湖南大学自动控制原理试题 (1)
自动控制原理题目(含答案)
《自动控制原理》复习参考资料一、基本知识11、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过输入量与反馈量的差值进行的。
2、闭环控制系统又称为反馈控制系统。
3、在经典控制理论中主要采用的数学模型是微分方程、传递函数、结构框图和信号流图。
4、自动控制系统按输入量的变化规律可分为恒值控制系统、随动控制系统与程序控制系统。
5、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。
6、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。
7、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G1(s)+G2(s)，以串联方式连接，其等效传递函数为G1(s)*G2(s)。
8、系统前向通道传递函数为G（s），其正反馈的传递函数为H（s），则其闭环传递函数为G（s）/(1- G（s）H（s）)。
9、单位负反馈系统的前向通道传递函数为G（s），则闭环传递函数为G（s）/(1+ G（s）)。
10、典型二阶系统中，ξ=0.707时，称该系统处于二阶工程最佳状态，此时超调量为4.3%。
11、应用劳斯判据判断系统稳定性，劳斯表中第一列数据全部为正数，则系统稳定。
12、线性系统稳定的充要条件是所有闭环特征方程的根的实部均为负，即都分布在S平面的左平面。
13、随动系统的稳态误差主要来源于给定信号，恒值系统的稳态误差主要来源于扰动信号。
14、对于有稳态误差的系统，在前向通道中串联比例积分环节，系统误差将变为零。
15、系统稳态误差分为给定稳态误差和扰动稳态误差两种。
16、对于一个有稳态误差的系统，增大系统增益则稳态误差将减小。
17、对于典型二阶系统，惯性时间常数T 愈大则系统的快速性愈差。
18、应用频域分析法，穿越频率越大，则对应时域指标t s 越小，即快速性越好19最小相位系统是指S 右半平面不存在系统的开环极点及开环零点。
20、按照校正装置在系统中的不同位置，系统校正可分为串联校正、反馈校正、 补偿校正与复合校正四种。
(精校版)自动控制原理试题库(含答案)
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一、填空题(每空 1 分，共15分)1、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。
2、复合控制有两种基本形式：即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s ）的环节，以并联方式连接,其等效传递函数为,则G （s)为G1(s ）+G2（s ）（用G 1（s)与G 2（s) 表示）。
()G s 4、典型二阶系统极点分布如图1所示，则无阻尼自然频率，=nω阻尼比=ξ0.707=该系统的特征方程为 ，2220s s ++=该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振荡.5、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+++6、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点.7、设某最小相位系统的相频特性为,则该系统的开环传递101()()90()tg tg T ϕωτωω--=--函数为。
(1)(1)K s s Ts τ++8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是，1()[()()]p u t K e t e t dt T =+⎰其相应的传递函数为，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态性能。
(1)湖大自控试卷1
湖南大学课程考试试卷
课程名称：自动控制原理；试卷编号： B ；考试时间：120分钟
适当说明） 二、 画出下图（1）、（2）所示系统的信号流图，并用梅逊增益公式求出C （S ）/R （S ）和C （S ）/N （S ）。
三、已知系统如下图所示，试求
1.当n（t）=0 , G（S）=1/TS , F（S）=1 时，在单位斜坡信号r（t）= t作用下系统输出C （t）。
2.当r（t）=1（t）, n（t）=0 , G（S）=1/[S（0.1S+1）], F（S）=40时，系统的超调量，上升时间和调节时间。
3.当n（t）=0 G（S）=1/[S(0.1S+1)(0.25S+1)], F（S）=1时，系统稳定的K值范为。
4.当r（t）=1（t）, n（t）=1（t）,G（S）=1/（S+5）, F（S）=50/（0.05S+1）时，系统的稳态误差。
四、试概略绘制下图所示系统的根轨迹图，并判断闭环系统的稳定性。
五、已知单位负反馈系统的开环传递函数为：G（S）=k（S+1）/S（10S+1）
