自动控制原理结构图及其等效变换

动态结构图

一、动态结构图的概念 1、动态结构图是根据系统的物理原理和信号传递关系，将每个框图信号一一连接所形成的数学图形。 2、它可以系统地、直观地表示自动控制系统信息传递的过程。二、动态结构图的符号动态结构图有四个基本单元，分别为信号线、比较点、引出点和方框（环节）。下面分别介绍如下： 1、信号线：是带有箭头的直线，箭头表示信号传递的方向。如下图所示： 2、比较点：比较点也称为综合点，它可对两个以上的信号进行加减运算，“+”表示相加， “－”表示相减。通常加号省略不写。如下图所示： 3、引出点：亦称为测量点，表示信号的引出位置。引出点只能进行信号传递，不能进行能量传递。 4、方框(环节)：方框环节表示对信号进行的数学变换, 方框中写入元、部件或系统的传递函数。方框的输出变量就等于方框的输入变量与方框中传递函数的乘积。三、动态结构图的绘制步骤例2-3如图RC 电路，画出系统的动态结构图。解：（1）列写微分方程式。 1、按系统结构分解各环节，确定各元件的输入、输出量。 2、绘出各环节结构图，标出系统传递函数G （S ），并以箭头字母表示输入和输出。电阻R ：电容R ： C(s) C(s)C(s) G(s)R(s)C(s) R(s)E(s)B(s) R(s)Cs s I s Uc dt du C i s I R s Uc s Ur s Uc s RI s Ur u Ri u c c r 1)()(·)() ()() ()()(·? =?==-?+=?+=拉氏变换拉氏变换u r (t)C u c (t) i R I(s)I(s)I(s)R L C ) (1s I cs Uc =)(s CLI U L =IR U R =11R )(s I )(s U r Cs 1)(s I )(s U C

自动控制原理模拟题及答案

学习中心姓名学号电子科技大学网络与继续教育学院《自动控制原理》模拟试题一一、简答题（共25分） 1、简述闭环系统的特点，并绘制闭环系统的结构框图。( 8分) 2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。( 10分) 3、串联校正的特点及其分类？( 7分) 二、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为) 42()(2++= s s s K s G K ，试确定使系统产生持续振荡的K 值，并求振荡频率ω。( 15分) 三、设某系统的结构及其单位阶跃响应如图所示。试确定系统参数,1K 2K 和a 。( 15分) 四、某最小相角系统的开环对数幅频特性如图示。要求（20分） 1）写出系统开环传递函数； 2）利用相角裕度判断系统的稳定性； 3）将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。五、设单位反馈系统的开环传递函数为 ) 1()(+=s s K s G

试设计一串联超前校正装置，使系统满足如下指标：（25分）（1）在单位斜坡输入下的稳态误差151 ss e ；（2）截止频率ωc ≥7.5(rad/s)；（3）相角裕度γ≥45°。模拟试题一参考答案：一、简答题 1、简述闭环系统的特点，并绘制闭环系统的结构框图。解：闭环系统的结构框图如图：闭环系统的特点：闭环控制系统的最大特点是检测偏差、纠正偏差。 1) 由于增加了反馈通道, 系统的控制精度得到了提高。 2) 由于存在系统的反馈, 可以较好地抑制系统各环节中可能存在的扰动和由于器件的老化而引起的结构和参数的不确定性。 3) 反馈环节的存在可以较好地改善系统的动态性能。 2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。解：

(完整word版)结构图等效变换规则

结构图等效变换 1．环节串联： R s G s G R s G U U s G C ??=?=↓?=)()()()(1212 2．环节并联 []R s G s G R s G R s G R s G U R s G U U U C ?±=±=?=↓?=↓±=)()()()()()(212122112 1 3．反馈连接 C s H s G R s G C C s H R B R E E s G C ?±?=?±=±=↓?=)()()()()( []R s G C s H s G ?=)()()(1μ ) ()(1) ()()()(s H s G s G s R s C s μ== Φ

