自动控制原理试卷6及答案
《自动控制原理》试题及答案,推荐文档
《自动控制原理》试题及答案1、若某串联校正装置的传递函数为(10s+1)/(100s+1)，则该校正装置属于(B )。
3分2、在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（A）3分3、在系统中串联PD调节器，以下那一种说法是错误的（D）3分A是一种相位超前校正装置B能影响系统开环幅频特性的高频段C使系统的稳定性能得到改善D使系统的稳态精度得到改善4、用超前校正装置改善系统时，主要是利用超前校正装置的（A ）3分5、I型系统开环对数幅频特性的低频段斜率为（B ）9分6、设微分环节的频率特性为G(jω)，当频率ω从0变化至∞时，其极坐标平面上的奈氏曲线是（）9分7、关于线性系统稳定性的判定，下列观点正确的是( )。
9分8、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的( ) 9分9、关于系统零极点位置对系统性能的影响，下列观点中正确的是( ) 7分10、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的( ) 2分11、若某最小相位系统的相角裕度γ>0，则下列说法正确的是( )。
2分12、某环节的传递函数是G(s)=5s+3+2/s，则该环节可看成由（D ）环节组成。
2分13、主导极点的特点是（A ）2分14、设积分环节的传递函数为G(s)=K/s，则其频率特性幅值A(ω)=（）2分15、某环节的传递函数为K/(Ts+1)，它的对数幅频率特性随K值增加而（）2分16、某系统的传递函数是G(s)=1/(2s+1)，则该可看成由（C ）环节串联而成2分17、若系统的开环传递函数在s右半平面上没有零点和极点，则该系统称作（B）2分18、某校正环节传递函数G(s)=(100s+1)/(10s+1)，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（D）2分19、一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量为（C）2分20、最小相位系统的开环增益越大，其（）2分21、一阶微分环节G(s)=1+Ts，当频率ω=1/T时，则相频特性∠G(jω)为（）2分22、ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（）2分23、开环传递函数为G(s)H(s)=(s+3)/(s+2)(s+5)，则实轴上的根轨迹为（B）2分24、开环传递函数为G(s)H(s)=K/(s*s*s(s+4))，则实轴上的根轨迹为（）2分25、某单位反馈系统的开环传递函数为：G(s)=K/(s(s+1)(s+5))，当k=（C ）时，闭环系统临界稳定。
《自动控制原理》习题及答案
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《自动控制原理》试题及答案
1、若某串联校正装置的传递函数为(10s+1)/(100s+1)，则该校正装置属于(B )。
3分
2、在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（A）3分
3、在系统中串联PD调节器，以下那一种说法是错误的（D）3分
A
B
C
D
4
5、I
6
7、
8
9、
10、
11、若某最小相位系统的相角裕度γ>0，则下列说法正确的是( )。
2分
12、某环节的传递函数是G(s)=5s+3+2/s，则该环节可看成由（D ）环节组成。
2分
13、主导极点的特点是（A ）2分
14、设积分环节的传递函数为G(s)=K/s，则其频率特性幅值A(ω)=（）2分
15、某环节的传递函数为K/(Ts+1)，它的对数幅频率特性随K值增加而（）2分
16、某系统的传递函数是G(s)=1/(2s+1)，则该可看成由（C ）环节串联而成2分
17、若系统的开环传递函数在s右半平面上没有零点和极点，则该系统称作（B）2分
18、
19、
20、
21、
22、
23、
24、
25、
26、若系统增加合适的开环零点，则下列说法不正确的是(B ) 2分
27、当二阶系统的根分布在根平面的虚轴上时，系统的阻尼比为（B）3分
28、控制系统的稳态误差ess反映了系统的（A）2分
29、当二阶系统特征方程的根为具有负实部的复数根时，系统的阻尼比为（C）3分
30、二阶系统当0<ζ<1时，如果增加ζ，则输出响应的最大超调量将（B）3分。
