有根都 在a s -=这条线的左边区域内，试确定满足此要求k 的值和T 值的范围)a (0>。

自动控制原理试题及答案

自动控制原理 一、简答题：（合计20分,共4个小题，每题5分） 1. 如果一个控制系统的阻尼比比较小，请从时域指标和频域指标两方面 说明该系统会有什么样的表现？并解释原因。 2. 大多数情况下，为保证系统的稳定性，通常要求开环对数幅频特性曲 线在穿越频率处的斜率为多少？为什么？ 3. 简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。 4. 用根轨迹分别说明，对于典型的二阶系统增加一个开环零点和增加一 个开环极点对系统根轨迹走向的影响。 二、已知质量-弹簧-阻尼器系统如图(a)所示，其中质量为m 公斤，弹簧系数为k 牛顿/米，阻尼器系数为μ牛顿秒/米，当物体受F = 10牛顿的恒力作用时，其位移y (t )的的变化如图(b)所示。求m 、k 和μ的值。(合计20分) F ) t 图(a) 图(b) 三、已知一控制系统的结构图如下，（合计20分,共2个小题，每题10分） 1） 确定该系统在输入信号()1()r t t =下的时域性能指标：超调量%σ，调 节时间s t 和峰值时间p t ； 2） 当()21(),()4sin 3r t t n t t =?=时，求系统的稳态误差。

四、已知最小相位系统的开环对数幅频特性渐近线如图所示，c ω位于两个交接频率的几何中心。 1） 计算系统对阶跃信号、斜坡信号和加速度信号的稳态精度。 2） 计算超调量%σ和调节时间s t 。（合计20分,共2个小题，每题10分） [ 1 %0.160.4( 1)sin σγ =+-, s t = 五、某火炮指挥系统结构如下图所示，()(0.21)(0.51) K G s s s s = ++系统最 大输出速度为2 r/min ，输出位置的容许误差小于2 ，求： 1） 确定满足上述指标的最小K 值，计算该K 值下的相位裕量和幅值裕 量； 2） 前向通路中串联超前校正网络0.41 ()0.081 c s G s s +=+，试计算相位裕量。 （合计20分,共2个小题，每题10分） (rad/s)

自动控制原理考试试题库(DOC)

自 动 控 制 理 论 2011年7月23日星期六

课程名称: 自动控制理论 （A/B 卷 闭卷） 一、填空题（每空 1 分，共15分） 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按 的前馈复合控制和按 的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)为 （用G 1(s)与G 2(s) 表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 则无阻尼自然频率=n ω ， 阻尼比=ξ ， 该系统的特征方程为 ， 该系统的单位阶跃响应曲线为 。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+， 则该系统的传递函数G(s)为 。 6、根轨迹起始于 ，终止于 。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为 。 8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 ， 其相应的传递函数为 ，由于积分环节的引入，可以改善系统的 性能。 二、选择题（每题 2 分，共20分） 1、采用负反馈形式连接后，则 ( ) A 、一定能使闭环系统稳定； B 、系统动态性能一定会提高； C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除； D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。 2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。 A 、增加开环极点； B 、在积分环节外加单位负反馈； C 、增加开环零点； D 、引入串联超前校正装置。 3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ，则系统 ( ) A 、稳定； B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升； C 、临界稳定； D 、右半平面闭环极点数2=Z 。

自动控制原理试卷有参考答案

自动控制原理试卷有参 考答案 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#

一、填空题（每空 1 分，共15分） 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按 输入 的前馈复合控制和按 扰动 的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为 ()G s ，则G(s)为G 1(s)+G 2(s)（用G 1(s)与G 2(s) 表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 则无阻尼自然频率=n ω ， 阻尼比=ξ ， 该系统的特征方程为 2220s s ++= ， 该系统的单位阶跃响应曲线为 衰减振荡 。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+， 则该系统的传递函数G(s)为 105 0.20.5s s s s + ++。 6、根轨迹起始于 开环极点 ，终止于 开环零点 。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为 (1) (1) K s s Ts τ++。 1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为 水温 。 2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为 开环控制系统 ；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为 闭环控制系统 ；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 闭环控制系统 。

