自动控制原理期末习题

测试题说明：所有的客观题都是以填空的形式给到大家，考试时的考核类型可能为填空、选择、判断等，考核内容和以下题目大致相似，大家好好复习！ 考试题型为：选择（2分*10题=20分），填空（1分*25=25分），大题（55分） 选择填空大部分从以下题目中提炼总结，考核形式可能会有所改变，大题题型基本和下面题目的题型相似，但是题目会有所变化(比如传递函数更换、参数更换、要求做些调整等等) 禁止考试时抄小抄，一旦发现，试卷0分，请参加大补考！ 没有交全作业或实验报告的同学、上课经常不到的同学平时成绩会比较低，因此要好好复习。 第一章测试题 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. 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。 4. 自动控制系统可以分为定值控制系统、 随动 控制系统和程序控制系统。锅炉汽包水位控制系统属于 定值 控制系统，跟踪卫星的雷达天线控制系统属于 随动 控制系统。 5. 自动控制系统的基本要求是 稳定性 、 快速性或动态性能 、 准确性或稳态性能 。 第二章测试题 1. 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。 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。

3. 某系统的传递函数为)16)(13(18)(sssG，其极点是 s1=-1/3, s2=-1/6 。 4. 已知系统的开环传递函数为)5)(12(50ss，则该系统的开环增益为 10 ，根轨迹增益为 25 。 5. 已知负反馈系统的开环传递函数为221()56sGsss，则该系统的闭环特征

方程为 2(56)(21)0sss 。 6. 若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105ttgtee，则该系统的传递函数G(s)为 1050.20.5ssss 。 7. 一阶系统传递的标准形式是 1()1GsTs ，二阶系统传递函数的标准形

式是 222()2nnnGsss (或：221()21GsTsTs)。 8. 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()Gs，则G(s)为 G1(s)+G2(s) （用G1(s)与G2(s) 表示）。 9. 两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以串联方式连接，其等效传递函数为()Gs，则G(s)为 G1(s)G2(s) （用G1(s)与G2(s) 表示）。

10. 以下系统的传递函数为 ()1()()GsGsHs 。

11. 求下图所示RLC电路的传递函数)()()(sUsUsGrc

画出等效s域电路图如下图所示 

)(tucC

L

)(turR

G(s) H(s) RLsRLCsRsLRsCsCRRsCsCRtUtUrc211)()( 12. 求下图所示RLC电路的传递函数)()()(sUsUsGrc

画出等效s域电路图如下图所示 1111)()(2CRsCLsRsLsCsCsUsUrc

13. 求下图所示系统的传递函数。

)(sUcsC

1

sL



R)(sUr

)(sUcsC

1



)(sUr

RsL

sC1111RsC2121R)(sQr

)(0sQ

)(1sH)(0sQ)(2sH)(sQc







)(tucC

L

)(tur

R梅森公式为：nkkkPsG11)( 该框图中有三个回路，一对两两互不接触的回路 2221112221122211122211

1111111111sRCRCsRCsRCsRCsRCRCsRCsRCsRC

前向通路只有1条：2221111sRCRCP 11

111111111)(2111222221122211122211222111sRCsRCsRCsRCRCsRCRCsRCsRCsRCsRCRCPsGn

kkk

14. 某系统的动态结构图如下图所示，若初始条件为零，r(t)=n(t)=1(t)，求输出c(t)及稳态误差ess。

由题意可知，1()()RsNss 22218()868()681rCssRsssss， 22

1()68()681nCss

s

Rsssss

22()()811()()()()()6868813/21/2(2)(4)24nrCsCss

CsRsNsRsNssssssssssssss







8 6s

1s 1

s

()Ns()Cs()Es()Rs12431()[()]1022ttctLCseet

2431()()()22ttetrtctee

lim()0tet

15. 某系统的动态结构图如下图所示。

(1)求传递函数()()CsRs和()()CsNs 根据梅森公式可得，

2231()6(21)231()261(21)CsssRsssss





223115()6()5()(21)21231()261(21)ccGsGssCssssNsssss







(2)若要求消除干扰对输出的影响，试求()cGs(1)

若消除干扰对输出的影响，则()0()CsNs，即 6()50cGss 求得5()6csGs 第三章测试题 1. 一个单位负反馈系统为I型系统，开环增益为K，则在r(t)=t输入下，此系

2 Gc(s) 3s

()Ns()Cs()Rs

1

21s

5 统的稳态误差是 K1 。 2. 一个单位负反馈系统为Ⅱ型系统，开环增益为K，则在r(t)=t输入下，此系统的（稳态误差是0 ）。 3. 为了减小系统的稳态误差，可以采取 增加积分环节个数、增大开环增益、引入输入补偿、引入扰动补偿方法。 4. 闭环极点为212,1js的系统 （是/否）稳定。

5. 闭环特征方程为0122ss的系统 （是/否）稳定。 6. 闭环特征方程为0122ss的系统 （是/否）稳定。 7. 冲激响应为teth38)(的系统 （是/否）稳定。 8. 冲激响应为teth23)(的系统 （是/否）稳定。 9. 阶跃响应为)1(20)(3tetc的系统 （是/否）稳定。

10. 函数tetcos的拉氏变换是 22)(asas 。

11. 函数teatsin的拉氏变换是 22)(as 。 12. 若闭环极点全部位于S左半平面，则系统一定稳定，稳定性与闭环零点位置无关。此句话（是/否）正确。 13. 若闭环系统无零点，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。此句话（是/否）正确。否，一阶系统不振荡 14. 如果系统有开环极点处于S右半平面，则系统不稳定。此句话（是/否）正确。否，要看闭环极点位置 15. 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。此句话（是/否）正确。否，超调量主要取决于闭环复数主导极点的衰减率，并与其它闭环零、极点接近坐标原点的程度有关。 16. 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 。 17. 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 。 18. 典型二阶系统极点分布如右图所示，则无阻尼自然

频率n 5 rad/s，阻尼比 52 ，该系统

的特征方程为 0542ss（或者：0)2)(2(jsjs） ，该系统是否稳定？是 （是/否）。 19. 线性连续控制系统稳定的条件是所有特征根均位于S平面的 左 半部。 20. 系统动态性能指标中的 调节时间（或者st） 表示系统过渡过程的持续时间，从总体上反映系统的快速性， 超调量 反映系统响应过程的平稳性。 21. 已知系统的动态结构如下图所示，如果系统的开环增益可调，试确定在保证系统稳定的条件下，K的取值范围。

系统的闭环传递函数为 KssKKssKsG2)2()(2 闭环系统的特征方程为022Kss 劳斯表为

KssKs01221

要保证系统稳定，则劳斯表第一列元素均为正，则有K>0 由此可得K的取值范围为K>0 22. 已知系统的动态结构如下图所示，如果系统的开环增益可调，试确定在保证系统稳定的条件下，K的取值范围。

)(sR)(sC

)2(ssK

ImRe

1j

j2