自动控制理论题目 (2)
自动控制理论(二)自考试题 (6)
.全国2007年10月高等教育自学考试自动控制理论（二）试题课程代码：02306一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1．对超前校正装置Ts Tss G c ++=11)(β，当φm =38°时，β值为（ ）A ．2.5B ．3C ．4.17D ．52．若系统的状态方程为u x x ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡---=011124，则系统的特征根为（ ）A ．s 1=-2,s 2=-3B ．s 1=-2,s 2=1C ．s 1=-4,s 2=-1D ．s 1=-2,s 2=-13．决定系统传递函数的是系统的（ ）A ．结构B ．参数C ．输入信号D ．结构和参数4．终值定理的数学表达式为（ ）A ．)(lim )(lim )(0s X t x x s t →∞→==∞B ．)(lim )(lim )(s X t x x s t ∞→∞→==∞C ．)(lim )(lim )(0s sX t x x x t ∞→→==∞D ．)(lim )(lim )(0s sX t x x s t →∞→==∞5．梅森公式为（ ）A ．∑=∆n k k k p 1B ．∑=∆∆nk k k p 11C ．∑=∆∆nk k 11D ．∑∆∆k k p 16．斜坡输入函数r(t)的定义是（ ）A ．t t r =)(B ．)(1·)(0t x t r =C ．2)(at t r =D ．vt t r =)(7．一阶系统1)(+=Ts Ks G 的时间常数T 越小，则系统的响应曲线达到稳态值的时间（）A ．越短B ．越长C ．不变D ．不定8．设微分环节的频率特性为ωωj j G =)(，当频率ω从0变化至∞时，其极坐标平面上的奈氏曲线是（ ）A ．正虚轴B ．负虚轴C ．正实轴D ．负实轴9．在奈氏判据中，若F(s)在F(s)平面上的轨迹顺时针包围原点两次，则N 的值为（ ）A ．-2B ．-1C ．1D ．2 10．设某系统的传递函数110)(+=s s G ，则其频率特性)(ωj G 的实部=)(ωR （ ） A ．2110ω+B ．2110ω+- C ．T ω+110 D ．T ω+-110 11．绘制根轨迹时需计算入射角的情况为：开环传递函数有（ ）A ．实极点B ．实零点C ．共轭复极点D ．共轭复零点12．若劳斯阵列表中第一列的系数为（3，1，ε，2-ε1，12）T ，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 13．设惯性环节的频率特性为110)(+=ωωj j G ，当频率ω从0变化至∞时，则其幅相频率特性曲线是一个半圆，位于极坐标平面的（ ）A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限 14．开环传递函数为)2()5()()(++=s s s k s H s G 的根轨迹的弯曲部分轨迹是（ ） A ．半圆B ．整圆C ．抛物线D ．不规则曲线 15．开环传递函数为)106)(1()()(2++-=s s s ks H s G ，其根轨迹渐近线与实轴的交点为（ ）A ．35-B ．53-C ．53D ．35二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）请在每小题的空格中填上正确答案。
自动控制原理+课后问题详解
自控原理课后习题精选2-5 试分别列写图2-3中各无源网络的微分方程（设电容C 上的电压为)(t u c ，电容1C 上的电压为)(1t u c ，以此类推）。
o(a)+－u c (t)(b)+－u c1(t)(c)+－u R1(t)图2-3 习题2-5 无源网络示意图解：（a ）设电容C 上电压为)(t u c ，由基尔霍夫定律可写出回路方程为21)()()()()()(R t u R t u dt t du Ct u t u t u o c c o i c =+-=整理得输入输出关系的微分方程为121)()()()11()(R t u dt t du C t u R R dt t du Ci i o o +=++ （b ）设电容1C 、2C 上电压为)(),(21t u t u c c ，由基尔霍夫定律可写出回路方程为dtt du RC t u t u dtt du C R t u t u R t u t u t u t u t u c c o c c o c i o i c )()()()()()()()()()()(11222221=-=-+--=整理得输入输出关系的微分方程为Rt