当前位置：搜档网 › 自动控制原理期末试卷与答案

自动控制原理期末试卷与答案

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（ c ）

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（ d ）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（ d ） 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 ） 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（ d ）

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

(5 10

+s s ，则它的开环增益为（c ）

7. 二阶系统的传递函数5

2 5

)(2++=

s s s G ，则该系统是（b ）

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（b ）

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

ω时，则相频特性)(ωj G ∠为（ a ） ° ° ° ° 10.最小相位系统的开环增益越大，其（ d ）

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。

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（）

14.单位反馈系统开环传递函数为()s

s s s G ++=65

，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（）

若已知某串联校正装置的传递函数为

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 0

s 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（）

A.圆

B.上半圆

C.下半圆 °弧线 19.开环传递函数为G (s )H (s )=

)

3(3+s s K

,则实轴上的根轨迹为（）

A.(-3，∞)

B.(0，∞)

C.(-∞，-3)

D.(-3，0) 20.在直流电动机调速系统中，霍尔传感器是用作（）反馈的传感器。 A.电压 B.电流 C.位移 D.速度

二、填空题（每小题1分，共10分）

21.闭环控制系统又称为系统。

22.一线性系统，当输入是单位脉冲函数时，其输出象函数与相同。

23.一阶系统当输入为单位斜坡函数时，其响应的稳态误差恒为。

24.控制系统线性化过程中，线性化的精度和系统变量的有关。

25.对于最小相位系统一般只要知道系统的就可以判断其稳定性。

26.一般讲系统的位置误差指输入是所引起的输出位置上的误差。

27.超前校正是由于正相移的作用，使截止频率附近的明显上升，从而具有较大

的稳定裕度。

28.二阶系统当共轭复数极点位于线上时，对应的阻尼比为。

调节中的“P”指的是控制器。

30.若要求系统的快速性好，则闭环极点应距虚轴越_ _越好。

三、名词解释（每小题3分，共15分）

31.稳定性

32.理想微分环节

33.调整时间

34.正穿越

35.根轨迹

四、简答题（每小题5分，共25分）

36.为什么说物理性质不同的系统，其传递函数可能相同举例说明。

37.一阶惯性系统当输入为单位阶跃函数时，如何用实验方法确定时间常数T 其调整时间t s

和时间常数T有何关系，为什么

38.什么是主导极点主导极点起什么作用，请举例说明。

39.什么是偏差信号什么是误差信号它们之间有什么关系

40.根轨迹的分支数如何判断举例说明。

五、计算题（第41、42题每小题5分，第43 、44题每小题10分，共30分）

41.求图示方块图的传递函数，以X i (s)为输入，X0 (s)为输出。

42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。

43.欲使图所示系统的单位阶跃响应的最大超调量为20%，峰值时间为2秒，试确定K 和 K 1值。

44.系统开环频率特性由实验求得，并已用渐近线表示出。试求该系统的开环传递函数。(设系统是最小相位系统)。

自动控制原理2

一、

单项选择题（每小题1分，共20分）

1. 系统已给出，确定输入，使输出尽可能符合给定的最佳要求，称为（）

A.最优控制

B.系统辨识

C.系统分析

D.最优设计

2. 与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。

A.输出量

B.输入量

C.扰动量

D.设定量

3. 在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（）指标密切相关。

A.允许的峰值时间

B.允许的超调量

C.允许的上升时间

D.允许的稳态误差 4. 主要用于产生输入信号的元件称为（）

A.比较元件

B.给定元件

C.反馈元件

D.放大元件 5. 某典型环节的传递函数是()1

s s G ，则该环节是（） A.比例环节 B.积分环节 C.惯性环节 D.微分环节

6. 已知系统的微分方程为()()()()

t x t x t x t x i 2263000=++&&&，则系统的传递函数是（） A.26322++s s B.2

631

2++s s

C.36222++s s

D.3

621

2++s s

7. 引出点前移越过一个方块图单元时，应在引出线支路上（）

A.并联越过的方块图单元

B.并联越过的方块图单元的倒数

C.串联越过的方块图单元

D.串联越过的方块图单元的倒数 8. 设一阶系统的传递2

)(+=

s s G ，其阶跃响应曲线在t =0处的切线斜率为（） C.27 D.21

9. 时域分析的性能指标，哪个指标是反映相对稳定性的（）

A.上升时间

B.峰值时间

C.调整时间

D.最大超调量

10.

二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为（） A.谐振频率

B.截止频率

C.最大相位频率

D.固有频率

11.

设系统的特征方程为()0122234=++++=s s s s s D ，则此系统中包含正实部特征的个数

为（）

12.

一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量为（）～15 ～30 ～60

～90

13.

设一阶系统的传递函数是()1

s s G ，且容许误差为5%，则其调整时间为（）

14.

某一系统的速度误差为零，则该系统的开环传递函数可能是（） A.

+Ts K

B.))((b s a s s d s +++

C.)(a s s K +

D.)(2a s s K +

15.

单位反馈系统开环传递函数为())

23(4

2++=

s s s s G ，当输入为单位斜坡时，其加速度误差为（）

D. 16.

若已知某串联校正装置的传递函数为1

1.01

)(++=

s s s G c ，则它是一种（）

A.相位超前校正

B.相位滞后校正

C.相位滞后—超前校正

D.反馈校正

17.

确定根轨迹大致走向，一般需要用（）条件就够了。

A.特征方程

B.幅角条件

C.幅值条件

D.幅值条件+幅角条件

18.

某校正环节传递函数1

101

100)(++=

s s s G c ，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（）

A.(0，j 0)

B.(1，j 0)

C.(1，j 1)

D.(10，j0)

19.

