长沙理工大学《自动控制原理》模拟试卷B
长沙理工大学自动控制原理B考试试卷
长沙理工大学考试试卷………………………………………………………………………………………………………………课程名称（含档次） 自动控制原理B 课程代号 0811000436专 业 电气 层次（本、专） 本科 考试方式（开、闭卷） 闭卷一、填空题（共10分，每空1分）1、控制系统按系统中信号相对于时间的连续性可分为 和 。
2、系统的单位阶跃响应为2(t)15e 2t t h e --=-+，该系统的单位脉冲响应应为(t)ϕ= ，该系统的传递函数为()s Φ= 。
3、PID 控制是按照系统偏差的 、 和 的线性组合来确定控制量的一种常用控制规律。
4、按照控制系统校正装置与原系统的连接方式，校正可分为 、 和 。
二、（本题15分）控制系统结构如下图所示，试求系统的传递函数()()()r C s s R s Φ=、()()()n C s s N s Φ=。
三、（本题15分）单位负反馈系统的开环传递函数24(1)(s)(56)s G s s s +=++，求输入()25r t t =+时系统的稳态误差。
四、（本题15分）单位负反馈系统的开环传递函数(s)(2)(5)k G s s s =++， 1、绘制系统的根轨迹；2、若要求系统具有欠阻尼特性，求k 的取值范围。
五、（本题15分）系统的特征方程如下，请判断系统的稳定性，并确定系统特征根在S 平面上的分布情况。
1、43223450;s s s s ++++=2、43231031020;s s s s ++++=六、（本题15分）系统开环传递函数为2100(0.251)()(0.011)s G s s s +=+， 1、画出该系统的开环对数幅频特性曲线；2、计算该系统的相对裕量γ，并判断该系统的稳定性。
七、（本题15分）系统开环传递函数为10()(1)(21)G s s s =++，画出该系统的Nyquist 曲线，并判断该系统的稳定性。
自动控制理论模拟试卷及答案3
自动控制理论试卷（三）（主观题可在试卷反面作答）一、单项选择题（每小题2分，共30分）1. 根据控制系统元件的特性，控制系统可分为 ( )A. 反馈控制系统和前馈控制系统B. 线性控制系统和非线性控制系统C. 定值控制系统和随动控制系统D. 连续控制系统和离散控制系统2．实轴上根轨迹右端的开环实数零点、极点的个数之和为（ ）A ．零B ．大于零C ．奇数D ．偶数3．PID 控制器的传递函数形式是（ ）A ．5+3sB ．5+3s 1C ．5+3s+3s 1D ．5+1s 1+ 4. 已知系统的特征方程为(s+1)(s+2)(s+3)=s+4，则此系统的稳定性为（ ）A ．稳定B ．临界稳定C ．不稳定D ．无法判断5. 由电子线路构成的控制器如下图所示，它是 ( )A.超前校正装置B.滞后校正装置C.滞后—超前校正装置D.超前—滞后校正装置6.进行串联超前校正后，校正前的穿越频率ωc 与校正后的穿越频率ω′c 的关系，通常是 ( )A.ωc ='c ωB.ωc >'c ωC.ωc <'c ωD.ωc 与'c ω无关7. 闭环系统特征方程为G(s)H(s)=-1,其中G(s)H(s)的矢量表示为（ ）A ．1/（2l+1）πB ．1/±(2l+1)πC ．1/（±2l π）D ．1/(±l π)（各备选项中l =0,1,2……）8.状态转移矩阵(t)的重要性质有( )A. φ(0)=1B. φ-1(t)=- φ(t)C. φk (t)=k φ(t)D. φ(t 1+t 2)= φ(t 1)+ φ(t 2)9.比例环节的频率特性相位移θ(ω) = ( )A.90°B.-90°C.0°D.-180°10. PI 控制规律指的是 ( )A.比例、微分B.比例、积分C.积分、微分D.比例、积分、微分11. 设系统的开环传递函数为，)5)(1(++S S S K要使系统稳定，K 值的取值范围为 ( )A.K>0B. K<40C. 0<K<40D. 0<K<3012.随动系统中常用的输入信号是斜坡函数和 ( )A.阶跃函数B.脉冲函数C.正弦函数D.抛物线函数13. 设开环系统的频率特性为G(j ω) =2)1/(1ωj +,则其频率特性的极坐标图的奈氏曲线与负虚轴交点的频率值ω=_____rad/s 。
自动控制原理b考研试题及答案
自动控制原理b考研试题及答案### 自动控制原理B考研试题及答案#### 一、选择题（每题2分，共20分）1. 在控制系统中，开环增益越大，系统的稳定性越______。
A. 好B. 差C. 不变D. 无法确定2. 一个二阶系统，其单位阶跃响应的超调量为5%，那么其阻尼比ζ为______。
A. 0.7B. 1.0C. 1.4D. 2.03. PID控制器的输出与误差信号的______成正比。
