自动控制原理期末试卷及答案1
自动控制原理期末考试卷与答案
自动控制原理期末考试卷与答案一、填空题（每空 1 分，共20分）1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即： 稳定性 、快速性和 准确性 。
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、在经典控制理论中，可采用 劳斯判据(或：时域分析法)、根轨迹法或奈奎斯特判据(或：频域分析法) 等方法判断线性控制系统稳定性。
4、控制系统的数学模型，取决于系统 结构 和 参数, 与外作用及初始条件无关。
5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为20lg ()A ω(或：()L ω)，横坐标为lg ω 。
6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P 是指 开环传函中具有正实部的极点的个数，Z 是指 闭环传函中具有正实部的极点的个数，R 指 奈氏曲线逆时针方向包围 (-1, j0 )整圈数。
7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，s t 定义为 调整时间 。
%σ是超调量 。
8、设系统的开环传递函数为12(1)(1)K s T s T s ++，则其开环幅频特性为2212()()1()1KA T T ωωωω=+⋅+，相频特性为01112()90()()tg T tg T ϕωωω--=---。
9、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。
10、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+++。
11、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。
12、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。
13、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。
自动控制原理期末试卷与答案
A.提高上升时间和峰值时间
B.减少上升时间和峰值时间
C.提高上升时间和调整时间
D.减少上升时间和超调量
9. 一阶微分环节 G(s) 1 Ts ，当频率 1 时，则相频特性 G( j) 为（ a ） T
A.45°
ห้องสมุดไป่ตู้
B.-45°
C.90°
D.-90°
10.最小相位系统的开环增益越大，其（ d ）
A.振荡次数越多
Xi(s) +
K
1
X0(s)
s2
1+K1s
44.系统开环频率特性由实验求得，并已用渐近线表示出。试求该系统的开环传递函数。(设 系统是最小相位系统)。
一、
自动控制原理 2 单项选择题（每小题 1 分，共 20 分）
3
1. 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
29.PID 调节中的“P”指的是
控制器。
30.若要求系统的快速性好，则闭环极点应距虚轴越_
_越好。
二、
名词解释（每小题 3 分，共 15 分）
31.稳定性
32.理想微分环节
33.调整时间
34.正穿越
35.根轨迹
三、
简答题（每小题 5 分，共 25 分）
36.为什么说物理性质不同的系统，其传递函数可能相同 ? 举例说明。
差为（ ）
A.0
B.0.25
C.4
D.
16.
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—超前校正 D.反馈校正
自动控制原理(专科)1 期末考试试题及参考答案
1自动控制原理(专科)复习题1及答案一、填空题。
（10个空，每空2分，共20分）1．对控制系统的基本要求很多，一般可以归纳为：（ ）性、（ ）性和准确性，统称为系统（ ）性能与稳态性能。
2．对广义系统而言，可按反馈情况把系统分为开环系统和（ ）系统。
3．工程控制理论实质是研究工程技术中广义系统的动力学问题，具体是说，研究系统在外界条件作用下，从系统的初始状态出发，所经历的由其内部固有特性所决定的整个动态历程；研究系统及其（ ）、（ ）三者之间的关系。
4．所谓PID 控制规律，就是一种对偏差进行比例、（ ）和（ ）变换的控制规律。
5．反馈是把输出量送回到系统的输入端并与输入信号比较的过程。
若反馈信号是与输入信号相减而使偏差值越来越小，则称为（ ）反馈；反之，则称为正反馈。
6． 所谓校正，就是指在系统中增加新的环节，以改善系统（ ）的方法。
二、（10分）某控制系统方框图如下图所示，化简并求系统传递函数。
三、时域分析。
（2个小题，共30分）1．（10分）如图所示系统中，15.0,6.0-==s n ωξ ,求其瞬态性能指标。
2．（20分）设单位反馈系统的开环传递函数为求输入分别为r(t)=2t 和r(t)=2+2t+t2时，系统的稳态误差。
四、频域分析。
（2个小题，共20分）1．（10分）某系统的传递函数为)205.0)(25()5.025.0(24)(+++=s s s s G ，画出该系统的Bode 图。
2．（10分）设系统的传递函数为,1)(+=Ts Ks G B 式中时间常数T=0.5s ，放大系数K=10，求在频率f=1Hz ，幅值X im =5V 的正弦波作用下，系统的稳态输出X 0(t)。
五、稳定性分析。
（2个小题，共20分）1．（10分）已知某调速系统的特征方程式为 求该系统稳定的K 值范围。