变换方式原方框图等效方框图等效运算关系串联 )()()()(21s R s G s G s C = 并联 ) ()]()([)(21s R s G s G s C ±= 反馈 ()() ()1()() G s R s C s G s H s = m 比较点前移 ) (])()()([) ()()()(s G s G s Q s R s Q s G s R s C ±=±= 比较点后移 ) ()()()() ()]()([)(s G s Q s G s R s G s Q s R s C ±=±= 引出点前移 )()()(s R s G s C = 引出点后移 ) ()()()(1) ()()(s R s G s C s G s G s R s R == 比较点之间的移动 123()()()()C s R s R s R s =±± 引出点之间的移动 12()()()()C s C s C s R s === 比较点与引出点之间的移动 )()()(21s R s R s C -=

模拟考试题(自动控制原理)

模拟试题(自动控制原理) 1. 本试卷共六大题，满分100分，考试时间90分钟，闭卷；第一部分：选择题一、单项选择题（本大题共15小题，每小题3分，共45分） 2.衡量系统稳态精度的重要指标时（ C ）。 A．稳定性 B．快速性 C．准确性 D．安全性 2.火炮自动瞄准系统的输入信号是任意函数，这就要求被控量高精度地跟随给定值变化，这种控制系统叫（ C ）。 A.恒值调节系统 B.离散系统 C.随动控制系统 D.数字控制系统 3.某典型环节的传递函数是，则该环节是（ D ）。 A．积分环节 B．比例环节 C．微分环节 D．惯性环节 4. 关于传递函数，错误的说法是（ D ）。 A.传递函数只适用于线性定常系统 B.传递函数完全取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数没有影响 C.传递函数一般是为复变量s的真分式 D.闭环传递函数的零点决定了系统的稳定性 5.高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的( C )。 A．准确度越高B．准确度越低 C．响应速度越慢 D．响应速度越快 6.系统渐近线与实轴正方向夹角为（ B ）。 A、90° B、90°、270° C、270° D、无法确定 7.已知单位负反馈系统的开环传开环传递函数为，则当K为下列哪个选项时系统不稳定（ D ）。 A.5 B. 10 C. 13 D. 16 8.对于绘制根轨迹的基本法则，以下说法不正确的是（ C ）。 A.根轨迹对称于实轴 B.根轨迹的分支数等于系统的阶数 C. 根轨迹以开环零点为起点，以开环极点为终点 D. 根轨迹与虚轴相交意味着闭环特征方程出现纯虚根 9.某闭环系统的开环传递函数为，则该系统为（ D ）。 A.0型系统，开环放大系数K=8 B.0型系统，开环放大系数K=2 C.I型系统，开环放大系数K=8 D.I型系统，开环放大系数K=2 10.系统的开环传递函数如下所以，其中属于最小相位系统的是（ A ）。 11.关于线性系统稳态误差，正确的说法是( A )。 A.增加系统前向通道中的积分环节个数可以提高系统的无稳态误差的等级 B.I型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差 C.减小系统开环增益K可以减小稳态误差 D.增加积分环节可以消除稳态误差，而且不会影响系统稳定性 12.已知单位反馈系统的开环传递函数为，则根据频率特性的物理意义，该闭环系统输入信号为r(t)=sin3t 时系统的稳态输出为（ B ）。 A. 0.354sin3t B.0.354sin(3t-450) C. 0.354sin(3t+450) D.0.354sin(t-450)

