自动控制原理试题及答案

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（ A ）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（ C ）

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（ B ）

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（ C ） 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（ 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

1=ω时，则相频特性)(ωj G ∠为（ A ） A.45° B.-45° C.90° D.-90°

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 ）

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 =（ C ）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（ C ）

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（ C ）

A.2

B.0.2

C.0.5

D.0.05

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（ D ） 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（ B ） 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 ）

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（ B ）

A.圆

B.上半圆

C.下半圆

D.45°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（ C ） 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（ B ）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）

1.闭环控制系统又称为 反馈系统 系统。

2.一线性系统，当输入是单位脉冲函数时，其输出象函数与 传递函数 相同。

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 （或常

量） 。

4.控制系统线性化过程中，线性化的精度和系统变量的 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是 阶跃信号 所引起的输出位置上的误差。

7.超前校正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。

28.二阶系统当共轭复数极点位于 ±45° 线上时，对应的阻尼比为0.707。

29.PID 调节中的“P ”指的是 比例 控制器。

30.若要求系统的快速性好，则闭环极点应距虚轴越 远 越好。

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 S ²+2S+2=0 ，

该系统的单位阶跃响应曲线为 衰减振动 。

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 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 ϕωτωω--=--，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，可以改善系统的稳态 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 ( 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0γ>，则下列说法正确的是 ( C )。

A 、不稳定；

B 、只有当幅值裕度1g 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1011001

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 ++

1．如图示系统结构图1，试用结构图化简方法求传递函数)

()(s R s C 。（15分）

G 1(s)G 2(s)G 3(s)R(s)

C(s)

__++ 图1

解：

G 1(s)

1+G 2(s)G 3(s)

R(s)

C(s)__

+G 2(s)原图G 1(s)

1+G 2(s)G 3

(s)R(s)

C(s)

_+G 2(s)1/G 1(s)

1+G 2(s)G 3(s)R(s)

C(s)

_1/G 1(s)

112()

1()()G s G s G s

R(s)

C(s)

_1/G 1(s)[

]12312()1+G (s)G (s)1()()

G s G s G s -R(s)

C(s)

_

[]

1231223()1+G (s)G (s)1()()1()()G s G s G s G s G s -++R(s)C(s)

[]

12312231123()1+G (s)G (s)2()()()()()+()G (s)G (s)G s G s G s G s G s G s G s -++得传递函数为 112312123231

()()11G G G G C s R s G G G G G G G G +=-++++ 2． 控制系统如图2所示，系统单位阶跃响应的峰值时间为3s 、超调量 为20%，求K ，a 值。（15分）

R(s)

C(s)

_2K s 1as +

图2

解：开环传递函数 2

(1)

()K as G s s += 闭环传递函数

222222

()(1)21n n n K K s s K as s Kas K s s s ωζωωΦ===++++++ 已知 2120.23()1o o

p n e t s πζζσπωζ--⎧==⎪⎨==⎪-⎩

所以 22 1.181310.46n p t π

πωζ===--

K ，a 分别为 2 1.42 1.090.781.4n n K a K ωζω⎧==⎪⎨===⎪⎩

1． 已知系统特征方程为04832241232345=+++++s s s s s ，试求系统在S 右 半平面的根的个数及虚根值。（10分）

解：列Routh 表

S 5 1 12 32

S 4 3 24 48

S 3 3122434⨯-= 323483

16⨯-= 0 S 2 4243164

12⨯-⨯= 48 S 121644812

0⨯-⨯= 0 辅助方程 124802s +=, S 24 求导：24s=0 S 0 48

222222(ln )(ln 0.2) 2.60.46(ln )(ln 0.2)9.87 2.6

σζπσπ====+++

答：系统没有正根。对辅助方程求解，得一对虚根，其值为s j 12

2,=±。 4. 单位负反馈系统的开环传递函数)15.0)(12.0()(++=s s s K s G ,绘制K 从 0到 +∞ 变化时系统的闭环根轨迹图。（15分）

解 ⑴ )

15.0)(12.0()(++=s s s K s G =)2)(5(10++s s s K 系统有三个开环极点：01=p ,2p = -2,3p = -5

① 实轴上的根轨迹： (]5,-∞-, []0,2-

② 渐近线： ⎪⎪⎩

⎪⎪⎨⎧±=+=-=--=πππϕσ,33)12(373520k a a ③ 分离点：

02

1511=++++d d d 解得：88.01-=d ，7863.32-d (舍去)。

④ 与虚轴的交点：特征方程为

D(s)=01010723=+++K s s s 令 ⎩

⎨⎧=+-==+-=010)](Im[0107)](Re[32ωωωωωj D K j D 解得 ⎩

⎨⎧==710

K ω 与虚轴的交点（0，j 10±）。 根轨迹如图示。

5． 已知单位负反馈系统开环传递函数)

1()1()(122++=

T s s T K s G ,试概略绘制系 统的概略伯德（Bode ）图。（15分）

解：

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 .