u dt t du C dt t u d C RC R t u dt t du C C dt t u d C RC i i i o o o )()(2)()()()2()(12221212221++=+++ （c ）设电阻2R 上电压为2()R u t ，两电容上电压为)(),(21t u t u c c ，由基尔霍夫定律可写出回路方程为)()()(21t u t u t u R i c -= （1） )()()(22t u t u t u R o c -= （2）2221)()()(R t u dt t du C dt t du CR c c =+ （3）dtt du C R t u t u c o i )()()(21=- （4）（2）代入（4）并整理得CR t u t u dt t du dt t du o i o R 12)()()()(--= （5） （1）、（2）代入（3）并整理得222)()(2)()(R t u dt t du C dt t du C dt t du CR R o i =-+ 两端取微分，并将（5）代入，整理得输入输出关系的微分方程为CR t u dt t du C R dt t u d C R C R t u dt t du C R dt t u d C R i i i o o o 1122211222)()(1)()()()11()(++=+++2-6 求图2-4中各无源网络的传递函数。
(完整版)自动控制原理课后习题及答案
第一章 绪论1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点.解答：1开环系统(1) 优点:结构简单，成本低，工作稳定。
用于系统输入信号及扰动作用能预先知道时，可得到满意的效果。
(2) 缺点：不能自动调节被控量的偏差。
因此系统元器件参数变化，外来未知扰动存在时，控制精度差。
2 闭环系统⑴优点：不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量偏离给定值，都会产生控制作用去清除此偏差，所以控制精度较高。
它是一种按偏差调节的控制系统。
在实际中应用广泛。
⑵缺点：主要缺点是被控量可能出现波动，严重时系统无法工作。
1-2 什么叫反馈？为什么闭环控制系统常采用负反馈？试举例说明之。
解答：将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反馈。
闭环控制系统常采用负反馈。
由1-1中的描述的闭环系统的优点所证明。
例如，一个温度控制系统通过热电阻（或热电偶）检测出当前炉子的温度，再与温度值相比较，去控制加热系统，以达到设定值。
1-3 试判断下列微分方程所描述的系统属于何种类型（线性，非线性，定常，时变）？（1）22()()()234()56()d y t dy t du t y t u t dt dt dt ++=+（2）()2()y t u t =+（3）()()2()4()dy t du t ty t u t dt dt +=+ （4）()2()()sin dy t y t u t tdt ω+=（5）22()()()2()3()d y t dy t y t y t u t dt dt ++= （6）2()()2()dy t y t u t dt +=（7）()()2()35()du t y t u t u t dt dt =++⎰解答： （1）线性定常 （2）非线性定常 （3）线性时变 （4）线性时变 （5）非线性定常 （6）非线性定常 （7）线性定常1-4 如图1-4是水位自动控制系统的示意图，图中Q1，Q2分别为进水流量和出水流量。
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G(s)+G2(s)，以串联方式连接，其等效传递函数为G1(s)*G2(s)。
18、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 ts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。
东北大学自动控制原理考研真题(二)2008-2015
2������
+
2)
试画出根轨迹草图，并用根轨迹法确定使闭环主导极点的阻尼比
ξ = 时0.���5���������值。
五、（20 分）已知系统的开环传递函数为：
������������ (s) = ������(0.25������
6 + 1)(0.06������
+
1)
试绘制伯德图，求相位裕度及增益裕度，并判断闭环系统的稳定性。
图 3 所示，求微分时间常数τ。
Xr(s)
-
Kk s(s+1)
