自动控制原理期末考试题型
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。
（完整版）自动控制原理期末考试复习题及答案
（完整版）⾃动控制原理期末考试复习题及答案⼀、填空题1、线性定常连续控制系统按其输⼊量的变化规律特性可分为_恒值控制_系统、随动系统和_程序控制_系统。
2、传递函数为 [12(s+10)] / {(s+2)[(s/3)+1](s+30)} 的系统的零点为_-10_，极点为_-2__，增益为_____2_______。
3、构成⽅框图的四种基本符号是：信号线、⽐较点、传递环节的⽅框和引出点。
4、我们将⼀对靠得很近的闭环零、极点称为偶极⼦。
5、⾃动控制系统的基本控制⽅式有反馈控制⽅式、_开环控制⽅式和_复合控制⽅式_。
6、已知⼀系统单位脉冲响应为t e t g 5.16)(-=，则该系统的传递函数为。
7、⾃动控制系统包含_被控对象_和⾃动控制装置两⼤部分。
8、线性系统数学模型的其中五种形式是微分⽅程、传递函数、__差分⽅程_、脉冲传递函数_、__⽅框图和信号流图_。
9、_相⾓条件_是确定平⾯上根轨迹的充分必要条件，⽽⽤_幅值条件__确定根轨迹上各点的根轨迹增益k*的值。
当n-m ≥_2_时, 开环n 个极点之和等于闭环n 个极点之和。
10、已知⼀系统单位脉冲响应为te t g 25.13)(-=，则系统的传递函数为__。
11、当∞→ω时⽐例微分环节的相位是： A.90 A.ο90 B.ο90- C.ο45 D.ο45-12、对⾃动控制的性能要求可归纳为_稳定性__、_快速性_和准确性三个⽅⾯，在阶跃响应性能指标中，调节时间体现的是这三个⽅⾯中的_快速性___，⽽稳态误差体现的是_稳定性和准确性_。
13、当且仅当离散特征⽅程的全部特征根均分布在Z 平⾯上的_单位圆 _内，即所有特征根的模均⼩于___1____,相应的线性定常离散系统才是稳定的。
14、下列系统中属于开环控制系统的是 D.普通数控加⼯系统A.电炉箱恒温控制系统B.雷达跟踪系统C.⽔位控制系统D.普通数控加⼯系统15、某单位负反馈系统在单位阶跃信号作⽤下的系统稳态误差0=ss e ，则： B.意味着该系统的输出信号的稳态值为1 A.意味着该系统是⼀个0型系统 B.意味着该系统的输出信号的稳态值为1 C.意味着该系统没有输出信号 D.意味着该系统具有⽐较⾼的开环增益16、⼀阶系统11)(+=Ts s G 在单位斜坡信号作⽤下，系统的稳态误差为 T 。
自动控制原理期末考试题型
4.控制系统如下图所示，已知r(t)=t ，n(t)=1(t)，求系统的稳态误差，并说明要想减小稳态误差应采取什么措施。
（10分）3．（14分）某系统的开环对数幅频特性曲线如下图所示，其中曲线（1）与曲线（2）分别表示校正前与校正后的，试求解：（a ）确定所用的是何种性质的串联校正，并写出校正装置的传递函数Gc （s ）。
（b ）确定校正后系统临界稳定时的开环增益值。
（c ） 当开环增益K=1时，求校正后系统的相位裕量Υ与幅值裕量h 。
3、（1）校正前)101.0()1()110()(21+++=s s s s k s G ； 校正后)101.0)(11.0()(1++=s s s ks G ；滞后-超前校正网络)110)(11.0()1()(2+++=s s s s G c 。
（2）k=110； （3）3.372.83,1=︒==g C k γω四、（12分）对下图所示的系统，试求：当r(t)= 1(t)与n(t)=1(t)时系统的稳态误差e ss ；4、121111K K K e ss++=1、（10分）系统方框图如下图所示，若系统单位阶跃响应的超调量%3.16%=σ，在单位斜坡输入时e ss =0.25,试求：（1）ξ，ωn，K ，T的值；（2）单位阶跃响应的调节时间t s ，峰值时间t p 。
（3） 1、（1）25.0,4,2,5.0====T k n ωξ；（4）（2）s t s s t p s81.1),4(3==。
三、（15分）已知某控制系统的结构图如下图所示：图中，)(s R 与)(s N 分别是系统的给定输入与扰动输入量，)(s C 是输出量。
求：（1）确定系统在给定)(1)(t t r =作用下的动态性能指标（超调量%σ与调节时间s t ）；（2）确定系统在给定信号t t r 2.0)(=与扰动信号)(1)(t t n =共同作用下的稳态误差ss e 。