2．（10分）某系统的开环Bode 图如下，判断该闭环系统的稳定性。
iX 1G 2G 1H3G oX 2H 5G 4G 11+Ts 50()(0.11)(5)G S S S S =++0)1(16705175.4123=++++K S S S。
自动控制原理期末考试卷与答案
.自动控制原理期末考试卷与答案一、填空题（每空 1 分，共20分）1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即： 稳定性 、快速性和 准确性 。
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、在经典控制理论中，可采用 劳斯判据(或：时域分析法)、根轨迹法或奈奎斯特判据(或：频域分析法) 等方法判断线性控制系统稳定性。
4、控制系统的数学模型，取决于系统 结构 和 参数, 与外作用及初始条件无关。
5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为20lg ()A ω(或：()L ω)，横坐标为lg ω 。
6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P 是指 开环传函中具有正实部的极点的个数，Z 是指 闭环传函中具有正实部的极点的个数，R 指 奈氏曲线逆时针方向包围 (-1, j0 )整圈数。
7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，s t 定义为 调整时间 。
%σ是超调量 。
8、设系统的开环传递函数为12(1)(1)K s T s T s ++01112()90()()tg T tg T ϕωωω--=---。
9、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。
10、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+++。
11、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。
12、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。
13、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。
自动控制原理期末考试卷含答案
自动控制原理期末考试卷与答案一、填空题〔每空 1 分，共20分〕1、对自动控制系统的根本要求可以概括为三个方面，即： 稳定性 、快速性和 准确性 。
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、在经典控制理论中，可采用 劳斯判据(或：时域分析法)、根轨迹法或奈奎斯特判据(或：频域分析法) 等方法判断线性控制系统稳定性。
4、控制系统的数学模型，取决于系统 结构 和 参数, 与外作用及初始条件无关。
5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为20lg ()A ω(或：()L ω)，横坐标为lg ω 。
6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P 是指 开环传函中具有正实部的极点的个数，Z 是指 闭环传函中具有正实部的极点的个数，R 指 奈氏曲线逆时针方向包围 (-1, j0 )整圈数。
7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，s t 定义为 调整时间 。
%σ是超调量 。
8、设系统的开环传递函数为12(1)(1)Ks T s T s ++，那么其开环幅频特性为2212()()1()1KA T T ωωωω=+⋅+，相频特性为01112()90()()tg T tg T ϕωωω--=---。
9、反应控制又称偏差控制，其控制作用是通过 给定值 与反应量的差值进行的。
10、假设某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+，那么该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s+++。
11、自动控制系统有两种根本控制方式，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。
12、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。
13、稳定是对控制系统最根本的要求，假设一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，那么该系统 稳定。
自动控制原理期末考试试卷六套 (答案详解)
42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。
43.已知系统的传递函数 ，试分析系统由哪些环节组成并画出系统的Bode图。
44.电子心率起搏器心率控制系统结构如图所示，其中模仿心脏的传递函数相当于一个纯积分环节，要求：
3)离虚轴的闭环极点对瞬态响应影响很小，可忽略不计；（1分）
4)要求系统动态过程消失速度快，则应使闭环极点间的间距大，零点靠近极点。即存5）在偶极子；（1分）
5)如有主导极点的话，可利用主导极点来估算系统的性能指标。（1分）
五、计算题（第41、42题每小题5分，第43、44题每小题10分，共30分）
39.什么是偏差信号？什么是误差信号？它们之间有什么关系?
