自动控制原理试卷A
自动控制原理考试试题(A卷)
自动控制原理考试试卷（A 卷）
一、填空题（24分）
1、1945年，伯德提出用图解法来分析和综合反馈控制系统的方法，形成控制系统的方法，形成控制理论的 。
1954年________创立工程控制论。
2、自动控制理论通常可分为________________________、 _____________________、____________________。
3、线性控制理论常用的分析方法有 、 、____ ____。
4、若系统输出量通过反馈环节，返回来作用于控制部分，形成闭合环路，则这样的系统称为 。
5、自动控制系统按输入量变化的规律可分为： 、__________、_____________，自动控制系统按系统的输出量和输入量的关系可分： 、 。
6、对自动控制系统的基本要求是： 、 、 。
7、在经典控制理论中，常用的数学模型有 、 、 。
8、求下列函数的拉氏变换：
￡[2]= ￡[e 2t
]=
￡[22
t ]= ￡ [sin2t]= 二、求函数的拉氏变换或反变换（30分）
1、2)(+=t t f
2、t te t f 21)(+=
3、
()2
332+++=
s s s s F
三、化简系统方框图及写出传递函数（20分）1、
2、
四、求系统1
1)(+=
s s G 的单位阶跃响应 (10分）
五、闭环系统的特征方程如下，试用代数判据判断系统的稳定性。
（16分）
0154844122345=+++++s s s s s。
《自动控制原理》试卷（期末A卷参考答案）
《⾃动控制原理》试卷（期末A卷参考答案）试题编号：重庆邮电⼤学2009学年2学期《⾃动控制原理》试卷（期中）（A 卷）（闭卷）⼀、简答题（本⼤题共5⼩题，每⼩题4分，共20分） 1．传递函数定义及其主要性质。
答：线性定常系统在零初始条件下，输出量的拉⽒变换与输⼊量的拉⽒变换之⽐，称为传递函数。
（2分）主要性质：(每回答正确2个1分，全部正确2分)1）传递函数只适⽤于线性定常系统：由于传递函数是基于拉⽒变换，将原来的线性常系数微分⽅程从时域变换到复域，故只适⽤于线性定常系统。
2）传递函数是在零初始条件下定义的。
如果系统为⾮零初始条件，⾮零初始值V(s)，则系统新的输⼊、输出关系为：Y(s)=G(s).U(s)+ V(s)3)传递函数只表⽰了系统的端⼝关系，不明显表⽰系统内部部件的信息。
因此对于同⼀个物理系统，如果描述的端⼝不同，其传递函数也可能不同；⽽不同的物理系统，其传递函数可能相同。
4)传递函数是复变量S 的有理真分式函数，分⼦多项式的次数n 低于或等于分母多项的次数m ，所有系数均为实数。
2．线性控制系统的稳定性定义。
答：如果线性控制系统在初始扰动的影响下，其动态过程随时间的推移逐渐衰减并趋于零或原平衡点，则称系统渐进稳定，简称稳定（3分），反之，如果在初始扰动下，系统的动态过程随时间的推移⽽发散，则不稳定。
（1分）3．闭环系统的零、极点位置对于时间响应性能的超调量、调节时间的有何影响？答：（1）超调量主要取决于闭环复数主导极点的衰减率21//ξξωσ-=d ，与其他闭环零、极点接近坐标原点的程度有关；（2分）（2）条件时间主要取决于靠近虚轴的闭环复数极点的实部绝对值ξωσ=，如果实数极点距离虚轴最近，并且它附近没有实数零点，则调节时间主要取决于该实数极点的模值。
（2分）4．对于⼀个给定的开环增益为o k 最⼩相位系统，说明采⽤频率⽅法和根轨迹法判断稳定性的统⼀性。
答：频率法判断系统稳定性时，当o k 较⼩时，其副相曲线在)(ωj Go 平⾯不包围（-1，j0）这点，系统稳定，随着o k 的增加，副相曲线包围（-1，j0）这点，系统不稳定。
自动控制原理试卷、习题及答案2套
第 7 页 共 32 页
2-5 求图示运算放大器构成的网络的传递函数。
题 2-5 图
2-6 已知系统方框图如图所示，试根据方框图简化规则，求闭环传递函数。
题 2-6 图
2-7
分别求图示系统的传递函数 C1 (s) 、 C2 (s) 、 C1 (s) 、 C2 (s) R1 (s) R1 (s) R2 (s) R2 (s)
第 1 页 共 32 页
自动控制 (A )试卷
一、系统结构如图所示，u1 为输入， u2 为输出，试求
1．求网络的传递函数 G(s)=U1(s)/U2(s)
2． 讨论元件 R1，R2，C1，C2 参数的选择对系统的稳定性是否有影响。（15 分）
i2
i1
C1
R1
U1
R2
U2
C2
二、图示系统，试求，
（1） 当输入 r(t)=0，n(t)=1(t)时，系统的稳态误差 ess; （2） 当输入 r(t)=1(t)，n(t)=1(t)时，系统的稳态误差 ess; （3） 若要减小稳态误差，则应如何调整 K1，K2？（15 分）
（2） 三阶系数的一对主导极点为 s1,2 1 j2 ，求同时满足上述条件的开环传递函 数G(s) 。
3 – 10 系统结构图如图所示，试求当 0 时，系统的 和
n 之值，如要求 =0.7，试确定参数 。
题 3-10 图
3 – 11 设单位反馈系统的开环传递函数如下，试确定系统稳定时 K 的取值范围。
输入信号 r(t)=1 作用下，能使给定系统成为最少拍系统的数字控制器的
答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html
第 4 页 共 32 页
自动控制原理及其应用试卷A
2012～2013学年第1学期期末试卷《自动控制原理及其应用》（A ）一、单项选择题（每小题2分，共40分）：1.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( )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。
2.若某负反馈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 ( )。
A 、(1)0s s +=B 、(1)50s s ++=C 、(1)10s s ++=D 、与是否为单位反馈系统有关3.如图1所示系统，传递函数()()()C s G s R s =为（ ）。
