自动控制原理考试试题库
期末复习题
概念题
一、
填空题
1、把输出量直接或间接地反馈到输入端，形成闭环参与控制的系统，称作 闭环控制系统 。
2、传递函数反映系统本身的瞬态特性，与本身参数和结构 有
关 ，与输入和初始条件 无关 。
3、最大超调量只决定于阻尼比ξ，ξ越小，最大超调量越 小 。
4、已知系统频率特性为
1
51+ωj ，当输入为t t x 2sin )(=时，系统的稳
110)
t tg --。 5、校正装置的传递函数为Ts
aTs
s G c ++=11)(，系数a 大于1，则该校正装置为 超前 校正装置。
6、如果max ω为)(t f 函数有效频谱的最高频率，那么采样频率s ω满足条件max 2s ωω≥ 时，采样函数)(*t f 能无失真地恢复到原来的连续函数)(t f 。
二、
单选题
1、闭环控制系统的控制方式为 D 。
A. 按输入信号控制
B. 按扰动信号控制
C. 按反馈信号控制
D. 按偏差信号控制
2、某一系统在单位速度输入时稳态误差为零，则该系统的开环传递函数可能是 D 。
A.
1
+Ts K
B. ))((b s a s s d s +++
C. )(a s s K +
D. )(2a s s K +
3、已知单位反馈系统的开环奈氏图如图所示，其开环右半S 平面极点数P=0，系统型号1v =，则系统 A 。
A.稳定
B.不稳定
C.临界稳定
D. 稳定性不能确定
4、串联滞后校正是利用 B ，使得系统截止频率下降，从而获得足够的相角裕度。
A ． 校正装置本身的超前相角
B ．校正装置本身的高频幅值衰减特性
C ．校正装置本身的超前相角和高频幅值衰减
D ．校正装置富裕的稳态性能
5、设离散系统闭环极点为i i i z j σω=+，则 C 。 A ．当0i ω=时，其对应的阶跃响应是单调的；
B ．当0i σ<时，其对应的阶跃响应是收敛的；
C 1<时，其对应的阶跃响应是收敛的；
D ．当0i ω=时，其对应的阶跃响应是等幅振荡。
三、
是非题
1、 对于线性定常负反馈控制系统，
(1) 它
的传递函数随输入信号变化而变化
( × )
(2) 它
的稳定性随输入信号变化而变化
( × )
(3) 它
的稳态误差随输入信号变化而变化
( √ )
(4) 它
的频率特性随输入信号变化而变化
( × )
(5) 它
的特征方程是唯一的
( √ )
(6) 劳斯判据是根据系统闭环特征方程系数判别闭环系统稳定性的一
种准则 ( √ )
(7) 奈氏判据是根据系统闭环频率特性判别闭环系统稳定性的一种准
则 ( × )
2. 减小或消除系统给定稳态误差的措施包括 (1) 减
小
系
统
开
环
增
益
( × )
(2) 在系统的前向通路或主反馈通路设置串联积分环节 ( √ )
3．利用相位超前校正，可以增加系统的频宽，提高系统的快速性和稳定裕量 (√ )
4、已知离散系统差分方程为 )()1(3)(2)1(3)2(k r k r k c k c k c -++-+=+
则脉冲传递函数为
2
31
32
+--z z z (√ )
计算题
一、
某闭环控制系统如图所示，其中()s
s s G 1
1+=
，210()(10)G s s s =+，
()2H s =
1、试求该系统的开环传递函数和闭环传递函数。
2、试用劳斯判据判断该系统的稳定性。 解答：
1、系统开环传递函数为
122
20(1)
()()()()()(10)s G s H s G s G s H s s s +==
+
系统开环传递函数为123
212()()10(1)
()1()()()102020
G s G s s s G s G s H s s s s +Φ=
=++++ 2、则其特征方程为1()()0G s H s +=
即321020200s s s +++=
由劳斯判据：根据特征方程的系数，列写劳斯表为
3210
1201020
2010201
90
20200
s s s s ⨯-⨯=
劳斯表中第一列系数均大于零，所以闭环系统稳定
二、
下图是简化的飞行控制系统结构图，试选择参数1K 和t K ，使系
统的6n ω=、1ξ=。
解答：系统的闭环传递函数为
1
12
11
11
2
2
2
25
25()(8)
2525()(825)251(8)(8)
2t t n n n
K K C s s s K s R s s K K s K K K s s s s s s ωξωω+==+++++++=++ 令
2
112536
8252216
n t n K K K ωξω==+=⨯⨯=⨯⨯ 得1 1.44K =，0.111t K =。
三、已知单位反馈系统开环传函为5
()(0.21)
G s s s =
+，
1、求系统的ξ、n ω及性能指标%σ和s t （5％）；
2、分别求()1r t =，()r t t =，2()r t t =时的稳态误差。 解答：
1、由闭环传递函数
2
222
()25
()1()5252n n n
G s s G s s s s s ωξωωΦ===+++++
所以25n ξω= 225n ω=
从而得出0.5ξ= 5n ω=
()2(/
1)%100%16.3%n
e ξξσ--=⨯=
3.5
(5%) 1.4s n
t s ξω=
