自动控制原理试题库含答案

一、填空题〔每空 1 分，共15分〕

1、反响控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反响量的差值进展的。

2、复合控制有两种根本形式：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、假设*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*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根本控制方式，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根本的要求，假设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，相频特性为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、对自动控制系统的根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，取决于系统构造和参数, 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 =+

⎰。P I D 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 ϕωωω--=---。

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，其中最根本的要求是稳定性。

2、假设*单位负反响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()A ω=，

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

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、采用负反响形式连接后，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 、需要调整系统的构造参数，才能改善系统性能。

2、以下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响；

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 、主反响口符号为"-〞；

B 、除r K 外的其他参数变化时；

C 、非单位反响系统；

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、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、假设*最小相位系统的相角裕度0γ>，则以下说法正确的选项是 (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、假设*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、以下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、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构造参数，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、以下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、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、假设*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、*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、假设系统增加适宜的开环零点，则以下说法不正确的选项是 (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、以下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、假设*负反响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 、与是否为单位反响系统有关

4、非单位负反响系统，其前向通道传递函数为G(S)，反响通道传递函数为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、以下负反响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、单位反响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，以下观点中正确的选项是(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)的零点数与极点数一样

D 、 F(s)的零点就是闭环传递函数的极点

2、负反响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 、与是否为单位反响系统有关

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、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 、100 B 、1000 C 、20D 、不能确定

5、假设两个系统的根轨迹一样，则有一样的(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、以下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P I 控制器作用，以下观点正确的有(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 、积分局部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P I 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，以下观点正确的选项是 (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*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，以下观点错误的选项是(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 、利用超前网络进展串联校正，是利用超前网络的相角超前特性。

10、单位反响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

对微分方程进展拉氏变换得

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)写出以下列图所示系统的传递函数

()()

C s R s 〔构造图化简，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：

4234123141

11()()()()()()()()()()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)系统的构造如图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)。

而静态速度误差系数 K 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

10210.5330.5030

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、写出以下列图所示系统的传递函数

()()C s R s 〔构造图化简，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〕系统构造图如图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〕

图4

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()()21C 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〕

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)设负反响系统如图2 ，前向通道传递函数为10()(2)

G s s s =+，假设采用测速负反响()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

()D s 2()2D s s s =++ 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〕

实轴上根轨迹的别离点： 令 22100d s s ds s ⎛⎫++= ⎪⎝⎭

，得 合理的别离点是 1 3.16s ==-，〔2分〕该别离点对应的根轨迹增益为

2*1210 4.33s s s K s ++==，对应的速度反响时间常数 *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，以该圆心到别离点距

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=〕，但响应速度加快，调节时间缩短〔 3.5

s 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)*单位反响系统的闭环根轨迹图如以下列图所示

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、求出别离点坐标，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、求出别离点坐标，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、求别离点坐标

11112

d d d =+-+，得 120.732, 2.732d d =-= 〔2分〕 分别对应的根轨迹增益为 **12

1.15, 7.46K K == 〔2分〕

别离点d 1为临界阻尼点，d 2为不稳定点。

单位反响系统在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)*单位反响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、别离点、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条渐近线： ⎪⎩⎪⎨⎧︒

︒±-=--=180,602333a σ〔2分〕 (4) 别离点： 03

21=++d d 得： 1-=d 〔2分〕 (5)与虚轴交点：096)(23=+++=r K s s s s D

[][]⎩⎨⎧=+-==+-=0

6)(Re 09)(Im 23r K j D j D ωωωωω⎩⎨⎧==543r

K ω〔2分〕 绘制根轨迹如右图所示。 2、〔7分〕开环增益K 与根轨迹增益K r 的关系：⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=139)3()(22s s K s s K s G r r 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<

五、(共15分)*单位反响系统的开环传递函数为(1)()()(3)

r K s G S H S s s +=－，试： 1、绘制该系统以根轨迹增益K r 为变量的根轨迹〔求出：别离点、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)求别离点坐标

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、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： (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 ωϕ+++==∞=-；〔1分〕

终点： 0,()0,()270A ωϕ→∞∞=∞=-；〔1分〕

与实轴的交点：令虚频特性为零，即

1T -

实部 ()()x x G j H j K ωωτ=-〔2分〕 开环极坐标图如图2所示。〔4分〕

由于开环传函无右半平面的极点，则0P =

当 1K τ<时，极坐标图不包围

〔－1，j0〕点，系统稳定。〔1分〕

当 1K τ=时，极坐标图穿过临界点

〔－1，j0〕点，系统临界稳定。〔1分〕 当 1K τ>时，极坐标图顺时针方向包围

〔－1，j0〕点一圈。 按奈氏判据，Z ＝P －N ＝2。系统不稳定。(2闭环有两个右平面的极点。

25()(5)

s s s =+ 因为该系统为单位负反响系统，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0.55n

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〕*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、假设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 ϕωω--=--- 〔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 ϕωωω----=---=---≈- 〔2

分〕

0180()1801800c γϕω=+=-= 〔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响。

六、〔共22分〕反响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、假设给定输入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 ϕωω=--〔2

分〕

起点： 00,(0),(0)90A ωϕ+++==∞=-；〔1分〕

终点： ,()0,()180A ωϕ→∞∞=∞=-；〔1分〕 0~:()90~180ωϕω=∞=--， 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〕 2、假设给定输入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：

图2

令幅频特性

：()1A ω==，得 2.7c ω=，

〔2分〕

()90arctan 90arctan 2.7160c c ϕωω=--=--≈-， 〔1分〕

相角裕度γ：180()18016020c γϕω=+=-= 〔2

分〕

六、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)

(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 lg10

ω-=--，解得 1 3.16ω== 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

2()(1)100

G s s =+ (2分) 六、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如以下列图所示，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〕

分故原系统的开环传函为0100

100()11(0.11)(0.051)

(1)(1)1020G s s s s s s s ==++++ 〔2分〕 求原系统的相角裕度0γ：110()900.10.05s tg tg ϕωω--=---

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 ϕωωω--=---=- 〔1分〕

00180()18020828c γϕω=+=-=- 〔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

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（）。

(完整版)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

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

(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

自动控制原理试题库(含答案)

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 i（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____ （用G I（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 . ________________ ， 阻尼比_______________ ， 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g（t） 10e 0.2t 5e0.5t， 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（）tg I ） 900 tg 1仃），则该系 统的开环传递函数为______________________ 。 8、P I控制器的输入一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，贝U （） 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（）。

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，产生一个和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. 宀从0变化到+8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.右系统的开环传递函数为，则它的开环增益为(C ) s(5s 2) A.1 B.2 C.5 D.10 7.二阶系统的传递函数G(s) ，则该系统疋（B) 2 5 s 2s5

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Z不变，提高3 n,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G（s） 1 Ts ,当频率1时，则相频特性G（j ）为 A.45°45°C . 90° 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D s s4 8s 17s216s 5 0，贝U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：G s启帀’当（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 D s 3s410s35s2s 2 0，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』，当输入为单位阶跃 s 6s s 时，则其位置误差为（C ） A.2 B.0.2 C.0.5 2 / 12 D.0.05

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,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，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，当频率时,则相频特性为( 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，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：，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,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，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，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. B. C。D。 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

自动控制原理复习试题及答案8套

自动控制原理试题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 D.0.05

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