ess=0.152．（12分）已知系统结构图如题2图所示，其中控制器的传递函数()1K s G c =，被控对象的传递函数()22sK s G p =，当输入信号与干扰信号都是单位阶跃函数时： （1）求系统的稳态误差ss e 。
期末考试试题集-自动控制原理(含完整答案)
期末考试-复习重点自动控制原理1. 2. 一、单项选择题（每小题 1分，共20分） 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（ A.系统综合 B.系统辨识 惯性环节和积分环节的频率特性在（A.幅频特性的斜率B.最小幅值C.系统分析 ）上相等。
C.相位变化率 ）D.系统设计 D.穿越频率 通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（ A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 o 从0变化到+8时，延迟环节频率特性极坐标图为（ A.圆 B.半圆 C.椭圆 5.当忽略电动机的电枢电感后， 以电动机的转速为输出变量， 个（）A.比例环节 3. 4.B.微分环节C.积分环节 6.若系统的开环传递函数为10 s(5s 2) ，则它的开环增益为 7.8. 9. A.1 B.2 C.5 D.放大元件 ） D.双曲线 电枢电压为输入变量时， 电动机可看作一D.惯性环节 D.10 5 s 2+2s +5 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统 Z 不变，提高o n ,则可以（） B. 减少上升时间和峰值时间 D.减少上升时间和超调量 1一阶微分环节G （s ） =1 Ts ，当频率 时，则相频特性• G （j ・）为（）T C. 90 °）B.稳定裕量越大D. 稳态误差越小二阶系统的传递函数 G(s) ，则该系统是（A.临界阻尼系统 若保持二阶系统的 A.提高上升时间和峰值时间 C.提高上升时间和调整时间 A.45 °B.-45 ° 10.最小相位系统的开环增益越大，其（ A.振荡次数越多 C.相位变化越小 con ，11.设系统的特征方程为 D s 二s 4 8s 3 17s 2 16s 5 =0 , A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定D.零阻尼系统 D.-90 °则此系统 （） D.稳定性不确定。
12.某单位反馈系统的开环传递函数为: G^s(s 1)(s 5)，当k=（）时，闭环系统临界稳定。
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》期末试题
《自动控制原理》期末试题一、单项选择题（本大题共30小题，每小题1分，共30分）【 A 】1．某系统的传递函数为G （s ）=52s +，则该系统的单位脉冲响应函数为 A ．-2t 5e B ． 5t C ．2t5e D ． t50，0≤t ＜5 【 B 】2．若f(t)= 其L[f(t)]=1，t≥5A ．s -s eB.s-5se C ．s 1D.se 5s 1 【 C 】3．已知f （t ）=0.5t+1，其L[f(t)]=A ． 25.0s s + B ． 25.0s C ．ss 1212+ D ．s 21 【 D 】4. 下列函数既可用初值定理求其初始值又可用终值定理求其终值的为 A ．2552+sB ．162+s s C ． 2-1sD ． 21+s 【 B 】5. 若tte t f 2)(-=，则L[f(t)]=A ．21+s B ． 2)2(1+s C ． 2-1sD ．2)2-(1s 【 C 】6. 二阶欠阻尼系统的上升时间r t 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 【 B 】7. 系统方框图如图示，则该系统的开环传递函数 A ．1510+s B ．1520+s s C ．)15(210+s s D ．2s 【 D 】8. 二阶系统的极点分别为S1=-0.5，S2=-4，系统增益为5，则其传递函数为A ．)4-)(5.0-(2s sB ．)4)(5.0(2++s sC ．)4)(5.0(5++s sD ．)4)(5.0(10++s s【 A 】9. 开环系统与闭环系统最本质的区别是A ．开环系统的输出对系统无控制作用，闭环系统的输出对系统有控制作用B ．开环系统的输入对系统无控制作用，闭环系统的输入对系统有控制作用C ．开环系统不一定有反馈回路，闭环系统有反馈回路D ．