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

4 、已知系统的开环传递函数为50 ，则该系统的开环增益为 ( )。

(2s +1)(s + )5

A、 50 B 、25 C 、 10 D、5

5、开环频域性能指标中的相角裕度Y 对应时域性能指标( ) 。

A、超调住 %

B、稳态误差e ss

C、调整时间t s

D、峰值时间t p

6、一般为使系统有较好的稳定性 ,希望相位裕量为( )

A.0~15o

B.15o~30o

C.30o~60o

D.60o~90

7、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

8、关于传递函数，错误的说法是 ( )

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与参数，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。

9、下列哪种措施对改善系统的精度没有效果 ( )。

A、增加积分环节C、增加微分环节

B、提高系统的开环增益 K D、引入扰动补偿

10、某系统的传递函数是G(s) = 1 e一T s ，则该可看成由( )环节串联而成。

2s + 1

A. 比例、延时

B.惯性、导前

C.惯性、延时

D.惯性、比例

11、某系统的传递函数是 G(s) = 1 ，则可等效为( )环节串联。

s(s + 1)

A. 比例、积分

B.积分、惯性

C.惯性、微分

D.微分、比例

12 、为了消除存在稳态误差的系统的误差，可采用串联 ( ) 进行校正。

A. 比例校正装置C.微分校正装置

B. 比例微分校正装置D. 比例积分校正装置

13、若某最小相位系统的相角裕度Y > 0 ，则下列说法正确的是 ( ) 。

A、不稳定；

B、只有当幅值裕度k

g

>1 时才稳定；

C 、稳定；

D 、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。

14、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

15、稳态误差 e ss 与误差信号 E (s )的函数关系为( )

A. e ss = lim E (s )

B. e ss = lim sE (s )

C. e ss = lim E (s )

D. e ss = lim sE (s ) 16、若某串联校正装置的传递函数为 10s +1 ，则该校正装置属于 ( )。

100s +1

A 、超前校正

B 、滞后校正

C 、滞后 -超前校正

D 、不能判断

17、对于离散控制系统，下例说法错误的是( )

A. 计算机控制系统是离散控制系统的一种形式

B. 脉冲传递函数与采样开 关的位置有关

C. Z 变换是拉普拉斯变换的一种特殊形式

D. 零阶保持器是信号采样装置

18、对于离散控制系统，下例说法错误的是( )

A. 脉冲传递函数与采样开关的位置有关

B. 零阶保持器是信号复现元件

C.拉普拉斯变换的定理不适用于 Z 变换

D. 采样定理又称香农定理 19 、. 当输入为单位斜坡且系统为单位负反馈时， 对于 II 型系统其稳态误差为

( )

A.0

B.0.1/k

C.1/k

D.

20 、II 型系统的对数幅频特性的低频段渐近线斜率为( )

A.–60 (dB/dec)

B.–40 (dB/dec)

C.–20 (dB/dec)

D.0 (dB/dec)

21、某串联校正装置的传递函数为 ， 当 b >1 时， 该装置为( )校正装置。

A. 相位超前

B. 相位滞后

C.相位滞后-超前

D.参数量过少，无法判定

22、开环频域性能指标中的相角裕度 Y 对应时域性能指标( ) 。

A 、超调 %

B 、稳态误差 e ss

C 、调整时间 t s

D 、峰值时间 t p

23、若某最小相位系统的相角裕度 Y > 0 ，则下列说法正确的是 ( )。 s s

s 0 s 0

A 、不稳定；

B 、只有当幅值裕度 k g >1 时才稳定；

C 、稳定；

D 、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。

24、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。

25.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

26.稳态误差 e ss 与误差信号 E (s )的函数关系为( )

A. e

ss = lim E (s ) B. e ss = lim sE (s )

C. e ss = lim E (s )

D. e ss = lim sE (s )

27. 一阶微分环节G (s ) = 1+ Ts ，当频率 = 1

时，则相频特性 三G (j ) 为( )

