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自动控制原理试题库含答案课程名称课程名称: :自动控制理论自动控制理论(A/B(A/B 卷卷闭卷闭卷) )一、填空题(每空 1 分,共 15 分)1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用就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与按的前馈复合控制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G(s),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n,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g(t) 10e0.2t5e0.5t,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() tg1()900tg1(T),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就是,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D(s) s3 2s2 3s 6 0,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Z 2自动控制原理试题库含答案4、系统在r(t) t2作用下的稳态误差ess ,说明 ()A、 型别v 2; 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根轨迹的就是()A、主反馈口符号为“-” ; B、除Kr外的其她参数变化时;C、 非单位反馈系统; D、 根轨迹方程(标准形式)为G(s)H(s) 16、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essC、 调整时间tsD、 峰值时间tp7、已知开环幅频特性如图 2 所示, 则图中不稳定的系统就是()系统系统系统图 2A、系统B、系统C、系统D、都不稳定o8、若某最小相位系统的相角裕度 0,则下列说法正确的就是 ( )A、不稳定; B、只有当幅值裕度kg1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10s1,则该校正装置属于( )100s1A、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c1处提供最大相位超前角的就是:A、10s110s12s 10.1s1B、C、D、s10.1s10.5s 110s1三、(8 分)试建立如图 3 所示电路的动态微分方程,并求传递函数自动控制原理试题库含答案图 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(s) C(s)表达式;(4 分)R(s)2、要使系统满足条件: 0.707,n 2,试确定相应的参数K与;(4 分)3、求此时系统的动态性能指标00, ts;(4分)4、r(t) 2t时,求系统由r(t)产生的稳态误差ess;(4 分)5、确定Gn(s),使干扰n(t)对系统输出c(t)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G(s) Kr:s(s3)21、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0 1的开环增益K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L0()如图 5所示:自动控制原理试题库含答案1、写出该系统的开环传递函数G0(s);(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、稳定就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就是否稳定,在时域分析中采用;在频域分析中采用4、传递函数就是指在初始条件下、线性定常控制系统的与之比5、 设系统的开环传递函数为K(s1),则其开环幅频特性为,s2(Ts1)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c对 应 时 域 性 能 指 标, 它 们 反 映 了 系 统 动 态 过 程自动控制原理试题库含答案的二、选择题(每题 2 分,共 20 分)1、关于传递函数,错误的说法就是 () 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,给定输入与扰动对传递函数也有影响; C传递函数一般就是为复变量 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 KC、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504、已知系统的开环传递函数为,则该系统的开环增益为 ()2s1)(s5)A、 50B、25C、10D、55、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 0D、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essC、调整时间tsD、峰值时间tp7、已知某些系统的开环传递函数如下,属于最小相位系统的就是( )A、K(2s)K(s1)KK(1s)B 、C 、D、2s(s1)s(s5）s(s s1)s(2 s)8、若系统增加合适的开环零点,则下列说法不正确的就是 ( ) 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就是( )A、 闭环极点为s1,2 1 j2的系统 B、 闭环特征方程为s22s1 0的系统C、阶跃响应为c(t) 20(1e0.4t)的系统 D、脉冲响应为h(t) 8e0.4t的系统自动控制原理试题库含答案三、(8 分)写出下图所示系统的传递函数可)C(s)(结构图化简,梅逊公式均R(s)四、(共 20 分)设系统闭环传递函数(s) C(s)122,试求:R(s)T s 2Ts 11、 0.2;T 0.08s; 0.8;T 0.08s时单位阶跃响应的超调量%、调节时间ts及峰值时间tp7 分) 2、 0.4;T 0.04s与 0.4;T 0.16s时单位阶跃响应的超调量%、调节时间ts与峰值时间tp7 分)3、根据计算结果,讨论参数、T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G(S)H(S) Kr(s1),试:s(s3)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G(s)H(s) Ks(s1) ,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) = 2t2 时,要求系统的稳态误差为 0、 25,问开环增益 K 应取何值自动控制原理试题库含答案(7 分)3、求系统满足上面要求的相角裕度5 分)试题三试题三一、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:、快速性与2、控制系统的称为传递函数一阶系统传函标准形式就是,二阶系统传函标准形式就是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,取决于系统与 , 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 就是指 ,Z就是指 ,R指7、在二阶系统的单位阶跃响应图中,ts定义为 %就是8、PI 控制规律的时域表达式就是P I D 控制规律的传递函数表达式就是9、设系统的开环传递函数为K,则其开环幅频特性为,相频特性s(T1s1)(T2s1)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,正确的说法就是:( )A、一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差 ;s2R(s)B、稳态误差计算的通用公式就是ess lim;s01G(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就是 ()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,则该系统的闭环特征方程为 ()s(s1)A、s(s1) 0B、s(s1)5 0自动控制原理试题库含答案C、s(s1)1 0D、与就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,应画零度根轨迹的就是 ()K*(2s)K*K*K*(1s)A、B 、C 、D、2s(s1)s(s 1)(s 5）s(s 3s 1)s(2s)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G(s) 10(2s1),当输 入信号 就是22s (s 6s100)r(t) 22t t2时,系统的稳态误差就是( )A、 0 ; B、 ; C、 10 ; D、 208、关于系统零极点位置对系统性能的影响,下列观点中正确的就是( )A 、 如果闭环极点全部位于S 左半平面,则系统一定就是稳定的。
稳定性与闭环零点位置无关;B、如果闭环系统无零点,且闭环极点均为负实数极点,则时间响应一定就是衰减振荡的;C 、 超调量仅取决于闭环复数主导极点的衰减率,与其它零极点位置无关; D、如果系统有开环极点处于S 右半平面,则系统不稳定三、(16 分)已知系统的结构如图 1 所示,其中G(s) k(0.5s1),输入信号为s(s1)(2s1)单位斜坡函数,求系统的稳态误差(8 分)分析能否通过调节增益k ,使稳态误差小于 0、2 (8 分)R(s)C(s)G(s)10G(s) 四、(16 分)设负反馈系统如图 2 ,前向通道传递函数为,若采用测速一s(s2)图大小对系统性能的1负反馈H(s) 1kss,试画出以ks为参变量的根轨迹(10 分),并讨论ks影响(6 分)R(s)G(s)k(1。