自动控制原理考试试题及答案(整理版)

自动控制原理考试复习题整理 1.开环、闭环系统的最主要区别是（）。 A．反馈 B．输入信号 C．被控对象 D．干扰 参考答案：A 2.下图所示系统属于（）。 A．恒值控制系统 B．开环系统 C．程序控制系统 D．随动系统 参考答案：D 3.系统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 参考答案：D 4.直接对对象进行操作的元件称为（）。 A．比较元件 B．给定元件 C．执行元件 D．放大元件 参考答案：C 5.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.数字控制系统参考答案：B 6.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 参考答案：A 7.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 参考答案：B 8.自动控制系统的主要特征是（）。 A．在结构上具有反馈装置并按负反馈组成系统，以求得偏差信号

B．由偏差产生控制作用以便纠正偏差 C．控制的目的是减少或消除偏差 D．系统开环 参考答案：ABC 9.自动控制系统按输入信号特征可分为（）。 A．恒值控制系统 B．程序控制系统 C．线性系统 D．随动系统 参考答案：ABD 10.自动控制系统按描述元件的动态方程分（）。 A．随动系统 B．恒值控制系统 C．线性系统 D．非线性系统 参考答案：CD 11.自动控制系统的基本要求（）。 A．稳定性 B．快速性 C．准确性 D．安全性 参考答案：ABC 12.人工控制与自动控制系统最大的区别在于控制过程中是否有人参与。（） 参考答案：√ 第二章控制系统的教学模型 1.下图所示电路的微分方程是（）。

自动控制原理题目(含答案)

《自动控制原理》复习参考资料 一、基本知识 1 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过输入量与反馈量的差值进行的。 2、闭环控制系统又称为反馈控制系统。 3、在经典控制理论中主要采用的数学模型是微分方程、传递函数、结构框图和信号流图。 4、自动控制系统按输入量的变化规律可分为恒值控制系统、随动控制系统与程序控制系统。 5、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。 6、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。 7、两个传递函数分别为 G1(s)与 G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为G (s)+G2(s)，以串联方式连接，其等效传递函数为G1(s)*G2(s)。 1 8、系统前向通道传递函数为 G (s)，其正反馈的传递函数为 H (s)，则其闭环传递函数为G(s) /(1-G(s) H(s) )。 9、单位负反馈系统的前向通道传递函数为 G (s)，则闭环传递函数为G(s) /(1+ G(s) )。 10 、典型二阶系统中，ξ=0.707 时，称该系统处于二阶工程最佳状态，此时超调量为 4.3%。 11、应用劳斯判据判断系统稳定性，劳斯表中第一列数据全部为正数，则系统稳定。 12、线性系统稳定的充要条件是所有闭环特征方程的根的实部均为负，即都分布在S平面的左平面。 13、随动系统的稳态误差主要来源于给定信号，恒值系统的稳态误差主要来源于扰动信号。 14、对于有稳态误差的系统，在前向通道中串联比例积分环节，系统误差将变为零。

15、系统稳态误差分为给定稳态误差和扰动稳态误差两种。 16 、对于一个有稳态误差的系统，增大系统增益则稳态误差将减小。 17 、对于典型二阶系统，惯性时间常数 T 愈大则系统的快速性愈差。 18 、应用频域分析法，穿越频率越大，则对应时域指标 t s 越小，即快速性越好 19 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。 20、按照校正装置在系统中的不同位置，系统校正可分为串联校正、反馈校正、补偿校正与复合校正四种。 21 、对于线性系统，相位裕量愈大则系统的相对稳定性越好。 22、根据校正装置的相位特性，比例微分调节器属于相位超前校正装置，比例积分调节器属于相位滞后校正装置， PID 调节器属于相位滞后 -超前校正装置。 23 、PID 调节中的P指的是比例控制器，I是积分控制器，D是微分控制器。 24 、离散系统中信号的最高频谱为ωmax，则采样频率ω s 应保证ωs>=2ωmax 条件。 26、在离散控制系统分析方法中，把差分方程变为代数方程的数学方法为 Z 变换。 27、离散系统中，两个传递函数分别为 G1(s)与 G2(s)的环节，以串联方式连接， 连接点有采样开关，其等效传递脉冲函数为G 1(z)G 2 (z)；连接点没有采样开关， 其等效传递脉冲函数为G 1G 2 (z)。 28、根据系统的输出量是否反馈至输入端，可分为开环控制系统与闭环控制系统。 29、家用空调温度控制、电梯速度控制等系统属于闭环控制系统； 30、经典控制理论的分析方法主要有时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法。 二、基本知识 2 1、开环控制系统的的特征是没有( ) A.执行环节C.反馈环节 B.给定环节D.放大环节 2、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的( ) A、低频段 B、中频段 C、高频段 D、均无关 50 3、若系统的开环传递函数为，则它的开环增益为() s(5s + 10) A.5 B.10 C.50 D. 100