自动控制原理期末考试题

《自动控制原理B 》试题A 卷答案一、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1．若某负反馈控制系统的开环传递函数为 5 (1) s s +，则该系统的闭环特征方程为 ( D )。 A ．(1)0s s += B. (1)50s s ++= C.(1)10s s ++= D.与是否为单位反馈系统有关 2．梅逊公式主要用来（ C ）。 A.判断稳定性 B.计算输入误差 C.求系统的传递函数 D.求系统的根轨迹 3．关于传递函数，错误的说法是 ( B )。 A.传递函数只适用于线性定常系统； B.传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响； C.传递函数一般是为复变量s 的真分式； D.闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。 4．一阶系统的阶跃响应（ C ）。 A ．当时间常数较大时有超调 B ．有超调 C ．无超调 D ．当时间常数较小时有超调 5. 如果输入信号为单位斜坡函数时，系统的稳态误差为无穷大，则此系统为（ A ） A ． 0型系统 B. I 型系统 C. II 型系统 D. III 型系统二、填空题（本大题共7小题，每空1分，共10分） 1．一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：___稳定性、快速性、__准确性___。 2.对控制系统建模而言，同一个控制系统可以用不同的数学模型来描述。 3. 控制系统的基本控制方式为开环控制和闭环控制。 4. 某负反馈控制系统前向通路的传递函数为()G s ，反馈通路的传递函数为()H s ，则系统的开环传递函数为()()G s H s ，系统的闭环传递函数为 () 1()() G s G s H s + 。 5 开环传递函数为2(2)(1) ()()(4)(22) K s s G s H s s s s s ++= +++，其根轨迹的起点为0,4,1j --±。 6. 当欠阻尼二阶系统的阻尼比减小时，在单位阶跃输入信号作用下，最大超调量将增大。 7.串联方框图的等效传递函数等于各串联传递函数之积。三、简答题（本题10分）图1为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方框图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？

自动控制原理模拟试题

自动控制原理模拟试题6 一、简答（本题共6道小题，每题5分，共30分） 1、画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。 2、通过二阶系统的根轨迹说明，增加开环零点和增加开环极点对系统根轨迹走向的影响。 3、已知某环节的频率特性曲线如下，求当x(t)=10sin5t 输入该环节的时候，系统的输出解析表达式是什么？ 4、通常希望系统的开环对数频率特性，在低频段和高频段有较大的斜率，为什么？ 5、如果一个控制系统的阻尼比比较小，请从时域指标和频域指标两方面说明该系统会有什么样的表现？并解释原因。 6、最小相位系统的Nyquist 图如下所示，画出图示系统对应的 Bode 图，并判断系统的稳定性。二、改错（本题共5道小题，每题5分，共25分） 1. 微分方程的拉氏变换可以得到系统的传递函数，系统传递函数的拉氏反变换是微分方程。 2. 传递函数描述系统的固有特性。其系数和阶次都是实数，只与系统内部结构参数有关而与输入量初始条件等外部因素无关。 3. 频率法不仅研究一个系统对不同频率的正弦波输入时的响应特性，也研究系统对阶跃信号的响应特性。 4. 系统开环对数频率特性的中频段的长度对相位裕量有很大影响，中频段越长，相位裕量越小。 W k (j 40 20 - π/2 - π ?(ω)

5. Nyquist 图中()1k W j ω>的部分对应Bode 图中0dB 线以下的区段，Nyquist 图中的实轴对应Bode 图中的π-线。三、设单位反馈系统的开环传递函数（本题20分） i s T s K s T K K s G m m f f 1)1(1)(0?+?+?= 输入信号为 )(1)()(t bt a t r ?+= 其中0K , m K , f K , i, f T , m T 均为正数，a 和b 为已知正常数。如果要求闭环系统稳定，并且稳态误差ss e <0ε, 其中0ε>0, 试求系统各参数满足的条件。四、试用梅逊增益公式求下图中各系统信号流图的传递函数C(s)/R(s)。（15分）五、（本题20分）设单位反馈控制系统的开环传递函数 )102.0)(101.0()(++=s s s K s G 要求： (1) 画出准确根轨迹(至少校验三点，包括与虚轴交点)； (2) 确定系统的临界稳定开环增益K ｃ；（3）当一个闭环极点是－5的时候，确定此时的其他极点。六、已知最小相位系统的对数幅频渐近特性曲线如图所示， 1）试确定系统的开环传递函数； 2）求解系统的相位裕量，并判断稳定性； 3）

自动控制原理试题库(含参考答案)

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，则G(s) 为G1(s)+G2(s)（用G1(s)与G2(s)表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， ω，则无阻尼自然频率= n 7 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、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。 2、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。 3、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。 4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。

