理工自控试卷
理工大学《自动控制原理》期末考试卷及答案
理工大学学生考试卷考试课程自动控制原理考试日期成绩考生姓名学号（8位）年级专业1、已知系统结构图如下，试简化该结构图并求系统传递函数C(s)/R(s).（10分）2、控制系统结构图如下图所示。
要求系统单位阶跃响应的超调量%3.16=p σ，峰值时间1p t s =。
试确定K 与τ的值。
(15分) （21ξξπσ--=ep ，np t ωξπ-=1 ）用劳斯判据判断系统稳定性，如果不稳定，求系统在s右半平面根的个数及虚根值。
（15分）7、由如下对数幅频特性求该最小相位系统的传递函数。
（10分）参考答案1、总共10分，其中分离点正确向后移动得5分，最终结果正确得5分。
如果采用梅森公式得正确结果，得7分。
2、总共15分，ξ和ωn计算正确得5分，闭环传递函数正确得5分，最终结果正确得5分。
3、总共15分，闭环特征方程正确得3分，劳斯表头两行正确得2分，后三行每行2分，结论正确得3分。
4、总共15分，3个误差系数，每个3分，结果正确6分。
解：该系统为一型系统，.5)(lim ,0,0K s sG K K K s v a p ===∞=→稳态误差为：.5313KK e v ss =⨯=5、总共10分，实轴根轨迹正确得4分，渐近线为虚轴正确得2分，分离点为-0.4679正确得2分，复平面根轨迹正确得2分。
其中，分离点满足的方程为：.039623=+++='-'s s s M N M N6、总共10分，其中乃氏图正确得2分，开环频率特性方程A(ω)和φ（ω）表达正确各得2分，ω和K 计算正确各得2分。
8、解：校正前后伯德图正确各得3分，截止频率和相角裕度计算正确各得3分，作用分析正确得3分。
作用：利用超前校正网络的相角超前特性去增大系统的相角裕度，以改善系统的暂态响应。
-40dB/dec-20dB/dec20lg K=461()(dB)L ωω20401027.781c ω2c ω111.11()c G ω2()G ω()o G ω-40dB/dec100根据引入串联超前校正网络，有α=4。
华北理工大学自动控制原理试题
一、判断题（正确的打√，错误的打×）１.把系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为系统的传递函数。
２.线性系统的稳定性是系统本身固有的一种特性，与输入量及初始条件无关。
３.线性系统稳定的充分必要条件是：闭环传递函数的所有极点均位于S 复平面的左半平面。
４.输入量为单位斜坡函数时，要使系统的稳态误差为零，系统必须为Ⅰ型系统。
５.结构图等效变换所遵循的原则是：变位前后输出信号应保持不变。
６.系统相位裕量()c γω越大，阶跃响应的超调量%δ越小。
７.一个系统的稳态性能主要取决于开环对数幅频特性的中频段。
８.时滞环节是最小相位环节。
９.典型二阶系统，在二阶工程最佳参数选择下，阻尼比的值为707.0。
10.当开环对数幅频特性低频渐近线的斜率为-20dB/十倍频时，该系统是Ⅱ型系统。
二、单项选择题1、串联超前校正会使校正后开环系统的穿越频率c ω增加，从而使闭环系统的暂态响应时间( )A ．增长B ．缩短C ．不变D ．以上答案都不正确2、单位负反馈系统的开环传递函数为16816)(2++=s s s W K ，则闭环系统的阻尼比ζ等于（）A ．1B ．2C ．22D ．以上答案都不正确3、电路图如图1所示，其传递函数()()()c r U s W s U s =为( ) A.11RCs + B.1RCs +C.1RCsD.以上答案都不正确 4、当二阶系统的闭环极点为一对共轭虚极点时，其单位阶跃响应的暂态分量类型为（ ）A ．单调衰减B ．衰减振荡C ．等幅振荡D ．发散振荡5、已知各闭环系统的开环奈氏曲线如图2所示，P 为开环系统在s 右半平面的极点个数。
闭环系统不稳定的是（ ）图1cA BC D图26、设一单位反馈控制系统的开环传递函数为4()(2)K KW s s s =+ ,该系统为（ ）系统。