系统的开环传递函数为

1)((++s s s K

，则实轴上的根轨迹为（）

A.(-2，-1)和（0，∞）

B.(-∞，-2)和(-1，0)

C.(0，1)和(2，∞)

D.(-∞，0)和(1，2)

20.

A 、

B 是高阶系统的二个极点，一般当极点A 距离虚轴比极点B 距离虚轴大于（）时，

分析系统时可忽略极点A 。

倍倍倍倍二、

填空题（每小题1分，共10分）

21.“经典控制理论”的内容是以为基础的。 22.控制系统线性化过程中，变量的偏移越小，则线性化的精度。 23.某典型环节的传递函数是2

)(+=

s s G ，则系统的时间常数是。 24.延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使发生变化。

25.若要全面地评价系统的相对稳定性，需要同时根据相位裕量和来做出判断。 26.一般讲系统的加速度误差指输入是所引起的输出位置上的误差。 27.输入相同时，系统型次越高，稳态误差越。

28.系统主反馈回路中最常见的校正形式是和反馈校正 29.已知超前校正装置的传递函数为1

32.01

2)(++=

s s s G c ，其最大超前角所对应的频率

=m ω 。

30.若系统的传递函数在右半S 平面上没有，则该系统称作最小相位系统。三、

名词解释（每小题3分，共15分）

31.数学模型 32.反馈元件 33.最大超调量 34.频率响应

35.幅值裕量四、

简答题（每小题5分，共25分）

36.开环控制系统和闭环控制系统的主要特点是什么 37.如何用实验方法求取系统的频率特性函数

38.伯德图中幅频特性曲线的首段和传递函数的型次有何关系 39.根轨迹与虚轴的交点有什么作用举例说明。 40.系统闭环零点、极点和性能指标的关系。五、

计算题（第41、42题每小题5分，第43 、44题每小题10分，共30分）

41.根据图示系统结构图，求系统传递函数C(s)/R(s)。

42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。

43.已知系统的传递函数)

11.0(10

)(+=s s s G ，试分析系统由哪些环节组成并画出系统的

Bode 图。

44.电子心率起搏器心率控制系统结构如图所示，其中模仿心脏的传递函数相当于一个纯积分环节，要求：

y 0(t

G 2(s )

R (s )

G 3(s )

? G 1(s )

H 1(s )

H 3(s )

C (s )

(1)若5.0=ζ，对应最佳响应，问起搏器增益K 应取多大。

(2)若期望心速为60次/min ，并突然接通起搏器，问1s 后实际心速为多少瞬时的最大心速多大。

自动控制原理3

1. 如果被调量随着给定量的变化而变化，这种控制系统叫（）

A.恒值调节系统

B.随动系统

C.连续控制系统

D.数字控制系统

2. 与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。

A.输出量

B.输入量

C.扰动量

D.设定量 3. 直接对控制对象进行操作的元件称为（）

A.给定元件

B.放大元件

C.比较元件

D.执行元件 4. 某典型环节的传递函数是()Ts

s G 1

，则该环节是（） A.比例环节 B.惯性环节 C.积分环节 D.微分环节 5. 已知系统的单位脉冲响应函数是()21.0t t y =，则系统的传递函数是（） A.

32.0s B.s 1.0 C.21.0s D.2

.0s

6. 梅逊公式主要用来（）

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

7. 已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，则其阻尼比可能为（）

8. 在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（）指标密切相关。

A.允许的稳态误差

B.允许的超调量

C.允许的上升时间

D.允许的峰值时间 9. 设一阶系统的传递2

)(+=

s s G ，其阶跃响应曲线在t =0处的切线斜率为（） C.27 D.2

10.若系统的传递函数在右半S 平面上没有零点和极点，则该系统称作（） A.非最小相位系统 B.最小相位系统 C.不稳定系统 D.振荡系统 11.一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量为（）～15 ～30 ～60 ～90

12.某系统的闭环传递函数为：()k

s s s k

s s G B 24322

3++++=，当k =（）时，闭环系统临界稳定。

13.开环传递函数为)

4()()(3

S S K

s H s G ，则实轴上的根轨迹为（） A.(－4，∞) B.(－4，0） C.(－∞，－4) D.( 0，∞) 14.单位反馈系统开环传递函数为())

23(4

2++=

s s s s G ，当输入为单位斜坡时，其加速度误差为（）

D. 15.系统的传递函数())

4)(1(5

++=

s s s s G ，其系统的增益和型次为（），2 4，2 ，4 4，4 16.若已知某串联校正装置的传递函数为1

2.01

21101)(++++=

s s s s s G j ，则它是一种（）

A.相位滞后校正

B.相位超前校正

C.相位滞后—超前校正

D.反馈校正

17.进行串联超前校正前的穿越频率c ω与校正后的穿越频率c

ω'的关系，通常是（） A.c ω=c

ω' B.c ω>c ω' C.c ω

18.已知系统开环传递函数)

2)(1()(*

++=s s s K s G ，则与虚轴交点处的K *=（）

19.某校正环节传递函数1

101

100)(++=

s s s G c ，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（）

A.(0，j 0)

B.(1，j 0)

C.(1，j 1)

D.(10，j0)

、B 是高阶系统的二个极点，一般当极点A 距离虚轴比极点B 距离虚轴大于（）时，分析系统时可忽略极点A 。

倍倍倍倍

21.对控制系统的首要要求是系统具有。

22.在驱动力矩一定的条件下，机电系统的转动惯量越小，其越好。 23.某典型环节的传递函数是2

)(+=

s s G ，则系统的时间常数是。 24.延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使发生变化。