3、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统 稳定 。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用 奈奎斯特判据。 4、传递函数是指在 零 初始条件下、线性定常控制系统的 输出拉氏变换 与 输入拉氏变换 之比。 5、设系统的开环传递函数为 2(1)(1)K s s Ts τ++ 相频特性为arctan 180arctan T τωω--(或：2 180arctan 1T T τωω τω---+) 。 6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率 c ω对应时域性能指标调整时间s t ，它们反映了系统动态过程的快速性 . 1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即： 稳定性 、快速性和 准确性 。 2、控制系统的 输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值 称为传递函数。一阶系统传函标准形式是1 ()1 G s Ts = + ，二阶系统传函标准形式是 2 2 2 ()2n n n G s s s ωζωω=++(或：221()21G s T s T s ζ=++。 3、在经典控制理论中，可采用 劳斯判据 、根轨迹法或奈奎斯特判据等方法判断线性控制系统稳定性。 4、控制系统的数学模型，取决于系统 结构 和 参数 , 与外作用及初始条件无关。 5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为20lg ()A ω，横坐标为 lg ω 。 6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P 是指 开环传函中具有正实部的极点的个数 (或：右半S 平面的开环极点个数) ，Z 是指闭环传函中具有正实部的极点的

期末考试试题集-自动控制原理(含完整答案)

期末考试-复习重点 自动控制原理1 一、单项选择题（每小题1分，共20分） 1. 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（ ） A.系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计 2. 惯性环节和积分环节的频率特性在（ ）上相等。 A.幅频特性的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D.穿越频率 3. 通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（ ） A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件 4. ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（ ） A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线 5. 当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（ ） A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节 6. 若系统的开环传 递函数为2) (5 10+s s ，则它的开环增益为（ ） A.1 B.2 C.5 D.10 7. 二阶系统的传递函数5 2 5)(2++=s s s G ，则该系统是（ ） A.临界阻尼系统 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统 D.零阻尼系统 8. 若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn ，则可以（ ） A.提高上升时间和峰值时间 B.减少上升时间和峰值时间 C.提高上升时间和调整时间 D.减少上升时间和超调量 9. 一阶微分环节Ts s G +=1)(，当频率T 1=ω时，则相频特性)(ωj G ∠为（ ）

A.45° B.-45° C.90° D.-90° 10.最小相位系统的开环增益越大，其（ ） A.振荡次数越多 B.稳定裕量越大 C.相位变化越小 D.稳态误差越小 11.设系统的特征方程为()0516178234=++++=s s s s s D ，则此系统 （ ） A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。 12.某单位反馈系统的开环传递函数为：()) 5)(1(++=s s s k s G ，当k =（ ）时，闭环系统临界稳定。 A.10 B.20 C.30 D.40 13.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ，则此系统中包含正实部特征的个数有（ ） A.0 B.1 C.2 D.3 14.单位反馈系统开环传递函数为()s s s s G ++=652，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（ ） A.2 B.0.2 C.0.5 15.若已知某串联校正装置的传递函数为1 101)(++=s s s G c ，则它是一种（ ） A.反馈校正 B.相位超前校正 C.相位滞后—超前校正 D.相位滞后校正 16.稳态误差e ss 与误差信号E (s )的函数关系为（ ） A.)(lim 0s E e s ss →= B.)(lim 0 s sE e s ss →= C.)(lim s E e s ss ∞→= D.)(lim s sE e s ss ∞ →= 17.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（ ） A.减小增益 B.超前校正 C.滞后校正 D.滞后-超前 18.相位超前校正装置的奈氏曲线为（ ）

