西南交1112考试批次《自动控制原理A》复习题及参考答案

自动控制原理A第1次作业
正确答案：A
解答参考：
三、主观题（共4道小题）
5.对控制系统的基本要求主要包
括、和。

参考答案：稳准快
6.自动控制系统的偏差是指系统的和的差值。

参考答案：输入量（输入信号）反馈量（反馈信号）
7.简述反馈控制系统的工作原理。

参考答案：反馈控制系统的工作原理是：反馈控制系统利用反馈将系统的输出量通过测量元件返回到输入端，与给定输入相比较得到偏差信号。

偏差信号经过控制器产生控制作用，控制作用使得偏差减少或消除，保证系统的输出量按给定输入的要求变化。

8.
直流电动机转速控制系统如下图，简述其工作原理，并说明系统中的输入量、输出量、控制器、执行机构、测量元件以及该系统采用何种控制方式？
参考答案：
工作原理：输入端输入期望的转台速度（实际上是设置一定的电压），实际的转台速度通过转速计（测量元件）转换成与转轴转速成比例的电压信号返回输入端与设置的电压相比较。

若存在偏差电压,则该电压经直流放大器放大后，送入直流电机中，使直流电机控制转台的速度朝偏差减小的方向变化，从
自动控制原理A第2次作业
3.在经典控制理论中，采用的频域数学模型为：［不选全或者选错，不算完成］
7.
系统的方框图如下图所示，计算传递函数Y(s)/R(s)。

■*
9.
假设以下两个系统的传递函数分别为: 8 S 3+7S 2+14S +8
8(s+5)
S 3+12S 2+44S +48 试写出上述系统的微分方程（初始条件为零）。

参考答案:
系统的传谨函数:
Y(s)(R(s)=G(s)= g©
KG X G 2+S (1+G 1G 2^1+G 1G 2^2+^^3)
参考答案:
参考答案:
⑵％）= 8.
假设下图中所示的运算放大器是理想的，各个参数取值为C=1F ,R j =167kQ ,R 2=240kQ,R 3=1kQ ,R 4=100kQ ，试计算运算放大器电路的传
G(s)=143.7+24s
自动控制原理A第3次作业
5. 单位负反馈控制系统稳态误差的计算公式为
r sR(s)
=bin 参考答案：'
S 平面的左半部。

参考答案：特征根(闭环极点)
7. 某负反馈控制系统的闭环传递函数为G c (s)=9/(s 2+3s+9)，则系统的无阻尼自然频率 为，阻尼比为，系统单位阶跃响应的调节时间为。

参考答案：3rad/s0.52.33s
8.
若某单位负反馈控制系统的开环传递函数是G(s)=100/[s 2(0.1s+1)],则该系统为型 系统，其静态位置误差系数K p =。

参考答案：2无穷大
9.
设某控制系统的结构图如图E1.1所示，试计算该系统的暂态性能：超调量°%,峰值时间T ，上升时间T 和调整时间T
prSo
参考答案:
6.线性定常系统稳定的充分必要条件是，系统的所有
.都具有负实部，即都位于
自动控制原理A第4次作业
本次作业是本门课程本学期的第4次作业，注释如下：
一、不定项选择题（有不定个选项正确，共4道小题）
1.以下关于控制系统根轨迹法描述正确的是：［不选全或者选错，不算完
成］
(A)根轨迹法是求解闭环系统特征方程根的一种图式法。

(B)在已知系统开环零、极点在s平面分布的情况下，绘制系统闭环极点在s平面随某一参数变化时的运动轨迹。

(C)绘制根轨迹时，凡是满足幅值条件的点都在根轨迹上。

(D)根轨迹起始于系统开环极点终止于系统开环零点。

正确答案：ABD解答参考:
2.以下关于控制系统根轨迹法描述错误的是：［不选全或者选错，不算完成］
(A)根轨迹法的分支数与开环有限零点数m和开环有限极点数n中的大者相等。

(B)当开环有限零点数m小于开环有限极点数n时，有n-m条根轨迹分支终止于无穷远处。

(C)实轴上某区域，若其右侧开环实数零、极点个数之和为偶数，则该区域具有根轨迹。

(D)一部分根轨迹分支向右移动则必定有一部分根轨迹分支向左移动。

正确答案：C解答参考:
3.下列系统中无论增益K*为何正值，系统均不稳定的是：［不选全或者选错,不算完成］
(A)
(s+0.5)(s+l)
s(s+0.5)(s+l)
K\s+0.5)
仏+1)
(C)
(D)正确答案：C
解答参考：
4.两条或两条以上的根轨迹分支在复平面上相遇又立即分开的点，称为根轨迹的：［不选全或者选错，不算完成］
(A)与虚轴的交点
(B)起始点
(C)渐近线与实轴的交点
8
=160
乂(2A+l)xl80B
馥= n —m 〔4）根轨迹和虚轴的交点为:
^1,2=丿&=±川
临界稳定的疋值为:
参考答案：
（0实轴上的根轨迹：
（-CD,-8],[-2,0]
〔2）根轨迹的分离点为：
S1=-0.93（疋；＞0）
（3）根轨迹的渐近线为:
0+(-2)+(-S) 10
T 60°
A=0 180
°
k=Y 300°
k=2
用战
2>厂2> n —m (2A+1)x180° -
C5)系统的根轨迹为:
_12相-1O^1-弘-4*~2<0丰2*
9.
某单位反馈系统的开环传递函数为：
&⑸s(s+2)(^+5)
试求：
(1)实轴上的分离点和与该点对应的增益K；
(2)当有两个闭环特征根位于虚轴上时，系统的增益值和特征根;
(3)K=6时的闭环特征根；
(4)画出根轨迹图。

参考答案：
系统的开环极点./?l=o P2=2P3=5
(1)实轴上ffi］分离点及其増益K
P(s~)=lQ(s)=s3+7s2+10s
P(s)=0e'(s)=3s2+14s+10
P(s)Q l0)-F0)QO)=3/+14s+10=0
込=-3.7863,验证K=-8.2088(^去)衍=-0.8804
验证K=4.0607
?
实轴上的分离点为先=-0朋04,増益为K=4.0607
3
(2) 当有两个闭环特征根位于虑轴上时，系统的増益值和特征根系
统特征方程
F 十7严十十疋二0
屁诚阵列表
1
7
70-£
7
K 'Q_K 二O^K=70.
7
位于虛轴上的特征根；辺厂土八匝二土石
(3) 当心时,系统的持征根为：
-5.3369-0.8315+j0.6579-0.8315-j0.6579
(4) 系统的根轨迹为：
12-ID 渐进线:
轴二住疋+1)］呂y=(2疋+D 180。

=±60°,180° n-m
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