5、设系统的开环传递函数为2(1)(1) K s s Ts τ++ arctan 180arctan T τωω--。 6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对应时域性能指标调整时间s t ，它们反映了系统动态过程的。 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。是指闭环传系统的性能要求可以概括为三个方面，即：稳定性、准确性和快速性，其中最基本的要求是稳定性。 2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为()G s ，则该系统的开环传递函数为()G s 。 3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有微分方程、传递函数等。 4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用劳思判据、根轨迹、奈奎斯特判据等方法。

自动控制原理模拟题及答案

学习中心姓名学号西安电子科技大学网络与继续教育学院《自动控制原理》模拟试题一一、简答题（共25分） 1、简述闭环系统的特点，并绘制闭环系统的结构框图。( 8分) 2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。( 10分) 3、串联校正的特点及其分类( 7分) 二、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为) 42()(2++=s s s K s G K ，试确定使系统产生持续振荡的K 值，并求振荡频率ω。( 15分) 三、设某系统的结构及其单位阶跃响应如图所示。试确定系统参数,1K 2K 和a 。( 15分) 四、某最小相角系统的开环对数幅频特性如图示。要求（20分） 1）写出系统开环传递函数； 2）利用相角裕度判断系统的稳定性； 3）将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。五、设单位反馈系统的开环传递函数为 ) 1()(+= s s K s G 试设计一串联超前校正装置，使系统满足如下指标：（25分）（1）在单位斜坡输入下的稳态误差151

模拟试题一参考答案：一、简答题 1、简述闭环系统的特点，并绘制闭环系统的结构框图。解：闭环系统的结构框图如图：闭环系统的特点：闭环控制系统的最大特点是检测偏差、纠正偏差。 1) 由于增加了反馈通道, 系统的控制精度得到了提高。 2) 由于存在系统的反馈, 可以较好地抑制系统各环节中可能存在的扰动和由于器件的老化而引起的结构和参数的不确定性。 3) 反馈环节的存在可以较好地改善系统的动态性能。 2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。解： 3、串联校正的特点及其分类答：串联校正简单, 较易实现。设于前向通道中能量低的位置，减少功耗。主要形式有相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后-超前校正。二、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为) 42()(2 ++=s s s K s G K ，试确定使系统产生持续振荡的K 值，并求振荡频率ω。

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 ()G s ，则G(s)为G1(s)+G2(s)（用G 1(s)与G 2(s) 表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示，则无阻尼自然频率 n ω 阻尼比=ξ，0.7072 = 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 105 0.20.5s 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101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为(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 1 [1] p K Ts + ，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态性能。 1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。

2、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。 3、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。 4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。 5、设系统的开环传递函数为 2(1)(1) K s s Ts τ++ 为arctan 180arctan T τωω--。 6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率 c ω对应时域性能指标调整时间s t ，它们反映了系统动态过程的。 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。一阶系统传函标准形式是1 ()1 G s Ts = +，二阶系统传函标准形式是22 2 ()2n n n G s s s ωζωω=++。 3、在经典控制理论中，可采用劳斯判据、根轨迹法或奈奎斯特判据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。

自动控制原理模拟试题(附)