T A .45° B.-45° C .90° D.-90°

28. 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

29. 某典型环节的传递函数是 G (s ) = ，则该环节是( )

5s + 1 A. 比例环节 B.积分环节 C.惯性环节 D.微分环节

30.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

s 0 s 0 1

s s

三、读图分析能力

1、从工作原理角度来说，闭环控制系统由哪些元件或装置组成？指出图示闭环 控制系统中 1-7 各部件分属什么元件或装置？闭环控制系统中的信号有哪些？ 指出图示闭环控制系统中信号 a-e 分属什么信号？

(参考分析例题：教材书第 5 页)

2、衡量一个自动控制系统的性能指标有哪些？下图为某自动控制系统启动时的 动态曲线，估算出它们的动态指标。

(参考分析例题：教材书第 95 页，实验二、实验三)

(1)

1.2

1

0.8

0.4

0 1 2 3 4 5 6 7 8 t 1 2 2 = 2 曲线1： n

= 2 曲线2： n

= 1 y (t )

(2)

(3)

(4)

3、自动控制系统实物装置的定性分析。 (1)指出系统的被控量、给定量、扰动量、反馈量、偏差量； (2)分析其工作原理； (3)从给定量或扰动量变化开始，结合各环节功能与参数变化趋势，分析系统如何自动调节。

(1)

(2)

(3)

(4)

(参考分析例题：教材书第 10 页，例 1-5)

四、计算与作图

1、数学模型的建立与分析

(考核内容：数学模型的建立、实验电路的构建、系统框图作图、伯德图的绘制)

2、建立下图电路的数学模型、系统框图、伯德图

(R 0=100K Ω 、R 1=1M Ω 、R 2=200KΩ 、C 1=2uF 、C 2=0.25uF )

3、系统的传递函数 G(s) = ， 试分析系统由哪些环节组成并画出系统的 Bode 图。

s(0. 1s +1)

4、系统误差分析，已知某负反馈系统的输入 r(t)=2+4t ，计算系统的稳态误差。

(参考： 教材书第 151- 153 页， 本系统输入信号可分解为一个阶跃信号与一个斜坡信号的叠 加，分别计算两个信号的误差，再相加即为总误差。注意本系统为非单位负反馈

)

10

5 、系统结构如图，其中G1(s)

， G2(s) ， H(s)=2，又设

r(t) = 2t ， d(t) = 0.5•1(t)，求系统的稳态误差。

(参考：分别计算给定误差与扰动误差，再相加即为总误差。本系统为非单位负反馈)

五、系统分析题

1、 已知最小相位系统的开环对数幅频特性 L 0 () 和串联校正装置的对数幅频特 性 L c () 如下图所示，原系统的幅值穿越频率为

c

24.3rad /s ：

1、 写出原系统的开环传递函数 G 0 (s) ,并求其相角裕度 ✡0 ，并判断其稳定性；

2、 写出校正装置的传递函数 G c (s)；

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

L()

-20dB/dec

L 0

40

-40dB/dec

0.32

0.1

-20dB/dec

L c

24.3

10 20 100

-60dB/dec

0.01

1

2、

3、某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线L

0 () 如图所示：

1、写出该系统的开环传递函数G

(s)；

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、求系统的相角裕度 。

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？

《自动控制原理》复习参考资料部分题目参考答案

二、选择题： 1-5， CBACA ； 6-10， CBBCC ； 11-15， BDCDB ； 16-20， BDCAB

四 、计算题：

1 、 [解 ] 系 统 框 图 如 下 图 所 示：

(1) 图

中

为 比 例 系 数 可 调 的 比 例 积 分 ( PI ) 调 节 器， 其 传 递 函 数

。

由图可见， 此运放反馈回路取样电压不是 阻分压后的

。

经 3.3K

电位器与 300

电

反馈电压的减小，相当反馈电阻增大为

倍，因此其增益为

其时间常数 (2)

为比例环节

。

(3)

