完整word版,2017自动控制原理期末考试试卷(含答案)
自动控制原理期末考试卷与答案
自动控制原理期末考试卷与答案一、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： 稳定性 、快速性和 准确性 。
2、控制系统的 输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值 称为传递函数。
3、在经典控制理论中，可采用 劳斯判据(或：时域分析法)、根轨迹法或奈奎斯特判据(或：频域分析法) 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 结构 和 参数, 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20lg ()A ω(或：()L ω)，横坐标为lg ω 。
6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P 是指 开环传函中具有正实部的极点的个数，Z 是指 闭环传函中具有正实部的极点的个数，R 指 奈氏曲线逆时针方向包围 (-1, j0 )整圈数。
7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，s t 定义为 调整时间 。
%σ是超调量 。
8、设系统的开环传递函数为12(1)(1)K s T s T s ++，则其开环幅频特性为2212()()1()1KA T T ωωωω=+⋅+，相频特性为01112()90()()tg T tg T ϕωωω--=---。
9、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。
10、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+，则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s+++。
11、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 开环控制系统；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 闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 闭环控制系统。
12、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。
13、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 稳定。
自动控制原理期末考试试卷(含答案)讲解学习
2017年自动控制原理期末考试卷与答案一、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： 稳定性 、快速性和 准确性 。
2、控制系统的 输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值 称为传递函数。
3、在经典控制理论中，可采用 劳斯判据(或：时域分析法)、根轨迹法或奈奎斯特判据(或：频域分析法) 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 结构 和 参数, 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20lg ()A ω(或：()L ω)，横坐标为lg ω 。
6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P 是指 开环传函中具有正实部的极点的个数，Z 是指 闭环传函中具有正实部的极点的个数，R 指 奈氏曲线逆时针方向包围 (-1, j0 )整圈数。
7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，s t 定义为 调整时间 。
%σ是超调量 。
8、设系统的开环传递函数为12(1)(1)Ks T s T s ++频特性为01112()90()()tg T tg T ϕωωω--=---。
9、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。
10、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+，则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s+++。
11、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 开环控制系统；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 闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 闭环控制系统。
12、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。
13、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 稳定。
判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。
(完整word版)自动控制原理期末考试题
(完整word 版)自动控制原理期末考试题《 自动控制原理B 》 试题A 卷答案一、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分) 1．若某负反馈控制系统的开环传递函数为5(1)s s +，则该系统的闭环特征方程为 ( )。
A ．(1)0s s += B. (1)50s s ++=C 。
(1)10s s ++= D.与是否为单位反馈系统有关 2．梅逊公式主要用来( )。
A 。
判断稳定性B 。
计算输入误差C 。
求系统的传递函数D 。
求系统的根轨迹 3．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。
4．一阶系统的阶跃响应（ ）.A ．当时间常数较大时有超调B ．有超调C ．无超调D ．当时间常数较小时有超调5。
如果输入信号为单位斜坡函数时，系统的稳态误差为无穷大，则此系统为（ )A ． 0型系统 B. I 型系统 C. II 型系统 D. III 型系统二、填空题(本大题共7小题,每空1分,共10分）1．一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：___、快速性、____.2。
对控制系统建模而言,同一个控制系统可以用不同的 来描述.3. 控制系统的基本控制方式为 和 。
4. 某负反馈控制系统前向通路的传递函数为()G s ,反馈通路的传递函数为()H s ，则系统的开环传递函数为 ，系统的闭环传递函数为 。
5 开环传递函数为2(2)(1)()()(4)(22)K s s G s H s s s s s ++=+++，其根轨迹的起点为6。
当欠阻尼二阶系统的阻尼比减小时，在单位阶跃输入信号作用下，最大超调量将 。
7。
串联方框图的等效传递函数等于各串联传递函数之 。
稳定性 _准确性 数学模型开环控制 闭环控制 ()()G s H s()1()()G s G s H s +0,4,1j --± 增大 积三、简答题（本题10分）图1为水温控制系统示意图。
自动控制原理期末考试试卷六套 (答案详解)
42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。
43.已知系统的传递函数 ，试分析系统由哪些环节组成并画出系统的Bode图。
44.电子心率起搏器心率控制系统结构如图所示，其中模仿心脏的传递函数相当于一个纯积分环节，要求：
3)离虚轴的闭环极点对瞬态响应影响很小，可忽略不计；（1分）
4)要求系统动态过程消失速度快，则应使闭环极点间的间距大，零点靠近极点。即存5）在偶极子；（1分）
5)如有主导极点的话，可利用主导极点来估算系统的性能指标。（1分）
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）
39.什么是偏差信号？什么是误差信号？它们之间有什么关系?
