自动控制原理及其应用试卷试题与答案.docx

自动控制原理试卷与答案 （A/B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G1(s)与G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为，则G(s)为 （用G1(s)与G2(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 ，阻尼比 ，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，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，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 ，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4、系统在作用下的稳态误差，说明 ( )A、 型别； 　 B、系统不稳定；C、 输入幅值过大； D、闭环传递函数中有一个积分环节5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是( )A、主反馈口符号为“-” ； B、除外的其他参数变化时；C、非单位反馈系统； D、根轨迹方程（标准形式）为。

6、开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标( ) A、超调 B、稳态误差 C、调整时间 D、峰值时间7、已知开环幅频特性如图2所示， 则图中不稳定的系统是( ) 系统① 系统② 系统③图2A、系统① B、系统② C、系统③ D、都不稳定8、若某最小相位系统的相角裕度，则下列说法正确的是 ( )A、不稳定； B、只有当幅值裕度时才稳定；C、稳定； D、不能判用相角裕度判断系统的稳定性9、若某串联校正装置的传递函数为，则该校正装置属于( ) A、超前校正 B、滞后校正 C、滞后-超前校正 D、不能判断10、下列串联校正装置的传递函数中，能在处提供最大相位超前角的是：A、 B、 C、 D、三、(8分)试建立如图3所示电路的动态微分方程，并求传递函数。

图3四、（共20分）系统结构图如图4所示：图41、写出闭环传递函数表达式；（4分）2、要使系统满足条件：,,试确定相应的参数和；（4分）3、求此时系统的动态性能指标；（4分）4、时，求系统由产生的稳态误差；（4分）5、确定，使干扰对系统输出无影响4分）五、(共15分)已知某单位反馈系统的开环传递函数为: 1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹（求出：渐近线、分离点、与虚轴的交点等）；（8分）2、确定使系统满足的开环增益的取值范围7分）六、（共22分）某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线如图5所示：1、写出该系统的开环传递函数；（8分）2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性3分）3、求系统的相角裕度7分）4、若系统的稳定裕度不够大，可以采用什么措施提高系统的稳定裕度（4分 试题二一、填空题（每空 1 分，共15分） 1、在水箱水温控制系统中，受控对象为 ，被控量为 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 ；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 ；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 。

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 判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用　 　　　 ；在频域分析中采用　 　　　 4、传递函数是指在　 初始条件下、线性定常控制系统的　　 　　　　　与　　　 　 之比5、设系统的开环传递函数为，则其开环幅频特性为 ，相频特性为 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对应时域性能指标 ，它们反映了系统动态过程的　　　　　　二、选择题（每题 2 分，共20分）1、关于传递函数，错误的说法是 ( ) 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2、下列哪种措施对改善系统的精度没有效果 ( )A、增加积分环节 B、提高系统的开环增益K C、增加微分环节 D、引入扰动补偿3、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的 ( ) 。

A、准确度越高 B、准确度越低 C、响应速度越快 D、响应速度越慢4、已知系统的开环传递函数为，则该系统的开环增益为 ( )A、 50 B、25 C、10 D、5 5、若某系统的根轨迹有两个起点位于原点，则说明该系统( ) A、含两个理想微分环节 B、含两个积分环节 C、位置误差系数为0 D、速度误差系数为06、开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标( ) A、超调 B、稳态误差 C、调整时间 D、峰值时间7、已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是( )A、 B 、 C 、 D、8、若系统增加合适的开环零点，则下列说法不正确的是 ( ) A、可改善系统的快速性及平稳性； B、会增加系统的信噪比；C、会使系统的根轨迹向s平面的左方弯曲或移动； D、可增加系统的稳定裕度。

9、开环对数幅频特性的低频段决定了系统的( )A、稳态精度 B、稳定裕度 C、抗干扰性能 D、快速性10、下列系统中属于不稳定的系统是( ) A、闭环极点为的系统 B、闭环特征方程为的系统C、阶跃响应为的系统 D、脉冲响应为的系统三、(8分)写出下图所示系统的传递函数（结构图化简，梅逊公式均可）四、设闭环传递函数，试求：1、；； ；时单位阶跃响应的超调量、调节时间及峰值时间7分） 2、；和；时单位阶跃响应的超调量、调节时间和峰值时间7分）3、根据计算结果，讨论参数、对阶跃响应的影响6分）五、(共15分)已知某单位反馈系统的开环传递函数为，试： 1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹（求出：分离点、与虚轴的交点等）；（8分）2、求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围7分）六、（共22分）已知反馈系统的开环传递函数为 ，试： 1、用奈奎斯特判据判断系统的稳定性；（10分）2、若给定输入r(t) = 2t＋2时，要求系统的稳态误差为0.25，问开环增益K应取何值7分）3、求系统满足上面要求的相角裕度5分）试题三一、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，定义为 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，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；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，则该系统。