25.二阶系统当输入为单位斜坡函数时，其响应的稳态误差恒为。 26.反馈控制原理是原理。 27.已知超前校正装置的传递函数为1

32.01

2)(++=

s s s G c ，其最大超前角所对应的频率

=m ω 。

28.在扰动作用点与偏差信号之间加上能使静态误差降为0。 29.超前校正主要是用于改善稳定性和。

30.一般讲系统的加速度误差指输入是所引起的输出位置上的误差。

31.自动控制 32.传递函数 33.瞬态响应 34.最小相位传递函数 35.复现频率

36. 方块图变换要遵守什么原则，举例说明。 37.试说明延迟环节s

e s G τ-=)(的频率特性，并画出其频率特性极坐标图。

38.如何减少系统的误差

39.开环不稳定的系统，其闭环是否稳定举例说明。 40. 高阶系统简化为低阶系统的合理方法是什么

41.求如下方块图的传递函数。

42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。

43.设单位反馈开环传递函数为)

505()(+=s s K

s G ，求出闭环阻尼比为5.0时所对应的K 值，

并计算此K 值下的Mp t t t r p s ,,,。 44.单位反馈开环传递函数为)

10)(2()

(10)(+++=s s s a s s G ，

(1)试确定使系统稳定的a 值；

(2)使系统特征值均落在S 平面中1Re -=这条线左边的a 值。

F i (t )

G 2 H

X i (S )

X 0(S )

G 4

G 3

G 1

自动控制原理4

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. 开环控制系统的的特征是没有（）

A.执行环节

B.给定环节

C.反馈环节

D.放大环节 3. 主要用来产生偏差的元件称为（）

A.比较元件

B.给定元件

C.反馈元件

D.放大元件 4. 某系统的传递函数是()s e s s G τ-+=

，则该可看成由（）环节串联而成。 A.比例、延时 B.惯性、导前 C.惯性、延时 D.惯性、比例

5. 已知)

45(3

2)(22++++=s s s s s s F ，其原函数的终值=∞→t t f )(（）

B.∞ 6. 在信号流图中，在支路上标明的是（）

A.输入

B.引出点

C.比较点

D.传递函数 7 .设一阶系统的传递函数是()2

s s G ，且容许误差为2%，则其调整时间为（）

8. 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 9. 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

10.二阶欠阻尼系统的有阻尼固有频率ωd 、无阻尼固有频率ωn 和谐振频率ωr 比较（） A.ωr ＞ωd ＞ωn B.ωr ＞ωn ＞ωd C.ωn ＞ωr ＞ωd D.ωn ＞ωd ＞ωr 11.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（）

12.根据系统的特征方程()053323=+-+=s s s s D ，可以判断系统为（） A.稳定 B.不稳定 C.临界稳定 D.稳定性不确定 13.某反馈系统的开环传递函数为：())

1()

1(122++=

s T s s s G τ，当（）时，闭环系统稳定。

A.21τ>T

B.21τ

C.21τ=T

D.任意T 1和2

14.单位反馈系统开环传递函数为()2

++=s s s G ，当输入为单位阶跃时，其位置误差为（）

15.当输入为单位斜坡且系统为单位反馈时，对于II 型系统其稳态误差为（） k D. 16.若已知某串联校正装置的传递函数为s

s G c 2

)(=

，则它是一种（） A.相位滞后校正 B.相位超前校正 C.微分调节器 D.积分调节器 17.相位超前校正装置的奈氏曲线为（）

A.圆

B.上半圆

C.下半圆 °弧线

18.在系统中串联PD 调节器，以下那一种说法是错误的（）

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 19.根轨迹渐近线与实轴的交点公式为（）

n Z

P m

i i

n j j

++∑∑==1

1 B.

n P

Z n

j j

m i i

--∑∑==1

n P

Z n

j j

m i i

+-∑∑==1

1 D.

n Z

P m

i i

n j j

--∑∑==1

20.直流伺服电动机—测速机机组（型号为70SZD01F24MB ）实际的机电时间常数为（）

ms ms ms ms

21.根据采用的信号处理技术的不同，控制系统分为模拟控制系统和。

22.闭环控制系统中，真正对输出信号起控制作用的是。

23.控制系统线性化过程中，线性化的精度和系统变量的有关。

24.描述系统的微分方程为

()()()()

，则频率特性

)

(ωj

G。

25.一般开环频率特性的低频段表征了闭环系统的性能。

26.二阶系统的传递函数G(s)=4/(s2+2s+4) ，其固有频率n＝。

27.对单位反馈系统来讲，偏差信号和误差信号。

调节中的“P”指的是控制器。

29.二阶系统当共轭复数极点位于45线上时，对应的阻尼比为。

30.误差平方积分性能指标的特点是：。

31.最优滤波

32.积分环节

33.极坐标图

34.相位裕量

35.根轨迹的起始角

36. 简要论述自动控制理论的分类及其研究基础、研究的方法。

37.二阶系统的性能指标中，如要减小最大超调量，对其它性能有何影响

38. 用文字表述系统稳定的充要条件。并举例说明。

39.在保证系统稳定的前提下，如何来减小由输入和干扰引起的误差

40.根轨迹的渐近线如何确定

41.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。

42.求如下方块图的传递函数。

43.已知给定系统的传递函数)

1(10

)(+=s s s G ，分析系统由哪些环节组成，并画出系统的

Bode 图。

44.已知单位反馈系统的开环传递函数)

12)(1()(++=

s s s k

s G k ，

(l)求使系统稳定的开环增益k 的取值范围； (2)求k =1时的幅值裕量；

(3)求k =，输入x (t )=1+ t 时的系统的稳态误差值e ss 。

自动控制原理5

1. 随动系统对（）要求较高。

A.快速性

B.稳定性

C.准确性

D.振荡次数

2.“现代控制理论”的主要内容是以（）为基础，研究多输入、多输出等控制系统的分析

F i

X i (S ) X 0(S )

+ + +

+ ?