=
2、该系统为Ⅰ型系统，开环增益5K =
()1r t =，()0ss e ∞= ()r t t =，11()5ss e K ∞=
=
2()r t t =，()ss e ∞=∞
四、已知某个单位反馈控制系统，开环对数幅频特性分别如图所示，写出这个系统的开环传递函数表达式并计算系统的截止频率c ω。 解答：
开环传递函数为)
1(10
)(+=
s s s G
由()0c L ω= 得出10
20log
0c c
ωω= 所以10 3.16c ω==
或者由
200
20log1log c
ω-=-- 得出10 3.16c ω==
五、已知系统的开环传递函数为： 10
()(0.11)(0.041)
G s s s s =
++
1、绘出对数渐近幅频特性曲线以及相频特性曲线；
2、确定系统的开环截止频率c ω和稳定裕度γ。
解答：
1、该系统是由积分、放大和两个惯性环节串联构成的，K=10
20lgK=20dB
1111100.1T ω
=
== 2211250.04
T ω=== 低频为积分放大环节，在1ω=，K=20分贝处作 -20dB/dec 直线 在10ω=处作 -40dB/10 dec 直线，在25ω=处作 –60dB/10 dec 直线
011()900.10.04tg tg ϕωωω--=---
因此相角从-90度单调递减到-270度
2、 10
()20log
0100100.1c c c c
L ωωωω==⇒==⋅
0110
()9010.4156.8c tg tg ϕω--=---=-
00
180()23.2c γϕω=+=
六、离散系统结构图如下图所示，采样周期0.5T =秒。
1、 写出系统开环脉冲传递函数)(z G ；
2、 判断4K =时系统稳定性。
解答：1、
1
2111()(1)11(1)()
Ts
T K e K KTz G z Z Z Z z Z s s s s s z z e ---⎡⎤-⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⋅=⋅-=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥++--⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦ 代入0.5T =，得0.5
0.5()(1)()
Kz
G z z z e -=
-- 3、
系统闭环特征方程为
0.520.50.5()(1)()0.5(10.5)0D z z z e Kz z e K z e ---=--+=-+-+=
代入4K =，得20.50.5(1)0z e z e ----+= 两个特征根为1,20.20.75z j =-± 由于1,21z <所以闭环系统稳定。 七、某离散系统如图所示。
1、写出系统开环脉冲传递函数()G z ；
2、判断该系统的稳定性。
()c t
解答：
1、设5
()(10)
G s s s =
+，则开环脉冲传递函数为
101010511
()[()]()0.5()
(10)10
0.5(1)
0.5(
)1(1)()
T
T T G z G s Z s s s s z z z e z z e z z e ---=Z =Z =-++-=-=----
0.2T =，所以22
0.5(1)
()(1)()
z e G z z z e ---=-- 2、系统的闭环特征方程式为1()0G z +=
即220.5(1)
10(1)()
z e z z e ---+
=-- 整理得222(1.50.5)0z e z e ---++=
两个特征根为1,20.350.11z j =-±，由于1,21z <所以闭环系统稳定。
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，则G(s)为 G1（s）+G2(s) （用G1(s)与G2(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 根号2 ， 阻尼比=ξ 根号2/2 ，
该系统的特征方程为 s^2+2s+2 ， 该系统的单位阶跃响应曲线为 衰减震荡 。
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 10/（s+）+5/（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 K （Xs+1）/s(Ts+1) 。
8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 u(t)=Kp[e(t)+1/t l e(t)dt] ，