自动控制原理试题库20套和答案详解

第 1 页 一、填空（每空1分，共18分） 1．自动控制系统的数学模型有 、 、 、 共4种。 2．连续控制系统稳定的充分必要条件是 。 离散控制系统稳定的充分必要条件是 。 3．某统控制系统的微分方程为： dt t dc ) (+0.5C(t)=2r(t)。则该系统的闭环传递函数 Φ(s)= ；该系统超调σ%= ；调节时间t s (Δ=2%)= 。 4．某单位反馈系统G(s)= ) 402.0)(21.0() 5(1002+++s s s s ，则该系统是 阶 型系统；其开环放大系数K= 。 5．已知自动控制系统L(ω)曲线为： 则该系统开环传递函数G(s)= ； ωC = 。 6．相位滞后校正装置又称为 调节器，其校正作用是 。 7．采样器的作用是 ，某离散控制系统 ) ()1() 1()(10210T T e Z Z e Z G -----=（单位反馈T=0.1）当输入r(t)=t 时.该系统稳态误差为 。 二. 1. 求：) () (S R S C （10分） R(s)

第2页 2.求图示系统输出C（Z）的表达式。（4分） 四．反馈校正系统如图所示（12分） 求：（1）K f=0时，系统的ξ，ωn和在单位斜坡输入下的稳态误差e ss. （2）若使系统ξ=0.707，k f应取何值？单位斜坡输入下e ss.=？

第3页 （1）（2）（3） 五.已知某系统L（ω）曲线，（12分） （1）写出系统开环传递函数G（s） （2）求其相位裕度γ （3）欲使该系统成为三阶最佳系统.求其K=？，γmax=? 六、已知控制系统开环频率特性曲线如图示。P为开环右极点个数。г为积分环节个数。判别系统闭环后的稳定性。（要求简单写出判别依据）（12

自动控制原理试卷及答案

1《自动控制原理》试卷（A 卷） 一、 用运算放大器组成的有源电网络如图所示，试采用复数阻抗法写出它的传递函数。 （10分） （1图 ） （3图） 二、假设某系统对于单位阶跃输入信号的响应为t t e e t y 10602.12.01)(---+= 。 (a) 求该系统的闭环传递函数。 (b) 确定该系统的阻尼系数。（10分） 三、试用梅逊增益公式求图中系统的闭环传递函数。（写出步骤）（10分） 四、控制系统的结构如图所示，设 r(t ) = t ? 1(t ) ，p (t ) = 1(t )定义e (t ) = r(t ))(t y -，试求系统的稳态误差。（10分） （4图） 五、试确定题图所示系统参数K 和ξ的稳定域。（写步骤）（10分） （5图） 六、设单位反馈控制系统的开环传递函数为 （1） 绘制根轨迹，并加以简要说明。 （2） 当系统的阻尼振荡频率s rad /1d =ω时试确定闭环主导极点的值与相应的增益值。 （15分）

七、最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如图所示，确定系统的开环传递函数。（10分） 八、已知最小相位系统校正前后系统的折线对数幅频特性如图所示，其中Lo(ω)为校正前 特性，L开(ω)为校正后特性。 （1）试作出校正装置的 对数幅频特性Lc(ω)(折线)； （2）试写出校正装置的 传递函数Gc(s); （3）计算校正后系统的相位裕度 γ。（15分） c p为s右半平面上的开环根的个数，v为开九、设开环系统的奈氏曲线如下图所示，其中， 环积分环节的个数，试判别闭环系统的稳定性。(10分) （a）(b)