1.画出K=10时系统的近似对数幅频，相频曲线。
2.判断K=10时闭环系统的稳定性，并求系统的相角裕度γ。
3. 当K值增大至K=20时，对数幅频特性曲线应如何快速确定。
六、采样系统如下图所示,若采样周期T=0.1秒,试求:
1.系统闭环脉冲传递函数φ（Z）。
2.r(t)=1(t)+t时系统的稳态误差。
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*=（）
湖南大学自动控制原理试题
六、已知系统的开环传递函数如下（K > 0）： （12 分）
G(s) K (s 1) s2 (2s 1)
（1）试绘制系统的概略开环幅相曲线。 （2）利用奈氏判据确定系统闭环稳定的条件。
湖南大学课程考试试卷
四、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下， （15 分）
课程名称： 自动控制原理 ；试卷编号： 3
；考试时间：120 分钟
湖
G(s)
K*
南
题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分
s(s 1)(s 3)
大
学
应得分 15 12 15 15 16 12 15
课
实得分
100 评分：
心
姓名：
第 1 页共 2 页
七、已知某离散系统如下图所示，采样周期 T=1s, 输入 r(t)=1(t) 。 （15 分）
R(s) +
1 eTs
2
C(s)
_
s
(s 1)
试求： (1) 离散系统的输出 z 变换 C(z); (2) 采样瞬时的输出响应 c*(t); (3) 输出响应的终值 c( )
H1(s)
R(s) +
装
_
_
+ G1(s)
G2(s)
C(s)
G3(s)
G4(s)
_
订 线 （
答
案
不 得 超
二、已知某二阶系统的单位阶跃响应曲线 c(t)如下图所示。 试计算系统阻尼比ξ和阻尼振荡频率ωd。 （12 分）
过
c(t)
此 线 ）
自动控制原理试卷C湖南大学课程考试试卷7套
(答题请做在答卷纸上，并写清题号。
做在草稿纸上的无效)一、已知系统结构图如下图所示。
1、试通过结构图等效变换求C(S)/R(S)；2、试画出相应的信号流图，并运用梅逊增益公式求E(S)/R(S)。
二、已知单位负反馈系统的开环传递函数为：)1(10)(+=s s s G1. 画出系统的近似对数幅频、相频特性曲线；2. 判断闭环系统的稳定性。
如果系统稳定，求系统的相角裕度γ和幅值裕度h 。
第1页 共 2 页考试中心填写： ___年___月___日 考 试 用湖南大学课程考试试卷课程名称： 自动控制原理； 试卷编号： ； 考试时间：120分钟题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总 分应得分 100实得分 评分：评卷人姓名： 学号： 专业班级：装订线（答题不得超过此线）G 1(S) G 2 (S) G 3 (S) H 1(S)G 4(S)R(S) C(S) _ ·· E(S)_三、一线性连续控制系统如下图所示。
1、用劳斯判据判断K 为何值时，系统稳定；2、当K为何值时，系统发生持续等幅振荡，求其振荡角频率ωn 。
一四、已知控制系统开环传递函数为G(S)H(S)= )3)(6(++s s k1、绘制当K 从0→∞变化时系统的根轨迹；2、求闭环系统稳定的K 值范围。
五、离散系统如下图所示。
1、设G 1(S)=s e Ts --1，G 2(S)= )1(10+s s ，样周期T=1s ，试写出闭环脉冲传递函数Φ（Z ）；2、在z 域中分析系统的稳定性；3、求 r(t)=1(t)+t 时系统的稳态误差。
六、最小相角系统的近似对数幅频特性曲线如图所示，试确定系统的开环传递函数。
R(S) C(S) 2)10(++s s k 220ss + G 1 (S) G 2 (S)考试中心填写年月日第2页共 2 页湖南大学课程考试试卷考试用课程名称：自动控制原理；试卷编号：C；考试时间：120分钟题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 应得分 15 10 20 15 24 16 100 实得分 评分评卷人一．绘制如图1所示无源网络的结构图，并求系统的传递函数U c (S)/U r (s)。
自动控制原理试题(卷)库20套和答案解析详细讲解
一、填空（每空1分，共18分）1．自动控制系统的数学模型有 、 、 、共4种。
2．连续控制系统稳定的充分必要条件是 。
离散控制系统稳定的充分必要条件是 。
3．某统控制系统的微分方程为：dtt dc )(+0.5C(t)=2r(t)。
则该系统的闭环传递函数 Φ(s)= ；该系统超调σ%= ；调节时间t s (Δ=2%)= 。
4．某单位反馈系统G(s)=)402.0)(21.0()5(1002+++s s s s ，则该系统是 阶 型系统；其开环放大系数K= 。
5．已知自动控制系统L(ω)曲线为：则该系统开环传递函数G(s)= ；ωC = 。