为比例微分环节

， 而是

s

，式中

，

(4)为惯性环节

，式中

，

(5)为积分环节

，式中

(6)由于均为反相输入端输入，中均应带一负号，由于书中约定，为简化起见，一般将此负号省略，最终极性有实际状况确定。

此处由五个(奇数)环节，所以极性应变号，因此，此为负反馈。其反馈系数由分压电路可知。

2、系统由比例环节、积分环节、惯性环节串联，形成单位负反馈，单独计算各环节

计算过程略，系统框图略，伯德图参考如下

3 、解：

系统有一比例环节： 积分环节：

惯性环节：

K 10

1 s

1

0. 1s 1

20log10 20

转折频率为 1/T=10

(1.5 分)

(1 分)

(1.5 分)

40 20 0 -20 -40

0 -450 -900 -1350 -1800

ω

四、系统分析题

第 1 题

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。 K

s( s 1)( s 1)

1

2

由图可知： 1 处的纵坐标为 40dB, 则 L(1) 20lgK 40 , 得 K 100

1

10和 2 =20

故原系统的开环传函为 G 0 (s)

s(

1 1

s 1)

s(0.1s 1100

.05s 1)

10 20

求原系统的相角裕度 ✡0： ✈0 (s) 90 tg 10.1 tg 10.05

由题知原系统的幅值穿越频率为

c

24.3rad /s

20Log G(j ω)

[-20]

10

∠G (j ω)

0.1 1 10

ω

[-40]

0.1

1

故其开环传函应有以下形式 G 0 (s)

1 1

Q 0 ( c ) = 90 tg 10.1

c

tg 10.05

c

= 208

Y 0 =180 +Q 0 ( c ) =180 208 = 28

对最小相位系统 Y 0 =

28 < 0 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 G c (s ) =

11

5 1

1

' 0.01 3、校正后的开环传递函数 G 0 (s )G c (s ) 为

G 0 (s )G c (s ) =

=

画出校正后系统的开环对数幅频特性 L GC (

)

L() -20

-40

40

-20

0.01 0.1 0.32 1 10 -40 20

-60

起始斜率:-20dB/dec( 一个积分环节) (1 分) 转折频率 :

1

=1/100 = 0.01(惯性环节),

2

=1/ 3.125 = 0.32 (一阶微分环节),

3

=1/ 0.1 =10 (惯性环节), 4

=1/ 0.05 = 20 (惯性环节)

第 2 题

答： ( 1)

( 2)

在式中,此为 PI 调节器。其电路图所示。

若选取

则 (取 )

由有 , ( 取) (3)

第 3 题

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 G (s ) =

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

山1 = 10和山2 =100 (2 分)

故系统的开环传函为 G 0 (s ) =

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：

100

开环幅频特性 A 0 (山) =

山 (|(10山))|2 + 1 (|(10山0

))|2 + 1

开环相频特性： p 0 (s ) = -90 - tg -10.1山 - tg -10.01山 3、求系统的相角裕度 Y ： 幅值穿越频率 山c ~ 31.6rad /s

p 0 (山c ) = -90 - tg -10.1山c - tg -10.01山c = -90 - tg -1 3.16 - tg -10.316 ~ -180

Y = 180 +p 0 (山c ) = 180 - 180 = 0

对最小相位系统Y = 0 临界稳定

4、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。

开环频率特性 G 0 (j 山) = j 山 (|(j 10山 + 1))|(|(j 10山0

+ 1))|

100

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

自动控制原理随堂练习

自动控制原理 第一章绪论 当前页有10题，你已做10题，已提交10题，其中答对10题。 1.闭环系统的特点不包含下列哪项（）。 A．负反馈 B．控制精度较低 C．可减少或消除偏差 D．适应性好 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：B 问题解析： 2.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 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：D 问题解析： 3.自动控制系统中测量被控量并进行信号转换，再反馈到输入端的元件是（）。 A．比较元件 B．校正元件 C．测量反馈元件 D．执行元件 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：C 问题解析： 4.火炮自动瞄准系统的输入信号是任意函数，这就要求被控量高精度地跟随给定值变化，这种控制系统叫（）。 A.恒值调节系统 B.离散系统 C.随动控制系统 D.数字控制系统 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：C 问题解析： 5.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 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：A 问题解析： 6.衡量系统稳态精度的重要指标时（） A．稳定性 B．快速性 C．准确性 D．安全性