自动控制原理试题库20套和答案详解

一、填空（每空1分，共18分） 1．自动控制系统的数学模型有 、 、 、 共4种。 2．连续控制系统稳定的充分必要条件是 。 离散控制系统稳定的充分必要条件是 。 3．某统控制系统的微分方程为： dt t dc ) (+0.5C(t)=2r(t)。则该系统的闭环传递函数 Φ(s)= ；该系统超调σ%= ；调节时间t s (Δ=2%)= 。 4．某单位反馈系统G(s)= ) 402.0)(21.0() 5(1002 +++s s s s ，则该系统是 阶 型系统；其开环放大系数K= 。 5．已知自动控制系统L(ω)曲线为： 则该系统开环传递函数G(s)= ； ωC = 。 6．相位滞后校正装置又称为 调节器，其校正作用是 。 7．采样器的作用是 ，某离散控制系统 ) ()1() 1()(10210T T e Z Z e Z G -----= （单位反馈T=0.1）当输入r(t)=t 时.该系统稳态误差为 。 二. 1.求图示控制系统的传递函数. 求：) () (S R S C （10分） R(s)

2.求图示系统输出C（Z）的表达式。（4分） 四．反馈校正系统如图所示（12分） 求：（1）K f=0时，系统的ξ，ωn和在单位斜坡输入下的稳态误差e ss. （2）若使系统ξ=0.707，k f应取何值？单位斜坡输入下e ss.=？ 五.已知某系统L（ω）曲线，（12分） （1）写出系统开环传递函数G（s）

（1） （2） （3） （2）求其相位裕度γ （3）欲使该系统成为三阶最佳系统.求其K=？，γmax =? 六、已知控制系统开环频率特性曲线如图示。P 为开环右极点个数。г为积分环节个数。判别系统闭环后的稳定性。（要求简单写出判别依据）（12分） 七、已知控制系统的传递函数为) 1005.0)(105.0(10 )(0++= s s s G 将其教正为二阶最佳系统，求校正装置

自动控制原理试卷及答案20套1

《自动控制原理》试卷（一）A 一、 )(/)(s R s C 二、 系统结构图如图所示，τ取何值时，系统才能稳定 ？ （10分） 三、已知负反馈系统的开环传递函数为， 4 2) 2()(2+++= s s s K s W k (1) 试画出以K 为参数系统的根轨迹； (2) 证明根轨迹的复数部分为圆弧 。 （15分） 四、已知一单位闭环系统的开环传递函数为 )15.0(100 )(+= s s s W K ，现加入串联校正装置：101.01 1.0)(++= s s s W c ，试： （20 分） （1） 判断此校正装置属于引前校正还是迟后校正？ （2） 绘制校正前、后系统及校正装置的对数幅频特性。 （3） 计算校正后的相位裕量。 五、非线性系统结构如图所示，设输入r=0, 绘制起始点在 0)0(,1)0(00==>=c c c c 的c c -平面上的相轨迹。 （15分） C )(s )(s o

六、采样控制系统如图所示，已知： （15分） 1．求出系统的开环脉冲传递函数。 2．当输入为)(1*)(1*)(1)(2 21t t t t t t r ++=时，求稳态误差ss e 。 七、用奈氏稳定判据判断如下图所示系统的稳定性。其中，（1）─（3）为线性系统，（4）─（6）为非线性系统。 （15分）

《自动控制原理》试卷（一）B 一、 控制系统的结构如下图。 (1) 当F （s ）=0时，求系统闭环传递函数 )()()(s R s C s = Φ； (2) 系统中H 2（s ）应满足什么关系，能使干扰F （s ）对输出C （s ）没有影响？ （10分） 二、． 设某控制系统方框图如图所示，要求闭环系统的特征值全部位于s ＝－1垂线之左，试确定参数K 的取值范围。 （10分） 三、.一单位负反馈系统的开环传函为 )15.0() 125.0()(++= s s s K s W ，欲使该系统对单 位阶跃函数的响应为一振幅按指数规律衰减的简谐振荡时间函数，试用根轨迹法确定K 值范围（要求首先绘制根轨迹，求出并在图上标注主要的特征点参数）。（15分） 四、如图（a ）和（b ）所示是两个单位反馈系统的开环对数幅频特性，它们都是最小相位的，且开环截止频率相等，均为c ω 。 （20分）

自动控制原理试题及答案

《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

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=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 +1 4 +( 7 -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(n )z-n+…= + e-aT z-1+2Te-2aT z-2+…+n e-naT z-n+…= (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( )= 答案 e( )= 对e( )= 取拉普拉斯变换．得 展开为部分分式，即 可以得到 化简后得

