南航自控试卷(2000~2010)
《自动控制原理》试卷及答案(A26套)
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 值的围。
4．（12分）已知系统结构图如下，试求系统的传递函数)()(,)()(s R s E s R s C5．（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 的取值围。
Re Im ∞→ω00→ωK 2-0,3==p v （a ）Re Im ∞→ω00→ωK 2-0,0==p v （b ） Re Im ∞→ω00→ωK 2-2,0==p v （c ） 题4图题2图 1G 2G 3G 5G C R +E --4G +6G6．（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)(1x 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 ee t c tt 。
3、 21,21,21><≠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 ++++= 642531632421653111)()(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。
自动控制19套试题及答案详解
1欢迎下载一.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。
6.比例环节的频率特性为 。
7. 微分环节的相角为 。
8.二阶系统的谐振峰值与 有关。
9.高阶系统的超调量跟 有关。
10. 在零初始条件下输出量与输入量的拉氏变换之比，称该系统的传递函数。
二．试求下图的传第函数(7分)三．设有一个由弹簧、物体和阻尼器组成的机械系统（如下图所示），设外作用力F （t ）为输入量，位移为y （t ）输出量，列写机械位移系统的微分方程（10分）四．系统结构如图所示，其中K=8，T=0.25。
（15分）（1）输入信号x i（t）=1（t），求系统的响应；（2）计算系统的性能指标t r、t p、t s（5%）、бp；（3）若要求将系统设计成二阶最佳ξ=0.707，应如何改变K值。
2欢迎下载。
3欢迎下载)1001.0)(11.0()(++=s s s Ks G五．在系统的特征式为A （s ）=6s +25s +84s +123s +202s +16s+16=0，试判断系统的稳定性（8分）（12分）七．某控制系统的结构如图，其中要求设计串联校正装置，使系统具有K ≥1000及υ≥４５。
的性能指标。
（13分）。
4欢迎下载s T s s s G 25.0,)4(1)(=+=.八．设采样控制系统饿结构如图所示，其中 试判断系统的稳定性。
（10分）九． 已知单位负反馈系统的开环传递函数为： 试绘制K由0 ->+∞变化的闭环根轨迹图,系统稳定的K 值范围。
(15分),)4()1()(22++=s s Ks G一、填空题：(每空1.5分，共15分)1.当扰动信号进入系统破坏系统平衡时，有重新恢复平衡的能力则该系统具有。
2.控制方式由改变输入直接控制输出，而输出对系统的控制过程没有直接影响，叫。
南京航空航天大学_820自动控制原理2000--2017+部分答案_考研专业课真题
C ( s)
H1 ( s )
H 3 ( s)
图1 二、 （本题 15 分）已知某单位负反馈的三阶系统（无闭环零点）结构图如图 2 所示， 系统满足下列条件：
R (s)
E (s)
G( s)
C (s)
图2 （1）在单位斜坡信号输入下稳态误差 ess 为 1.125 ； （ 2 ） 在 单 位 阶 跃 信 号 输 入 下 动 态 性 能 指 标 峰 值 时 间 t p = 3.626 秒 ， 超 调 量
ω=∞
Re ‐ 1
ω=2
ω =0
图3
五、 （本题 15 分） 已知某单位负反馈系统的开环传递函数 G ( s) =
K ， s (0.1s + 1)(0.2s + 1)
试设计串联迟后校正装置，要求校正后系统的静态速度误差系数 K V = 30 ，相角裕 度 γ " ≥ 40 0 ，截止频率 ω " ≥ 2.3 rad / s 。 六、 （本题 15 分）已知某离散系统结构图如图 4 所示，采样周期 T = 1 秒，
k A +1 ，线性部分的传递函数 G ( s ) = ， 4 A + 0.5 s ( s + 2) 2 + 10
820 自动控制原理
第 2 页 共 4 页
N ( A)
G( s)