A. 微分B. 积分C. 比例D. 微分和积分4. 系统稳定性分析中，根轨迹法是一种基于______的分析方法。
A. 频率响应B. 时间响应C. 根的分布D. 幅值和相角5. 状态空间表示法中，状态变量的微分方程是______。
A. 线性的B. 非线性的C. 线性或非线性D. 无法确定#### 二、简答题（每题10分，共20分）6. 简述PID控制器的基本原理及其各部分的作用。
7. 解释什么是系统的稳定性，并简述如何通过奈奎斯特判据判断系统的稳定性。
#### 三、计算题（每题15分，共30分）8. 已知一个二阶系统的特征方程为s^2 + 4s + 5 = 0，求该系统的自然频率ωn和阻尼比ζ。
9. 给定一个系统开环传递函数G(s) = 10 / (s + 1)(s + 2)，求闭环传递函数T(s)，并分析系统稳定性。
#### 四、论述题（每题15分，共30分）10. 论述现代控制理论中的最优控制理论，并举例说明其在工程中的应用。
11. 讨论在控制系统设计中，如何通过调整PID参数来优化系统性能。
#### 答案#### 一、选择题1. A2. A3. C4. C5. C#### 二、简答题6. PID控制器是一种常用的反馈控制器，它根据误差信号e(t) = r(t) - y(t)（设定值与实际输出的差值）来调整控制器输出。
其中，P（比例）部分直接与误差成正比，I（积分）部分与误差的积分成正比，用于消除稳态误差；D（微分）部分与误差的微分成正比，用于提高系统的响应速度和稳定性。
自动控制原理考试试卷及答案30套
−b
Im
Re
B2 ω B1
A
−1 N ( A)
0
K
−
b
K = 1, b = 1
题 7 图 (a)
4 s(s + 1)(s + 2)
G ( jω )
题 7 图(b)
8． （15 分）某离散控制系统如下图，采样周期 T=0.2 秒，试求闭环稳定的 K1、K2 的取值 范围。
答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html
7． （15 分）已知系统结构图如下图所示，试求传递函数
C ( s) E ( s ) 。 , R ( s ) R( s )
答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html
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自动控制原理试卷 A（4）
第 5 页 共 70 页
自动控制原理试卷 A（3）
1、 ． （10 分）已知某单位负反馈系统的开环传递函数为 G ( s ) =
6 ，试求系统的单位脉 s ( s + 5)
冲响应和单位阶跃响应。 2、 （10 分）已知单位负反馈系统的闭环零点为 -1，闭环根轨迹起点为 0，-2，-3，试确定系 统稳定时开环增益的取值范围。 3、 （10 分）已知系统的结构图如下，试求： （1）闭环的幅相特性曲线； （2）开环的对数幅频和相频特性曲线； （3）单位阶跃响应的超调量σ%，调节时间 ts； （4）相位裕量γ，幅值裕量 h。
答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html
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（1）试写出系统的传递函数 G(s)； （2）画出对应的对数相频特性的大致 形状； （3）在图上标出相位裕量Υ。 7． （15 分）题 7 图（a）所示为一个具有间隙非线性的系统，非线性环节的负倒幅相特性与 线性环节的频率特性如题 6 图（b）所示。这两条曲线相交于 B1 和 B 2 两点，判断两个交点处 是否存在稳定的自持振荡。
长沙理工大学模电试题及答案
长沙理工大学模电试题及答案A 卷一、判断下列说法是否正确，用“×”或“√”表示判断结果。
（10分） （1）在运算电路中，同相输入端和反相输入端均为“虚地”。
（ ） （2）电压负反馈稳定输出电压，电流负反馈稳定输出电流。
（ ） （3）使输入量减小的反馈是负反馈，否则为正反馈。
（ ） （4）产生零点漂移的原因主要是晶体管参数受温度的影响。
（ ） （5）利用两只NPN 型管构成的复合管只能等效为NPN 型管。
（ ） （6）本征半导体温度升高后两种载流子浓度仍然相等。
（ ） （7）未加外部电压时，PN 结中电流从P 区流向N 区。
（ ） （8）集成运放在开环情况下一定工作在非线性区。
（ ） （9）只要引入正反馈，电路就会产生正弦波振荡。
（ ） （10）直流稳压电源中的滤波电路是低通滤波电路。
