自动控制原理八套习题集(1)

1、自动控制原理自动控制原理 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（ ） 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（ ）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（ ） A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件4. 从 0 变化到+时，延迟环节频率特性极坐标图为（ ） 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（ ） 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，则它的开环增益为（ ）2)(5 10 ssA.1 B.2 C.5 D.107. 二阶系统的传递函数，则该系统是（ ）52 5)(2sssGA.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 不变，提高 n，则可以（ ） A.提

2、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，当频率时，则相频特性为（ ）TssG1)(T1)(jGA.45 B.-45 C.90 D.-90 10.最小相位系统的开环增益越大，其（ ） 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，则此系统 （ ） 0516178234sssssDA.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：，当 k=（ ）时，闭环系统临界稳定。 )5)(1(sssksGA.10 B.20 C.30 D.4013.设系统的特征方程为，则此系统中包含正实部特征的个数有（ ） 025103234sssssDA.0 B.1 C.2 D.314.单位反馈系统开环传递函数为，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（ ） ssssG652A.2 B.0.2 C.0.5 D.0.0515.若已知某串联校正装置的传递函数为，则它是一种（ ）1101)(sssGcA.反馈校正 B.相位超前校正 C.相位滞后超前校正 D

3、.相位滞后校正16.稳态误差 ess与误差信号 E(s)的函数关系为（ ）A. B. )(lim 0sEe sss)(lim 0ssEe sssC. D.)(limsEe sss)(limssEe sss17.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.减小增益 B.超前校正 C.滞后校正 D.滞后-超前 18.相位超前校正装置的奈氏曲线为（ ） A.圆 B.上半圆 C.下半圆 D.45弧线19.开环传递函数为 G(s)H(s)=,则实轴上的根轨迹为（ ）)3(3ssKA.(-3，) B.(0，) C.(-，-3) D.(-3，0) 20.在直流电动机调速系统中，霍尔传感器是用作（ ）反馈的传感器。 A.电压 B.电流 C.位移 D.速度 二、填空题（每小题 1 分，共 10 分） 21.闭环控制系统又称为 系统。 22.一线性系统，当输入是单位脉冲函数时，其输出象函数与 相同。 23.一阶系统当输入为单位斜坡函数时，其响应的稳态误差恒为 。 24.控制系统线性化过程中，线性化的精度和系统变量的 有关。 25.对于最小相位系统一般只要知道系统的 就可以判

4、断其稳定性。 26.一般讲系统的位置误差指输入是 所引起的输出位置上的误差。 27.超前校正是由于正相移的作用，使截止频率附近的 明显上升，从而具有较大 的稳定裕度。 28.二阶系统当共轭复数极点位于 线上时，对应的阻尼比为 0.707。 29.PID 调节中的“P”指的是 控制器。 30.若要求系统的快速性好，则闭环极点应距虚轴越_ _越好。 三,计算题（第 41、42 题每小题 5 分，第 43 、44 题每小题 10 分，共 30 分） 41.求图示方块图的传递函数，以 Xi (s)为输入，X0 (s)为输出。42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。43.欲使图所示系统的单位阶跃响应的最大超调量为 20%，峰值时间为 2 秒，试确定 K 和H3X0(s)H1G1G2G3 -+-H2+Xi(s)-+G4Mx0 fik2k1D21 sK1值。44.系统开环频率特性由实验求得，并已用渐近线表示出。试求该系统的开环传递函数。(设系统是最小 相位系统)。自动控制原理自动控制原理 2一、单项选择题（每小题 1 分，共 20 分） 1. 系统已给出，确定输入，使输出尽可能符合给定的

5、最佳要求，称为（ ） A.最优控制 B.系统辨识 C.系统分析 D.最优设计 2. 与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（ ）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响 控制信号。 A.输出量 B.输入量 C.扰动量 D.设定量 3. 在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（ ）指标密切相关。 A.允许的峰值时间 B.允许的超调量 C.允许的上升时间 D.允许的稳态误差 4. 主要用于产生输入信号的元件称为（ ） A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件5. 某典型环节的传递函数是，则该环节是（ ） 151 ssGA.比例环节 B.积分环节 C.惯性环节 D.微分环节6. 已知系统的微分方程为，则系统的传递函数是（ ）txtxtxtxi2263000 2,3=2, K=48 (1 分)2根据以上结果绘制的根轨迹如右图所示。(2 分) 所要求系统稳定的 K 值范围是:00，系统的稳态误差 ess就增大，说明利用局部负反馈改善系统稳定性是以fK牺牲系统的稳态精度为代价的。 (2 分) 44.解: 1)绘制系统根轨迹图已知系统开环传递函数为：) 15 . 0)(1

6、()(sssKsG将其变换成由零、极点表达的形式： (1 分)2)(1()(*sssKsG(其中，根轨迹增益 K*=2K，K 为系统的开环增益，根据上式可绘制根轨迹图) (1) 根轨迹的起点、终点及分支数：三条根轨迹分支的起点分别为 s1=0，s2=-1，s3=-2；终点为无穷远处。 (1 分)(2) 实轴上的根轨迹：实轴上的 0 至-1 和-2 至-间的线段是根轨迹。 (1 分)(3) 渐近线:渐近线的倾角分别为60，180。渐近线与实轴的交点为a= =-1 (2 分)351(4) 分离点:根据公式，得：s1=-0.42，s2=-1.58，因为分离点必须位于 0 和-1 之间，可见 s2不是实际0dsdK的分离点，s1=-0.42 才是实际分离点。 (1 分)(5) 根轨迹与虚轴的交点： 1=0, K*=0; 2,3=1.414, K*=6 根据以上结果绘制的根轨迹如下图所示。 (2 分) 2)由根轨迹法可知系统的稳定范围是:0K*6。 (2 分)自动控制原理试题 8 答案及评分参考一、单项选择题(每小题 1 分，共 20 分) 1 .B 2 .C 3 .C 4 .D 5 .A 6

7、.C 7 .C 8 .D 9 .B 10.D 11.A 12.C 13.D 14.C 15.B 16.D 17.C 18.A 19.D 20.A 二、填空题(每空 1 分, 共 10 分) 21.稳定性 22.稳态值 23.输入量(或驱动函数)24.增大阻尼比 25.1.25 26.相频特性 27. 0.5 28.积分环节 29.变化速率 30.快速性 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) 41.解:(5 分)243132432154321 1)()( HGGHGGGGGGGGGGG sRsC 2 0 k*=6 j1.414 -j1.414 -0.42 1 42.解: (2.5 分) )()()()()()(1)(1)()()()()()(1)(1)(21212 11202 112021021020 20sIsIsItititisIscRsIsUsUdtticRtitutuRsIsUsURtitutusIscsUdttictuiiii(2.5 分)1)(1)( )()(1222112 212111120 sCRCRCRsCCRRsCRCR sUsUi43.解: 系统有一比例环节：K=10 20log10=20 (1 分) 微分环节： 转折频率 1/10=0.1 (1.5 分) 110 s惯性环节： 转折频率为 1/T=1 (1.5 分)11 s20Log G(j)20

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