自动控制原理模拟试题(附) 一、简答题：（合计20分, 共4个小题，每题5分） 1. 如果一个控制系统的阻尼比比较小，请从时域指标和频域指标两方面说明该系统会有什么样的表现？并解释原因。 2. 大多数情况下，为保证系统的稳定性，通常要求开环对数幅频特性曲线在穿越频率处的斜率为多少？为什么？ 3. 简要画出二阶系统特征根的位置和响应曲线之间的关系。 4. 用根轨迹分别说明，对于典型的二阶系统增加一个开环零点和增加一个开环极点对系统根轨迹走向的影响。二、已知质量-弹簧-阻尼器系统如图(a)所示，其中质量为m 公斤，弹簧系数为k 牛顿/米，阻尼器系数为μ牛顿秒/米，当物体受F = 10牛顿的恒力作用时，其位移y (t )的的变化如图(b)所示。求m 、k 和μ的值。(合计20分) F μ m ) t y k ) (t y 0.06 0.08 3t 图(a) 图(b) 三、已知一控制系统的结构图如下，（合计20分, 共2个小题，每题10分） 1）确定该系统在输入信号()1()r t t =下的时域性能指标：超调量%σ，调节时间s t 和峰值时间p t ； 2）当()21(),()4sin3r t t n t t =?=时，求系统的稳态误差。四、已知最小相位系统的开环对数幅频特性渐近线如图所示，c ω位于两个交接频率的几何中心。 1）计算系统对阶跃信号、斜坡信号和加速度信号的稳态精度。 2）计算超调量%σ和调节时间s t 。（合计20分, 共2个小题，每题10分） [1%0.160.4(1)sin σγ=+-,2 112 1.51 2.51sin sin s c t πωγγ? ?????=+-+-?? ? ???????? ] 五、某火炮指挥系统结构如下图所示，()(0.21)(0.51)K G s s s s =++系统最大输出速度为 2 L (ω)/d ω (rad/s) -40 -20 -40 1 5 0 -20 20 ωc 14s + 82s + R(s) N(s) C(s)

《自动控制原理》模拟试卷四及答案

是。 8、PI 控制规律的时域表达式是。P I D 控制规律的传递函数表达式是。 9、设系统的开环传递函数为1 2 (1)(1) K s T s T s ++，则其开环幅频特性为，相频特性为。二、判断选择题(每题2分，共 16分) 1、关于线性系统稳态误差，正确的说法是：( ) A 、一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差； B 、稳态误差计算的通用公式是 20()lim 1()() ss s s R s e G s H s →=+； C 、增大系统开环增益K 可以减小稳态误差； D 、增加积分环节可以消除稳态误差，而且不会影响系统稳定性。 2、适合应用传递函数描述的系统是 ( )。 A 、单输入，单输出的线性定常系统；

B 、单输入，单输出的线性时变系统； C 、单输入，单输出的定常系统； D 、非线性系统。 3、若某负反馈控制系统的开环传递函数为5(1)s s +，则该系统的闭环特征方程为 ( )。 A 、(1)0s s += B 、 (1)50 s s ++= C 、(1)10s s ++= D 、与是否为单位反馈系统有关 4、非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，当输入信号为R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为 ( ) A 、 ()()() E S R S G S =? B 、 ()()()() E S R S G S H S =?? C 、 ()()()() E S R S G S H S =?- D 、 ()()()() E S R S G S H S =- 5、已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是 ( )。 A 、 *(2)(1) K s s s -+ B 、 * (1)(5K s s s -+） C 、 * 2(31) K s s s +－ D 、*(1)(2) K s s s -- 6、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅

自动控制原理期末试卷与答案

自动控制原理期末试卷与答案自动控制原理1 一、单项选择题（每小题1分，共20分） 1. 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（c ） A.系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计 2. 惯性环节和积分环节的频率特性在（d）上相等。 A.幅频特性的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D.穿越频率 3. 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（ d ） A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件 4. ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（a ） A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线 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，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（ d ） A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节 6. 若系统的开环传递函数为10，则它的开环增益为（c ）s(5s2)

7. 二阶系统的传递函数G(s)5，则该系统是（b ）2 s2s5 A.临界阻尼系统 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统 D.零阻尼系统 8. 若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn，则可以（b ） A.提高上升时间和峰值时间 B.减少上升时间和峰值时间 C.提高上升时间和调整时间 D.减少上升时间和超调量 9. 一阶微分环节G(s)1Ts，当频率1时，则相频特性G(j)为（a ）T °°°° 10.最小相位系统的开环增益越大，其（d ） A.振荡次数越多 B.稳定裕量越大 C.相位变化越小 D.稳态误差越小 11.设系统的特征方程为Dss48s317s216s50，则此系统（） A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。 12.某单位反馈系统的开环传递函数为：Gsk，当k=（）时，闭环系统s(s1)(s 5) 临界稳定。

