2004年北京交通大学自动控制原理试题
17春北交自动控制原理在线作业二
北交《自动控制原理》在线作业、单选题（共15道试题，共30分。
）1. 最小相位系统的开环增益越大，其（）•A. 振荡次数越多B. 稳定裕量越大C. 相位变化越小D. 稳态误差越小正确答案：2. 常用的比例、积分与微分控制规律的另一种表示方法是（）。
A. PDIB. PDIC. IPDD. PID正确答案：3. 当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（）A. 比例环节B. 微分环节C. 积分环节D. 惯性环节正确答案：4. 时域分析的性能指标，哪个指标是反映相对稳定性的（）A. 上升时间B. 峰值时间C. 调整时间D. 最大超调量正确答案：5. A、B是高阶系统的二个极点，一般当极点A距离虚轴比极点B距离虚轴大于（）时, 分析系统时可忽略极点A。
A. 5倍B. 4倍C. 3倍D. 2倍正确答案：6. 设一阶系统的传递G（s）=7/（s+2），其阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为（）A. 7B. 2C. 7/2D. 1/2正确答案：7. 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（）A. 系统综合B. 系统辨识C. 系统分析D. 系统设计正确答案：8. 系统已给出，确定输入，使输出尽可能符合给定的最佳要求，称为（）A. 最优控制B. 系统辨识C. 系统分析D. 最优设计正确答案：9. 3从0变化到+ R时，延迟环节频率特性极坐标图为（）.A. 圆B. 半圆C. 椭圆D. 双曲线正确答案：10. 在用实验法求取系统的幅频特性时，一般是通过改变输入信号的（）来求得输出信号的幅值。
A. 相位B. 频率C. 稳定裕量D. 时间常数正确答案：11. 某典型环节的传递函数是G （s）=1/Ts，则该环节是（）A. 比例环节B. 惯性环节C. 积分环节D. 微分环节正确答案：12. 二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为（）A. 谐振频率B. 截止频率C. 最大相位频率D. 固有频率正确答案：13. 实际生产过程的控制系统大部分是（）A. 一阶系统B. 二阶系统D. 高阶系统正确答案：14. 若已知某串联校正装置的传递函数为GC (s)=(s+1)/(0.1s+1)，则它是一种()A. 相位超前校正B. 相位滞后校正C. 相位滞后一超前校正D. 反馈校正正确答案：15. 相位超前校正装置的奈氏曲线为( )。
北京交通大学自动控制原理模拟试题3
北京交通大学自动控制原理模拟试题3一、简答题：（合计20分, 共4个小题，每题5分）1. 如果一个控制系统的阻尼比比较小，请从时域指标和频域指标两方面说明该系统会有什么样的表现？并解释原因。
2. 大多数情况下，为保证系统的稳定性，通常要求开环对数幅频特性曲线在穿越频率处的斜率为多少？为什么？3. 简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。
4. 用根轨迹分别说明，对于典型的二阶系统增加一个开环零点和增加一个开环极点对系统根轨迹走向的影响。
二、已知质量-弹簧-阻尼器系统如图(a)所示，其中质量为m 公斤，弹簧系数为k 牛顿/米，阻尼器系数为μ牛顿秒/米，当物体受F = 10牛顿的恒力作用时，其位移y (t )的的变化如图(b)所示。
求m 、k 和μ的值。
(合计20分)F)t图(a) 图(b)三、已知一控制系统的结构图如下，（合计20分, 共2个小题，每题10分）1） 确定该系统在输入信号()1()r t t =下的时域性能指标：超调量%σ，调节时间s t 和峰值时间p t ；2） 当()21(),()4sin3r t t n t t =⋅=时，求系统的稳态误差。
四、已知最小相位系统的开环对数幅频特性渐近线如图所示，c ω位于两个交接频率的几何中心。
1） 计算系统对阶跃信号、斜坡信号和加速度信号的稳态精度。
2） 计算超调量%σ和调节时间s t 。