6．相位滞后校正装置又称为 调节器，其校正作用是 。
7．采样器的作用是 ，某离散控制系统)()1()1()(10210TT e Z Z e Z G -----=（单位反馈T=0.1）当输入r(t)=t 时.该系统稳态误差为 。
二. 1.求图示控制系统的传递函数.求：)()(S R S C （10分）R(s)2.求图示系统输出C （Z ）的表达式。
（4分）四．反馈校正系统如图所示（12分）求：（1）K f =0时，系统的ξ，ωn 和在单位斜坡输入下的稳态误差e ss . （2）若使系统ξ=0.707，k f 应取何值？单位斜坡输入下e ss .=？T五.已知某系统L（ω）曲线，（12分）（1）写出系统开环传递函数G（s）（2）求其相位裕度γ（3）欲使该系统成为三阶最佳系统.求其K=？，γmax=?六、已知控制系统开环频率特性曲线如图示。
P为开环右极点个数。
г为积分环节个数。
判别系统（1）（2）（3）七、已知控制系统的传递函数为)1005.0)(105.0(10)(0++=s s s G 将其教正为二阶最佳系统，求校正装置的传递函数G 0（S ）。
（12分）一.填空题。
（10分）1.传递函数分母多项式的根，称为系统的2. 微分环节的传递函数为3.并联方框图的等效传递函数等于各并联传递函数之4.单位冲击函数信号的拉氏变换式5.系统开环传递函数中有一个积分环节则该系统为型系统。
自动控制原理试题及答案
自动控制原理试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 自动控制系统中，开环系统与闭环系统的主要区别在于（）。
A. 是否有反馈B. 控制器的类型C. 系统是否稳定D. 系统的响应速度答案：A2. 在控制系统中，若系统输出与期望输出之间存在偏差，则该系统（）。
A. 是闭环系统B. 是开环系统C. 没有反馈D. 是线性系统答案：B3. 下列哪个是控制系统的稳定性条件？（）A. 所有闭环极点都位于复平面的左半部分B. 所有开环极点都位于复平面的左半部分C. 所有闭环极点都位于复平面的右半部分D. 所有开环极点都位于复平面的右半部分答案：A4. PID控制器中的“P”代表（）。
A. 比例B. 积分C. 微分D. 前馈答案：A5. 在控制系统中，超调量通常用来衡量（）。
A. 系统的稳定性B. 系统的快速性C. 系统的准确性D. 系统的鲁棒性答案：C6. 一个系统如果其开环传递函数为G(s)H(s)，闭环传递函数为T(s)，则闭环传递函数T(s)是（）。
A. G(s)H(s)B. G(s)H(s)/[1+G(s)H(s)]C. 1/[1+G(s)H(s)]D. 1/G(s)H(s)答案：B7. 根轨迹法是一种用于（）的方法。
A. 系统稳定性分析B. 系统性能分析C. 系统设计D. 系统故障诊断答案：B8. 一个系统如果其开环传递函数为G(s)H(s)，闭环传递函数为T(s)，则T(s)的零点是（）。
A. G(s)的零点B. H(s)的零点C. G(s)和H(s)的零点D. G(s)和H(s)的极点答案：A9. 一个系统如果其开环传递函数为G(s)H(s)，闭环传递函数为T(s)，则T(s)的极点是（）。
A. G(s)的零点B. H(s)的零点C. 1+G(s)H(s)的零点D. G(s)和H(s)的极点答案：C10. 一个系统如果其开环传递函数为G(s)H(s)，闭环传递函数为T(s)，则系统的稳态误差与（）有关。
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湖南大学课程考试试卷
课程名称：自动控制原理；试卷编号： B ；考试时间：120分钟
一、 用结构图等效变换法求下图函数C(S)/R(S)。
（要求每一步变换作适当说明） 二、 画出下图（1）、（2）所示系统的信号流图，并用梅逊增益公式求出C （S ）
/R （S ）和C （S ）/N （S ）。
三、 已知系统如下图所示，试求
1.当n（t）=0 , G（S）=1/TS , F（S）=1 时，在单位斜坡信号r（t）= t作用下系统输出C （t）。
2.当r（t）=1（t）, n（t）=0 , G（S）=1/[S（0.1S+1）], F（S）=40时，系统的超调量，上升时间和调节时间。
3.当n（t）=0 G（S）=1/[S(0.1S+1)(0.25S+1)], F（S）=1时，系统稳定的K值范为。
4.当r（t）=1（t）, n（t）=1（t）,G（S）=1/（S+5）, F（S）=50/（0.05S+1）时，系统的稳态误差。
四、试概略绘制下图所示系统的根轨迹图，并判断闭环系统的稳定性。
五、已知单位负反馈系统的开环传递函数为：G（S）=k（S+1）/S（10S+1）
1.画出K=10时系统的近似对数幅频，相频曲线。
2.判断K=10时闭环系统的稳定性，并求系统的相角裕度γ。
3. 当K值增大至K=20时，对数幅频特性曲线应如何快速确定。
六、采样系统如下图所示,若采样周期T=0.1秒,试求:
1.系统闭环脉冲传递函数φ（Z）。
2.r(t)=1(t)+t时系统的稳态误差。