开环系统不一定有反馈回路，闭环系统也不一定有反馈回路 【 C 】10. 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【A 】11. 系统类型λ、开环增益K 对系统稳态误差的影响为 A ．系统型次λ越高，开环增益K 越大，系统稳态误差越小 B ．系统型次λ越低，开环增益K 越大，系统稳态误差越小 C ．系统型次λ越高，开环增益K 越小，系统稳态误差越小D ．系统型次λ越低，开环增益K 越小，系统稳态误差越小 【 C 】12.一阶系统的传递函数为G(s)=1KTs +，则该系统时间响应的快速性 A ．与K 有关B ．与K 和T 有关C ．与T 有关D ．与输入信号大小有关【 C 】13.一闭环系统的开环传递函数为G(s)=8(3)(23)(2)s s s s +++，则该系统为A ．0型系统，开环增益为8B ．I 型系统，开环增益为8C ．I 型系统，开环增益为4D ．0型系统，开环增益为4【 B 】14.瞬态响应的性能指标是根据哪一种输入信号作用下的瞬态响应定义的 A ．单位脉冲函数 B ．单位阶跃函数 C ．单位正弦函数 D ．单位斜坡函数 【 C 】15.二阶系统的传递函数为G(s)=2221KS S ++，当K 增大时，其 A ．无阻尼自然频率n ω增大，阻尼比ξ增大 B ．无阻尼自然频率n ω增大，阻尼比ξ减小 C ．无阻尼自然频率n ω减小，阻尼比ξ减小 D ．无阻尼自然频率n ω减小，阻尼比ξ增大【 B 】16.所谓最小相位系统是指 A ．系统传递函数的极点均在S 平面左半平面B ．系统开环传递函数的所有零点和极点均在S 平面左半平面C ．系统闭环传递函数的所有零点和极点均在S 平面右半平面D ．系统开环传递函数的所有零点和极点均在S 平面左右半平面 【 A 】17.一系统的传递函数为G(s)=102S +，则其截止频率b ω为 A ．2 rad/sB ．0.5 rad/sC ．5 rad/sD ．10 rad/s【 B 】18.一系统的传递函数为G(s)=(1)KS TS +，则其相位角()ϕω可表达为A ．1tg T ω--B ．190o tg T ω---C ．190o tg T ω--D ．1tg T ω-【A 】19.一阶系统的传递函数为G(s)=22S +，当输入r(t)=2sin2t 时，其稳态输出的幅值为A B 2 C ．2 D ．4【 D 】20.延时环节se τ-（τ>0），其相频特性和幅频特性的变化规律为A ．()90oϕω=，()0L ω=dB B ．()ϕωωτ=-，()1L ω= dBC ．()90o ϕω=，()L ωωτ= dBD ．()ϕωωτ=-，()0L ω= dB【 A 】21.一单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=(1)(2)Ks s s ++，当K 增大时，对系统性能的影响是 A ．稳定性降低 B ．频宽降低 C ．阶跃输入误差增大 D ．阶跃输入误差减小 【 A 】22.一单位反馈系统的开环Bode 图已知，其幅频特性低频段是一条斜率为-20dB/dec 的渐进直线，且延长线与0dB 线交点频率为d ω=5，则当输入为r(t)=0.5t 时，其稳态误差为 A ．0.1 B ．0.2 C ．0 D ．0.5【 D 】23.利用乃奎斯特稳定性判断系统的稳定性时，Z=P- N 的Z 表示意义为A ．开环传递函数零点在S 左半平面的个数B ．开环传递函数零点在S 右半平面的个数C ．闭环传递函数极点在S 右半平面的个数D ．闭环特征方程的根在S 右半平面的个数 【 B 】24.关于劳斯—胡尔维茨稳定性判据和乃奎斯特稳定性判据，以下叙述中正确的是 A ．劳斯—胡尔维茨判据属于代数判据，是用来判断开环系统稳定性的 B ．乃奎斯特判据属于几何判据，是用来判断闭环系统稳定性的 C ．乃奎斯特判据是用来判断开环系统稳定性的 D ．以上叙述均不正确【 D 】25.以下频域性能指标中根据开环系统来定义的是 A ．截止频率b ω B ．谐振频率r ω与谐振峰值r MC ．频带宽度D ．相位裕量λ与幅值裕量K g 【 A 】26.一单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=()Ks s K +，则该系统稳定的K 值范围为A ．K>0B ．K>1C ．0<K<10D ．K>-1【 A 】27.对于开环频率特性曲线与闭环系统性能之间的关系，以下叙述中不正确的为A ．