自动操纵原理题库3[带解答].doc

第 页 （共 页）天津中德职业技术学院电气与能源学院 《自动控制原理》题库—试卷 3 答案注意事项：1、本试卷共 4 页，满分为 100 分，考试时间为 90 分钟2、答题时请使用蓝、黑钢笔或圆珠笔，不得使用红颜色墨水笔除特殊要求外不得使用铅笔题 目 一 二 三 四 五 六 总 分 分数核对得 分阅卷人一、单选题：（每题 2 分，共 16 分） 分数1、在调温设备中，如果要满足条件：当温度低于 18℃时加热器接通，当温度高于 22℃时加热器关断时，选用哪种控制器？（ D ）A、P 调节器 B、PI 调节器 C、PD 调节器 D、两点调节器2. 开环控制系统的的特征是没有（ C ）A、执行环节 B、给定环节 C、反馈环节 D、放大环节3、关于传递函数的特点，下列说法错误的是（ D ）A、传递函数只取决于系统的内部结构和参数，与其他无关B、通过对传递函数的推导，可以研究系统的动态特性C、传递函数的表达式为： 𝑊（ 𝑠） =𝑈𝑐(𝑠)𝑈𝑟(𝑠)D、传递函数中输入量与输出量一定为同一物理量4、某典型环节的传递函数是 ，则该环节是（ C ）15sGA、比例环节 B、积分环节 C、惯性环节 D、微分环节5、某环节的传递函数是 ，则该环节可看成由（ B ）环73节并联而组成。

A、积分、比例、滞后 B、微分、比例、惯性 C、微分、比例、滞后 D、微分、比例、积分6、一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量为（ C ）A.0～15 B.15～30 C.30～60 D.60～907、在下列调节器中，哪一个是滞后校正（ A ）A、PI 调节器 B、PD 调节器 C、P 调节器 D、D 调节器班级 姓名 学号 第 页 （共 页）8、在系统中串联 PD 调节器，以下那一种说法是错误的（ D ）A.是一种相位超前校正装置 B.能影响系统开环幅频特性的高频段C.使系统的稳定性能得到改善 D.使系统的稳态精度得到改善分数二、填空题：（每空 2 分，共 24 分）1、衡量系统的标准是：稳定性、准确性、快速性2、输出量参与了输入控制的系统为 闭环控制3、在采用频率特性法对系统进行分析和设计时，通常以频域指标为依据，开环频域特性指标主要有 剪切频率、相位稳定裕量。

4、对控制系统的校正按相位分有滞后校正、超前校正、滞后超前校正5、在开环对数幅频特性的三个频段中，低频段决定了系统的 准确性，中频段决定了系统的 稳定性，高频段决定了系统的_快速性分数三、简答题：（共 10 分）1、闭环控制系统的基本结构？（4 分）2、给出下列系统结构的等效变换（3 分）𝑊（ 𝑠）1∓𝑊（ 𝑠）3、哪种要求下使用 PI、PD 调节？（3 分）系统精度要求比较高，环境比较好的用 PI 调节；如果外界干扰比较多，但对精度要求不高的用 PD 调节分数四、计算题：（每题 5 分，共 10 分）已知 f1（t）=1，f 2（t）=t 2，f 3（t）=e -2t用运算定理及查表方法，分别求出下列 f（t）的象函数 F（s） 1、 𝑓(𝑡)=𝑓1+2𝑓3𝐹1（ 𝑠） =1𝑠 𝐹3（ 𝑠） = 2𝑠+3（ 2分） 𝐹（ 𝑠） =1𝑠+ 2𝑠+3（ 3分）2、 𝑓(𝑡)=𝑓'2(𝑡)+∫𝑓3(𝑡)𝑑𝑡班级 姓名 学号 第 页 （共 页）𝐹2（ 𝑠） =2𝑠3 𝐹3（ 𝑠） = 2𝑠+3（ 2分）𝐹(𝑠)=𝑠2𝑠3+ 1𝑠(𝑠+3)=2𝑠2+ 1𝑠(𝑠+3)（ 3分）序号 原函数 tf 象函数 )(sF11 12 ate sa3 nt 1!n分数五、求下列电路的传递函数，并写出求解过程（每题 8 分，共 16 分）1、𝑅1𝑅2𝑈𝑟(𝑠) 𝑈𝑐(𝑠)𝐿设流过 R1、L、R2 的电流为 I(s)（2 分）𝑈𝑟(𝑠)=𝐼(𝑠)×(𝑅1+𝐿𝑠+𝑅2)（2 分）𝑈𝑐(𝑠)=𝐼(𝑠)×𝑅2传递函数： 𝑊(𝑠)=𝑈𝑐(𝑠)𝑈𝑟(𝑠)= 𝐼(𝑠)×(𝑅2)𝐼(𝑠)×(𝑅1+𝐿𝑠+𝑅2)= 𝑅2𝑅1+𝐿𝑠+𝑅22、班级 姓名 学号 第 页 （共 页）‒+𝑅𝑅1𝐶1𝑈𝑟(𝑠) 𝑈𝑐(𝑠)本题中𝑧𝑟(𝑠)=𝑅𝑧𝑓(𝑠)=𝑅1×1𝐶1𝑠𝑅1+1𝐶1𝑠=𝑅1𝑅1𝐶1𝑠+1（ 2分）所以：𝑊(𝑠)=‒𝑧𝑓(𝑠)𝑧𝑟(𝑠)=‒𝑅𝑅1× 1𝑅1𝐶1𝑠+1（ 4分）分数六、综合题：（共 24 分）1、判断下列典型电路属于那种典型环节，并分析其输入输出时域特性。

1)、 （6 分） 𝑅1𝑅2𝑢𝑟(𝑡) 𝑢𝑐(𝑡)比例环节（2 分）输入：输出：班级 姓名 学号 第 页 （共 页）（2 分）比例环节能成比例的响应输入量的变化，输出跟踪输入变化，既不超前也不滞后，比例系数 Kp1，输出信号相对输入信号放大；Kp=1 ，输出信号保持输入信号 （2 分）(2)、 （8 分）𝑢𝑟(𝑡) ‒+𝑅𝐶𝑢𝑐(𝑡)微分环节（2 分）（3 分）标注出那条线是输入，哪条线是输出（2 分）此处不限于输入方波的情况微分环节输出量与输入量变化率成正比，与 Kd 常数成正比（与微分时间常数 Td成反比） （3 分）2、画出下列传递函数的频率特性图,并对其性能进行简单分析（10 分） 𝑊(𝑠)= 100𝑠(0.1𝑠+1)对数幅频相频特性图如下：Ur(t)Uc(t)t第 页 （共 页）（4 分）𝐿(𝜔)6020401 10-200-20dB-40dB60-90°-45°-180°𝜑(𝜔)① ②③𝜔𝜔𝑟𝑎𝑑/𝑠𝑟𝑎𝑑/𝑠如图所示，相频特性图中③=①+②低频段：本系统增益为 40dB，放大倍数为 100，系统精度较高；中频段：系统工作频率为 10rad/s，穿越斜率为-40dB，相位裕量接近 0°，因此系统稳定性不好；高频段：系统接近-180°，对应的增益裕量远超-6~-10dB，高频响应比较快，极容易在外界干扰下产生振荡。

（6 分）命题人（□是否教考分离）： 时间：教研室审核人： 时间：二级学院审核人： 时间：。