Xc(s)
图 2. 题三原系统结构图
Xr(s)
-
E(s)
-
4 s(s+1)
τs
Xc(s)
图 3. 题三改善后系统结构图
四、（20 分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为：
������������ (s) = (������
+
������������ 16)2(+������
东北大学 2008 年初试试题 考试科目：自动控制原理 一．简要回答下面问题： 1.对于一般的控制系统，当给定量突然增加时，输出量的暂态过程有哪几种情况？ 2.画图说明当系统处于衰减振荡过程时暂态性能指标。 二．试绘制图 1 所示 RC 无源网络的动态结构图，并写出传递函数
C
R2
ur
R1
uc
三．1．试述减小稳态误差的措施。
六、（20 分）试写出串联引前（微分）校正装置的传递函数，并说明
其作用和适用范围。
七、（20 分）
（1）试说明用描述函数法分析非线性系统的基本思想：
（2）设继电气特性为：
y(x) =
山东省 2022 年春季高考技能测试 自动控制类专业试题(样题 2)
山东省2022年春季高考技能测试自动控制类专业试题（样题2）（考试时间60分钟，总分230分）考试说明1．本试题为样题，仅作为考生准备测试的参考，实际测试试题在考试形式上与样题一致，不同场次试题内容会有变化，请考生仔细审题。
2．本试题包含笔试部分和实操部分。
笔试部分须在纸质试卷上作答；实操部分在技能测试设备上完成，在试卷上作答无效。
笔试部分本部分共30分，包括6个小题，每小题5分。
单项选择题：在以下每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求，请将符合题目要求的选项字母代号填写在对应题目的括号内。
1．热继电器主要用于电动机的（）。
A．零电压保护B．欠电压保护C．过载保护D．短路保护2．下列属于主令电器的是（）。
A．断路器B．按钮C．熔断器D．交流接触器3．关于FX2N系列PLC地址编号错误的是（）。
A．X008B．T10C．Y007D．M1004．在FX2N系列PLC中，表示1s时钟脉冲的特殊辅助继电器是（）。
A．M8012B．M8013C．M8014D．M80155．顺序功能图初始状态使用的状态元件是（）。
A．S0-S9B．S10-S19C．S500-S899D．S900-S9996．在FX2N系列PLC中，ANI指令用于（）。
A．串联常开触点B．串联常闭触点C．并联常开触点D．并联常闭触点实操部分本部分共200分，其中：“职业素养与安全意识”50分，任务1“电气接线”110分，任务2“PLC编程调试”40分。
项目名称：搅拌机正反向运行PLC控制电路的接线与调试项目要求：某搅拌机由一台三相异步电动机拖动，由PLC控制电路实现正反向搅拌。
按下起动按钮SB1，搅拌机连续正转运行5s，接着反转运行5s 后停止；按下起动按钮SB3，搅拌机连续反转运行5s，接着正转运行5s 后停止；任何时候按下停止按钮SB2，搅拌机立即停止。
电路应具有过载保护功能。
职业素养与安全意识：严格遵守安全用电操作规范和仪器设备操作规程。
自动控制原理课程设计题目
自动控制原理课程设计题目：1、已知单位负反馈系统的开环传递函数K()(10)(60)G SS S S=++，试用频率法设计串联超前滞后校正装置，使（1）输入速度为1rad s时，稳态误差不大于1126rad。
(2)相位裕度30γ≥，截止频率为20rad s。
（3）放大器的增益不变。
要求：分析设计要求，说明校正的设计思路（超前校正，滞后校正或滞后－超前校正），确定串联校正装置传递函数并确定有源校正网络各元器件的参数，绘制校正网络电路图；详细设计（包括的图形有：校正结构图，校正前系统的Bode图，校正装置的Bode图，校正后系统的Bode图）；用MATLAB编程代码及运行结果（包括图形、运算结果）；校正前后系统的单位阶跃响应图。
2、针对二阶系统，单位负反馈系统的开环传递函数：，1）引入该校正装置后，单位斜坡输入信号作用时稳态误差，开环截止频率ωc’≥4.4弧度/秒，相位裕量γ’≥45°；2）根据性能指标要求，确定串联超前校正装置传递函数； 3）利用Matlab 绘制校正前、后及校正装置对数频率特性曲线；4）设校正装置R1=100K ，R2=R3=50K ，根据计算结果确定有源超前校正网络元件参数R4、C 值；5）绘制引入校正装置后系统电路图（设给定的电阻和电容：R=100K ，C=1μF 、10μF 若干个）；6）利用Matlab 仿真软件辅助分析，绘制校正前、后及校正装置对数频率特性曲线,并验算设计结果；7）在Matlab-Simulink 下建立系统仿真模型，求校正前、后系统单位阶跃响应特性，并进行系统性能比较。