（ ） 二、选择填空 （10分）（1）为了减小输出电阻，应在放大电路中引入 ； 为了稳定静态工作点，应在放大电路中引入 。
（A ）电流负反馈 （B ）电压负反馈 （C ）直流负反馈 （D ）交流负反馈 （2）RC 串并联网络在RCf f π210==时呈 。
（A ）感性 （B ）阻性 （C ）容性 （3）通用型集成运放的输入级多采用 。
（A ）共基接法 （B ）共集接法 （C ）共射接法 （D ）差分接法 （4）两个β相同的晶体管组成复合管后，其电流放大系数约为 。
（A ）β （B ）β2（C ）2β （D ）1+β（5）在（A ）、（B ）、（C ）三种电路中输出电阻最小的电路是 ； 既能放大电流，又能放大电压的电路是 。
（A ）共基放大电路 （B ）共集放大电路 （C ）共射放大电路 （6）当NPN 型晶体管工作在放大区时，各极电位关系为u C u B u E 。
（A ） > （B ） < （C ） = （D ）≤ （7）硅二极管的正向导通压降比锗二极管的 。
（A ） 大 （B ） 小 （C ） 相等三、（5分）图示电路中二极管为理想二极管，请判断它是否导通，并求出u 0。
自动控制原理模拟题与答案
自动控制原理模拟题与答案一、选择题1. 在经典控制中，开环控制与闭环控制相比，下列说法正确的是：A. 开环控制具有较好的鲁棒性B. 闭环控制对扰动具有较好的抑制能力C. 开环控制是一种无延迟控制方式D. 闭环控制可以忽略系统的非线性和时变性答案：B2. 对于一个一阶惯性环节，其传递函数为G(s) = K / (Ts + 1)，下列哪个参数可以影响系统的响应速度？A. KB. TC. TsD. 1答案：B3. PID控制器的传递函数为Gc(s) = Kp + Ki/s + Kds，其中Kp、Ki、Kd分别表示比例、积分和微分增益。
下列说法正确的是：A. 比例增益Kp决定超调量B. 积分增益Ki可以消除稳态误差C. 微分增益Kd可以提高系统的响应速度D. PID控制器只适用于线性系统答案：A二、填空题1. 在控制系统中，传递函数的分子部分表示_______，分母部分表示_______。
答案：输出；输入2. 智能调节器是一种_______控制器，通过模糊化处理将非精确的输入转化为精确的输出。
答案：模糊3. 传感器是自动控制系统中的_______，用于将物理量转化为电信号。
答案：输入装置三、计算题1. 一个系统的开环传递函数为G(s) = K / (s + 1)，计算该系统的单位阶跃响应的时间常数T和最终值稳定误差Ku。
答案：时间常数T = 1秒最终值稳定误差Ku = 12. 一个系统的传递函数为G(s) = 10 / (s + 5)(s + 10)，使用PID控制器进行控制，已知Kp = 1，Ki = 0.5，Kd = 0.2。
计算该系统的闭环传递函数。
答案：闭环传递函数为Gc(s) = (Kp + Ki/s + Kds)G(s)= (1 + 0.5/s + 0.2s) * (10 / (s + 5)(s + 10))四、简答题1. 什么是系统的稳态误差？如何消除系统的稳态误差？答：稳态误差是指系统在输入信号恒定时，输出与期望值之间的偏差。
《自动控制原理》模拟试卷及答案
《自动控制原理》模拟试卷四一、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：、快速性和。
2、控制系统的称为传递函数。
一阶系统传函标准形式是，二阶系统传函标准形式是。
3、在经典控制理论中，可采用、根轨迹法或等方法判断线性控制系统稳定性。
4、控制系统的数学模型，取决于系统和,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，横坐标为。
6、奈奎斯特稳定判据中，Z=P-R，其中P 是指， Z 是指， R 指。
7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，t s定义为。
% 是。
8、 PI 控制规律的时域表达式是。
P I D 控制规律的传递函数表达式是。
9、设系统的开环传递函数为K，则其开环幅频特性为，相频特s(T1 s1)(T2 s1)性为。
二、判断选择题 ( 每题 2 分，共 16分)1、关于线性系统稳态误差，正确的说法是：()A、一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差；B、稳态误差计算的通用公式是ess lims2 R(s)；s01G (s)H (s)C、增大系统开环增益K 可以减小稳态误差；D、增加积分环节可以消除稳态误差，而且不会影响系统稳定性。
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5)。