G 2

G 4

G 3

G 1

和设计问题。

A.传递函数模型

B.状态空间模型

C.复变函数模型

D.线性空间模型 3. 主要用于稳定控制系统，提高性能的元件称为（）

A.比较元件

B.给定元件

C.反馈元件

D.校正元件 4. 某环节的传递函数是()5

73++

+=s s s G ，则该环节可看成由（）环节串联而组成。 A.比例、积分、滞后 B.比例、惯性、微分 C.比例、微分、滞后 D.比例、积分、微分

5. 已知)

45(3

2)(22++++=s s s s s s F ，其原函数的终值=∞→t t f )(（）

B.∞

6. 已知系统的单位阶跃响应函数是())1(25.00t

t x --=，则系统的传递函数是（） A.122+s B.15.02+s C.1

21+s D.15.01+s

7. 在信号流图中，在支路上标明的是（）

A.输入

B.引出点

C.比较点

D.传递函数

8. 已知系统的单位斜坡响应函数是()t e t t x 205.05.0-+-=，则系统的稳态误差是（） 9. 若二阶系统的调整时间长，则说明（）

A.系统响应快

B.系统响应慢

C.系统的稳定性差

D.系统的精度差 10.某环节的传递函数为

Ts +K

，它的对数幅频率特性L (ω)随K 值增加而（） A.上移 B.下移 C.左移 D.右移 11.设积分环节的传递函数为s

s G =

)(，则其频率特性幅值A (ω)=（） A.ωK B.2ωK C.ω1 D.21ω

12.根据系统的特征方程()053323=+-+=s s s s D ，可以判断系统为（） A.稳定 B.不稳定 C.临界稳定 D.稳定性不确定

13.二阶系统的传递函数()1

241

2++=

s s s G ，其阻尼比ζ是（）

14.系统稳定的充分必要条件是其特征方程式的所有根均在根平面的（） A.右半部分 B.左半部分 C.实轴上 D.虚轴上 15.一闭环系统的开环传递函数为4(3)

()(23)(4)

s G s s s s +=

++，则该系统为（）

型系统，开环放大系数K 为2 型系统，开环放大系数K 为2 型系统，开环放大系数K 为1 型系统，开环放大系数K 为1

16.进行串联滞后校正后，校正前的穿越频率c ω与校正后的穿越频率c

ω'之间的关系，通常是（）

A.c ω=c

ω' B.c ω>c ω' C.c ω

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 18.滞后校正装置的最大滞后相位趋近（） ° ° ° ° 19.实轴上分离点的分离角恒为（） A.

45 B.60 C.

90 D.120

20.在电压—位置随动系统的前向通道中加入（）校正，使系统成为II 型系统，可以消除常值干扰力矩带来的静态误差。

A.比例微分

B.比例积分

C.积分微分

D.微分积分

21.闭环控制系统中，真正对输出信号起控制作用的是。 22.系统的传递函数的分布决定系统的动态特性。 23.二阶系统的传递函数G(s)=4/(s 2

+2s+4) ，其固有频率

＝。

24.用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标图示法和_____ __图示法。

25.描述系统的微分方程为

()()

()()t x t x dt

t dx dt t x d i =++23

02，则频率特性 =)(ωj G 。

26.乃氏图中当ω等于剪切频率时，相频特性距-

π线的相位差叫

。 27. 系统的稳态误差和稳态偏差相同。

28.滞后校正是利用校正后的作用使系统稳定的。

29.二阶系统当共轭复数极点位于45线上时，对应的阻尼比为。 30.远离虚轴的闭环极点对的影响很小。

31.延迟时间 32.比例环节 33.稳态响应 34.闭环截止频率 35.位置误差

36.对于受控机械对象，为得到良好的闭环机电性能，应该注意哪些方面

37.

评价控制系统的优劣的时域性能指标常用的有哪些每个指标的含义和作用是什么 38.写出画伯德图的步骤。

39.系统的误差大小和系统中的积分环节多少有何关系举例说明。 40.为什么串联滞后校正可以适当提高开环增益，而串联超前校正则不能

41.一反馈控制系统如图所示，求：当=时，a=

42.R (s )

C (s )

9+s

43.某单位反馈开环系统的传递函数为)

20)(2(2000

)(++=s s s s G ，

(1)画出系统开环幅频Bode 图。 (2)计算相位裕量。

44.求出下列系统的跟随稳态误差e ssr 和扰动稳态误差e ssd 。

自动控制原理6

1 .系统已给出，确定输入，使输出尽可能符合给定的最佳要求，称为（） A.系统辨识 B.系统分析 C.最优设计 D.最优控制

2 .系统的数学模型是指（）的数学表达式。

A.输入信号

B.输出信号

C.系统的动态特性

D.系统的特征方程 3 .主要用于产生输入信号的元件称为（）

自动控制原理期末考试卷与答案

自动控制原理期末考试卷与答案一、填空题（每空 1 分，共20分） 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。 3、在经典控制理论中，可采用劳斯判据(或：时域分析法)、根轨迹法或奈奎斯特判据(或：频域分析法) 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(或：()L 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是超调量。 8、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 2212()()1()1A T T ωωωω= +?+，相频特性为 01112()90()() tg T tg T ?ωωω--=---。 9、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。 10、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 + ++。 11、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。 12、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。 13、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。 14、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二、(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 =-+- (2分) 即 )t (u ) t (du )t (u )()t (du i 2i 21021021R dt C R R R R dt C R R +=++ (2分) 2、求传递函数对微分方程进行拉氏变换得 )(U )(U )(U )()(U i 2i 21021021s R s Cs R R s R R s Cs R R +=++ (2分)