要求：分析设计要求，说明校正的设计思路（超前校正，滞后校正或滞后－超前校正）；详细设计（包括的图形有：校正结构图，校正前系统的Bode 图，校正装置的Bode 图，校正后系统的Bode 图）；用MATLAB 编程代码及运行结果（包括图形、运算结果）； 校正前后系统的单位阶跃响应图。
自考《自动控制理论二》历年真题
全国2006年10月高等教育自学考试自动控全国2006年10月高等教育自学考试自动控制理论(二)试题课程代码：02306一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1．控制系统中,基本环节的划分，是根据（）A．元件或设备的形式B．系统的物理结构C．环节的连接方式D．环节的数学模型2．单位斜坡函数r(t)的数学表达式是r(t)=（）A．a2tB．t2C．tD．vt3．在实际中很少单独使用的校正方式是（）A．串联校正B．并联校正C．局部反馈校正D．前馈校正4．滞后校正装置的最大滞后相角可趋近（）A．-90°B．-45°C．45°D．90°5．若受控对象存在较大的延迟和惯性，效果较好的控制方式是（）A．比例控制B．积分控制C．比例微分控制D．比例积分控制6．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（）A．<0B．=0C．0<<1D．≥17．设二阶振荡环节的传递函数G（s）=，则其对数幅频特性渐近线的转角频率为（）A．2rad/sB．4rad/sC．8rad/sD．16rad/s8．设某环节频率特性为，当，其频率特性相位移为（）A．-180°B．-90°C．0°D．45°9．控制系统的稳态误差ess反映了系统的（）A．稳态控制精度B．相对稳定性C．快速性D．平稳性10．已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为该系统闭环系统是（）A．稳定的B．条件稳定的C．临界稳定的D．不稳定的11．系统的开环传递函数为当T=1s时，系统的相位裕量为（）A．30°B．45°C．60°D．90°12．开环传递函数为,其根轨迹的起点为() A．0，-3B．-1，-2C．0，-6D．-2，-413．设系统,则该系统（）A．状态可控且可观测B．状态可控但不可观测C．状态不可控且不可观测D．状态不可控且可观测14．函数的拉氏变换是（）A．B．C．D．15．设某闭环传递函数为，则其频带宽度为（）A．0～10 rad/sB．0～1 rad/sC．0～0.1 rad/sD．0～0.01 rad/s二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）请在每小题的空格中填上正确答案。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章
1.偏差信号指的是什么信号与什么信号的差值？
给定信号与主反馈信号
2.对自动控制系统的要求可以归纳为哪三点？其中，哪一方面是基础？
稳定性 快速性和平稳性 准确性 稳定性
3．凡是系统输出信号对控制作用有直接影响的系统都叫做闭环控制系统。
（ ）
4．复合控制常见的两种方式
5.用式子解释叠加原理
10．开环控制系统和闭环控制系统各有什么特点？
开环：1结构简单 成本低 稳定性好 精度低
2无反馈
3一个输入 一个输出 一一对应
4在方框图中信号单向传递 形成开环
5抗干扰能力差 不能自动纠偏 闭环：1结构复杂 成本高 2控制作用不是直接给定 3稳定性比较差 4影响控制作用的大小 5抗干扰能力比较强
11.常见的建立数学模型的方法有哪几种？各有什么特点。
(1) 机理分析法 : 机理明确 应用面广，但需要对象特性清晰
(2) 实验测试法 ： 不需要对象特性清晰，只要有输入输出数据即可，但适用面受限
(3) 上两种结合 ： 通常是机理分析确定结构，实验测试法确定参数，发挥各自优点， 克服相应缺点。
第二章
1.开环传递函数和前向通道传递函数分别是指哪两个信号之比？ 误差信号主反馈信号==)()()(s E s B G s k 误差信号
输出信号前==)()(s E s Y G 2.传递函数是一种数字模型，与系统的微分方程相对应。
（ ）
3.传递函数是系统本身的一种属性，与输入量的大小和性质无关。
（ ）
4.传递函数对系统内部变量的特性不能反映，因此又称为外部描述。
（ ）
5.传递函数极点决定系统固有运动属性。
（ ）
6.传递函数极点的位置决定模态的稳定性与快速性。
（ ）
7.传递函数零点决定模态的比重。
（ ）
8.传递函数的传递系数决定了系统稳态传递性能对。
（ ）
9.信号流图中，后一节点对前一节点没有负载效应。
（ ）