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，开环控制系统与闭环控制系统的主要区别在于（）。
A. 是否有反馈B. 是否有前向通道C. 是否有反馈通道D. 是否有控制器答案：C2. 下列哪个是二阶系统的典型形式（）。
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：D3. 在自动控制系统中，稳态误差为零的条件是（）。
A. 系统为一阶系统B. 系统为二阶系统C. 系统为三阶系统D. 系统为任意阶系统答案：A4. 一个系统是线性的，当且仅当它满足（）。
A. 叠加原理B. 齐次性C. 叠加原理和齐次性D. 以上都不是答案：C5. 系统的稳定性可以通过（）来判断。
A. 劳斯-赫尔维茨准则B. 奈奎斯特准则C. 波特图D. 以上都是答案：D6. 一个系统是可控的，当且仅当其可控性矩阵是（）。
A. 奇异的B. 非奇异的C. 正定的D. 负定的答案：B7. 一个系统的可控性与（）无关。
A. 系统的状态B. 系统的输入C. 系统的输出D. 系统的参数答案：C8. 一个系统的可观测性与（）无关。
A. 系统的状态B. 系统的输入C. 系统的输出D. 系统的参数答案：B9. 系统的传递函数是（）。
A. 时域函数B. 频域函数C. 复频域函数D. 以上都不是答案：C10. 系统的稳定性可以通过（）来分析。
A. 根轨迹图B. 波特图C. 奈奎斯特图D. 以上都是答案：D二、填空题（每题3分，共30分）1. 自动控制系统按照控制方式可以分为______控制系统和______控制系统。
答案：开环；闭环2. 系统的动态性能通常用______、______和______来描述。
答案：稳定性；准确性；快速性3. 系统的稳态误差与系统的______有关。
答案：类型4. 系统的稳定性可以通过______准则来判断。
答案：劳斯-赫尔维茨5. 系统的可控性可以通过______矩阵来判断。
自动控制原理题库第六章线性系统校正习题
自动控制原理题库第六章线性系统校正习题6-1证明RC无源超前校正环节1T11T1最大超前相角为Tz,1pT11采用半对数坐标时最大超前相角所对应的频率位于两个转折频率的中间或等于零、极点乘积marcin1的平方根，即m1Tzp6-2某单位反馈控制系统的设计指标为上升时间tr0.1秒，超调量%16%，斜坡输入下的稳态误差ev0.05。
（a）试问系统开环频率特性的低频段需要满足什么要求？中频段需要满足什么要求？（b）在平面内绘制出能满足设计要求的系统主导极点所在的区域。
6-3某系统框图如下图所示，误差erc，K10，K20。
rK1(2)c1K2（a）要求系统对单位斜坡输入r(t)t的稳态误差0.3，主导极点的阻尼比0.707，调节时间t2.33秒（按5%误差考虑），请在平面上绘制出满足上述设计要求的闭环极点的可行区域，给出K1、K2应满足的条件。
（b）设K11、2、10，绘制三种情况下以K2为可变参数的根轨迹。
（c）设K110，确定满足（a）中性能指标的K2的值。
6-4下图所示为钟摆的角度控制系统，其中被控对象为阻尼为零的二阶系统。
wrGc()112c（a）试问控制器Gc()必须满足什么条件，才能使系统为非条件稳定系统？（b）选用常规调节器，使得系统对阶跃扰动输入w稳态误差为零，系统还可以做到非条件稳定吗？（c）选用PID控制器Gc()kp1Tikd(T11)(T21)Ti应用根轨迹方法分析kp、Ti和kd发生变化时对系统快速性、稳定性的影响。
答案：应用关系T1T2kdTi和T1T2kpTi容易给出分析结果。
6-5力、转矩的积分为速度、转速，速度、转速的积分为位置、转角，许多重要的运动控制系统的被控对象可以描述为二重积分器传递函数，即G()12用根轨迹法分析比例控制kp、比例微分控制kpkdk(1)和超前校正k(1)(1、2k)(1)(9)、k(1)(4)几种情况下闭环根轨迹的情况和闭环系统的性能。
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。
《自动控制原理》试卷及答案(a6套)
自动控制原理试卷A(1)1．（9分）设单位负反馈系统开环零极点分布如图所示，试绘制其一般根轨迹图。
（其中-P 为开环极点,-Z ，试求系统的传递函数及单位脉冲响应。
3.（12分）当ω从0到+∞变化时的系统开环频率特性()()ωωj j H G 如题4图所示。
K 表示开环增益。
P 表示开环系统极点在右半平面上的数目。
v 表示系统含有的积分环节的个数。
试确定闭环系统稳定的K 值的范围。