A ．0型B ．Ⅰ型C ．Ⅱ型D ．Ⅲ型7、与开环控制系统比较而言，闭环控制系统必须有( )A. 给定环节和放大环节B. 给定环节和校正环节C. 比较环节和检测环节D. 比较环节和执行机构8、某单位反馈系统阶跃响应曲线如图3所示， 可得到其暂态性能指标为( )A ． 超调量60%，调节时间1sB ． 超调量16.7%，上升时间1sC ． 超调量30%，峰值时间1sD ． 超调量30%，上升时间1s9、已知系统的开环对数幅频特性如图4所示，该系统的交接频率为( )A. 20B. 10C. 1D. 210、有串联校正装置的传递函数如下，属于串联滞后校正装置的是( ) A. 101.011.0)(++=s s s W c B. 1101)(++=s s s W cC. s s s W c )11.0(10)(+=D. )101.0)(1()105.0)(12.0()(++++=s s s s s W c 三、简算题1、系统结构图如图5所示。
华北理工自动控制原理2024年考试卷
北京化工大学2024年自动控制原理考试试卷
一、客观题（每题2分，共20分）
1、抗滞环系统中，C(z)的功能是：
A、抗滞控制
B、自激控制
C、稳定控制
D、滞回补偿
2、抗滞控制主要是为了解决以下哪种问题：
A、系统的稳定性
B、系统的追赶问题
C、系统的建模问题
D、系统的调节问题
3、对于系统来说，建立正确的模型是：
A、预测系统行为
B、控制系统行为
C、对系统状态变化做出适当反应
D、估计系统中的参数
4、系统的状态空间表示的是：
A、输入和输出的关系
B、内部状态的变化
C、输出和输入的变化
D、输入和输出的相关性
二、主观题（每题10分，共60分）
1、简述传统的抗滞环控制系统的结构和原理。
传统的抗滞环控制系统是由抗滞控制器、系统偏差的累积量以及系统滞回的补偿组成。
其原理是，当输入信号发生变化，抗滞控制器能够得到输入变化量关于时刻t之前的累积量与当前状态之间的关系，从而调节实际系统状态，使系统保持稳定。
抗滞控制器通过计算系统的滞回量，通过调整系统的输出，来补偿系统的滞回输出，使系统尽快恢复稳定状态。
2、简述线性时不变系统的基本假设和定义。
长春理工大学自控原理试题A
一、控制系统数学模型(共20分)
1. RC 无源网络如图所示。
试列写以u i (t )为输入量， u o (t )为输出的微分方
程。
并求网络的传递函数。
(10分)
u i (t ) u o
(t )
2. 控制系统结构图如下所示。
试简化系统结构图图，并求系统传递函数
C (s)/R (s)。
(10分)
二、(10分)已知控制系统的结构图如下所示：
1. 当主反馈开路时，系统的单位阶跃响应为：，计算。
t t 2e 5.0e 5.0−−+)(s G
2. 当31)(+=s s G ，且)(110)(t t r ⋅=时，求、p t p σ、。
ss e
三、(共20分)
1. 某单位负反馈系统的开环传递函数为：)
84()(2++=
s s s K s G ，应用 劳斯判据确定系统对阶跃输入响应作等幅振荡时的K 值。
(5分)
2. 控制系统结构图如下： 已知c s b s a s G ++=21)()
15.0)(101.0(10)(++=s s s s G 四、(共15分)已知负反馈控制系统开环传递函数为：)
7)(1()(++=s s s K s G 1. 绘制该系统的根轨迹。
(8分)
2. 绘制K=30时的开环频率特性(Nyquist 曲线草图)，并应用Nyquist 稳定判据说明K=30时闭环系统的稳定性。
(7分)
五、 (15分)设单位负反馈系统的开环传递函数为：)
15.0()(+=s s K s G ，要求 设计串联控制器，使：
1. ；
110−=s K 2. 相角裕度； °≥45。
成都理工大学2020年自动控制原理试题(含答案)