答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：C 问题解析： 7.自动控制系统的主要特征是（）。 A．在结构上具有负反馈通路，以求得偏差信号 B．由偏差产生控制作用以便纠正偏差 C．系统开环 D．控制的目的是减少或消除偏差 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：ABD 问题解析： 8.自动控制系统按照不同的分类原则有不同的分类结果，下列系统哪些是按照同一原则进行分类的（）。 A．连续系统 B．程序控制系统 C．恒值控制系统 D．随动系统 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：BCD 问题解析： 9.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 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：CD 问题解析： 10.自动控制系统性能的基本要求是（）。 A．稳定性 B．快速性 C．准确性 D．安全性 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：ABC 问题解析： 当前页有2题，你已做2题，已提交2题，其中答对2题。 11.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。 （） 答题：对. 错. （已提交） 参考答案：对 问题解析： 12.开环控制系统与闭环控制系统最大的区别在于前者引入了反馈环节。 （）

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

(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

自动控制原理试题及参考答案

精心整理 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

自动控制原理试题及答案8

一、 单项选择题〔每题1分，共20分〕 1. 系统和输入，求输出并对动态特性进展研究，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 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.反响元件 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. 假设系统的开环传 递函数为 2)(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. 假设保持二阶系统的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.*单位反响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。 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 〕 ()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 15.假设*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 〕

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(),()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 =+-, 2 112 1.51 2.51sin sin s c t πωγγ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+-+-⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦ ] 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） L (ω)/d ω (rad/s) -40 -20 -40 1 5 0 -20 20 ωc R(s) N(s) C(s)

自动控制原理-课后习题及答案

第一章绪论 1-1试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点. 解答：1开环系统 (1)优点:结构简单，成本低，工作稳定。用于系统输入信号及扰动作用 能预先知道时，可得到满意的效果。 (2)缺点：不能自动调节被控量的偏差。因此系统元器件参数变化，外来 未知扰动存在时，控制精度差。 2闭环系统 ⑴优点：不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量偏离给定 值，都会产生控制作用去清除此偏差，所以控制精度较高。它是一种按 偏差调节的控制系统。在实际中应用广泛。 ⑵缺点：主要缺点是被控量可能出现波动，严重时系统无法工作。 1-2什么叫反馈？为什么闭环控制系统常采用负反馈？试举例说明之。 解答：将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反馈。闭环控制系统常采用负反馈。由1-1中的描述的闭环系统的优点所证明。例 如，一个温度控制系统通过热电阻（或热电偶）检测出当前炉子的温度，再与温度值相比较，去控制加热系统，以达到设定值。 1-3试判断下列微分方程所描述的系统属于何种类型（线性，非线性，定常，时变）？ （1） 2 2 ()()() 234()56() d y t dy t du t y t u t dt dt dt ++=+ （2） ()2() y t u t =+ （3） ()() 2()4() dy t du t t y t u t dt dt +=+ （4） () 2()()sin dy t y t u t t dt ω += （5） 2 2 ()() ()2()3() d y t dy t y t y t u t dt dt ++= （6） 2 () ()2() dy t y t u t dt += （7） () ()2()35() du t y t u t u t dt dt =++⎰ 解答：（1）线性定常（2）非线性定常（3）线性时变（4）线性时变（5）非线性定常（6）非线性定常

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， 四．（12 1m -= 222 K K -0=1K ⇒=，s = 所以当1K >时系统稳定，临界状态下的震荡频率为ω 五．（20分）某最小相角系统的开环对数幅频特性如下图所示。要求 （1） 写出系统开环传递函数； （2） 利用相角裕度判断系统的稳定性； （3） 将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。 解（1）由题图可以写出系统开环传递函数如下：