（合计20分, 共2个小题，每题10分）[1%0.160.4(1)sin σγ=+-,2112 1.51 2.51sin sin s c t πωγγ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+-+-⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎦](0.21)(0.51)s s s ++系统最大输出速度为2 r/min ，输出位置的容许误差小于2 ，求：1） 确定满足上述指标的最小K 值，计算该K 值下的相位裕量和幅值裕量；2） 前向通路中串联超前校正网络0.41()0.081c s G s s +=+，试计算相位裕量。
17春北交自动控制原理在线作业二
北交《自动控制原理》在线作业、单选题（共15道试题，共30分。
）1. 最小相位系统的开环增益越大，其（）•A. 振荡次数越多B. 稳定裕量越大C. 相位变化越小D. 稳态误差越小正确答案：2. 常用的比例、积分与微分控制规律的另一种表示方法是（）。
A. PDIB. PDIC. IPDD. PID正确答案：3. 当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（）A. 比例环节B. 微分环节C. 积分环节D. 惯性环节正确答案：4. 时域分析的性能指标，哪个指标是反映相对稳定性的（）A. 上升时间B. 峰值时间C. 调整时间D. 最大超调量正确答案：5. A、B是高阶系统的二个极点，一般当极点A距离虚轴比极点B距离虚轴大于（）时, 分析系统时可忽略极点A。
A. 5倍B. 4倍C. 3倍D. 2倍正确答案：6. 设一阶系统的传递G（s）=7/（s+2），其阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为（）A. 7B. 2C. 7/2D. 1/2正确答案：7. 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（）A. 系统综合B. 系统辨识C. 系统分析D. 系统设计正确答案：8. 系统已给出，确定输入，使输出尽可能符合给定的最佳要求，称为（）A. 最优控制B. 系统辨识C. 系统分析D. 最优设计正确答案：9. 3从0变化到+ R时，延迟环节频率特性极坐标图为（）.A. 圆B. 半圆C. 椭圆D. 双曲线正确答案：10. 在用实验法求取系统的幅频特性时，一般是通过改变输入信号的（）来求得输出信号的幅值。
A. 相位B. 频率C. 稳定裕量D. 时间常数正确答案：11. 某典型环节的传递函数是G （s）=1/Ts，则该环节是（）A. 比例环节B. 惯性环节C. 积分环节D. 微分环节正确答案：12. 二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为（）A. 谐振频率B. 截止频率C. 最大相位频率D. 固有频率正确答案：13. 实际生产过程的控制系统大部分是（）A. 一阶系统B. 二阶系统D. 高阶系统正确答案：14. 若已知某串联校正装置的传递函数为GC (s)=(s+1)/(0.1s+1)，则它是一种()A. 相位超前校正B. 相位滞后校正C. 相位滞后一超前校正D. 反馈校正正确答案：15. 相位超前校正装置的奈氏曲线为( )。
北京交通大学 自动控制原理电气期末试题A答案
北京交通大学 2008-2009学年 第一学期考试试题课程名称：自动控制原理 班级：电气2006级 出题人： 集体说明：计算题全部写在答题纸上(如果不够书写，可写在背面，并请在该题处注明)。
在其它纸张上的答卷内容一律无效。
一、（10 分）已知有源电网络如图所示,试由复数阻抗法求传递函数()()s U s U i o 。
二、（10分）已知输入前馈系统的结构图如图（a ）所示，要求保证闭环传递函数不变的前提下将输入前馈结构变换成输入补偿结构如图(b )所示 ，试确定输入补偿器传递函数()s G f 。
()aR b学院 班级 学号 姓名 任课教师 ------------------------------------装 -------------------------------------------------------------------订--------------------------------------线-----------------三、(10分)设系统结构如图所示，试计算系统单位阶跃响应时的超调量%δ和过渡时间s t 。