成都理工大学2019—2020学年第二学期《自动控制原理》考试试卷（A 卷）—、（共10分）R-C 无源网络如图一所示。
CO~——II ———— ---------- OR1 IU r (t)R2 H U«t)O -------------------------------- --------- O图一，求传递函数G （s ） =瓮。
（6分）2、试列写输入电压”『与输出电压％之间的动态微分方程。
（4分）⑵幡如：义R c. w的总七免为1代）那句：Uc Ct)% '”通厄的也瓯弛行秀折E 气心点&"=口"5)Rill 0os4十打’用Cs 十/z J"R L ，S K R L R/月Cs +尺2十月G ，/丝什), Ur(t) -艮"穿^待M）庇代）R'K?c也器+幻化心）1、2、 二、（共10分）系统结构图如图二所示。
图二"专」6分） 简述求解传递函数的方法有哪些？ （2分） 方框图化解中可能会用到哪些Mat lab 命令。
（2分）3、三、（共15分）系统结构图如图三所示。
r （t ） = ^（t ） = n 2（t ） = l （t ）o写出误差传递函数0e （S ）=|g, 0elG ）= 藉，0勇（，）=华 表达式。
（6分） 试分别计算r （t ）mi （t ）S2（t ）作用时的稳态误差。
（6分）7WItKHI 3 E&痿⑴；r 01、 2、 3、说明积分环节设置位置对减小输入和干扰作用下的稳态误差的影响。
（3分） 而以1如0（s ）:. f , Ca ）/- (7“5)(心DSS"s 十|）〔£s寸，） 们网）《1")・ Ecs)龙cs)1七・沽刊- -- 一g 十1 )S(7；s tOCT^i I )十tu ； MO)侦） 成）四、（共20分）某单位负反应系统的开环传递函数为：G （s ）= 轮+3）k 7 s （5s+l ）1、 分别求出系统的开环增益和根轨迹增益。
华北理工大学《自动控制C》2023-2024学年第一学期期末试卷
华北理工大学《自动控制C》2023-2024学年第一学期期末试卷考试时间：120 分钟；考试课程：《自动控制C》；满分：100分；姓名：——；班级：——；学号：——一、填空题（每题2分，共20分）1. 自动控制系统的主要任务是对被控对象进行____，使其输出满足预定的要求。
2. 传递函数是描述系统输出与输入之间关系的____表达式，它与系统的物理结构有关。
3. 二阶系统的动态性能主要取决于其____和____两个参数。
4. PID控制器由比例（P）、____（I）和____（D）三部分组成，它们各自对系统性能有不同的影响。
5. 奈奎斯特稳定性判据是通过分析系统开环频率特性的____线和____线的交点位置来判断系统稳定性的。
6. 离散时间系统的时间响应是通过求解____方程来获得的。
7. 增大系统的____可以提高系统的快速性，但也可能导致系统稳定性变差。
8. 在根轨迹法中，根轨迹是系统闭环极点随____参数变化而在复平面上移动的轨迹。
9. 系统的稳态误差是指系统达到稳态后，其输出量与希望值之间的____。
10. 对于非线性系统，通常可以采用____方法将其在一定范围内近似为线性系统进行分析和设计。
二、选择题（每题3分，共30分）1. 自动控制系统在受到外界扰动后，能够恢复到原来的平衡状态，这体现了系统的哪项基本性能？A. 准确性B. 稳定性C. 快速性D. 适应性2. 下列哪个是描述系统动态性能的数学工具？A. 微分方程B. 传递函数C. 状态方程D. 以上都是3. 在控制系统的频域分析中，当系统开环频率特性的相角穿越-180°线且幅值大于1时，系统：A. 稳定B. 不稳定C. 临界稳定D. 无法判断稳定性4. 对于一个二阶系统，若其自然频率ωn增大，而其他参数不变，则系统的：A. 阻尼比增加B. 振荡周期缩短C. 超调量减小D. 稳态误差增大5. PID控制器中，“I”代表什么控制作用？A. 比例（Proportional）B. 积分（Integral）C. 微分（Derivative）D. 