，则该系统的闭环特征方程为(s( s 1)A 、s( s 1) 0B、s( s 1) 5 0C、s( s 1) 1 0D、与是否为单位反馈系统有关4、非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，当输入信号为 R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为 ()A、E(S)R( S) G (S) B 、E(S)R(S) G(S)H (S)C 、E(S)R( S)G (S)H (S)D、E(S)R(S)G(S)H (S)5、已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是()。
自动控制原理考试试卷及答案
自动控制原理考试试卷及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪项不是自动控制系统的基本组成部分？A. 控制器B. 被控对象C. 执行机构D. 操作人员答案：D2. 在自动控制系统中，下列哪项属于反馈环节？A. 控制器B. 执行机构C. 被控对象D. 反馈元件答案：D3. 下列哪种控制方式属于闭环控制？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制答案：D4. 下列哪种控制方式属于开环控制？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分控制答案：A5. 在自动控制系统中，下列哪种控制规律不会产生稳态误差？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制答案：B6. 下列哪种控制方式适用于一阶惯性环节？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制答案：A7. 在自动控制系统中，下列哪种环节不会产生相位滞后？A. 比例环节B. 积分环节C. 微分环节D. 比例-积分环节答案：A8. 下列哪种控制方式可以使系统具有较好的稳定性和快速性？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制答案：D9. 在自动控制系统中，下列哪种环节可以使系统具有较好的阻尼效果？A. 比例环节B. 积分环节C. 微分环节D. 比例-积分环节答案：C10. 下列哪种控制方式可以使系统具有较好的跟踪性能？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 自动控制系统的基本组成部分有：控制器、被控对象、执行机构、________。
答案：反馈元件2. 在自动控制系统中，反馈环节的作用是________。
答案：减小系统的稳态误差3. 闭环控制系统的特点有：________、________、________。
答案：稳定性好、快速性好、准确性高4. 开环控制系统的缺点有：________、________、________。
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2012年2月份《自动控制原理》课程考试
模拟试卷
考试形式：闭卷试卷类型：（B）
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
1、无惯性环节指的是（ A ）。
A．比例环节B．惯性环节
C．积分环节D．振荡环节
2、（ C ）是由一些符号组成的，有表示信号输入和输出的通路及箭头，有表示信号进行加减的综合点以及引出点。
A．微分方程B．传递函数
C．结构图D．信号流图
3、系统开环传递函数为
5
()
(2)
s
G s
s s
+
=
+
，则系统的开环零点为（ D ）。
A．0.1B．2-
C．0D．5-
4、如果系统输入大部分是随时间逐渐增加的信号时，则选用（ B ）作为实验信号。
A．阶跃函数B．斜坡函数
C．抛物线函数D．脉冲函数
5、控制系统开环传递函数为
(1)
()()
(4)(5)
K s
G s H s
s s s
+
=
++
，则该系统根轨迹有（ B ）条渐近线。
A．1B．2
C．3D．4
6、工程实际中往往习惯把二阶系统设计成（ A ）工作状态。
A．欠阻尼B．过阻尼
C．负阻尼D．临界阻尼
7、幅值比随（ B ）变化的特性称为幅频特性。
A．时间B．频率
C．角速度D．振幅
8、从频率特性的角度看，任一时间信号都可以看成是由一系列的（ A ）叠加而成。
A．正弦信号B．余弦信号
C．脉冲信号D．数字信号
9、在离散控制系统中采用（ A ）来恢复离散信号。
A．零阶保持器B．一阶保持器