四、(10分)已知系统结构图如图所示，试写出闭环传递函数，并计算输入信号为()t t r 5.0=时的稳态误差。
五、（15分）已知系统结构图如图所示，试作系统的根轨迹草图。
并求出闭环稳定时k的取值范围。
六、(15 分)已知最小相位系统的开环对数幅频特性（折线）如图所示。
db0()ωo Lω（1）写出开环传递函数()s Go 。
（2）计算该系统的相位裕度c γ。
（3）试由奈氏稳定判据确定系统的稳定性。
七、（15 分）已知最小相位系统串联校正前后系统的折线对数幅频特性如图所示，其中()ωo L 为校正前特性，()ω开L 为校正后特性，()ωL开（1）试画出校正装置的对数幅频特性()ωL（折线）。
c。
（2）试写出校正装置的传递函数()sGcγ。
（3）计算校正后系统的相位裕度c。
北京交通大学现代控制工程考试题汇总
思考题1. .简述现代控制理论和经典控制理论的区别.答：经典控制理论是以传递函数为基础的一种控制理论，控制系统的分析与设计是建立在某种近似的和试探的基础上，控制对象一般是单输入单输出、线性定常系统；对多输入多输出系统、时变系统、非线性系统等则无能为力。
主要的分析方法有频率特性分析法、根轨迹分析法、描述函数法、相平面法、波波夫法等。
控制策略仅限于反馈控制、控制等。
这种控制不能实现最优控制。
现代控制理论是建立在状态空间上的一种分析方法，它的数学模型主要是状态方程，控制系统的分析与设计是精确的。
控制对象可以是单输入单输出控制系统也可以是多输入多输出控制系统，可以是线性定常控制系统也可以是非线性时变控制系统，可以是连续控制系统也可以是离散和数字控制系统。
主要的控制策略有极点配置、状态反馈、输出反馈等。
现代控制可以得到最优控制。
：, , , ; , , , . , , , . . .. , . , , . , , , . .2. , .简述用经典控制理论方法分析与设计控制系统的三种主要方法,并说明每一种方法的主要思想。
答：利用经典控制理论方法分析与设计系统的步骤为：：建立数学模型：写出传递函数：用时域分析和频域分析的方法来判断系统的稳定性等。
以及对其进行系统的校正和反馈。
主要方法为时域法、频域响应法、根轨迹法。
根轨迹法的主要思想为：通过使开环传函数等于的值必须满足系统的特征方程来控制开环零点和极点的变化，使系统的响应满足系统的性能指标。
频域响应法的主要思想为：通过计算相位裕量、增益裕量、谐振峰值、增益交界频率、谐振频率、带宽和静态误差常数来描述瞬态响应特性，首先调整开环增益，以满足稳态精度的要求；然后画出开环系统的幅值曲线和相角曲线。
如果相位裕量和增益裕量提出的性能指标不能满足，则改变开环传递函数的适当的校正装置便可以确定下来。
最后还需要满足其他要求，则在彼此不产生矛盾的条件下应力图满足这些要求。
时域法的主要思想就是通过求解控制系统的时间响应，来分析系统的稳定性、快速性和准确性。
北京交通大学2004年硕士研究生入学考试
九、1KHz的均匀平面波在海水（σ=4 S/m， =81）中传播了3个透入深度的距离时，大约衰减到原来的百分之几？
一十、图示为一长方形截面的导电槽，槽可以视为无限长，其上有一块与槽绝缘的盖板，已知槽电位为零，盖板的电位为 ，求槽内的电位函数。
五、边长为a的正方形线圈（一匝）所在平面有一根无限长直导线，平行放置在正方形的一侧，直导线与正方形最近的边相距s，求直导线与线圈间的互感。
六、半径为a的无限长直导体圆柱均匀通过电流I，外包厚度为a磁导率为μ的磁介质，求介质包层外表面的磁化电流。
七、折成直角的接地导体角域内（1,1）点有一带电量为q点电荷，求该点电荷所受的静电力。
一、平板电容器极板面积为S，板间距离为b，极间填充不良导体 ，各占一半，如图所示。求该电容器的漏电导G。
二、介质球被均匀极化，已知极化强度为 ，求束缚电荷的体密度和面密度。
三、两个无限大平行板电极，相距d，已知板间电位为
求极板间体电荷密度ρ和两极板上面电荷密度 。
四、已知半径为a的长直圆柱内，电流密度 （ρ为圆柱径向距离变量），试求圆柱内外的磁场强度。
一十一、试由麦克斯韦方程组推导出电流连续性方程 。
一十二、在由理想导电壁限定的区域（0≤x≤a）内存在一个如下的电磁场：
求（1）坡印廷矢自由空间中传播的均匀平面波，已知磁场强度为
A/m
求：（1）电场E；（2）相移常数β和波长λ；
自动控制原理试题库(含答案).
