(完整版)自控原理与系统试卷(含答案)

《自动控制原理与系统》期末试卷A

一、填空题（每空2分，共30分）

1.根据自动控制技术发展的不同阶段，自动控制理论分为 和

。

2.对控制系统的基本要求包括 、 、 。

3.系统开环频率特性的几何表示方法： 和 。

4.线性系统稳定的充要条件是 。

5.控制系统的时间响应从时间的顺序上可以划分为 和 两个过程。

6.常见的五种典型环节的传递函数 、 、 、 和 。

二、简答题（每题4分，共8分）

1.建立系统微分方程的步骤？

2.对数频率稳定判据的内容？

三、判断题（每题1分，共10分）

1.（ ）系统稳定性不仅取决于系统特征根，而且还取决于系统零点。

2.（ ）计算系统的稳态误差以系统稳定为前提条件。

3.（ ）系统的给定值（参考输入）随时间任意变化的控制系统称为随动控制系统。

4.（ ）线性系统特性是满足齐次性、可加性。

5.（ ）传递函数不仅与系统本身的结构参数有关，而且还与输入的具体形式有关。

6.（ ）对于同一系统（或元件），频率特性与传递函数之间存在着确切的对应关系。

7.（ ）传递函数只适用于线性定常系统——由于拉氏变换是一种线性变换。 8.（ ）若开环传递函数中所有的极点和零点都位于S 平面的左半平面，则这样的系统称为最小相位系统。 9.（ ）“回路传递函数”指反馈回路的前向通路和反馈通路的传递函数乘积，不包含表示反馈极性的正负号。

10.（ ）系统数学模型是描述系统输入、输出及系统内部变量之间关系的数学表达式。

四、计算题（每题12分，共36分）

1.试求取如图所示无源电路的传递函数)(s U /)(s U i 。

2.设单位负反馈系统的开环传递函数为)

1(1

)(

s s s G ，试求系统反应单位阶跃函数的过渡

过程的上升时间r t ，峰值时间p t ，超调量% 和调节时间s t 。

3.设某系统的特征方程式为01222

3

4

s s s s ，试确定系统的稳定性。若不稳定，

试确定在s 右半平面内的闭环极点数。

五、画图题（共16分）

.某系统的开环传递函数为)

20)(1()

2(100)( s s s s s G ，试绘制系统的开环对数频率特性曲线。

《自动控制原理与系统》期末试卷B

一、填空题（每空2分，共30分）

1.自动控制系统是由 和 组成，能够实现自动控制任务的功能。

2.自动控制装置一般由三部分组成，分别为 、 和 。

3.对控制系统的基本要求包括 、 和 。

4.建立系统数学模型的方法通常有 和 。

5.常见的五种典型环节的传递函数 、 、 、 和 。

二、简答题（每题4分，共8分）

1.什么是负反馈控制原理？

2.什么是系统的稳定性？

三、判断题（每题1分，共10分）

1.（ ）线性系统稳定的充要条件是系统的特征根均具有实部。

2.（ ）系统的稳定性不仅与系统自身结构参数有关，而且还与初始条件和外作用大小有关。

3.（ ）稳态误差是系统的稳态性能指标，是系统控制精度的度量。

4.（ ）稳态误差只与系统自身的结构参数有关，而与外作用的大小、形式和作用点无关。

5.（ ）系统数学模型是描述系统输入、输出及系统内部变量之间关系的数学表达式。

6.（ ）系统的给定值（参考输入）为恒定的常数，这种控制系统称为定值控制系统。

7.（ ）所有系统均满足齐次性、可加性。

8.（ ）系统开环频率特性的几何表示方法有对数频率特性曲线和伯德图。 9.（ ）对于一个确定的系统，它的微分方程是唯一的，所以其传递函数也是唯一的。 10.（ ）“回路传递函数”指反馈回路的前向通路和反馈通路的传递函数乘积，不包含表示反馈极性的正负号。

四、计算题（每题12分，共36分）

1. 试求取下图所示无源电路的传递函数)(s U /)(s U i 。

2.利用结构图的等效变换，求取下图所示系统的传递函数)(/)(s R s C

3. 已知单位负反馈系统的开环传递函数为)

258()(2

s s s k

s G ，试根据下述要求确定k

的取值范围：（1）使闭环系统稳定；（2）当t t r 2)( 时，其稳态误差5.0)( t e ssr 。

五、画图题（共16分）

.某系统的开环传递函数为800

()(4)(20)

G s s s s ，试绘制系统的开环对数频率特性曲线。

《自动控制原理与系统》期末试卷B 答案

一、填空题（每空2分，共30分）

1.控制装置，被控对象

2自动检测装置，自动调节装置，执行装置 3.稳定性，快速性，准确性

4.解析法，实验法

5. 比例k s G )(，积分)(1)

(s k

s s G 或 ，惯性1

1

)( Ts s G ，比例微分s s G 1)(，

振荡2

2

2

222121)(n

n n w s w s w Ts s T s G （或延迟s

e s G )(，理想微分s s G )(）

二、简答题（每题4分，共8分）

1.将系统输出信号引回输入端，与输入信号相比较，利用所得的偏差信号进行控制，使偏差减小或消除。

2. 设系统处于某种平衡状态，在扰动作用下偏离了原来的平衡状态，当扰动消除后（经过足够长的时间），系统能回到原来的平衡状态，则称系统稳定；否则系统不稳定。

三、判断题（每题1分，共10分）

1.×

2.×

3.√

4.×

5.√

6.√

7.×

8.×

9.√ 10.×

四、计算题（每题12分，共36分）

1.

2.

)

()()()()()()()()()(1)

()()()

()()()()(1)()()()(1)(1)()(1)()

()()(1)

()

()

(331133221132131233321113332111s H s G s H s G s H s G s H s G s H s G s G s G s G s G s G s H s H s G s G s G s H s G s G s H s G s G s G s H s G s G s R s C

3.

解：系统的特征方程为

五、画图题（共16分）

《自动控制原理与系统》期末试卷A 答案 一、填空题（每空2分，共30分）

1.经典控制理论，现代控制理论

2.稳定性，快速性，准确性

3.极坐标曲线（奈奎斯特曲线或幅相频率特性曲线），对数频率特性曲线（或伯德图）

4.系统的特征根均具有负实部（或系统的全部闭环极点均位于s 左半平面）

5.动态，稳态

6. 比例k s G )(，积分)(1)(s k s s G 或 ，惯性1

1

)( Ts s G ，比例微分s s G 1)(，

振荡2

2

2

222121)(n

n n w s w s w Ts s T s G （或延迟s

e s G )(，理想微分

s s G )(）

二、简答题（每题4分，共8分）

1. （1）确定系统的输入量和输出量，并根据需要引入中间变量。 （2）根据系统或元件所满足的内在规律列微分方程。

（3）消去中间变量，使微分方程只含输入量及输出量，并化为标准形式。 2.在开环对数幅频特性曲线)(w L >0dB 的频率范围内，对应的开环对数相频特性曲线)(w 对-180度线的正、负穿越次数之差等于p/2，则闭环系统稳定。

三、判断题（每题1分，共10分）

1.×

2.√

3.√

4.√

5.×

6.√

7. √

8.√

9.× 10.√

四、计算题（每题12分，共36分）

1. 2

1212

)()(R R cs R R R s U s U i

2.

3.

五、画图题（共16分）