偏差信号：输入信号与反馈信号之差；（1.5分）误差信号：希望的输出信号与实际的输出信号之差。（1.5分）
两者间的关系： ，当 时， （2分）
40.根轨迹的分支数如何判断？举例说明。
根轨迹S平面止的分支数等于闭环特征方程的阶数，也就是分支数与闭环极点的数目相同
B.输入量
3.直接对控制对象进行操作的元件称为（）
A.给定元件B.放大元件D.执行元件C.比较元件
4.某典型环节的传递函数是 ，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
5.已知系统的单位脉冲响应函数是 ，则系统的传递函数是（）
A. B. C. D.
6.梅逊公式主要用来（）
A.判断稳定性B.计算输入误差
17.进行串联超前校正前的穿越频率 与校正后的穿越频率 的关系，通常是（）
B. >
18.已知系统开环传递函数 ，则与虚轴交点处的K*=（）
自动控制原理期末考试卷与答案
自动控制原理期末考试卷与答案一、填空题(每空 1 分，共20分）1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即: 稳定性 、快速性和 准确性 。
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、在经典控制理论中，可采用 劳斯判据（或：时域分析法）、根轨迹法或奈奎斯特判据(或：频域分析法） 等方法判断线性控制系统稳定性。
4、控制系统的数学模型，取决于系统 结构 和 参数, 与外作用及初始条件无关。
5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为20lg ()A ω（或:()L ω），横坐标为lg ω. 6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P — R ，其中P 是指 开环传函中具有正实部的极点的个数，Z 是指 闭环传函中具有正实部的极点的个数，R 指 奈氏曲线逆时针方向包围 （-1， j0 ）整圈数。
7、在二阶系统的单位阶跃响应图中,定义为 调整时间 。
%σ是超调量 。
8、设系统的开环传递函数为12(1)(1)Ks T s T s ++,则其开环幅频特性为2212()()1()1KA T T ωωωω=+⋅+，相频特性为01112()90()()tg T tg T ϕωωω--=---。
9、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。
10、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+++。
11、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。
12、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。
13、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。
自动控制原理期末考试卷含答案
自动控制原理期末考试卷与答案一、填空题(每空 1 分，共 20 分)1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：稳定性 、快速性和 准确性 。
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、在经典控制理论中，可采用 劳斯判据 (或：时域分析法 )、根轨迹法或奈奎斯特判据 (或：频域分析法 ) 等方法判断线性控制系统 稳定性。
4、控制系统的数学模型，取决于系统结构 和 参数 , 与外作用及初始条件无关。
线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为 20lg A( )(或： L( )) ，横坐标为 lg。
0 1 1( ) 900 tg 1(T 1 ) tg 1(T 2 )。
9、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。
10 10、若某系统的单位脉冲响应为 g(t) 10e 0.2t 5e 0.5t，则该系统的传递函数 G(s)为 。
s 0.2s s 0.5s 11、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。
12、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。
13、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。
14、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越频率 c对应时域性能指标 调整时间 t s ，它们反映了系统动态过程的快速性 二、(8 分)试建立如图 3 所示电路的动态微分方程，并求传递函数。