2、适合应用传递函数描述的系统是( )。
A、单输入，单输出的线性定常系统；
B、单输入，单输出的线性时变系统；
C、单输入，单输出的定常系统；
D、非线性系统。
3、若某负反馈控制系统的开环传递函数为 ，则该系统的闭环特征方程为( )。
A、 B、
C、 D、与是否为单位反馈系统有关
C、会使系统的根轨迹向s平面的左方弯曲或移动；
D、可增加系统的稳定裕度。
9、开环对数幅频特性的低频段决定了系统的( )。
A、稳态精度 B、稳定裕度C、抗干扰性能 D、快速性
10、下列系统中属于不稳定的系统是( )。
A、闭环极点为 的系统B、闭环特征方程为 的系统
C、阶跃响应为 的系统D、脉冲响应为 的系统
4、 时，求系统由 产生的稳态误差 ；（4分）
5、确定 ，使干扰 对系统输出 无影响。（4分）
五、(共15分)已知某单位反馈系统的开环传递函数为 :
1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹（求出：渐近线、分离点、与虚轴的交点等）；（8分）
2、确定使系统满足 的开环增益 的取值范围。（7分）
六、（共22分）某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线 如图5所示：
4、传递函数是指在初始条件下、线性定常控制系统的
与之比。
5、设系统的开环传递函数为 ，则其开环幅频特性为，相频特性为。
6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率 对应时域性能指标，它们反映了系统动态过程的。
二、选择题（每题 2 分，共20分）
1、关于传递函数，错误的说法是( )
A、准确度越高B、准确度越低C、响应速度越快D、响应速度越慢
2006 《自动控制原理》考试题(A)答案
北京交通大学学生考试试题(A)课程名称：《自动控制原理》 2005 –2006 学年第一学期 出题教师：自控系列课程组一、 简答题（12）1、 什么是开环控制，什么是闭环控制，二者各有什么特点儿？ 答：1、 只是存在指令到输出量的信号传递称开环控制。
2、 存在指令到输出量的信号传递，同时存在输出量到控制指令的反馈，称闭环控制。
3、 特点儿：开环控制组成简单，但控制精度较差。
闭环控制组成复杂，成本高，但控制精度较高。
工业过程中控制要求较高的控制过程都采用闭环控制。
2、 对控制系统的基本要求都有哪些？ 答：稳、准、快。
3、 到目前为止，你学过的描述系统运动的动态数学模型有几种？各有什么特点儿？ 答：1、 有两种，一为传递函数，二为正弦传递函数。
2、 传递函数是输入输出模型，在复频域上定义的（可将定义写出）。
正弦传递函数则是在频域上定义的描述系统输入输出的数学模型（可将定义写出）。
4、 什么是开环偶极子？单位负反馈系统中增加原点附近的开环偶极子，对根轨迹有什么影响？对闭环系统的动态特性和稳态特性有何影响？ 答：1、 在开环传递函数的零极点分布中，一对儿离得很近的零点和极点，他们到原点的距离是其自身距离的5倍以上，称开环偶极子。
2、 对根轨迹影响不大，则对闭环主导极点影响不大，但附加了闭环零点，可使超调量在原来的基础上略有上升，上升时间减小，过渡过程时间增加。
姓名：————————————班级：————————————二、 控制系统的方框图如下，求()()s R s C 和()()s R s E 。
(12))答： 1、7432363225431,,G G G G L G G G L G G G L -=-=-=则74326325431G G G G G G G G G G +++=∆2、求()()s R S C ，43211G G G G P =则()()743263254343211G G G G G G G G G G G G G G s R s C +++= 3、求()()s R S E ，则()()74326325436325431)1(1G G G G G G G G G G G G G G G G s R S E +++++⨯=三、 试确定单位反馈控制系统稳定时K 的取值范围。