A 、12231G G G G ++B 、12131G G G G ++ C 、13231G G G G ++ D 、以上都错4.同一系统，不同输入信号和输出信号之间传递函数的特征方程（ ） A 、相同 B 、不同 C 、不存在 D 、不定5.某系统的开环传函0()(1)KG s s s =+，相角稳定裕量45γ=，则K 为：（ ）A 、1B 、2 CD、 6.已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是( )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 -- 7.开环频域性能指标中的相角裕度γ对应时域性能指标( ) 。
A 、超调%σB 、稳态误差ss eC 、调整时间s tD 、峰值时间p t8.单位反馈系统的开环传函为：03210()3210G s s s s =+++，系统的闭环极点在s 左半平面分布的个数为：（ ）A 、0个B 、1个C 、2个 D.3个 9.对于以下情况应绘制0°根轨迹的是( )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 。
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 te et 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）)(t p )(t r -++)(t y 1+s )1(1+s s +（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）cp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)2《自动控制原理》试卷（B 卷）一、 求下图所示系统的传递函数)(/)(0s U s U i 。
（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。
自动控制原理科目考试题A卷（开卷）及答案
⾃动控制原理科⽬考试题A卷（开卷）及答案级（学⽣填写）：姓名：学号：命题：审题：审批： ------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ----------------------------------------------------------- （答题不能超出密封装订线）2009～2010学年第⼀学期控制⼯程基础科⽬考试题A 卷（开卷）)(1s G------------------------------------------------------ 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ----------------------------------------------------------- 班级（学⽣填写）：姓名：学号：3、6. 为2型系统，p K =∞， v K = ∞， a K =K=20当输⼊r( t )分别为1( t )、t 和t 2时，e ss 分别为0，0，1/10 ；当r(t)=1( t )+ t + t 2时，根据线性系统的叠加原理，e ss =0+0+1/10=1/10 。
1. 求下图所⽰电路的传递函数及微分⽅程（10分）)1(11)()(212122Cs R R R R Cs R Cs R s U s U r c +-=+-= ； r 2c 1c21u R u R dtdu CR R -=+ 。
1、求下图所⽰电路的传递函数及微分⽅程（8分）。
⼀系统的开环传递函数为 G(S)H(S)=100/(10s+1)(2s+1)(0.2s+1) （1）绘制渐近对数幅频曲线图。
1）7. 试分别⽤幂级数法、部分分式法求以下函数的z 反变换并求x （3）：（9分）)2)(1()(--=z z zz X1）幂级数法+++-+--+--+-+---------------3213232121211127314151421767693232323z z z z z z z z z z z z z z z zz z,.....7)3(,3)2(,1)1(,0)0()(...73)2)(1()(0321=====+++=--=∑∞=----x x x x z k x z z z z z zz X k k2）、部分分式法21)2)(1(1)(-+--=--=z z z z z z X 11 21)(-+--=z zz z z X k z z z z z z 2]2[,1]1[11=- =- -- e(kT)=-1+2ke *(t)=e (0)δ(t )+e (T )δ(t -T )+e (2T )δ(t -2T )+…=0+1δ(t -T )+3δ(t -2T )+ 7δ(t -3T )+…⼀．填空题1、单输⼊单输出；线性定常系统。
自动控制原理试题(A卷)答案
广东技术师范学院20 —20 学年度第( )学期期末考试试卷（参考答案及评分标准）科 目：自动控制原理 （A ）卷考试形式：闭卷 考试时间: 120 分钟一、填空题（每空2分，共20分）1、大多数控制系统具有 闭环 方式的控制结构，它是根据 负反馈 原理，按 偏差 量进行控制的。
2、线性定常系统传递函数是指，在零初始条件下， 输出量和输入量的 拉式变换（拉普拉斯变换）之比。
4、已知系统的传递函数为1s Ke TS τ-+，其幅频特性 ()G j ω应为221ωT K +。
5、经增益补偿的相位超前校正装置的传递函数形式为11)(++=Ts Ts sG c α，参数α与1的大小关系：1<α。
6、非线性系统在无外作用时，产生频率和振幅一定的持续振荡，这种现象称为 自激振荡（自持振荡、自振） 。