自动控制原理试题答案剖析

∑??=i i i s s Q s H ) ()(1 )(zidpngkongzhi 1 闭环系统（或反馈系统）的特征：采用负反馈，系统的被控变量对控制作用有直接影响，即被控变量对自己有控制作用 。 2 典型闭环系统的功能框图。 自动控制 在没有人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程按照预定的规律运行。 自动控制系统 由控制器和被控对象组成，能够实现自动控制任务的系统。 被控制量 在控制系统中．按规定的任务需要加以控制的物理量。 控制量 作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星．也称控制输入。 扰动量 干扰或破坏系统按预定规律运行的输入量，也称扰动输入或干扰掐入。 反馈 通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端，与输入信号相比较。反送到输入端的信号称为反馈信号。 负反馈 反馈信号与输人信号相减，其差为偏差信号。 负反馈控制原理 检测偏差用以消除偏差。将系统的输出信号引回插入端，与输入信号相减，形成偏差信号。然后根据偏差信号产生相应的控制作用，力图消除或减少偏差的过程。 开环控制系统 系统的输入和输出之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响，这样的系统称为开环控制系统。开环控制又分为无扰动补偿和有扰动补偿两种。 闭环控制系统 凡是系统输出端与输入端存在反馈回路，即输出量对控制作用有直接影响的系统，叫作闭环控制系统。 自动控制原理课程中所讨论的主要是闭环负反馈控制系统。 复合控制系统 复合控制系统是一种将开环控制和闭环控制结合在一起的控制系统。它在闭环控制的基础上，用开环方式提 供一个控制输入信号或扰动输入信号的顺馈通道，用以提高系统的精度。 自动控制系统组成 闭环负反馈控制系统的典型结构如图1．2所示。组成一个自动控制系统通常包括以下基本元件 ．给定元件 给出与被控制量希望位相对应的控制输入信号(给定信号)，这个控制输入信号的量纲要与主反馈信号的量纲相同。给定元件通常不在闭环回路中。2．测量元 件 测量元件也叫传感器，用于测量被控制量，产生与被控制量有一定函数关系的信号。被控制量成比例或与其导数成比例的信号。测量元件的精度直接影响控制系统的精度应使测量元件的精度高于系统的精度，还要有足够宽的频带。3．比较无件 用于比较控制量和反馈量并产生偏差信号。电桥、运算放大器可作为电信号的比较元件。有些比较元件与测量元件是结合在一起的，如测角位移的旋转变压器和自整角机等。4．放大元件 对信号进行幅值或功率的放大，以及信号形式的变换．如交流变直流的相敏整流或直流变交流的相敏调制。5．执行元件 用于操纵被控对象，如机械位移系统中的电动机、液压伺服马达、温度控制系统中的加热装置。执行元件的选择应具有足够大的功率和足够宽的频带。6．校正元件 用于改善系统的动态和稳态性能。根据被控对象特点和性能指标的要求而设计。校正元件串联在由偏差信号到被控制信号间的前向通道中的称为串联校正；校正元件在反馈回路中的称为反馈校正。7．被控对象 控制系统所要控制的对象，例如水箱水位控制系统中的水箱、房间温度控制系统中的房间、火炮随动系统中的火炮、电动机转速控制系统中电机所带的负载等。设计控制系统时，认为被控对象是不可改变的，它的输出即为控制系统的被控制量。8．能源元件 为控制系统提供能源的元件，在方框图中通常不画出。 对控制系统的基本要求1．稳定性 稳定性是系统正常工作的必要条件。2．准确性 要求过渡过程结束后，系统的稳态精度比较高，稳态误差比较小．或者对某种典型输入信号的稳态误差为零。3．快速性 系统的响应速度快、过渡过程时间短、超调量小。系统的稳定性足够好、频带足够宽，才可能实现快速性的要求。 第一章：1、建立系统的微分方程，绘制动态框图并求传递函数。3、传递函数 在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为传递函数。传递函数的概念适用于线性定常单输入、单输出系统。求传递函数通常有两种方法：对系统的微分方程取拉氏变换，或化简系统的动态方框图。对于由电阻、电感、电容元件组成的电气网络，一般采用运算阻抗的方法求传递函数。4、结构图的变换与化简 化简方框图是求传递函数的常用方法。对方框图进行变换和化简时要遵循等效原则：对任一环节进行变换时， 变换前后该环节的输人量、输出量及其相互关系应保持不变。化简方框图的主要方法就是将串联环节、并联环节和基本反馈环节用一个等效环节代替。化简方框图的关键是解除交叉结构，即移动分支点或相加点，使被简化的环节中不存在与外部直