自动控制原理答案

第一章习题答案习题 1-1 根据题1-1图所示的电动机速度控制系统工作原理图 (1) 将a ，b 与c ，d 用线连接成负反馈状态； (2) 画出系统方框图。 1-2 题1-2图是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。题1-2图仓库大门自动开闭控制系统 1-3 题1-3图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。题1-3图炉温自动控制系统原理图 1-4 题1-4图是控制导弹发射架方位的电位器式随动系统原理图。图中电位器1P 、2 P

并联后跨接到同一电源0 E 的两端，其滑臂分别与输入轴和输出轴相联结，组成方位角的给定元件和测量反馈元件。输入轴由手轮操纵；输出轴则由直流电动机经减速后带动，电动机采用电枢控制的方式工作。试分析系统的工作原理，指出系统的被控对象、被控量和给定量，画出系统的方框图。题1-4图导弹发射架方位角控制系统原理图 1-5 采用离心调速器的蒸汽机转速控制系统如题1-5图所示。其工作原理是：当蒸汽机带动负载转动的同时，通过圆锥齿轮带动一对飞锤作水平旋转。飞锤通过铰链可带动套筒上下滑动，套筒装有平衡弹簧，套筒上下滑动时可拨动杠杆，杠杆另一端通过连杆调节供汽阀门的开度。在蒸汽机正常运行时，飞锤旋转所产生的离心力与弹簧的反弹力相平衡，套筒保持某个高度，使阀门处于一个平衡位置。如果由于负载增大使蒸汽机转速 ω下降，则飞锤因离心力减小而使套筒向下滑动，并通过杠杆增大供汽阀门的开度，从而使蒸汽机的转速回升。同理，如果由于负载减小使蒸汽机的转速 ω增加，则飞锤因离心力增加而使套筒上滑，并通过杠杆减小供汽阀门的开度，迫使蒸汽机转速回落。这样，离心调速器就能自动地抵制负载变化对转速的影响，使蒸汽机的转速 ω保持在某个期望值附近。指出系统中的被控对象、被控量和给定量，画出系统的方框图。 1-6 摄像机角位置自动跟踪系统如题1-6图所示。当光点显示器对准某个方向时，摄像机会自动跟踪并对准这个方向。试分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量及给定量，画出系统方框图。题1-5图蒸汽机转速自动控制系统

广工自动控制原理试卷答案

答案一、填空题(每空1分，共15分) 1、稳定性快速性准确性稳定性 2、()G s ； 3、微分方程传递函数（或结构图信号流图）（任意两个均可） 4、劳思判据根轨迹奈奎斯特判据 5 01112()90()()tg T tg T ?ωωω--=--- 6、0()()()()t p p p i K de t m t K e t e t dt K T dt τ=++? 1()(1)C p i G s K s T s τ=++ 7、S 右半平面不存在系统的开环极点及开环零点二、判断选择题(每题2分，共 20分) 1、A 2、B 3、D 4、C 5、C 6、B 7、A 8、C 9、C 10、D 三、(8分)建立电路的动态微分方程，并求传递函数。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 =-+- (2分) 即 )t (u )t (du )t (u )()t (du i 2i 21021021R dt C R R R R dt C R R +=++ (2分) 2、求传递函数对微分方程进行拉氏变换得 )(U )(U )(U )()(U i 2i 21021021s R s Cs R R s R R s Cs R R +=++ (2分) 得传递函数 2 121221i 0)(U )(U )(R R Cs R R R Cs R R s s s G +++== (2分) 四、(共20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 ωξωωβ++=++=++==Φ

自动控制原理习题及答案

1. 采样系统结构如图所示，求该系统的脉冲传递函数。答案:该系统可用简便计算方法求出脉冲传递函数。去掉采样开关后的连续系统输出表达式为对闭环系统的输出信号加脉冲采样得再对上式进行变量替换得 2. 已知采样系统的结构如图所示，，采样周期T=0.1s。试求系统稳定时K的取值范围。答案:首先求出系统的闭环传递函数。由求得，已知T=0.1s， e-1=0.368，故

系统闭环传递函数为，特征方程为 D(z)=1+G(z)=z2+(0.632K-1.368)z+0.368=0 将双线性变换代入上式得 0.632ω2+1.264ω+(2.736-0.632K)=0 要使二阶系统稳定，则有 K＞0，2.736-0.632K＞0 故得到K的取值范围为0＜K＜4.32。 3. 求下列函数的z变换。 (1). e(t)=te-at 答案:e(t)=te-at 该函数采样后所得的脉冲序列为 e(nT)=nTe-anT n=0，1，2，… 代入z变换的定义式可得 E(z)=e(0)+P(T)z-1+e(2T)z-2+…+e(nT)z-n+…=0+Te-aT z-1+2Te-2aT z-2+…+nTe-naT z-n+…=T(e-aT z-1+2e -2aT z-2+…+ne-naT z-n+…) 两边同时乘以e-aT z-1，得 e-aT z-1E(z)=T(e-2aT z-2+2e-3aT z-3+…+ne-a(n+1)T z-(n+1)+…) 两式相减，若|e-aT z-1|＜1，该级数收敛，同样利用等比级数求和公式，可得最后该z变换的闭合形式为 (2). e(t)=cosωt 答案:e(t)=cosωt 对e(t)=cosωt取拉普拉斯变换．得展开为部分分式，即可以得到化简后得