7、离散控制系统是指 系统中有一处或几处的信号是以脉冲或数码的形式传递的系统（含有采样开关的系统）二、单项选择题（每题2分，共20分）1、下图系统中，开环传递函数是指（ A ）A 、B(s)/E(s)；B 、Y(s)/R(s)；C 、E(s)/R(s)；D 、Y(s)/E(s)。
2、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明（ B ）A 、系统不稳定；B 、 型别2<v ；C 、闭环传递函数中有一个积分环节；D 、 输入幅值过大。
3、单位反馈系统稳态速度误差的正确含义是（ C ）A 、在r(t)=A 时，输出速度与输入速度的稳态误差；B 、在r(t)=A 时，输出位置与输入位置的稳态误差；C 、在r(t)=At 时，输出位置与输入位置的稳态误差；D 、在r(t)=At 时，输出速度与输入速度的稳态误差。
4、系统特征方程为 05432)(234=++++=s s s s s D ，则系统（ B ）： A 、 稳定； B 、右半平面闭环极点数2=Z ；C 、 临界稳定；D 、 型别1=v 。
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， 42)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：101.011.0)(++=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 cc 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)(221t 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）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2009-2010上学期技师0701班、技师0702班《自动控制原理》期末试题（A卷）
姓名：＿＿＿＿＿学号：＿＿＿＿＿成绩：＿＿＿＿＿成教专业：＿＿＿＿＿学校专业：＿＿＿＿＿学校班级：＿＿＿＿＿
一、填空题（每小题2分，共20分）
01.自动控制的基本方式有＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿两种。
02.自动控制理论大致可分为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿两部分。
03. 控制系统的结构图能直观地反映系统中信号＿＿＿＿＿＿＿与＿＿＿＿＿＿＿＿＿的特征。
04.元件或系统一个输入与一个输出之间的数学描述称为＿＿＿＿＿＿＿＿，是控制系统＿＿＿＿＿＿＿另一种表达形式。
05.对控制系统进行分析或设计时，首先要建立系统的＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
06.时域分析法具有＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿的优点，并可以提供系统时间响应的＿＿＿＿＿＿。
07.频率分析法是一种＿＿＿＿＿＿＿＿法，针对的是控制系统的另一种＿＿＿＿＿＿。
08.系统的频率特性除用函数表达式表示外还可用＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿表示法表示。
09.线性定常系统的频率特性是＿＿＿＿＿条件下的稳态＿＿＿＿＿＿信号与＿＿＿＿＿＿信号的＿＿＿＿＿比。
10.系统的动态频域性能指标有＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿两大项。
二、判断题（正确打√，错误打×；每小题2分，共20分）01.开环控制结构简单、抗干扰能力强、控制精度高，所以应用广泛。
（）
02.自动控制系统中只有闭环控制系统才能稳定的工作。
（）
03.传递函数也是一种数学模型。
（）
04.调节时间和超调量不是系统性能指标。
（）
05.时域分析法是控制系统分析的基本方法。
（）
06.相位裕量γ越小则系统的平稳性越好。
（）
07.系统闭环是稳定的则开环一定是稳定的。
（）
08.频域分析法不仅能确定系统的各种性能而且还能分析各个参量对系统性能的影响。
（）
09.系统的相对稳定性采用稳定裕量来衡量。
（）
10.幅值穿越频率ωc间接反映了系统动态过程的快速性，ωc越大则系统的快速性越好。
（）
三、选择题（每小题2分，共20分）
01.用解析法建立数学模型过程是先了解元部件工作原理，再根据各基本定律写出（）。
A传递函数B微分方程C结构图D频率特性
02.线性定常系统稳定的充分必要条件是：系统的所有特征根必须具有（）。
A正实部B负实部C有理数D虚数
03.奈奎斯特图是在（）坐标系里画出的频率特性曲线。
A直角B极C半对数D对数幅相
04.采用时域法分析系统性能时通常选用（）作为系统的输入试验信号。
A阶跃B正弦C斜坡D抛物线
05. 积分环节的幅频特性，其幅值与频率成（）：
A指数关系B正比关系C反比关系D不定关系
06.采用负反馈形式连接后（）。
A. 一定能使闭环系统稳定；
B. 系统动态性能一定会提高；
C. 需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能；
D. 一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除。
07. 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开环增益C高频段D中频段
08. 线性定常二阶系统的闭环增益加大（）。
A、对系统的动态性能没有影响
B、峰值时间提前
C、超调量愈大
D、系统的快速性愈好。
09.（）间接反映系统动态过程的快速性。
A相位裕量B幅值穿越频率C调节时间D阻尼比10.（）间接反映系统动态过程的平稳性。
A相位裕量B幅值穿越频率C调节时间D阻尼比四、求下图所示运算放大器构成网络的传递函数。
（20分）
五、设系统的开环奈奎斯特图如下图所示，试利用奈奎斯特稳定判
据分析系统的稳定性。
（20分）。