自动控制原理典型习题(含答案)

自动控制原理习题 一、(20分) 试用结构图等效化简求下图所示系统的传递函数 ) () (s R s C 。 解： 所以： 3 2132213211)() (G G G G G G G G G G s R s C +++= 二．（10分）已知系统特征方程为063632 3 4 =++++s s s s ，判断该系统的稳定性，若闭环系统不稳定，指出在s 平面右半部的极点个数。(要有劳斯计算表) 解：劳斯计算表首列系数变号2次，S 平面右半部有2个闭环极点，系统不稳定。 6 6.0650336610 1234 s s s s s - 三．（20分）如图所示的单位反馈随动系统，K=16s -1,T=0.25s,试求： （1）特征参数n ωξ，； （2）计算σ%和t s ; （3）若要求σ%=16%，当T 不变时K 应当取何值？ 解：（1）求出系统的闭环传递函数为：

T K s T s T K K s Ts K s /1 /)(22++= ++= Φ 因此有： 25.021 2/1),(825.0161====== -KT T s T K n n ωζω （2） %44%100e %2 -1- =?=ζζπ σ %) 2)((2825.04 4 =?=?= ≈ s t n s ζω （3）为了使σ%=16%，由式 %16%100e %2 -1- =?=ζζπ σ 可得5.0=ζ，当T 不变时，有： ) (425.04)(425 .05.021212/11221--=?===??=== s T K s T T n n ωζζω 四．（15分）已知系统如下图所示， 1．画出系统根轨迹（关键点要标明）。 2．求使系统稳定的K 值范围，及临界状态下的振荡频率。 解 ① 3n =，1,2,30P =，1,22,1m Z j ==-±， 1n m -= ②渐进线1条π ③入射角 1?()18013513513590360135135=?+?+?+?-?=?+?=? 同理 2?2135sr α=-? ④与虚轴交点，特方 32 220s Ks Ks +++=，ωj s =代入

(完整版)自动控制原理试题及答案

一、 单项选择题（每题 1 分，共 20 分） 1. 系统和输入已知，求输出并对动向特征进行研究，称为（ C ） A. 系统综合 B.系统辨别 C.系统剖析 D.系统设计 2. 惯性环节和积分环节的频次特征在（ A ）上相等。 A. 幅频特征的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D.穿越频次 3. 经过丈量输出量，产生一个与输出信号存在确立函数比率关系值的元件称为（ C ） A. 比较元件 B.给定元件 C.反应元件 D.放大元件 4. ω从 0 变化到 +∞时，延缓环节频次特征极坐标图为（ A ） A. 圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线 5. 当忽视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（ B ） A. 比率环节 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 10 ，则它的开环增益为（ C ） 2) s(5 s 7. 二阶系统的传达函数 G( s) 2 5 ，则该系统是（ B ） s 2s 5 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，提升 ωn ，则能够（ B ） A. 提升上涨时间和峰值时间 B.减少上涨时间和峰值时间 C.提升上涨时间和调整时间 D.减少上涨时间和超调量 9. 一阶微分环节 G ( s) 1 Ts ，当频次 1 时，则相频特征 G ( j ) 为（ A ） T A.45 ° B.- 45° C.90 ° D.- 90° 10.最小相位系统的开环增益越大，其（ D ） A. 振荡次数越多 B.稳固裕量越大 C.相位变化越小 D.稳态偏差越小 11.设系统的特点方程为 D s s 4 8s 3 17 s 2 16s 5 0，则此系统 （ A ） A. 稳固 B.临界稳固 C.不稳固 D.稳固性不确立。 12.某单位反应系统的开环传达函数为： G s k ，当 k=（ C ）时，闭环系 1)( s 5) s(s 统临界稳固。 13.设系统的特点方程为 D s 3s 4 10s 3 5s 2 s 2 0，则此系统中包括正实部特点的个数 有（C ） 14.单位反应系统开环传达函数为 G s s 2 5 ，当输入为单位阶跃时，则其地点误 6s 差为（ C ） s

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 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 ϕωτωω--=--，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，线性化的精度和系统变量的 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是 阶跃信号 所引起的输出位置上的误差。 7 超前校正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_ 奈氏判据 _。 14、传递函数是指在_ 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 的前馈复合控制和按 扰动 的前馈复合控制。 18 信号流图由节点___和___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 控制器是一种相位_比例积分___的校正装置。 22 最小相位系统是指 S 右半平面不存在系统的开环零点和开环极点 。 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___和准确性。 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 ϕωτωω--=--，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