开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳定性B ．中频段表征了闭环系统的动态特性C ．高频段表征了闭环系统的抗干扰能力D 低频段的增益应充分大，以保证稳态误差的要求 【 d 】28.以下性能指标中不能反映系统响应速度的指标为 A ．上升时间t r B ．调整时间t s C ．幅值穿越频率c ω D ．相位穿越频率g ω 【 D 】29.当系统采用串联校正时，校正环节为1()21c s G s s +=+，则该校正环节对系统性能的影响为A ．增大开环幅值穿越频率c ωB ．增大稳态误差C ．减小稳态误差D ．稳态误差不变，响应速度降低 【 A 】30.串联校正环节1()1c As G s Bs +=+，关于A 与B 之间关系的正确描述为 A ．若G c (S)为超前校正环节，则A>B>0 B ．若G c (S)为滞后校正环节，则A>B>0 C ．若G c (S)为超前—滞后校正环节，则A ≠B D ．若G c (S)为PID 校正环节，则A=0,B>0 二、填空题（每小题2分，共10分）31.传递函数的定义是对于线性定常系统，在___初始条件为零的条件下，系统输出量的拉变换与_输入量的拉氏变换_之比。
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、填空题（每空 1 分，共20分）、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 。
、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。
、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。
、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 ω(或：()L ω)，横坐标为lg ω 。
、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 奈氏曲线逆时方向包围 (-1, j0 )整圈数。
、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 。
、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()A ω=，相频特性为01112)90()()tg T tg T ωωω--=---。
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。
、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+++。
、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。
、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。
、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*=（）
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4.控制系统如下图所示，已知r(t)=t ，n(t)=1(t)，求系统的稳态误差，并说明要想减小稳态误差应采取什么措施。
（10分）12111k k k e ss +=。
3．（14分）某系统的开环对数幅频特性曲线如下图所示，其中曲线（1）和曲线（2）分别表示校正前和校正后的，试求解：（a ） 确定所用的是何种性质的串联校正，并写出校正装置的传递函数Gc （s ）。
（b ） 确定校正后系统临界稳定时的开环增益值。
（c ） 当开环增益K=1时，求校正后系统的相位裕量Υ和幅值裕量h 。
3、（1）校正前)101.0()1()110()(21+++=s s s s k s G ；校正后)101.0)(11.0()(1++=s s s ks G ；滞后-超前校正网络)110)(11.0()1()(2+++=s s s s G c 。
（2）k=110； （3）3.372.83,1=︒==g C k γω四、（12分）对下图所示的系统，试求：当r(t)= 1(t)和n(t)=1(t)时系统的稳态误差e ss ；4、121111K K K e ss ++=1、（10分）系统方框图如下图所示，若系统单位阶跃响应的超调量%3.16%=σ，在单位斜坡输入时e ss =0.25,试求：（1）ξ，ωn ，K ，T 的值；（2）单位阶跃响应的调节时间t s ，峰值时间t p 。