4．（12分）已知系统结构图如下，试求系统的传递函数)(,)(s E s C,3==p v （a ）,0==p v （b ）2,0==p v （c ）题4图题2图5．（15分）已知系统结构图如下，试绘制K 由0→+∞变化的根轨迹，并确定系统阶跃响应分别为衰减振荡、单调衰减时K 的取值范围。
6．（15分）某最小相位系统用串联校正，校正前后对数幅频特性渐近线分别如图中曲线(1)、(2)所示，试求校正前后和校正装置的传递函数)(),(),(21s G s G s G c ，并指出Gc （S ）是什么类型的校正。
7．（15分）离散系统如下图所示，试求当采样周期分别为T=0.1秒和T=0.5秒输入)(1)23()(t t t r ⋅+=时的稳态误差。
8．（12分）非线性系统线性部分的开环频率特性曲线与非线性元件负倒数描述曲线如下图所示，试判断系统稳定性，并指出)(1x N和G （j ω）的交点是否为自振点。
参考答案A(1)1、 根轨迹略，2、 传递函数)9)(4(36)(++=s s s G ；单位脉冲响应)0(2.72.7)(94≥-=--t ee t c tt 。
3、 21,21,21><≠K K K 4、6425316324215313211)()(G G G G G G G G G G G G G G G G G G s R s C ++++= 642531632421653111)()(G G G G G G G G G G G G G G G G G s R s E +++-= 5、 根轨迹略。
自动控制原理考试试卷及答案30套
1．（10分）设系统开环极点（×）、零点（○）分布如题1图所示。试画出相应的根轨迹图。
2、（10分）已知系统开环幅相频率特性如下图所示，试根据奈氏判据判别系统的稳定性,并说明闭环右半平面的极点个数。其中 为开环传递函数在s右半平面极点数， 为开环系统积分环节的个数。
3、（15分）某系统方框图如下图所示，
8、（14分）试绘制 方程所描述系统的根轨迹。
自动控制原理试卷A(10)
一、（12分）典型二阶系统的开环传递函数为
当取 时，系统的稳态输出为 ，试确定系统参数
二、（12分）试求下图所示无源校正网络的的传递函数，画出其伯德图并说明其特性(是超前还是滞后)。
三、（12分）某闭环系统的特征方程为 ，试求系统产生等幅振荡的k值。
6． （15分）已知最小相位系统的对数幅频特性曲线如下图所示（分段直线近似表示）
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 和 两点，判断两个交点处是否存在稳定的自持振荡。
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。
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 ，试求系统的单位脉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；
1．（9分）设单位负反馈系统开环零极点分布如图所示，试绘制其一般根轨迹图。
（其中-P为开环极点,-Z为开环零点）
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台州学院20学年第学期
级电气工程专业《自动控制原理》试卷（6卷）
（闭卷）
班级________________________________________ 姓名
学号_______________
.单项选择题（在每小题4个被选答案中，选择一个正确的答案，将
所选的答案编号填在题中的括号内。
每小题2分，共1 0分）
1 .线性系统与非线性系统的根本区别在于（）
A.线性系统微分方程的系数为常数，而非线性系统微分方程的系数为时变函数
B.线性系统只有一个外加输入，而非线性系统有多个外加输入
C.线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理
D.线性系统在实际系统中普遍存在，而非线性系统在实际中存在较少
2.系统方框图如图示，则该系统的开环传递函数为（
）
A. 5S 1
5
G （s ）:
s+2，则该系统的单位脉冲响
应函数为（
2t
A. 5e
C. 5e 2t
5. 二阶欠阻尼系统的上升时间・定义为（ A. 单位阶跃响应达到稳态值所需的时间
B. 单位阶跃响应从稳态值的 10%上升到90%所需的时间
C. 单位阶跃响应从零第一次上升到稳态值时所需的时间
D.
单位阶跃响应达到其稳态值的
50%所需的时间
.填空题（每空 2分，共20分）
B. 5s - 1
C.