图5 （1） 当 k = 5 时，试用描述函数法分析系统是否存在自激振荡？若存在，求出自 振振幅和频率； （2） 当 k = 1 时，分析该非线性系统的稳定性。 八、 （本题 10 分）已知系统的传递函数为
= −250 ，校正后
450 ，则采用串联超前校正还是采用串联滞后校正比较合适？请
航空器发动机排放控制系统维护考核试卷
A.忽略温度变化对系统性能的影响
B.不对排放控制系统进行任何形式的检查
C.定期检查排放控制系统性能
D.仅在出现排放问题时进行维护
15.以下哪种方法可以用来诊断航空器发动机排放控制系统的问题？（）
A.仅通过视觉检查
B.仅通过声音判断
C.使用专业的排放测试设备
A.使用非标准的维护工具
B.忽略维护手册中的步骤
C.确保所有维护工作符合制造商的标准
D.任意更换未经验证的零件
6.以下哪种情况下，应立即对航空器发动机排放控制系统进行检查？（）
A.发动机性能稳定
B.发动机油耗降低
C.发动机排放异常增加
D.发动机噪音减小
7.航空器排放控制系统中的氧化催化器主要作用是什么？（）
（）
4.在航空器发动机排放控制系统中，______是一种常用的降低颗粒物排放的装置。
（）
5.为了保证航空器发动机排放控制系统的有效性，应按照制造商的建议进行______和______。
（）、（）
6.航空器发动机排放控制系统维护中，______是检查排放是否达标的重要工具。
（）
7.在进行排放控制系统维护时，应确保所有维护工作在______和______的环境下进行。
（）、（）
8.航空器发动机排放控制系统中的______测试是评估系统性能的重要环节。
（）
9.排放控制系统的______和______是保证系统长期稳定运行的关键因素。
（）、（）
10.随着排放标准的日益严格，航空器发动机排放控制系统需要不断进行技术______和______。
（）、（）
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
自动控制原理试卷有参考答案
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G 1(s)+G 2(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 1.414，阻尼比=ξ0.707， 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++。
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2222211K T τωωω++； 相频特性为arctan 180arctan T τωω--(或：2180arctan 1T T τωωτω---+)。
南京航空航天大学820自动控制原理2012—2018年考研真题试题
r(t)
20
c(t)
s(0.2s +1)
Kts
图2
三. (本题 15 分) 已知某单位负反馈二阶系统，其开环极点数大于开环零点 数，在输入信号 r(t) = 1 + 2t + 3t 2 时，系统稳态误差 ess = 0.2 ，试求该系统
截止频率ωc = 10 时的相角裕度 γ 。
820 自动控制原理 第 1 页 共 4 页
1. 请概略绘制系统的开环对数频率特性曲线(波德图)，并判定使系统闭环 稳定的 K 值范围； 2. 绘制 K 从 0 → ∞ 时闭环特征根的轨迹，利用波德图中信息给出根轨迹穿 过 S 平面虚轴时的 K 和 ω 。
六. (本题 15 分) 系统结构图如图 4 所示（ K1 、 K 2 、T 均大于零） 1. 当 Gc (s) = 1时，试判断系统的稳定性； . 2. 若系统不稳定，加入校正网络 Gc (s) = τs + b ，试求此时使系统稳定τ 和 b 应满足的条件。
πA 1.分析周期运动的稳定性； 2.求出稳定周期运动的振幅 A 和频率 ω 以及 c(t) 表达式。
图6
九. (本题 15 分) 某系统的状态空间模型为 x&1(t) = −x1(t) + 5x2 (t) x&2 (t) = −6x1(t) + u(t) y(t) = x1(t)
现采用状态反馈控制策略，即 u(t) = −k1x1(t) − k2x2 (t) + r(t) ，其中 k1,k2 为实常数，
N (s)
R(s)
C(s)
G1 ( s )
G2 (s)
图1
二. (本题 15 分) 某系统的结构图如图 2 所示，要求： 1. Kt = 0 时，求系统在单位阶跃输入信号作用下的时域动态性能指标，超 调量σ % 和调节时间 ts （ Δ = 5% ），并概略绘出单位阶跃响应曲线 h(t) ； 2. 接上测速反馈 Kt s ，要求阻尼比ξ = 1 ，试确定 Kt 值，此时σ % = ? ，ts = ? ， 并概略绘出单位阶跃响应曲线。