（3） 1、（1）25.0,4,2,5.0====T k n ωξ； （4）（2）s t s st p s 81.1),4(3==。
三、（15分）已知某控制系统的结构图如下图所示：图中，)(s R 和)(s N 分别是系统的给定输入和扰动输入量，)(s C 是输出量。
求：（1） 确定系统在给定)(1)(t t r =作用下的动态性能指标（超调量%σ和调节时间s t ）； （2） 确定系统在给定信号t t r 2.0)(=和扰动信号)(1)(t t n =共同作用下的稳态误差ss e 。
ess=0.152．（12分）已知系统结构图如题2图所示，其中控制器的传递函数()1K s G c =，被控对象的传递函数()22s K s G p =，当输入信号和干扰信号都是单位阶跃函数时：（1）求系统的稳态误差ss e 。
（2）若要使在单位阶跃扰动作用下引起的系统稳态误差为零，应怎样改变控制器的结构？题2图2、(1)11k ess -=；(2)Gc(s)增加积分环节 二、（10分）控制系统如下图所示，已知t t r =)(，)(1)(t t n =， 1T 、2T 、1K 、2K 均大于零，求系统的稳态误差，并说明要想减小稳态误差应采取什么措施。
)(s R )(s C -111+s T K )1(22+s T s K )(s N )(s E212121111K K K K K K e ss +=+=（6分）增加2K 可以减小给定值产生的误差，增加1K 可同时减小给定值以及扰动产生的误差。
（4分）4、系统如下图所示，试求:（1）当)(1)(),(1)(t t n t t r ==时系统的稳态误差ss e ；（2）若要减小稳态误差，则应如何调整K1,K2？（3）如分别在扰动点之前或之后加入积分环节，对稳态误差有何影响？(14分)4、（1）121111K K K e ss -+=；(2)适当增加K1,减小essn ，增加K2，减小essr ；（3）扰动点之前加入积分环节，有利于消除essn ，但ess 增加；之后加入积分环节，有利于消除essr 。
（4）最小相位系统的开环对数幅频特性如下图所示， 试求：（1）系统的开环传递函数)(s G ；（2）画出对应的对数相频特性曲线的大致形状；（3）求出相位稳定裕量。
（小数点后保留2位）（15分）7、（1）开环传递函数)105.0)(110(10)(++=s s s s G ；（2）图略。
（3）085.2=γ1、（10分）具有单位负反馈系统的开环传递函数为)2348242(46)(234++++=s s s s s s G试用劳斯判据判别闭环系统的稳定性及闭环特征根的分布情况。
1、 系统临界稳定，左半平面1个根，右半平面0个根，虚轴上4个根。
1、（15分）已知系统初始条件为零，其单位阶跃响应为)0(2.12.01)(1060≥-+=--t e e t h t t ，试求：（1） 系统的闭环传递函数；（2） 系统的阻尼比ξ和无阻尼自振频率n ω； （3） 系统的超调量%σ。
1、(1)闭环传递函数)60070600)(2++=s s s G ；（2）ξ=1.43，n ω=23.8；（3）%σ=0。
4、 15分）已知最小相位系统的开环对数幅频特性如下图所示， 试求（1）系统的开环传递函数)(s G ；（2）画出对应的对数相频特性曲线的大致形状； （3）求出相位稳定裕量，并分析系统的稳定性。
4、（1）系统的开环传递函数)11.0()15.0(10)(2++=s s s s G ；（2）特性曲线略；（3）闭环稳定，063.41=γ 六、已知最小相位系统的对数幅频特性如图3所示。
试求系统的开环传递函数。
(16分)图4七、设控制系统如图4，要求校正后系统在输入信号是单位斜坡时的稳态误差不大于0.05，相角裕度不小于40o ，幅值裕度不小于 10 dB ，试设计串联校正网络。
( 16分)：从开环波特图可知，系统具有比例环节、两个积分环节、一个一阶微分环节和一个惯性环节。