《自动控制原理》模拟试卷四及答案

《自动控制原理》模拟试卷四一、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：、快速性和。 2、控制系统的称为传递函数。一阶系统传函标准形式是，二阶系统传函标准形式是。 3、在经典控制理论中，可采用、根轨迹法或等方法判断线性控制系统稳定性。 4、控制系统的数学模型，取决于系统和 , 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，横坐标为。 6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P 是指，Z 是指，R 指。 7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，s t 定义为。%σ是。 8、PI 控制规律的时域表达式是。P I D 控制规律的传递函数表达式是。 9、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，相频特性为。二、判断选择题(每题2分，共 16分) 1、关于线性系统稳态误差，正确的说法是：( ) A 、一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差； B 、稳态误差计算的通用公式是20() lim 1()() ss s s R s e G s H s →=+；

C 、增大系统开环增益K 可以减小稳态误差； D 、增加积分环节可以消除稳态误差，而且不会影响系统稳定性。 2、适合应用传递函数描述的系统是 ( )。 A 、单输入，单输出的线性定常系统； B 、单输入，单输出的线性时变系统； C 、单输入，单输出的定常系统； D 、非线性系统。 3、若某负反馈控制系统的开环传递函数为 5 (1) s s +，则该系统的闭环特征方程为 ( )。 A 、(1)0s s += B 、 (1)50s s ++= C 、(1)10s s ++= D 、与是否为单位反馈系统有关 4、非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，当输入信号为R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为 ( ) A 、 ()()()E S R S G S =? B 、()()()()E S R S G S H S =?? C 、()()()()E S R S G S H S =?- D 、()()()() E S R S G S H S =- 5、已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是 ( )。 A 、 *(2)(1)K s s s -+ B 、*(1)(5K s s s -+） C 、*2(31)K s s s +－ D 、*(1)(2) K s s s -- 6、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的： A 、低频段 B 、开环增益 C 、高频段 D 、中频段 7、已知单位反馈系统的开环传递函数为2210(21) ()(6100) s G s s s s += ++，当输入信号是 2()22r t t t =++时，系统的稳态误差是( ) A 、 0 ； B 、 ∞ ； C 、 10 ； D 、 20

自动控制原理模拟题及答案

姓名 _______________________________ 学号____________________________ 西安电子科技大学网络与继续教育学院《自动控制原理》模拟试题一一、简答题（共25分） 1、简述闭环系统的特点，并绘制闭环系统的结构框图。（8分） 2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。（10分） 3、串联校正的特点及其分类？（ 7分）二、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为G K（S）」，试确定使系 S（S122S 4）统产生持续振荡的K值，并求振荡频率。（15分）三、设某系统的结构及其单位阶跃响应如图所示。试确定系统参数（15 分）四、某最小相角系统的开环对数幅频特性如图示。要求（20 分） K1, K2和a 。单隹阶康响应

3) 将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。五、设单位反馈系统的开环传递函数为试设计一串联超前校正装置，使系统满足如下指标：(25分) (1 )在单位斜坡输入下的稳态误差e ss 1 15 ; (2) 截止频率3 c> 7.5(rad/s); (3) 相角裕度丫》45°。模拟试题一参考答案：一、简答题 1、简述闭环系统的特点，并绘制闭环系统的结构框图解：闭环系统的结构框图如图：闭环控制系统的最大特点是检测偏差、纠正偏差。 1) 由于增加了反馈通道，系统的控制精度得到了提高。 2) 由于存在系统的反馈，可以较好地抑制系统各环节中可能存在的扰动和由于器件的老化而引起的结构和参数的不确定性。 3) 反馈环节的存在可以较好地改善系统的动态性能。 2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。解: G(s) K s(s 1) 闭环系统的特点:

自动控制原理模拟题与答案

学习中心姓名学号西安电子科技大学网络与继续教育学院《自动控制原理》模拟试题一一、简答题（共25分） 1、简述闭环系统的特点，并绘制闭环系统的结构框图。(8分) 2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。(10分) 3、串联校正的特点及其分类？(7分) 二、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为 K K，试确定使系G(s) 2s s(s24) 统产生持续振荡的K值，并求振荡频率。(15分) 三、设某系统的结构及其单位阶跃响应如图所示。试确定系统参数K,K2和a。 1 (15分) 四、某最小相角系统的开环对数幅频特性如图示。要求（20分） 1）写出系统开环传递函数； 2）利用相角裕度判断系统的稳定性；

3）将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系响。五、设单位反馈系数为 G(s) K s(s 1) 试设计一串联超前校正装置，使（25 分）（1）在单位斜坡输入差e ss 115；（2 ）截ωc ≥7.5(rad/s)；（3）相角裕度γ≥45°。模拟试题一一题 1 、简述闭环系统的特点，并绘制闭环系统的解：闭环系统的闭环系统的特点：闭环控制系统的最大特测偏差、纠正偏差。 1)由于增加了反,系统的控制精度得到了提高。 2)由于存在系统的反馈,可以较好地抑制系统各环节存动和由于器件的老化而引起的结构和参数的不确定性。 3)反馈环节的存在可以较好地改善系。 2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应系。解：

11 3、串联校正的特点及其分类？答：串联校正简单,较易实现。设于前向通道中能量低的位置，减少功耗。主要形式有相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后-超前校正。二、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为 K G K，试确定使系 (s) 2s s(s24) 统产生持续振荡的K值，并求振荡频率。解：系统的闭环传递函数为： K G(s) B24 32 sss K 3ssK 2 特征方程为：()240 Dss 列劳斯表 314 s 22K s 1(8-K)/2 s 0K s 24K 要使系统稳定，则K0;0。得：8K0 2 所以，使系统产生持续振荡的K值为：K8 将K8代入特征方程，即 D(s) 3ssss 22 s248(4)( 2) 0

自动控制原理试题(A卷)答案

1 广东技术师范学院 20 —20 学年度第( )学期期末考试试卷（参考答案及评分标准）科目：自动控制原理（A ）卷考试形式：闭卷考试时间: 120 分钟一、填空题（每空 2分，共20分） 1、大多数控制系统具有闭环方式的控制结构，它是根据负反馈原理，按偏差量进行控制的。 2、线性定常系统传递函数是指，在零初始条件下，输出量和输入量的拉式变换（拉普拉斯变换）之比。 3、右图中有 5 条根轨迹，使闭环系统稳定时 K 的取值范围 0

2 传递的系统（含有采样开关的系统）二、单项选择题（每题2分，共20分） 1、下图系统中，开环传递函数是指（ A ） A 、B(s)/E(s)； B 、Y(s)/R(s)； C 、E(s)/R(s)； D 、Y(s)/E(s)。 2、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明（ B ） A 、系统不稳定； B 、型别2

自动控制原理试题库(含答案)

自动控制原理2013年12月

课程名称: 自动控制原理（A/B/C 卷闭卷）一、填空题（每空 1 分，共15分） 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按的前馈复合控制和按的前馈复合控制。 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()G s ，则G(s)为（用G 1(s)与G 2(s) 表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示，则无阻尼自然频率=n ω ，阻尼比=ξ ，该系统的特征方程为，该系统的单位阶跃响应曲线为。 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。 6、根轨迹起始于，终止于。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为。 8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是，其相应的传递函数为，由于积分环节的引入，可以改善系统的性能。

二、选择题（每题 2 分，共20分） 1、采用负反馈形式连接后，则 ( ) A 、一定能使闭环系统稳定； B 、系统动态性能一定会提高； C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除； D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。 2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。 A 、增加开环极点； B 、在积分环节外加单位负反馈； C 、增加开环零点； D 、引入串联超前校正装置。 3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ，则系统 ( ) A 、稳定； B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升； C 、临界稳定； D 、右半平面闭环极点数2=Z 。 4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明 ( ) A 、型别2