反馈（Feedback）6. 在根轨迹法中，若增加开环零点，通常会使根轨迹：A. 向左移动B. 向右移动C. 形状不变D. 消失7. 系统稳定性的劳斯判据是通过分析系统的哪个函数的系数来判定的？A. 闭环传递函数B. 开环传递函数C. 误差函数D. 脉冲响应函数8. 下列哪种控制策略通常用于消除系统的稳态误差？A. 比例控制B. 微分控制C. 积分控制D. 滞后控制9. 在离散时间控制系统中，将连续信号转换为离散信号的过程称为：A. 采样B. 量化C. 编码D. 解码10. 下列哪个选项是描述系统动态响应的一个重要参数，它决定了系统响应的振荡程度和超调量？A. 阻尼比B. 自然频率C. 稳态误差D. 增益裕度三、简答题（每题5分，共20分）1. 解释什么是自动控制系统的稳定性，并简述其重要性。
自动控制原理—试卷B(胡俊峰)
江 西 理 工 大 学 考 试 试 卷试卷编号：B一、简答题（16分）1． 自动控制系统的基本要求和它们的内涵？2． 线性系统的稳定性的概念和系统稳定的充分必要条件？3． 什么是时间响应？时间响应的瞬态响应反映哪方面的性能？而稳态响应反映哪方面的性能？4． 开环控制系统和闭环控制系统的主要特点是什么？二、选择题（每题 2 分，共40分）1. 关于反馈的说法正确的是（ ）A. 反馈实质上就是信号的并联B. 正反馈就是输入信号与反馈信号相加C. 反馈都是人为加入的D. 反馈是输出以不同的方式对系统作用 2. 系统的单位脉冲响应函数为()0.1t t ω=，则系统的传递函数为（ ） A.20.1s B. 0.1s C. 21s D. 1s3. 线性定常系统的微分方程为'''()2()3()4()oo o i x t x t x t x t ++=，则该系统的极点为班级 学号姓名（ ）A. 1211s s =-+=--B. 12s j s j ==-C. 1230s j s j s ==-=D. 以上都是4. 某传递函数1231()G s K K K s s=++，则它是由（ ）组成的。
A. 比例+积分环节B. 比例+微分环节C. 比例+惯性环节D. 比例+积分+微分环节5. 系统的单位脉冲响应函数为0.2()3t t e ω-=，则系统的传递函数为（ ）。
A. 3()0.2G s s =+ B. 0.6()0.2G s s =+ C. 0.2()3G s s =+ D. 0.6()3G s s =+ 6. 若二阶欠阻尼系统的无阻尼固有频率为n ω，则其有阻尼固有频率d ω（ ）。
A. n ω= B. n ω> C. n ω< D. 与n ω无关7. 以下关于系统稳态偏差的说法正确的是（ ）。
A. 稳态偏差只取决于系统结构和参数B. 稳态偏差只取决于系统输入和干扰C. 稳态偏差与系统结构、参数、输入和干扰等有关D. 系统稳态偏差始终为0 8. 线性系统对输入信号的时间响应（ ）。
理工自控试卷1.doc
一、单项选择题(共20分，每题2分)1.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、系统的快速性变好D、超调量愈大2.单位反馈系统稳态速度误差的正确含义是：A、在r(r) = /?-l(O时，输出速度与输入速度的稳态误差B、在r(O = /? l(r)时，输出位置与输入位置的稳态误差C、在尸([) = &•[时，输出速度与输入速度的稳态误差D、在「(，) = /?・，时，输出位置与输入位置的稳态误差3.关于系统传递函数，以下说法不正确的是A.只适合于描述线性定常系统B.与扰动作用下输出的幅值无关C.是在零初始条件下定义的D.与相应s平面零极点分布图等价4.非单位反馈系统，其前向通道传递函数为G(S),反馈通道传递函数为H(S), 则输入端定义的误差E(S)与输出端定义的误差U(S)之间有如下关系：A、E(S) = H(S) E*(S)B、E*(S) = H(S) E (S)C、£(S) = G(5)//(S)-E*(S)D、E”(S) = G(S)・H(S)・ E (S)5.