10
2s(5s 1)
D. 2s
3. 二阶系统的极点分别为S i =
「0.5,S
2 =
「4，系统增益为5,则 S i
其传递函数为（ A. (s - 0.5)( s -4)
B. (s 0.5)(s
4)
5
C. (s + 0.5)(s+4)
10
D. (s+0.5)(s + 4)
4.某系统的传递函数为 B. 5t
5
D. t
1.理想PI控制器是是一种相位校正装置，主要用来
改善系统的__________ 性能。
2. ____________________________________________ 积分环节被比例负反馈包围后，变为____________________________ 环节。
3. ____________________________________________________ —阶系统的时间常数越小，它的响应速度应越___________________ 。
4.一控制系统的开环传递函数为G o(s) 10(s f5)
s(0.5s +1)( s 十2 s 十2)
那么,该系统是________ 阶系统。
5.瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从_______________ 状态到状态的响应过程。
6.判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须
为__________________________ ，即系统的特征根必须全部在
是系统稳定的充要条件。
7.1型系统G(s) K在单位阶跃输入下，稳态误差
s(s +2)
为____________________ 。
三.计算题(共10+10+20 = 40分)
1.某系统在输入信号
r(t)=(1+t)1(t)作用下，测得输出
响应为：
c(t) = (t0.9)「0.9e10t(t,0)
已知初始条件为零，试求系统的传递函数"(s)
(共10 分) 2.已知系统特征方程式为
4 3 2
s 6s 12s 11s 6 = 0
试用劳斯判据判断系统的稳定情况。
（共10 分）3.设计图示系统具有如下的动态性能指标：超调量25% ,
超调时间为1秒。
试确定系统参数K和A。
（共20分）
四.综合分析与设计题（10+20= 30分）
1.设一个单位反馈系统具有下列开环传递函数:
K
G（s）H （s厂
s（Ts - 1）
试确定该闭环系统的稳定性。
（共10分）
2、单位反馈控制系统的开环传递函数为
10
G(s)：
S(1+T!S)(1+T2S)
输入信号为r (t) =A+st, A为常量，w=0.5弧度/秒。
试求系统的稳态误差。
(共20分)
6卷参考答案及评分标准
一.（每小题2分，共1 0分）
1.C
2.B
3.D
4.A
5.C
二.（每空2分，共20分）
1.滞后稳态
2.惯性环节
3.小
4. 4
始状态最终状态
6.负实根或负实部的复数根复平面的左半平面5.初
7. 0
三、1、( 3+3+4 = 10 分) 解因为
1 1 S 十1
R(s) 2 -
S S S
3'
C(s)二L[c(t)]
1 0.9 0.9
—+——------ ---------
s s s 亠10
10(s - 1)
s? (s 亠10 )
3'
故系统传递函数为
(s)
= C(s)
R(s) 0.1s 1
2、（5+5 = 10 分）解劳斯表为
1 1
2 6
3
s
6 11
2
s 61/6 6
1
s
455/61
s
6
6
5'
由于特征方程式中所有系数均为正值，且劳斯行列表左端第 一列的所有项均具有正号，满足系统稳定的充分和必要条 件，所以系统是稳定的。
5'
3、( 5+5+5+5 = 20 分) 解系统的闭环传递函数为：
K
C (s)
s(s 1) K
— 2
R
(s )1 . K (1 As) s 0 KA)s K
s(s +1)
2 n =1 KA
5'
然后由响应的6%、
'Tl
c p % =e 1 一 100% =20%
t p 及相应公式， 即可换算出厶
=K
5'
四、1、（ 4+2+2+2 = 10 分）
这表明闭环系统有两个极点在右半 s 平面，因此系统是不稳
换 算 求 解 得
K=12.5, A=0.18.
画出系统的奈氏曲线:
H (s )G (s
)在右半s 平面内有一个极点
(T )，因此
p
"。
图
中的奈奎斯特图表明，
H (s)G(s)轨迹顺时针方向包围
-1 • jo
点一次，因此，R "
2'
1
s =
定的2、( 4+4+4+4+4 = 20 分)
解实际系统的输入信号，往往是阶跃函数、斜坡函数和抛物线函数等典型信号的组合。
此时，输入信号的一般形式可表示为
r (t) = r° • r「• 1 y24'
2
系统的稳态误差，可应用叠加原理求出，即系统的稳态误差是各部分输入所引起的误差的总和。
所以，系统的稳态误差可按下式计算：
ss +丄+上 1 ■ K p K v K a r 0 4' 对于本题，系统的稳态误差为 ss +—— K v 4' 本题给定的开环传递函数中只含一个积分环节，即
系统为1型系统，所以
10
=lim sG (s) = lim s ----------------------------------- s —° s —0 s(1 - T ,s)(1 - T 2s)
=10
系统的稳态误差为 e ss 二二 A 也=0.05
1 +K p K v 1 10 10 10。