自动控制原理期末试卷与答案

自动控制原理 1 单项选择题（每小题 1 分，共 20 分） 1. 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（ c ） A. 系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计 2. 惯性环节和积分环节的频率特性在（ d ）上相等。 A. 幅频特性的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D.穿越频率 3. 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（ d ） A. 比较元件 B. 给定元件 C.反馈元件 D. 放大元件 4. ω从 0 变化到 +∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（ a ） A. 圆 B. 半圆 C.椭圆 D.双曲线 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，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（ d ） 6. 若系统的开环传递函数为，则它的开环增益为（ c ） s （5s 2） A.1 B.2 C.5 D.10 7. 二阶系统的传递函数 G （s ） 2 5 ，则该系统是（ b ） s 2 2s 5 11.设系统的特征方程为 D s s 4 8s 3 17s 2 16s 5 0 ，则此系统（） 13.设系统的特征方程为 D s 3s 4 10s 3 5s 2 s 2 0，则此系统中包含正实部特征的个数有（） G s s 2 5 6s s ，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（） A.比例环节 B. 微分环节 C.积分环节 D. 惯性环节 A. 临界阻尼系统 B.欠阻尼系统 8. 若保持二阶系统的 ζ不变，提高 ωn ， A.提高上升时间和峰值时间 C.提高上升时间和调整时间 9. 一阶微分环节 G （s ） 1 Ts ，当频率 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 C.过阻尼系统 D.零阻尼系统则可以（ b ） B. 减少上升时间和峰值时间 D.减少上升时间和超调量 1 T 时，则相频特性 G （j ）为（ a ） C. 90 ° D.-90° d ） B. 稳定裕量越大 D. 稳态误差越小 A. 稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。 12.某单位反馈系统的开环传递函数为：临界稳定。 A.10 B.20 Gs k s(s 1)(s 5) ，当 k=（）时，闭环系统 C.30 D.40 A.0 B.1 C.2 D.3 14.单位反馈系统开环传递函数为

自动控制原理模拟试题1包含答案

自动控制原理模拟试题1 一、简答题：（合计20分, 共4个小题，每题5分） 1. 如果一个控制系统的阻尼比比较小，请从时域指标和频域指标两方面说明该系统会有什么样的表现？并解释原因。 2. 大多数情况下，为保证系统的稳定性，通常要求开环对数幅频特性曲线在穿越频率处的斜率为多少？为什么？ 3. 简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。 4. 用根轨迹分别说明，对于典型的二阶系统增加一个开环零点和增加一个开环极点对系统根轨迹走向的影响。二、已知质量-弹簧-阻尼器系统如图(a)所示，其中质量为m 公斤，弹簧系数为k 牛顿/米，阻尼器系数为μ牛顿秒/米，当物体受F = 10牛顿的恒力作用时，其位移y (t )的的变化如图(b)所示。求m 、k 和μ的值。(合计20分) F ) t 图(a) 图(b) 三、已知一控制系统的结构图如下，（合计20分, 共2个小题，每题10分） 1）确定该系统在输入信号()1()r t t =下的时域性能指标：超调量%σ，调节时间s t 和峰值时间p t ； 2）当()21(),()4sin3r t t n t t =?=时，求系统的稳态误差。

四、已知最小相位系统的开环对数幅频特性渐近线如图所示，c ω位于两个交接频率的几何中心。 1）计算系统对阶跃信号、斜坡信号和加速度信号的稳态精度。 2）计算超调量%σ和调节时间s t 。（合计20分, 共2个小题，每题10分） [1%0.160.4(1)sin σγ=+-,2 112 1.51 2.51sin sin s c t πωγγ? ?????=+-+-?? ? ???????? ] (0.21)(0.51) s s s ++系统最大输出速度为2 r/min ，输出位置的容许误差小于2，求： 1）确定满足上述指标的最小K 值，计算该K 值下的相位裕量和幅值裕量； 2）前向通路中串联超前校正网络0.41 ()0.081 c s G s s +=+，试计算相位裕量。（合计20分, 共2个小题，每题10分） (rad/s)