自动控制原理及其应用试卷与答案

21.一线性系统，当输入是单位脉冲函数时，其输出象函数与传递函数相同。 22.输入信号和反馈信号之间的比较结果称为偏差。 23.对于最小相位系统一般只要知道系统的开环幅频特性就可以判断其稳定性。 24.设一阶系统的传递G(s)=7/(s+2)，其阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为 2 。 25.当输入为正弦函数时，频率特性G(j ω)与传递函数G(s)的关系为 s=j ω 。 26.机械结构动柔度的倒数称为动刚度。 27.当乃氏图逆时针从第二象限越过负实轴到第三象限去时称为正穿越。 28.二阶系统对加速度信号响应的稳态误差为 1/K 。即不能跟踪加速度信号。 29.根轨迹法是通过开环传递函数直接寻找闭环根轨迹。 30.若要求系统的快速性好，则闭环极点应距虚轴越远越好。 21.对控制系统的首要要求是系统具有 .稳定性。 22.在驱动力矩一定的条件下，机电系统的转动惯量越小，其 .加速性能越好。 23.某典型环节的传递函数是2 1)(+=s s G ，则系统的时间常数是 0.5 。 24.延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使相频特性发生变化。 25.二阶系统当输入为单位斜坡函数时，其响应的稳态误差恒为 2ζ

/ωn 。 26.反馈控制原理是检测偏差并纠正偏差的原理。 27.已知超前校正装置的传递函数为1 32.012)(++= s s s G c ，其最大超前角所对应的频率=m ω 1.25 。 28.在扰动作用点与偏差信号之间加上积分环节能使静态误差降为0。 29.超前校正主要是用于改善稳定性和快速性。 30.一般讲系统的加速度误差指输入是静态位置误差系数所引起的输出位置上的误差。 21.“经典控制理论”的内容是以传递函数为基础的。 22.控制系统线性化过程中，变量的偏移越小，则线性化的精度越高。 23.某典型环节的传递函数是21)(+=s s G ，则系统的时间常数是 0.5 。 24.延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使相频特性发生变化。 25.若要全面地评价系统的相对稳定性，需要同时根据相位裕量和幅值裕量来做出判断。 26.一般讲系统的加速度误差指输入是匀加速度所引起的输出位置上的误差。 27.输入相同时，系统型次越高，稳态误差越小。 28.系统主反馈回路中最常见的校正形式是串联校正和反馈校正 29.已知超前校正装置的传递函数为1 32.012)(++=s s s G c ，其最大超前角所对应的频

自动控制原理答案

《自动控制原理》习题参考答案第1章 1.7.2基础部分 1.答：开环控制如：台灯灯光调节系统。其工作原理为：输入信号为加在台灯灯泡两端的电压，输出信号为灯泡的亮度，被控对象为灯泡。当输入信号增加时，输出信号（灯泡的亮度）增加，反之亦然。闭环控制如：水塔水位自动控制系统。其工作原理为：输入信号为电机两端电压，输出信号为水塔水位，被控对象为电机调节装置。当水塔水位下降时，通过检测装置检测到水位下降，将此信号反馈至电机，电机为使水塔水位维持在某一固定位置增大电机两端的电压，通过调节装置调节使水塔水位升高。反之亦然。 2.答：自动控制理论发展大致经历了几个阶段：第一阶段：本世纪40~60年代，称为“经典控制理论”时期。第二阶段：本世纪60~70年代，称为“现代控制理论”时期。第三阶段：本世纪70年代末至今，控制理论向“大系统理论”和“智能控制”方向发展。 3.答：开环控制：控制器与被空对象之间只有正向作用而没有反馈控制作用，即系统的输出量与对控制量没有影响。闭环控制：指控制装置与被空对象之间既有正向作用，又有反向联系控制的过程。开环控制与闭环控制的优缺点比较：对开环控制系统来说，由于被控制量和控制量之间没有任何联系，所以对干扰造成的误差系统不具备修正的能力。对闭环控制系统来说，由于采用了负反馈，固而被控制量对于外部和内部的干扰都不甚敏感，因此，有不能采用不太精密和成本低廉的元件构成控制质量较高的系统。 4.答：10 线性定常系统；（2）非线性定常系统；（3）非线性时变系统；（4）非线时变系统； 1.7.3 提高部分 1.答：1）方框图： 2)工作原理：假定水箱在水位为给定值c（该给定值与电位器给定电信ur对应），此时浮子处于平衡位置，电动机无控制作用，水箱处于给定水位高度，水的流入量与流出量保持不变。当c增大时，由于进水量一时没变浮子上升，导致c升高，给电信计作用后，使电信计给电动机两端电压减小，电动机带动减齿轮，使控制阀开度减小，使进水量减小，待浮

自动控制原理试卷包含答案

自动控制原理试卷一．是非题（5分）：（1）系统的稳态误差有系统的开环放大倍数k 和类型决定的（）；（2）系统的频率特性是系统输入为正弦信号时的输出（）；（3）开环传递函数为)0(2>k s k 的单位负反馈系统能跟深速度输入信号（）；（4）传递函数中的是有量纲的，其单位为（）； (5)闭环系统的极点均为稳定的实极点，则阶跃响应是无调的（）；二．是非题（5分）：（1）为了使系统的过度过程比较平稳要求系统的相角裕量大于零（）；（2）Bode 图的横坐标是按角频率均匀分度的，按其对数值标产生的（）；（3）对于最小相位系统，根据对数幅频特性就能画出相频特性（）；（4）单位闭环负反馈系统的开环传递函数为) ()()(s D s N s G =，劳斯稳定判据是根据)(s D 的系数判闭环系统的稳定性（）；奈奎斯特稳定判据是根据)(s G 的幅相频率特性曲线判闭环系统的稳定性（）。三．填空计算题（15分）：（1）如图所示：RC 网络，其输出)(t u c 与输入)(t u r 的微分方程描述为，假定在零初始条件下，系统的传递函数)(s φ= ，该系统在)(1)(t t u r =作用时，有)(t u c = 。 (2)系统结构如图，该系统是反馈系统，是阶系统，是型系统，若要使系统的放大系数为1，调节时间为0.1秒（取%σ的误差带），0k 应为，t k 应