图3 解： 1、建立电路的动态微分方程 根据 KCL 有 u i (t) u 0(t) C d[u i (t) u 0(t)] u 0(t) R 1 dt R 2(2分)R 1R 2C du 0(t) (R 1 R 2)u 0(t) R 1R 2C du i (t) R 2u i (t) 1 2 dt 1 2 0 1 2 dt 2 i (2分)2、求传递函数 对微分方程进行拉氏变换得5、奈奎斯特稳定判据中， Z = P - R ，其中 P 是指 开环传函中具有正实部的极点的个数， 的个数， R 指 奈氏曲线逆时针方向包围 (-1, j0 )6、 整圈数。
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自动控制原理 试题
题号 一 二 三
四 五 六 七 总分 得分 评阅人
一 填空题(每空2分，共 30 分)
1、对自动控制系统的性能评价主要有_____ _ 、 、 。
2、连续系统传递函数是指在零初始条件下， 。
3、已知系统的传递函数为2 s-6
G(S)=s 43
s ++，则零点为 、极点为。
4、一个闭环系统里，不同输入与输出之间的传递函数分母 。
5、二阶系统的最佳阻尼比为 。
6、一个二阶系统，当阻尼比为0<§<1,则其闭环极点位于 。
7、自动控制系统的基本控制方式为 和 。
8、下图为二阶系统的单位阶跃响应曲线，从该曲线的形状可知它的阻尼
比§_______。
9、系统的扰动分为 和 。
10、线性控制系统是指 。
二 名词解释(每题 6分，共 30 分)
1、什么是闭环控制系统？闭环控制系统的特点是什么？
得分
得分
2、控制系统动态指标常用单位阶跃响应曲线上的t p、t s， %表示，试在图
上标出上述三个指标。
3、什么是系统的频率特性？频率特性包括什么？
4、什么是系统的稳定性？线性系统稳定的充分必要条件是什么？
5、什么是自动控制？
三计算题(每题10分，共40 分)
1、画出惯性环节
1
G(S)=
5s+1
的Bode图。
2、已知单位负反馈系统的开环传递函数为
k
G(S)=
s(s+1)(s+2)
,为使系
统稳定，确定K的取值范围。
3、一阶系统如图所示，试求系统的单位阶跃响应的调节时间t s（设误差
带取±2％）
4、已知系统的结构图如下，求传递函数
c(s)
G(S)=
R(s)。
得分
123434212341()()()()()
()()1()()()()()()()()
G s G s G s G s C s s R s G s G s H s G s G s G s G s H s Φ==++
一．填空题（每空2分，共30分）
1、稳定性、快速性、准确性；
2、输出量拉氏变换与输入量拉氏变换之比；
3、s=6； s=-1、s=-3；
4、相同；
5、0.707；
6、S 平面左半平面；
7、开环控制、闭环控制； 8、§=0； 9、内部扰动、外部扰动； 10、能满足均匀性和叠加性的控制系统。
二、名词解释(每题6分，共30 分)
1、答：在一个控制系统中，系统的输出对控制器控制作用产生影响，这
样的控制系统称为闭环控制系统。
也即通过检测装置获取变化的被控参数信息，将其与给定值比较后形成误差，控制器按误差信号的大小产生一个相应的控制信号，自动调整系统的输出，使其误差趋向于零，这样便形成闭环反馈控制系统。
闭环控制系统的特点：对外部干扰和系统内部的参数变化不敏感，
系统能够达到较高的控制精度和较强的抗干扰能力。
2、如图所示：
()()%100%()
p c t c c δ-∞=
⨯∞
3、答：频率特性是系统对不同频率的正弦信号的稳态响应特性。
频率
特性包括：幅频特性和相频特性。
4、答：系统的稳定性是指自动控制系统在受到扰动作用使平衡状态破
坏后，经过调节能重新达到平衡状态的性能。
线性系统稳定的充分必要条件是：闭环系统特征方程的所有根均具有负实部；或闭环传递函数的极点均位于S 平面的左半部。
5、答：所谓自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的
设备或装置，使受控对象的受控量按照预定的规律运行。
三、计算、画图题(每题 10 分，共 40 分) 1、Bode 图如下：
2、解：系统特征方程为：D(S)=1+G(S)=0,即：S 3+3S 2+2S+K=0
列劳斯表：S 1 2 S 3 K S 3*2-K/3 0 S K 0
根据劳斯判据，令劳斯表第一列各系数均大于零，解得使系
统稳定的K 的取值范围为：0<K<6 3、解：由系统的结构图可知，闭环传递函数为：
4
()41()4()40.251
1C s s s R s s s s
Φ====+++
由此可知：T=0.25s 又因为：t s ＝4T ＝4*0.25=1s (取±2％误差带)。