2010年航天三院自动控制原理考研真题
自动控制原理2010年硕士研究生入学考试试题4.1.1 自动控制原理2010年硕士研究生入学考试试题参考答案及解析（1）三角形变星形。
（左到右分别为1，2，下边为3）12121112121()1R R R R R R R Cs R R Cs==++++221212121()1R R Cs R R R Cs R R Cs==++++111312121()1R R Cs R R R Cs R R Cs==++++所以131113iOU R U Ls R R •=++整理得：1212121()()o i U R U R R CLs R R C L s R =++++ 二、1122121121125()125125125k k W s k k k s k k s k s s ==++++ 得210.01125n k ω==，1220.2125n k kζω==解得：1k =1.25，2k=20三、4321135********5s s s s s -系统不稳定，符号改变两次，所以有两个不稳定的特征根。
二、开环传递函数22(6)()89k s s G s s s -+=+-，所以开环零点为10.5 2.4z j =+ 20.5 2.4z j=-开环极点11q =29q =-特征方程为22289(6)(1)(8)96s s k s s k s k s k +-+-+=++--+ 把s j ω=代入得2(1)()(8)960k k j k ωω+-+--+= 解得K=8同时将（0,0）代入得K=1.5 所以当1.5<k<8时系统稳定（也可以用劳斯判据直接判出）三、当cωω=时，()1c A ω=-10-8-6-4-202-3-2-1123Root LocusReal Axis (seconds -1)I m a g i n a r y A x i s (s e c o n d s -1)1=得1.272c ω=0()180arctan arctan 0.1arctan 0.01c c c cφωωωω=-+--0()180()0c c r ωφω=+>所以系统是稳定的。
2010自控系统考试题B卷答案
第 页 共 页ll n n K C RI K C U K K n c c 0e d e *ns p )1()1(∆-=+-+=)1)(1()(m 2m s +++=s T s T T s T Ks W l 北方民族大学试卷课程代码：01100150 课程：电力拖动自动控制系统（B 卷答案）以使用计算器。
1、 写出单闭环转速负反馈控制系统的转速方程式，那个参数的变化可以使稳态速降降低很多？（5分）（3分）闭环后，K 值越大，使转速降落越小。
（3分）2、调速范围和静差率的定义是什么？分别写出开环系统的调速范围、静差率和闭环系统的调速范围、静差率。
（5分）答：最高转速和最低转速之比叫做调速范围（2分）负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落与理想空载转速之比，称作静差率 开环时的调速范围与静差率：（2分） 闭环系统的调速范围和静差率分别为：（2分） 3、 在转速负反馈单闭环无静差调速系统中，突加负载后又进入稳定运行状态，画出各环节的电压信号的变化趋势，并解释系统是如何实现转速调节的（5分） 答案：突加负载后引起电流增大：各环节的信号变化如下：I d ↑→n ↓→U n ↓→∆U n ↑→ U c ↑→ U d0↑→n ↑（趋势3分）闭环系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降。
（2分）4、在转速负反馈单闭环调速系统中，那些扰动系统有抑制作用，那些扰动系统无法抑制？为什么？画出单闭环转速负反馈调速系统结构图，并将各扰动标在图中。
（10分）答案：反馈控制系统对被反馈环包围的前向通道上的扰动都有抑制功能（4分）。
但是，如果在反馈通道上的测速反馈系数受到某种影响而发生变化，它非但不能得到反馈控制系统的抑制，反而会增大被调量的误差（2分）。
（图4分）5、用数学公式解释：为什么在闭环控制系统中，为满足系统的稳态精度，要求开环放大系数K值越大越好，而为了满足稳定性要求，根据劳斯稳定性判据，K 值又不能太大？（10分） 答案：1）由单闭环转速负反馈控制系统的转速方程式（公式2分）当K 值越大是△ncl 就越小，所以K 值越大，系统的稳态速降就越小，稳态精度就越高。