为。（3）如果单位负反馈系统的开环传递函数是) )(()()(b s a s c s k s G +++=，该系统是阶系统，是型系统，该系统的稳态位置误差系数为，稳态速度误差系数为，稳态加速度误差系数为速度误差系数为。四．是非简答题（5分）：（1）已知某系统的开环传递函数在右半s 平面的极点数为，试叙述Nyquist 稳定判据的结论。（2）试叙述系统稳定的充分必要条件。（3）系统的稳定性不仅与系统结构有关，而且与输入信号有关，该结论是否正确。（4）增加系统的开环放大倍数，系统的稳定性就变差，甚至变为不稳定，该结论是否正确。五．计算题（10分）已知某电路的微分方程为： t t i d t i C t U t U t i R t U d t i t i C t U t U t i R t U ??=+=-=+=)(1)()()()(])()([1)() ()()(22002212111111 其中)(t U i 为输入，)(0t U 为输出，2211,,,C R C R 均为常数，试建立系统方筷图，并求传递函数。六．计算题（15分）某非单位反馈控制系统如图所示，若),(1*20)(t t r =，(1)求系统的稳态输出)(∞c ，及max c ，超调量%σ和调整时间s t 。(2)试画出单位阶跃响应曲线，并标出s t 及max c ,)(∞c 。

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 .

自动控制原理题目参考答案

一、填空题 1 闭环控制系统又称为反馈控制系统。 2 一线性系统,当输入就是单位脉冲函数时,其输出象函数与传递函数相同。 3一阶系统当输入为单位斜坡函数时,其响应的稳态误差恒为时间常数T 。 4 控制系统线性化过程中,线性化的精度与系统变量的偏移程度有关。 5 对于最小相位系统一般只要知道系统的开环幅频特性就可以判断其稳定性。 6 一般讲系统的位置误差指输入就是阶跃信号所引起的输出位置上的误差。 7 超前校正就是由于正相移的作用,使截止频率附近的相位明显上升,从而具有较大的稳定裕度。 8 二阶系统当共轭复数极点位于 +-45度线上时,对应的阻尼比为0、707。 9 PID 调节中的“P ”指的就是比例控制器。 10 若要求系统的快速性好,则闭环极点应距虚轴越_ 远越好。 11 在水箱水温控制系统中,受控对象为_水箱 ,被控量为_水温。 12 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_ 开环控制方式 ;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_ 闭环控制方式 ;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于_ 开环控制方式。 13 稳定就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就是否稳定,在时域分析中采用_ 劳斯判据 _;在频域分析中采用_ 奈氏判据 _。 14、传递函数就是指在_ 零 _初始条件下、线性定常控制系统的_ 输入拉式变换 _与_ 输出拉式变换 _之比。 15 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_ _,相频特性为 _-180-arctan(tw-Tw)/1+tTw _。 16 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t _,它们反映了系统动态过程的_快速性 _。 17 复合控制有两种基本形式:即按输入的前馈复合控制与按扰动的前馈复合控制。 18 信号流图由节点___与___支路_组成。 19 二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为_(0,1)___。 20 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)。 21 PI 控制器就是一种相位_比例积分___的校正装置。 22 最小相位系统就是指 S 右半平面不存在系统的开环零点与开环极点。 23对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面:快速性____、_稳定性___与准确性。 24如果根轨迹位于实轴上两个相邻的开环极点之间,则在这两个极点间必定存在_一个分离点 _。

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)

自动控制原理试卷及答案

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 。 4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明 ( )

广东工业大学教学大纲编写意见

广东工业大学教学大纲编写意见广东工业大学教务处根据广东工业大学《关于做好今年上半年迎接本科教学评估有关工作的通知》（广工大教字〔2004〕9号）要求，现对编写《广东工业大学本科专业主干课程教学大纲》（交稿时间为2004年6月30日）、《广东工业大学实验课程教学大纲》（交稿时间为2004年3月30日）和《广东工业大学实习大纲》（交稿时间为2004年5月30日）的有关事项提出以下意见，供编写时参考。一、基本要求 1．课程教学大纲是执行专业培养计划、实现培养目标要求的教学指导文件，是编写教材、组织教学、进行课堂教学质量评价和教学管理的主要依据，由主讲教师会同课程小组起草，教研所（室）审订，学院、学校教学指导委员会两级审批后实施。 2．课程教学大纲的主要内容包括：课程的性质和目的（任务），课程的教学内容，课程教学的基本要求，本课程与其它课程的联系与分工，建议教材及教学参考书等。 3．课程的性质和目的（任务）是课程教学大纲的核心，要写明本课程在人才培养方案中的地位及作用，学生学习本课程后知识、能力等方面应达到的目标和要求。 4．课程的教学内容，是根据课程目的对课程内容安排的一个总设计，应分章节按要求学生掌握的程度详细编写。 5．课程教学的基本要求是对已确定的课程内容进行实施的要求和达到教学目的要采取的措施，应按各个教学环节：课堂教学、实验、作业、课程设计、考试等逐一设计、规划。 6．本课程与其它课程的联系与分工，在于说明本课程的先修课及后续课及其联系与分工，避免课程内容重复，并使之具有较好的衔接性。 7．课程教学大纲中指定的建议教材及教学参考书应择优选择，且与设定的教学内容能较好的吻合。 8．课程教学大纲制定要符合时代要求，要突出体现教育教学观念的更新和教育思想的转变。

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

《自动控制原理》习题解答.