（2）系统的开环相频特性为 截止频率1101.0=⨯= c ω 相角裕度：︒=+︒=85.2)(180c ωϕγ 故系统稳定。 （3）将其对数幅频特性向右平移十倍频程后，可得系统新的开环传递函数 其截止频率10101==c c ωω 而相角裕度︒=+︒=85.2)(18011c ωϕγγ= 故系统稳定性不变。由时域指标估算公式可得 )11 (4.016.0-+=σ o o =o o 1σ （1（2（2）121)(= s G 2函数。1、的输出量不会对系统的控制量产生影响。开环控制结构简单、成本较低、系统控制精度取决于系统元部件、抗干扰能力较差。（２分） 2、根轨迹简称为根迹，它是开环系统某一参数从零变到无穷时，闭环特征方程式的根在s 平面上变化的轨迹。（３分）系统根轨迹起始于开环极点，终至于开环零点。（２分） 二、看图回答问题（每小题10分，共20分） 1、解：结论：稳定（２分） 理由：由题意知系统位于s 右半平面的开环极点数0=P ，且系统有一个积分环节，故补画半径为无穷大，圆心角为2 12 2π π π - =⨯- =- v 的圆弧，则奈奎斯特曲线如图1示，（３分）由图可知系统奈奎斯特曲线包围(-1,j0) 点的圈数为000=-=-=-+N N N ，（３分）由奈奎斯特稳定判据，则系统位于s 右半平面的闭环极点数02=-=N P Z ， （２分）故闭环系统稳定。 判断正确2分，理由正确6分，曲线补画完整2分。

自动控制原理典型习题含答案

自动控制原理习题一、(20分) 试用构造图等效化简求以下图所示系统的传递函数。 解： 所以： 32132213211)()(G G G G G G G G G G s R s C +++= 二．〔10分〕系统特征方程为06363234=++++s s s s ，判断该系统 的稳定性，假设闭环系统不稳定，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。 三．〔20分〕如下图的单位反应随动系统，1610.25s,试求： 〔1〕特征参数n ωξ，；〔2〕计算σ%和; 〔3〕假设要求σ16%，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： 因此有： 〔2〕 %44%100e %2-1-=⨯=ζζπ σ 〔3〕为了使σ16%，由式 可得5.0=ζ，当T 不变时，有： 四．〔15分〕系统如以下图所示， 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 ①3n =，1,2,30 P =，1,22,1m Z j ==-±，1n m -= ②渐进线1条π③入射角

同理 2ϕ2 135sr α=-︒ ④与虚轴交点，特方 32220s Ks Ks +++=，ωj s =代入 所以当1K >时系统稳定，临界状态下的震荡频率为 ω 五．〔20分〕某最小相角系统的开环对数幅频特性如以下图所示。要求 （1） 写出系统开环传递函数； （2） 利用相角裕度判断系统的稳定性； （3） 将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系 统性能的影响。 解〔1〕由题图可以写出系统开环传递函数如下： 〔2〕系统的开环相频特性为 截止频率 1101.0=⨯=c ω 相角裕度：︒=+︒=85.2)(180c ωϕγ 故系统稳定。 〔3〕将其对数幅频特性向右平移十倍频程后，可得系统新的开环传递函数 其截止频率 10101==c c ωω 而相角裕度 ︒=+︒=85.2)(18011c ωϕγγ= 故系统稳定性不变。由时域指标估算公式可得 所以，系统的超调量不变，调节时间缩短，动态响应 加快。 六．〔15分〕设有单位反应的误差采样离散系统，连续局部传递函数 输入)(1)(t t r =，采样周期1=T s 。试求： 〔1〕输出z 变换)(z C ； 〔2〕采样瞬时的输出响应)(*t c ； 解：

自动控制原理八套习题集-(含答案)

自动控制原理八套习题集-(含答案)

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（ ） 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()0 516178234 =++++=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()0 25103234 =++++=s s s s s D ，则此系统中包含正实 部特征的个数有（ ）