其相应的传递函数为 Kp[1+1/Ts] ，由于积分环节的引入，可以改善系统的 稳态性能 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1c ω=处提供最大相位超前角的是：B A 、 1011s s ++ B 、1010.11s s ++ C 、21 0.51 s s ++ D 、0.11 101 s s ++ 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 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） 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） 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 。（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） 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；在积分换届外加单位负反馈。 试题二 一、填空题（每空 1 分，共15分） 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。 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（）。 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 自控原理考研真题及答案 自控原理是考研中的一门重要课程，涉及到控制系统的基本原理和方法。掌握 自控原理的知识对于考研的成功至关重要。下面将为大家介绍一些自控原理的 考研真题及答案，希望对大家备考有所帮助。 1. 题目：什么是控制系统？ 答案：控制系统是由被控对象、传感器、执行器、控制器和控制算法等组成的 一种能够使被控对象按照期望状态运行的系统。控制系统可以分为开环控制系 统和闭环控制系统两种类型。开环控制系统只根据输入信号控制被控对象，不 考虑被控对象的输出状态；闭环控制系统则通过反馈信号来调整控制器的输出，使被控对象的输出状态接近期望状态。 2. 题目：什么是反馈控制？ 答案：反馈控制是一种基于被控对象的输出状态来调整控制器输出的控制方法。在反馈控制系统中，传感器会将被控对象的输出信号转化为电信号，通过控制 器进行处理，并根据控制算法计算出控制器的输出信号，再通过执行器作用于 被控对象。通过不断采样被控对象的输出信号，并与期望状态进行比较，反馈 控制系统可以实现对被控对象输出状态的调整，使其接近期望状态。 3. 题目：什么是传递函数？ 答案：传递函数是描述线性时不变系统输入输出关系的数学模型。传递函数可 以通过拉普拉斯变换来求得，它是输出信号与输入信号的比值，通常用H(s)表示，其中s为复变量。传递函数可以用来分析系统的稳定性、动态响应和频率 特性等。在控制系统中，传递函数可以用来描述控制器、被控对象和传感器等 之间的关系。 4. 题目：什么是PID控制器？ 答案：PID控制器是一种常用的控制器，由比例控制器（P）、积分控制器（I）和微分控制器（D）组成。比例控制器根据被控对象的输出与期望状态之间的差异进行调整；积分控制器根据被控对象输出与期望状态之间的积分误差进行调整，可以消除稳态误差；微分控制器根据被控对象输出与期望状态之间的变化率进行调整，可以提高系统的动态响应。PID控制器通过调整比例、积分和微分参数，可以实现对系统的稳定性和动态性能的优化。 5. 题目：什么是根轨迹？ 答案：根轨迹是描述控制系统极点随控制器参数变化的轨迹。在根轨迹图上，每个极点对应一个点，通过这些点可以分析控制系统的稳定性和动态响应。根轨迹图可以用来判断系统的稳定性，当根轨迹穿过虚轴时，系统会产生振荡，不稳定；当根轨迹远离虚轴时，系统稳定性较好。此外，根轨迹图还可以用来设计控制器的参数，以满足系统的性能要求。 以上是一些关于自控原理的考研真题及答案，希望对大家备考有所帮助。自控原理作为考研中的一门重要课程，需要掌握其基本原理和方法。通过对真题的学习和分析，可以更好地理解自控原理的概念和应用，提高自己的备考水平。希望大家在备考过程中能够坚持不懈，取得优异的成绩！ 期末复习题 概念题 一、 填空题 1、把输出量直接或间接地反馈到输入端，形成闭环参与控制的系统,称作 闭环控制系统 。 2、传递函数反映系统本身的瞬态特性，与本身参数和结构 有关 ，与输入和初始条件 无关 。 3、最大超调量只决定于阻尼比ξ，ξ越小，最大超调量越 小 . 4、已知系统频率特性为 1 51+ωj ，当输入为t t x 2sin )(=时，系统的稳态输出为 110)t tg --。 5、校正装置的传递函数为Ts aTs s G c ++=11)(，系数a 大于1，则该校正装置为 超前 校 正装置. 6、如果max ω为)(t f 函数有效频谱的最高频率，那么采样频率s ω满足条件max 2s ωω≥ 时，采样函数)(* t f 能无失真地恢复到原来的连续函数)(t f 。 二、 单选题 1、闭环控制系统的控制方式为 D 。 A. 按输入信号控制 B 。 按扰动信号控制 C 。 按反馈信号控制 D. 按偏差信号控制 2、某一系统在单位速度输入时稳态误差为零,则该系统的开环传递函数可能是 D 。 A 。 1 +Ts K B. ))((b s a s s d s +++ C. )(a s s K + D 。 )(2a s s K + 3、已知单位反馈系统的开环奈氏图如图所示,其开环右半S 平面极点数P=0，系统型号1v =， 则系统 A 。 