自动控制原理期末考试复习题及答案

一、 填空题
1、线性定常连续控制系统按其输入量的变化规律特性可分为_恒值控制_系统、随动系统和_程序控制_系统。

2、传递函数为 [12(s+10)] / {(s+2)[(s/3)+1](s+30)} 的系统的零点为_-10_， 极点为_-2__， 增益为_____2_______。

3、构成方框图的四种基本符号是： 信号线、比较点、传递环节的方框和引出点 。

4、我们将 一对靠得很近的闭环零、极点 称为偶极子。

5、自动控制系统的基本控制方式有反馈控制方式、_开环控制方式和_复合控制方式_。

6、已知一系统单位脉冲响应为t e t g 5.16)(-=，则该系统的传递函数为。

7、自动控制系统包含_被控对象_和自动控制装置两大部分。

8、线性系统数学模型的其中五种形式是微分方程、传递函数、__差分方程_、脉冲传递函数_、__方框图和信号流图_。

9、_相角条件_是确定平面上根轨迹的充分必要条件，而用_幅值条件__确定根轨迹上各
点的根轨迹增益k*的值。

当n-m ≥_2_时, 开环n 个极点之和等于闭环n 个极点之和。

10、已知一系统单位脉冲响应为
t
e t g 25.13)(-=，则系统的传递函数为_
_。

11、当∞→ω时比例微分环节的相位是： A.90 A.
90 B.
90- C. 45 D.
45-
12、对自动控制的性能要求可归纳为_稳定性__、_快速性_和准确性三个方面， 在阶跃
响应性能指标中，调节时间体现的是这三个方面中的_快速性___，而稳态误差体现的是_稳定性和准确性_。

13、当且仅当离散特征方程的全部特征根均分布在Z 平面上的_单位圆 _内，即所有特征根的模均小于___1____,相应的线性定常离散系统才是稳定的。

14、下列系统中属于开环控制系统的是 D.普通数控加工系统
A.电炉箱恒温控制系统
B.雷达跟踪系统
C.水位控制系统
D.普通数控加工系统
15、某单位负反馈系统在单位阶跃信号作用下的系统稳态误差0=ss e ，则： B.意味着该系统的输出信号的稳态值为1 A.意味着该系统是一个0型系统 B.意味着该系统的输出信号的稳态值为1 C.意味着该系统没有输出信号 D.意味着该系统具有比较高的开环增益
16、一阶系统11)(+=Ts s G 在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差为 T 。

17、惯性环节的特点是 当输入量发生变化时，输出量不能突变，只能按指数规律 逐渐变化 。

18、工程上通常从 稳、准、好 3个方面来衡量自动控制系统。

19、结构不稳定系统是指： 不论如何调整系统参数系统总是稳定的 。

20、根轨迹一定对称于 实轴 ，并且有 支。

21、最小相位传递函数是指。

22、 根轨迹一定开始于 开环极点 ，终止于 开环零点 。

23、工程上一般用 等M 圆和等N 圆 来分析闭环系统的频率特性。

24、控制系统的动态性能指标包括： 上升时间、峰值时间、最大超调量、调整时间和震荡次数 。

25、一个反馈系统的特征方程为0522
=++Ks s ，若要系统产生临界振荡，则K 的取值应为 K=0 。

26、表征一阶系统K/（Ts+1）静态特性的参数是____K____，动态特性的参数是___T __。

27、频率特性曲线常采用3种表示形式，即 极坐标图、对数坐标图和对数幅相图 。

28、对自动控制的性能要求可归纳为___稳定性__、__快速性__和准确性三个方面， 在阶跃响应性能指标中，调节时间体现的是这三个方面中的_快速性___，而稳态误差体现的是__稳定性和准确性__。

29、函数st
e
t f --=32)(的拉氏变换式为 A 、
A.
)5(32+-s s B.)
5(32-+s s C.)5(32+-
s D. )
5(3
2++s s
39、已知单位反馈系统的开环传递函数为G （S ）=1/（S+1），则闭环系统在 r( t )=sin2t 时
的
稳
态
输
出
c( t
)=_
___。

二、 综合题
1、求下图所示电路的传递函数。

2、已知开环零极点分布如图所示，试绘出相应的闭环根轨迹概略图。

j
j
j
图a
图b 图c
3、一最小相位系统传递函数的渐近对数幅频曲线如下图所示。

（1）求其传递函数。

（2）概略绘制系统的奈氏曲线图及用奈氏判据分析该系统的稳定性。

（3）说明能否直接由该渐近对数幅频曲线判断系统的稳定性。

4、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。

（2）概略绘制系统的奈氏曲线图及用奈氏判据分析该系统的稳定性。

5、闭环控制系统由那些基本环节组成？它们各起什么作用？
6、求下图所示电路的传递函数
7、一单位负反馈系统的开环传递函数为G（s）= 100/ [s2 (s+5)], 试计算输入r( t )分别为1( t )、t和t2时，及r(t)=1( t )+ t + t2时，系统的稳态误差。

8、一单位负反馈系统的开环传递函数为G（s）= 8/ [s2 (s+2)], 试计算输入r( t )分别为1( t )、t和t2时，以及r(t)=1( t )+ t + t2时，系统的稳态误差。

9、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。

（2） 概略绘制系统的奈氏曲线图及用奈氏判据分析该系统的稳定性。

10、闭环控制系统由那些基本环节组成？它们各起什么作用？
11、写出下图所示的各机械系统的微分方程及传递函数。

图中f 为输入量（外加作用力），x 1、 x 2为位移，其中x 2为输出量。

m 1
k 1
f (t )
x 1(t )
k 2
m 2
x 2(t )
12、已知控制系统的结构图，如下图所示，求系统的传递函数。

G 1G 4G 2G 3G 5++
++
--R (s )Y s )+
+
-
13、设单位反馈控制系统的开环传递函数如下，试确定使系统稳定的k 值范围。

)
1)(2()(20+++=
s s s s k
s G
14、已知控制系统的开环传递函数如下，试绘制系统的根轨迹，并标出渐近线、渐近线与实轴交点。

)
52)(2()(20+++=
s s s s k
s G
15、设单位反馈控制系统的开环传递函数如下，试绘制系统的Bode 图。

其中幅频特性曲线画渐近线，相频特性曲线画草图。

)16)(1(50)(20+++=s s s s s G
16、已知单位负反馈系统的开环传递函数为
()(1)(0.51)K
G s s s s =++，
1) 绘制该系统的根轨迹；
2) 为保证该系统稳定,试确定K 的取值范围；。