C．二阶保持器D．高阶保持器
10、（C ）不受系统阶次的限制，且所得结果也比较符合实际。
A．相平面法B．相轨迹法
C．描述函数法D．逆系统法
二、选择判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
1、传递函数是在初始条件为零时定义的。
（ A ）
A．正确B．错误
2、抛物线函数可由对斜坡函数的微分而得到。
（ B ）
A．正确B．错误
3、自动控制系统的稳定性完全由系统闭环特征方程的根来决定。
（ A ）
A．正确B．错误
4、根轨迹与虚轴的交点坐标可以应用劳斯判据列表的方法确定。
（ A ）
A．正确B．错误
5、惯性环节具有明显的低通滤波特性。
（ A ）
A．正确B．错误
6、反馈校正可以消除不可变部分的参数波动。
（ A ）
A．正确B．错误
7、一阶保持器是具有高频衰减特性的低通滤波器。
（ B ）
A．正确B．错误
8、当串联环节之间无采样开关时，系统的脉冲传递函数等于各环节传递函数之积的Z变换。
（ A ）
A．正确B．错误
9、含有非线性元件的系统称为非线性系统。
（ A ）
A．正确B．错误
10、在系统设计中应避免产生极限环。
（ A ）
A ．正确
B ．错误
三、简答题（本大题共2小题，每小题5分，共10分）
1、采样过程的定义是什么？
将连续信号通过采样开关或采样器变换成离散信号的过程称为采样过程。
2、频率特性的图示方法主要包括？ 极坐标图、对数坐标图和对数幅相图
四、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）
1、设单位负反馈控制系统的开环传递函数为1000
()(34.5)
G s s s =
+，试求系统阶跃响应性能指标p t 、s t 和%σ。
解：系统开环传递函数为21000
()(2)(34.5)
n n G s s s s s ωζω==
++
由上式可以得到：34.5
31.6,0.5452n
n
ωζω===
=
则可以求得：0.12p
t s =
=
3
0.17%100%13%
s n
t s
e ζωσ=
==⨯=
2、已知最小相位系统Bode 图的幅频特性如下图所示，试求当1
20.2,0.5ωω==时，系统的开环传递函数。
解：由图可知，起始斜率为零，因此系统开环传递函数中应不含积分环节；12,ωω应为两个惯性环节的转折频率。
由此可写出系统的开环传递函数为
12()1111K
G s s s ωω=
⎛⎫⎛⎫++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭
（1）
其中开环增益K 由图幅频特性低频起始斜率为零求得： 20lg 40()K dB =,100K =
再将1
20.2,0.5ωω==，100K =代入（1）式，得到系统的开环传递函数为：
()()
100
()5121G s s s =
++
五、作图题（本大题1小题，共12分）
某反馈系统的方框图如图所示，试绘制该系统的根轨迹图。
解：系统开环传递函数为2
(1)
()
10
k k s G s s s +=
++
1）开环极点数目
2n =，1,210.5 3.1222
p j
j =-±=-± 开环零点数目
11,1m z ==-
2）实轴上根轨迹分布在]
(,1-∞-。
3）渐近线条数
1n m -=
渐近线与实轴夹角 180a ϕ=︒
4）分离点d
根据分离点公式21001s d
d s s ds s =⎡⎤
++=⎢⎥+⎣⎦，可得2290d d +-= 解得1
24.162, 2.162d d =-=（舍）
5）起始角：1
1112(21)()()(21)80.990170.9p i p z p p i θππ=++∠--∠-=++︒-︒=︒
由于
1p 与2p 共轭，所以2170.9p θ=-︒
根据以上参数绘制根轨迹如下图所示。
六、综合题（本大题1小题，共18分）
已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为()(3)(5)
K
G s s s s =
++，若要求闭环极点的实部均小于1-，试确定K
的取值范围。
解：系统的闭环特征方程为： 3
28150s
s s K +++=
由题意可令1
1s s =+，即将11s s =-代入闭环特征方程，有
3
2111(1)
8(1)15(1)0s s s K -+-+-+=
整理得：3
21
115280s s s K +++-=
列劳斯表如下：
31s 1 2 21s 5 8K -
11s
185
K - 0
01s 8K -
则使系统稳定的K的取值范围为：
18
5
80
K
K
-
⎧
>
⎪
⎨
⎪->
⎩
，解得818
K
<<。