A 。稳定 B.不稳定 C.临界稳定 D. 稳定性不能确定 4、串联滞后校正是利用 B ，使得系统截止频率下降，从而获得足够的相角裕度。 A ． 校正装置本身的超前相角 B ．校正装置本身的高频幅值衰减特性 C ．校正装置本身的超前相角和高频幅值衰减 D ．校正装置富裕的稳态性能 5、设离散系统闭环极点为i i i z j σω=+，则 C 。 A ．当0i ω=时，其对应的阶跃响应是单调的； B ．当0i σ<时，其对应的阶跃响应是收敛的; C 1<时，其对应的阶跃响应是收敛的; D ．当0i ω=时，其对应的阶跃响应是等幅振荡。 三、 是非题 1、 对于线性定常负反馈控制系统， (1) 它的传递函数随输入信号变化而变化 ( × ) (2) 它的稳定性随输入信号变化而变化 ( × ) (3) 它的稳态误差随输入信号变化而变化 （ √ ) (4) 它的频率特性随输入信号变化而变化 （ × ) (5) 它的特征方程是唯一的 （ √ ） (6) 劳斯判据是根据系统闭环特征方程系数判别闭环系统稳定性的一种准则 （ √ ） (7) 奈氏判据是根据系统闭环频率特性判别闭环系统稳定性的一种准则 （ × ） 2。 减小或消除系统给定稳态误差的措施包括 （1） 减小系统开环增益 ( × ) (2） 在系统的前向通路或主反馈通路设置串联积分环节 ( √ ) 3．利用相位超前校正，可以增加系统的频宽，提高系统的快速性和稳定裕量 （√ ) 4、已知离散系统差分方程为 )()1(3)(2)1(3)2(k r k r k c k c k c -++-+=+ 则脉冲传递函数为2 31 32 +--z z z (√ ) 期末复习题 概念题 一、 填空题 1、把输出量直接或间接地反馈到输入端，形成闭环参与控制的系统，称作 闭环控制系统 。 2、传递函数反映系统本身的瞬态特性，与本身参数和结构 有关 ，与输入和初始条件 无关 。 3、最大超调量只决定于阻尼比ξ，ξ越小，最大超调量越 小 。 4、已知系统频率特性为 1 51+ωj ，当输入为t t x 2sin )(=时，系统的稳态输出为 5、校正装置的传递函数为Ts aTs s G c ++=11)(，系数a 大于1，则该校正装置为 超前 校 正装置。 6、如果max ω为)(t f 函数有效频谱的最高频率，那么采样频率s ω满足条件max 2s ωω≥ 时，采样函数)(*t f 能无失真地恢复到原来的连续函数)(t f 。 二、 单选题 1、闭环控制系统的控制方式为 D 。 A. 按输入信号控制 B. 按扰动信号控制 C. 按反馈信号控制 D. 按偏差信号控制 2、某一系统在单位速度输入时稳态误差为零，则该系统的开环传递函数可能是 D 。 A. 1+Ts K B. ))((b s a s s d s +++ C. )(a s s K + D. ) (2a s s K + 3、已知单位反馈系统的开环奈氏图如图所示，其开环右半S 平面极点数P=0，系统型号1v =，则系统 A 。 A.稳定 B.不稳定 C.临界稳定 D. 稳定性不能确定 4、串联滞后校正是利用 B ，使得系统截止频率下降，从而获得足够的相角裕度。 A ． 校正装置本身的超前相角 B ．校正装置本身的高频幅值衰减特性 C ．校正装置本身的超前相角和高频幅值衰减 D ．校正装置富裕的稳态性能 5、设离散系统闭环极点为i i i z j σω=+，则 C 。 A ．当0i ω=时，其对应的阶跃响应是单调的； B ．当0i σ<时，其对应的阶跃响应是收敛的； C 1<时，其对应的阶跃响应是收敛的； D ．当0i ω=时，其对应的阶跃响应是等幅振荡。 三、 是非题 1、 对于线性定常负反馈控制系统， (1) 它的传递函数随输入信号变化而变化 ( × ) (2) 它的稳定性随输入信号变化而变化 ( × ) (3) 它的稳态误差随输入信号变化而变化 ( √ ) (4) 它的频率特性随输入信号变化而变化 ( × ) (5) 它的特征方程是唯一的 ( √ ) (6) 劳斯判据是根据系统闭环特征方程系数判别闭环系统稳定性的一种准则 ( √ ) (7) 奈氏判据是根据系统闭环频率特性判别闭环系统稳定性的一种准则 ( × ) 2. 减小或消除系统给定稳态误差的措施包括 (1) 减小系统开环增益 ( × ) (2) 在系统的前向通路或主反馈通路设置串联积分环节 ( √ ) 3．利用相位超前校正，可以增加系统的频宽，提高系统的快速性和稳定裕量 (√ ) 4、已知离散系统差分方程为 )()1(3)(2)1(3)2(k r k r k c k c k c -++-+=+ 则脉冲传递函数为2 31 32 +--z z z (√ ) 试题四 一、填空题（每空 1 分，共15分） 1、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面，即： 快速性 、稳定性 和 准确性 ，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 传递函数 、 结构图 等。 