10.图为一个有源四端网络，建立其微分方程数学模型（其中U1为输入变量，U0为输出变量）
11.设机械位移系统如图5所示，其中Xi是输入位移，X0是输出位移，试分别列些各系统的微分方程式。
12.试分别列写图6中各无源网络的微分方程式。
13.已知控制系统结构图如图7所示，试通过结构图等效变换的方法求系统传递函数。
14.试用梅森增益公式求图8中各信号流图的传递函数。
第三章
1.典型输入信号需要满足那些条件？
(1)现场实验室容易产生 (2)反映系统性能 (3)数学表达式简单
2．改善系统稳态精度的方法有哪几种？
(1)增大开环增益 (2)在前向通道中增加积分 (3)采用复合控制
3.稳定性是系统自身的一种固有特性（）
4.系统对输入信号导数的响应等于系统对该输入信号响应的导数（）
5.工程上把阻尼比为多少的二阶系统称为工程最优系统？
6.李亚普诺夫意义下的稳定性包含临界稳定性（）
7.线性系统稳定性的充分必要条件是什么？系统的所有闭环极点均位于S平面的左半部分8（尽量做）设系统结构图如图9所示，误差定义为E（s）=R（s）-C（s）。
试确定参数K1和T0，使以下条件同时满足。
（1）在r（t）=t作用下无稳态误差
（2）在n（t）=t作用下，稳态误差的绝对值不大于0.05
9（填空题）已知系统的脉冲响应，试求系统闭环传递函数
e
e t k 25.10125.0)(-= )454sin(105)(︒++=t t t K )1(1.0)(3t e t K --=
10.设二阶系统的单位阶跃响应为 )1.536.1sin(5.1210)(2.1︒+-=-t e t h t
试求系统的超调量，峰值时间和调节时间。
11．已知系统的特征方程如下，试用劳斯判据判断系统稳定性
(1)04832241232245=+++++s s s s s (2)0108744423456=+--+-+s s s s s s
(3)02535201232345=+++++s s s s s
12.已知单位反馈系统的开环传递函数为)
15.0)(1()15.0()(2++++=
s s s s s K s G 试确定系统稳定时K 值的范围
13.已知系统结构图如图10所示，试确定能使系统稳定的反馈参数的取值范围
14（填空题）．已知单位反馈系统的开环传递函数
（1）)12)(11.0(50)(++=s s s G （2）)
2004()(2++=s S s K s G （3）)102()14)(12(10)(22++++=
s s s s s s G 试求位置误差系数，速度系数以及加速度系数
第四章
1.什么叫闭环主导极点？
去掉偶极子，离虚轴最近的闭环极点
2.什么叫偶极子？
当这对闭环零极点相距很近时，它们就构成偶极子
3.已知开环零极点分布如图所示，试粗略绘出相应的闭环根轨迹图
4.已知系统的特征方程为 03)(s K 2)2s 6)(s 5)(s s(s D(s)*2=++++++= 试用基本法则绘制根轨迹。
第五章
1.使用频率响应法分析系统性能的主要优点是什么？
(1)不需要求解微分方程
(2)可用实验的方法测出系统的频率特性，进而建立系统的数学模型
(3)可以设计出使不希望的频率成分的噪声达到忽略不计的系统
2.频率特性的三大传递能力
同频 变幅 相移
3.相频宽越大系统跟踪输入信号的能力越强，反应越迅速，快速性越好。
（ ）
4.一般而言，谐振峰值越大，系统的平稳性越差。
（ ）
5.频率特性只适用于描述线性系统。
（ ）
6.什么是最小相位系统？它具体有什么特点？
在右半S 平面无极点和零点的传递函数称为最小相位系统。
特点：相位变化最小
7.幅值裕度与相位裕度各是什么定义？
)
()(1g g g jw H jw G K = , ︒-=∠180)()(g g jw H jw G )()(180)(c c c jw H jw G w ∠+︒=γ , 1)()(=c c jw H jw G
8.书p175 例5-1
9.书p178 例5-3
10．已知最小相位开环系统的渐近对数幅频特性曲线如图所示 ，试求系统开环传递函数。
11.设某控制系统的开环传递函数为)
10016()12.0(75)()(2+++=
s s s s s H s G 确定截止频率c ω的值
12.书p186 例5-7
第六章
1.根据校正位置在系统中的不同位置，校正方式一般分为哪四种？串联校正并联校正前置校正补偿校正
2.反馈校正具有什么特点？
(1)削弱非线性影响
(2)改变系统参数或环节性质
(3)降低对参数变化的敏感性
(4)抑制噪声
3.PI属于什么性质的校正？它具有什么特点？
滞后校正可以消除余差，但降低了稳定性
4.PD属于什么性质的校正？它具有什么特点？
超前校正可以提高系统的快速性，改善稳定性。