自动控制原理试题库20套和答案详解

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一、填空（每空1分，共18分）

1．自动控制系统的数学模型有 、 、 、

共4种。

2．连续控制系统稳定的充分必要条件是 。

离散控制系统稳定的充分必要条件是 。

3．某统控制系统的微分方程为：

dt

t dc )

(+0.5C(t)=2r(t)。则该系统的闭环传递函数 Φ(s)= ；该系统超调σ%= ；调节时间t s (Δ=2%)= 。 4．某单位反馈系统G(s)=

)

402.0)(21.0()

5(1002+++s s s s ，则该系统是 阶

型系统；其开环放大系数K= 。

5．已知自动控制系统L(ω)曲线为：

则该系统开环传递函数G(s)= ；

ωC = 。

6．相位滞后校正装置又称为 调节器，其校正作用是 。

7．采样器的作用是 ，某离散控制系统

)

()1()

1()(10210T

T e Z Z e Z G -----=（单位反馈T=0.1）当输入r(t)=t 时.该系统稳态误差为 。 二. 1.

求：)

()

(S R S C （10分）

R(s)

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2.求图示系统输出C（Z）的表达式。（4分）

四．反馈校正系统如图所示（12分）

求：（1）K f=0时，系统的ξ，ωn和在单位斜坡输入下的稳态误差e ss.

（2）若使系统ξ=0.707，k f应取何值？单位斜坡输入下e ss.=？

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（1）（2）（3）

五.已知某系统L（ω）曲线，（12分）

（1）写出系统开环传递函数G（s）

（2）求其相位裕度γ

（3）欲使该系统成为三阶最佳系统.求其K=？，γmax=?

六、已知控制系统开环频率特性曲线如图示。P为开环右极点个数。г为积分环节个数。判别系统闭环后的稳定性。（要求简单写出判别依据）（12

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七、已知控制系统的传递函数为)

1005.0)(105.0(10

)(0++=s s s G 将其教正为二阶最佳系统，求

校正装置的传递函数G 0（S ）。（12分）

一.填空题。（10分）

1.传递函数分母多项式的根，称为系统的

2. 微分环节的传递函数为

3.并联方框图的等效传递函数等于各并联传递函数之

4.单位冲击函数信号的拉氏变换式

5.系统开环传递函数中有一个积分环节则该系统为 型系统。

6.比例环节的频率特性为 。

7. 微分环节的相角为 。

8.二阶系统的谐振峰值与 有关。

9.高阶系统的超调量跟 有关。

10. 在零初始条件下输出量与输入量的拉氏变换之比，称该系统的传递函数。 二．试求下图的传第函数(7分)

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三．设有一个由弹簧、物体和阻尼器组成的机械系统（如下图所示），设外作用力F（t）为输入量，位移为y（t）输出量，列写机械位移系统的微分方程（10分）

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四．系统结构如图所示，其中K=8，T=0.25。（15分）

（1）输入信号x i（t）=1（t），求系统的响应；

（2）计算系统的性能指标t r、t p、t s（5%）、бp；

（3）若要求将系统设计成二阶最佳ξ=0.707，应如何改变K值

五．在系统的特征式为A（s）=6s+25s+84s+123s+202s+16s+16=0，试判断系统的稳定性（8分）

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)1001.0)(11.0()(++=

s s s K

s G （12分）

七．某控制系统的结构如图，其中 要求设计串联校正装置，使系统具有K ≥1000及υ≥４５。

的性能指标。（13分）

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s T s s s G 25.0,)

4(1

)(=+=.

八．设采样控制系统饿结构如图所示，其中 试判断系统的稳定性。

（10分）

九． 已知单位负反馈系统的开环传递函数为： 试绘制K

由0 ->+∞变化的闭环根轨迹图,系统稳定的K 值范围。(15分)

一、填空题：(每空1.5分，共15分)

1.当扰动信号进入系统破坏系统平衡时，有重新恢复平衡的能力则该系统具有 。

2.控制方式由改变输入直接控制输出，而输出对系统的控制过程没有直接影响， 叫 。

3.线性系统在零初始条件下输出量与输入量的 之比，称该系统的传递函数。

4. 积分环节的传递函数为 。

5.单位斜坡函数信号的拉氏变换式 。

,)4()1()(22++=s s K

s G

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6. 系统速度误差系数K v= 。

7.系统输出由零上升到第一次穿过稳态值所需要的时间为。

8. 二阶欠阻尼振荡系统的峰值时间为。

9. 二阶振荡环节的频率特性为。

10.拉氏变换中初值定理为。

二．设质量-弹簧-摩擦系统如下图，f为摩擦系数，k为弹簧系数，p(t)为输入量，x(t)为输出量，试确定系统的微分方程。(11分)

三.在无源网络中，已知R1=100kΩ,R2=1MΩ,C1=10μF,C2=1μF。试求网络的传递函数U0（s）/U r(s),说明该网络是否等效于两个RC网络串联？(12分)

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四.设单位反馈控制系统的开环传递函数为 确定闭环系

统持续振荡时的k 值。(12分)

五.已知单位反馈控制系统的开环传递函数为 试中T 1=0.1(s),

T 2=0.5(s). 输入信号为r(t)=2+0.5t,求系统的稳态误差。（11分）

六.最小相位系统对数幅频渐进线如下，试确定系统的传递函数。(12分)

)

256)(4)(2()(2++++=s s s s K

s G )

1)(1(10

)(21s T s T s s G ++=