4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用劳斯 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 6、PID 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 () ()()()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、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 、2 61000s s ++= B 、 2 (6100)(21)0s s s ++++= 《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 1(s)+G 2 (s)，以串联方式连接，其等效传递函数为G 1 (s)*G 2 (s)。 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ωs 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G 1(s)与G 2(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 B.给定环节 C.反馈环节 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 3、若系统的开环传递函数为10) (5 50 s s ，则它的开环增益为（ ） A.5 B.10 C.50 D.100 1.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 2.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 3.若系统的开环传 递函数为 2) (5 10 +s s ，则它的开环增益K 为（C ） A.1 B.2 C.5 D.10 4.二阶系统的传递函数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 5.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 6.一阶微分环节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° 7.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 8.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。 9.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 10.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 11.单位反馈系统开环传递函数为()2 5 65 G s s s = ++，当输入为单位阶跃时，则其稳态误差为（C ） A.2 B.0.2 C.0.5 D.0.05 12.稳态误差e ss 与误差信号E (s )的函数关系为（B ） 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 ∞ →= 《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） 一、选择题 1. 在伯德图中反映系统抗高频干扰能力的是( C ) A. 低频段 B. 中频段 C. 高频段 D. 无法反映 2. 对于一、二阶系统来说，系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的( C ) A. 充分条件 B. 必要条件 C. 充分必要条件 D. 以上都不是 3. 开环传递函数G(s)H(s)= ) p s )(p s ()z s (K 211+++，其中p 2>z 1>p 1>0，则实轴上的根轨迹为（A ） A.（-∞，-p 2] [-z 1,-p 1] B. (- ∞,-p 2] C. [-p 1,+ ∞) D. [-z 1,-p 1] 4. 二阶振荡环节的相频特性θ(ω) ，当ω→∞ 时，其相位移θ(ω) 为( B ) A ．-270° B ．-180° C ．-90° D ．0° 5. 用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是( D ) A. 脉冲函数 B. 斜坡函数 C. 阶跃函数 D. 正弦函数 6. 确定根轨迹与虚轴的交点，可用(A) A ．劳斯判据 B ．幅角条件 C ．幅值条件 D ．dk/ds=0 7. 设一单位反馈控制系统的开环传递函数为) 2(4s (G 0+=s s K ） ，要求20K v =， 则K=( A ) A ．10 B ．20 C ．30 D ．40 8. 过阻尼系统的动态性能指标是调整时间s t 和( C ) A ．峰值时间p t B ．最大超调量σ C ．上升时间r t D ．衰减比 σ／σ′ 9. 设某系统开环传递函数为) 1)(10s s (10s (G 2+++=s ） ，则其频率特性奈氏图起点坐标为( C ) 自动控制原理试卷A(1) 1．