故其开环传函应有以下形式 1221(1)()1(1)K s G s s s ωω+=+ (8分)由图可知：1ω=处的纵坐标为40dB, 则(1)20lg 40L K ==, 得 100K = (2分) 又由1ωωω=和=10的幅值分贝数分别为20和0，结合斜率定义，有120040lg lg10ω-=--，解得1 3.16ω= rad/s (2分)同理可得1220(10)20lg lg ωω--=-- 或 2120lg 30ωω= ，2221100010000ωω== 得 2100ω= rad/s (2分)故所求系统开环传递函数为2()(1)100G s s =+ (2分)七、( 16分)解：（1）、系统开环传函 ()(1)KG s s s =+，输入信号为单位斜坡函数时的稳态误差为()1011lim ()()ss s ve sG s H s K K-→===，由于要求稳态误差不大于0.05，取 20K = 故 20()(1)G s s s =+ （5分）（2）、校正前系统的相角裕度γ 计算：()20lg 2020lg L ωω=--2220()20lg020c c c L ωωω≈=→= 得 4.47c ω= rad/s001018090 4.4712.6tg γ-=--=； 而幅值裕度为无穷大，因为不存在x ω。
（2分）（3）、根据校正后系统对相位裕度的要求，确定超前环节应提供的相位补偿角0"4012.6532.433m ϕγγε=-+=-+=≈ （2分）（4）、校正网络参数计算001sin 1sin 33 3.41sin 1sin 33m m a ϕϕ++===-- （2分） （5）、超前校正环节在m ω处的幅值为： 10lg 10lg3.4 5.31a dB ==使校正后的截止频率'c ω发生在m ω处，故在此频率处原系统的幅值应为－5.31dB''()()20lg 2020lg 5.31m c c L L ωωω==--=- 解得 '6cω （2分）（6）、计算超前网络'3.4,0.09c m a T ωω===→===在放大3.4倍后，超前校正网络为 110.306()110.09c aTs sG s Ts s++==++校正后的总开环传函为： 20(10.306)()()(1)(10.09)c s G s G s s s s +=++ （2分）（7）校验性能指标相角裕度 ''111180(0.3066)906(0.096)43tg tg tg γ---=+⨯---⨯= 由于校正后的相角始终大于－180o ，故幅值裕度为无穷大。
符合设计性能指标要求。
（1分）例3.11 系统结构图如图所示,试求： （1）当r(t)=0,n(t)=1(t)时，系统的稳态误差ess （2）当r(t)=1(t),n(t)=1(t)时，系统的稳态误差ess （3）若要减少ess ，则应如何调整K1，K2？（4）如分别在扰动点之前或之后加入积分环节，对ess 有何影响？ 解：系统开环传递函数为 1212()(1)(1)K KG s T s T s =++(1)(2)由静态误差系数法可知，r(t)=1(t)引起的稳态误差为 由叠加原理知(3)由上式可看出：增大K1可同时减少由r(t),n(t)阶跃型输入所产生的稳态误差；增大K2只对减小由r(t)阶跃输入所产生的稳态误差有效。
(4)由上式可看出：在扰动点之前的前向通道中加入积分环节，可使系统成为一阶无差系统，利于提高系统的稳态指标（不论对控制输入还是扰动）；在扰动后的前向通道加积分环节，对减小扰动作用下的稳态误差无效。
四．系统结构如图所示，其中K=8，T=0.25。
（15分）（1） 输入信号x i （t ）=1（t ），求系统的响应； （2） 计算系统的性能指标t r 、t p 、t s （5%）、бp ；（3）若要求将系统设计成二阶最佳ξ=0.707，应如何改变K 值（12分）211212(1)()()()(1)(1)en K T s E s s N s T s T s K K -+Φ==+++九． 已知单位负反馈系统的开环传递函数为： 试绘制K由0 ->+∞变化的闭环根轨迹图,系统稳定的K 值范围。
(15分)四． （15分） φ(s)=Ks Ts K5.02++； K=8,T=0.25时，ωn =0.5；x 0（t ）=2-2×1.15e t 2-sin （3.46t +31π）； t r =0.61s ； t p =0.91s ； t s =1.5s ； σp =16.3%； K=4。
六．（12分）)125.0)(1(4++s s s )(1800cωϕγ+=；2=cω；cccωωωϕ25.0arctan arctan 90)(---=5.0arctan 2arctan 901800---=γ=1800-1800=00。
九．(15分)[解] 系统有两对重极点 -p 1,2=-1, -p 3,4=-4 1) 渐进线2）轴上的根轨迹为两点s=-1 s=-5也为分离点。
分离角均为 3)根轨迹与虚轴的交点坐标。