系统的开环传递函数为两个S多项式之比G(S) 二也里，则闭环特征方程为:N(S)A、N(S) = 0B、N(S)+M(S) = 0C、l+N(S) = 0D、与是否为单位反馈系统有关6.若两个系统的根轨迹相同，则有相同的：A^闭环零点和极点闭环极点C、开环零点D、阶跃响应7.闭环系统的抗噪能力主要取决于开环对•数幅频特性的：A、低频段B、开环增益C、高频段D、中频段8.某二阶衰减振荡系统，当阻尼系数§减小，自然振荡角频率COn不变，则超调量Mp： A、增加B、减小C、不变D、不确定9.积分环节的幅频特性，其幅值与频率成：A、正比关系B、反比关系C、指数关系D、不定关系10.下列串联校正装置的传递函数中，能在缶二1处提供最大相位超前角的是：5s+ 1 5s+ 1 s + 1 0.ls + l2^、 B 、 C 、D、0. ls + 1 s + 1 0.5s+ 1 5s+ 1二、计算题(40分)1、单位反馈控制系统的微分方程为品)+ l()c(r) + 100c(r) = 100r(/)(1)求系统的传递函数C(s)/R(s) (5分)(2)求系统的阻尼比和自然振荡频率(5分)（3）写出开环传递函数 （5分）G3 Gs2、控制系统结构图如图示，求系统传递函数斋，斜H 。
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一、 填空题（每题1分，共16分）
1． 闭环控制系统在控制器与被控对象之间，不仅存在 作用，而且存在 作用。
闭环控制的实质，就是利用 减小系统的误差；
2． 传递函数是在 条件下， 与 之比；
3． 动态结构图可分为 联接、 联接、 联接三种基本形式；
4． 在某些控制系统中常常采用所谓二阶工程最佳参数作为设计控制系统的依据，此时阻尼比等于 ，暂态过程的最大超调量为 ，调节时间为 ；
5． 滞后校正利用迟后校正环节的 特性压低中频段频率特性曲线，降低 ，而基本不改变中频段的 ，从而使相角裕度γ(ωc)提高，但滞后校正装置本身具有相位 特性。
二、简述题（每题3分，共12分）
⒈ 试比较开环和闭环控制系统的优缺点.
2 试画图说明输入量为单位阶跃函数时单位阶跃响应的暂态性能指标（最大超调量、峰值时间、上升时间、调整时间）。
3 试写出一种典型串联校正装置的传递函数，并指出主要相位特性。
4 简述主导极点法的特点。
三、分析计算题（共计72分）
1．（10分）控制系统如下图所示
其中：)
15.0(5)(2,12.01)(1+=+=S S S G S S G r （t ）=d （t ）=1（t ）
求： （1）先验证系统的稳定性。
（2）求出系统的稳态误差。
2．（12分）1型单位反馈系统原有部分的开环传递函数为 )1()(+=S S K
S G
要求设计串联校正装置，系统必须满足下列性能指标
(1) 校正后成为2型系统,且加速度误差系数K V =2.
(2) 谐振峰值Mr ≤1.5.
3．（10分）单位反馈系统的开环传递函数为 )2()()(2+=
S S K S H S G
试绘制K 变化时系统根轨迹并对系统的稳定性进行分析.
4．（15分）已知反馈控制系统的开环传递函数为 )110)(11.0(10
)()(++=S S S S H S G
绘制开环频率特性图,并判断闭环系统的稳定性。
5．（15分）系统的方框图如下图所示
1）试求当a=0时，系统的ζ及Wn 之值。
如要求ζ=0.7，试确定a 值。
2）当输入信号r （t ）=1（t ）时，求系统稳态误差（ζ=0.7）
6．（下述两题任选一，10分）
（1）采样系统的方框图如图所示。
其中ZOH 为零阶保持器s e
s G Ts h --=1)(,)1(1
)(+=S S S G .
设R(S)为单位阶跃输入.求C （Z ）=？
（2）具有饱和特性非线性系统的方框图如图所示，试在初始条件C(0)= -3，C
(0)=0的情况下绘制其相轨迹和相应的输出响应曲线.。