（9分）设单位负反馈系统开环零极点分布如图所示，试绘制其一般根轨迹图。 （其中-P 为开环极点,-Z ，试求系统的传递函数及单位脉冲响应。 3.（12分）当ω从0到+∞变化时的系统开环频率特性()()ωωj j H G 如题4图所示。K 表示开环增益。P 表示开环系统极点在右半平面上的数目。v 表示系统含有的积分环节的个数。试确定闭环系统稳定的K 值的范围。 4．（12分）已知系统结构图如下，试求系统的传递函数 ) (, )(s E s C ,3==p v （a ） ,0==p v （b ） 2 ,0==p v （c ） 题4图 题2图 5．（15分）已知系统结构图如下，试绘制K 由0→+∞变化的根轨迹，并确定系统阶跃响应 分别为衰减振荡、单调衰减时K 的取值范围。 6．（15分）某最小相位系统用串联校正，校正前后对数幅频特性渐近线分别如图中曲线(1)、(2)所示，试求校正前后和校正装置的传递函数)(),(),(21s G s G s G c ，并指出Gc （S ）是什么类型的校正。 7．（15分）离散系统如下图所示，试求当采样周期分别为T=0.1秒和T=0.5秒输入 )(1)23()(t t t r ⋅+=时的稳态误差。 8．（12分）非线性系统线性部分的开环频率特性曲线与非线性元件负倒数描述曲线如下图 所示，试判断系统稳定性，并指出) (1 x N 和G （j ω）的交点是否为自振点。 参考答案A(1) 1、 根轨迹略， 2、 传递函数) 9)(4(36)(++= s s s G ；单位脉冲响应)0(2.72.7)(94≥-=--t e e t c t t 。 3、 2 1,21,21><≠ K K K 4、 6425316324215313211)()(G G G G G G G G G G G G G G G G G G s R s C ++++= 6 42531632421653111)() (G G G G G G G G G G G G G G G G G s R s E +++-= 5、 根轨迹略。衰减振荡时待定参数的取值范围为211+ < 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 自动控制原理试题及答案LT 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 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： dc(t) +0.5C(t)=2r(t)。则该系统的闭环传递函数dt Φσ；调节时间ts(Δ。4．某单位反馈系统G(s)= 100(s?5) ，则该系统是阶2 s(0.1s?2)(0.02s?4) 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?e?10T) G(Z)?（单位反馈T=0.1）当输入r(t)=t时.该系统稳态误差 (Z?1)2(Z?e?10T) 为。二. 1. R(s) 求： C(S) （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）Kf=0时，系统的ξ，ωn和在单位斜坡输入下的稳态误差ess. （2）若使系统ξ=0.707，kf应取何值？单位斜坡输入下ess.=？ 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。 （1）（2）（3） 七、已知控制系统的传递函数为G0(s)? 校正装置的传递函数G0（S）。（12分） 一.填空题。（10分） 1.传递函数分母多项式的根，称为系统的 2. 微分环节的传递函数为 3.并联方框图的等效传递函数等于各并联传递函数之 4.单位冲击函数信号的拉氏变换式 5.系统开环传递函数中有一个积分环节则该系统为型系统。自动控制原理考试试题及答案(整理版)
自动控制原理试题及答案
自控原理考研真题及答案
自动控制原理考试试题库
自动控制原理考试试题库
自动控制原理四套经典试题及答案
自动控制原理题目(含答案)
自动控制原理题库
自动控制原理试卷及答案20套 (1)
自动控制原理试题库完整
《自动控制原理》试卷及答案(a6套)
自动控制原理试题库(含答案)
自动控制原理试卷及答案
自动控制原理试题及答案
自动控制原理试题库20套和答案详解
相关文档
- 自动控制原理试题库含答案
- 自动控制原理试题库20套和答案详解
- 自动控制原理试题库(有答案的)
- 自动控制原理考试试题库
- 自动控制原理题目(含答案)
- 自动控制原理试题库(含答案)
- 自动控制原理考试试题及答案(整理版)
- (完整版)自动控制原理试题及答案
- 自动控制原理试题库(含答案).
- 自动控制原理试题及答案
- 自动控制原理试题库(含答案).
- 自动控制原理试题及答案
- 自动控制原理试题库(含答案).
- 自动控制原理试题库有答案(DOC)
- 自动控制原理试题库有答案
- 自动控制原理试题库20套和答案详细讲解
- 自动控制原理试题库(含答案)
- 自动控制原理试题库(含答案)
- 自动控制原理试题库有答案..
- 自动控制原理题目含答案