《自动控制原理》习题解答西安建筑科技大学自动化教研室

第一章习题及答案 1-3图1-3 (a)，(b)所示均为调速系统。 (1) 分别画出图1-24(a)、图(b)所示系统的方框图。给出图1-24(a) 所示系统正确的反馈连线方式。 (2) 指出在恒值输入条件下，图1-24(a)，(b) 所示系统中哪个是有差系统，哪个是无差系统，说明其道理。图1-3 调速系统工作原理图解图1-3 (a)正确的反馈连接方式如图1-3 (a)中虚线所示。 (1) 系统方框图如图解1-10所示。 (2) 图1-3 (a) 所示的系统是有差系统，图1-3 (b) 所示的系统是无差系统。图1-3 (a)中，当给定恒值电压信号，系统运行达到稳态时，电动机转速的恒定是以发电机提供恒定电压为条件，对应发电机激磁绕组中电流一定是恒定值。这意味着放大器前端电压是非零的常值。因此，常值偏差电压存在是系统稳定工作的前提，故系统有差。图1-3 (b)中，给定恒定电压，电动机达到稳定转速时，对应发电机激磁绕组中的励磁电流恒定，这意味着执行电动机处于停转状态，放大器前端电压必然为0，故系统无差。 1-4图1-4 (a)，(b)所示的系统均为电压调节系统。假设空载时两系统发电机端电压均为

110V，试问带上负载后，图1-4(a)，(b)中哪个能保持110V不变，哪个电压会低于110V？为什么? 图1-4 电压调节系统工作原理图解带上负载后，开始由于负载的影响，图1-4(a)与(b)系统的端电压都要下降，但图(a)中所示系统能恢复到110V，而图(b) 所示系统却不能。理由如下：图(a)系统，当u低于给定电压时，其偏差电压经放大器K放大后，驱动电机D转动，经 I增大，发电机的输出电压会升高，从而使偏差电减速器带动电刷，使发电机F的激磁电流 j 压减小，直至偏差电压为零时，电机才停止转动。因此，图(a)系统能保持110V不变。图(b)系统，当u低于给定电压时，其偏差电压经放大器K后，直接使发电机激磁电流增大，提高发电机的端电压，使发电机G 的端电压回升，偏差电压减小，但不可能等于零，因 i=0，发电机就不能工作。即图(b)所示系统的稳态电压会低于110V。为当偏差电压为0时， f 1-5图1-5是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开、闭的工作原理，并画出系统方框图。图1-5 仓库大门自动开闭控制系统

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>。

自动控制原理课后习题答案

. 第一章引论 1-1 试描述自动控制系统基本组成，并比较开环控制系统和闭环控制系统的特点。答：自动控制系统一般都是反馈控制系统，主要由控制装置、被控部分、测量元件组成。控制装置是由具有一定职能的各种基本元件组成的，按其职能分，主要有给定元件、比较元件、校正元件和放大元件。如下图所示为自动控制系统的基本组成。开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向作用，而没有反向联系的控制过程。此时，系统构成没有传感器对输出信号的检测部分。开环控制的特点是：输出不影响输入，结构简单，通常容易实现；系统的精度与组成的元器件精度密切相关；系统的稳定性不是主要问题；系统的控制精度取决于系统事先的调整精度，对于工作过程中受到的扰动或特性参数的变化无法自动补偿。闭环控制的特点是：输出影响输入，即通过传感器检测输出信号，然后将此信号与输入信号比较，再将其偏差送入控制器，所以能削弱或抑制干扰；可由低精度元件组成高精度系统。闭环系统与开环系统比较的关键，是在于其结构有无反馈环节。 < 1-2 请说明自动控制系统的基本性能要求。答：自动控制系统的基本要求概括来讲，就是要求系统具有稳定性、快速性和准确性。稳定性是对系统的基本要求，不稳定的系统不能实现预定任务。稳定性通常由系统的结构决定与外界因素无关。对恒值系统，要求当系统受到扰动后，经过一定时间的调整能够回到原来的期望值（例如恒温控制系统）。对随动系统，被控制量始终跟踪参量的变化（例如炮轰飞机装置）。快速性是对过渡过程的形式和快慢提出要求，因此快速性一般也称为动态特性。在系统稳定的前提下，希望过渡过程进行得越快越好，但如果要求过渡过程时间很短，可能使动态误差过大，合理的设计应该兼顾这两方面的要求。准确性用稳态误差来衡量。在给定输入信号作用下，当系统达到稳态后，其实际输出与所期望的输出之差叫做给定稳态误差。显然，这种误差越小，表示系统的精度

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)

自动控制原理试卷及答案

自动控制原理试题及答案一、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 。 4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明 ( ) A 、型别2

自动控制原理期末试卷与答案

自动控制原理期末考试卷与答案

自动控制原理答案

广工自动控制原理试卷答案

自动控制原理习题及答案

自动控制原理及其应用试卷与答案

自动控制原理答案

自动控制原理试卷包含答案

最新自动控制原理试题及答案

自动控制原理试卷有参考答案

自动控制原理题目参考答案

自动控制原理试题及答案解析

自动控制原理试卷及答案

广东工业大学教学大纲编写意见

自动控制原理试题及答案

《自动控制原理》习题解答.

自动控制原理试题及答案 (5)

自动控制原理课后习题答案

自动控制原理试题及答案

自动控制原理试卷及答案

相关文档

最新文档