偏差信号：输入信号与反馈信号之差；（1.5分）误差信号：希望的输出信号与实际的输出信号之差。（1.5分）
两者间的关系： ，当 时， （2分）
40.根轨迹的分支数如何判断？举例说明。
根轨迹S平面止的分支数等于闭环特征方程的阶数，也就是分支数与闭环极点的数目相同
B.输入量
3.直接对控制对象进行操作的元件称为（）
A.给定元件B.放大元件D.执行元件C.比较元件
4.某典型环节的传递函数是 ，则该环节是（）
A.比例环节B.惯性环节C.积分环节D.微分环节
5.已知系统的单位脉冲响应函数是 ，则系统的传递函数是（）
A. B. C. D.
6.梅逊公式主要用来（）
A.判断稳定性B.计算输入误差
17.进行串联超前校正前的穿越频率 与校正后的穿越频率 的关系，通常是（）
B. >
18.已知系统开环传递函数 ，则与虚轴交点处的K*=（）
自动控制原理期末试卷及答案
自动控制原理期末试卷一、简答：（共30分，每小题10分）1、说明闭环控制系统的基本组成，并画出其典型结构方框图。
2、什么叫稳定裕量，在如下所示的图中标出相角稳定裕量和增益稳定裕量。
3、说明非线性控制系统中具有哪些运动特征（与线性控制系统相比较）。
二、已知系统结构图如图所示，试求出系统的传递函数。
(共10分)三、已知反馈系统的开环传递函数为)6)(3()1()(2+++=s s s s K s G 。
(共10分) （1）试确定使系统稳定的K 的取值范围。
（5分）（2）若要求系统对于输入r(t)= t 2作用下的静态误差e SS ≤0.5，试确定K 的取值范围。
（5分）四、已知最小相位系统开环对数幅頻特性图如图所示，写出相应的传递函数。
(共10分)五、已知单位负反馈系统的开环传递函数为 )1)(1()(21++=s T s T s Ks G 。
(共10分)（1）试概略画出G （s ）对应的Nyquist 图。
（5分） （2）由Nyquist 稳定判据给出闭环系统稳定的条件。
（5分） 六、已知系统的开环传递函数为)1()3(2)(+++=s s s s K s G ）（绘制负反馈的根轨迹图，并确定使系统处于欠阻尼的K 值范围。
(共15分) 七、某采样控制系统的结构如图所示，已知τ=1，求： （1）求系统的脉冲传递函数。
(10分) （2）求系统稳定的K 值范围。
(5分)答案一、 简答：（共30分，每小题10分）1、答案：闭环控制系统的基本组成：检测元件、比较元件、放大元件、执行元件、给定元件、校正元件及被控对象。
（共6分，除被控对象外，每一个元件给1分）典型结构方框图（4分，可以没有局部反馈）2、答案：稳定裕量是系统距离稳定 的边界所具有的余量（5分）。
相角稳定裕量（3分）。
增益稳定裕量（2分）。
3、答案：与线性控制系统相比非线性控制系统表现出如下的特征： （1）非线性控制系统的运动不满足态的迭加原理。
自动控制原理期末考试试卷有答案
2017年自动控制原理期末考试卷与答案、填空题（每空 1 分，共20分）对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即： 稳定性 、快速性和 准确性 。
控制系统的 输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值 称为传递函数。
在经典控制理论中，可采用 劳斯判据(或：时域分析法)、根轨迹法或奈奎斯特判据(或：频域分析法) 等方法判断控制系统稳定性。
控制系统的数学模型，取决于系统 结构 和 参数, 与外作用及初始条件无关。
线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为20lg ()A ω(或：()L ω)，横坐标为lg ω 。
奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P 是指 开环传函中具有正实部的极点的个数，Z 是指 闭环传函中具有正的极点的个数，R 指 奈氏曲线逆时针方向包围 (-1, j0 )整圈数。
在二阶系统的单位阶跃响应图中，s t 定义为 调整时间 。
%σ是超调量 。
设系统的开环传递函数为12(1)(1)K s T s T s ++，则其开环幅频特性为()A ω=，相频特性为01112)90()()tg T tg T ωω--=---。
反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。
、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+，则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s +++。
、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 开环控制系统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 闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度系统，属于 闭环控制系统。
、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。
、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 稳定。
判断一个闭环线性控统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。
、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越频率c ω对应时域性能指标 调整时间们反映了系统动态过程的快速性、(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。
自动控制原理考试试卷及答案
自动控制原理考试试卷及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪项不是自动控制系统的基本组成部分？A. 控制器B. 被控对象C. 执行机构D. 操作人员答案：D2. 在自动控制系统中，下列哪项属于反馈环节？A. 控制器B. 执行机构C. 被控对象D. 反馈元件答案：D3. 下列哪种控制方式属于闭环控制？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制答案：D4. 下列哪种控制方式属于开环控制？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分控制答案：A5. 在自动控制系统中，下列哪种控制规律不会产生稳态误差？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制答案：B6. 下列哪种控制方式适用于一阶惯性环节？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制答案：A7. 在自动控制系统中，下列哪种环节不会产生相位滞后？A. 比例环节B. 积分环节C. 微分环节D. 比例-积分环节答案：A8. 下列哪种控制方式可以使系统具有较好的稳定性和快速性？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制答案：D9. 在自动控制系统中，下列哪种环节可以使系统具有较好的阻尼效果？A. 比例环节B. 积分环节C. 微分环节D. 比例-积分环节答案：C10. 下列哪种控制方式可以使系统具有较好的跟踪性能？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 自动控制系统的基本组成部分有：控制器、被控对象、执行机构、________。
答案：反馈元件2. 在自动控制系统中，反馈环节的作用是________。
答案：减小系统的稳态误差3. 闭环控制系统的特点有：________、________、________。
答案：稳定性好、快速性好、准确性高4. 开环控制系统的缺点有：________、________、________。
期末考试试题集-自动控制原理(含完整答案)
1 ，则该环节是（ 5s 1
A. 比例环节
B. 积分环节
C. 惯性环节
D. 放大元件 ）
D. 微分环节
6. 已知系统的微分方程为 3 x 0 t 6 x0 t 2 x 0 t 2 xi t ，则系统的传递函数是（
）
2 A.
3s2 6 s 2 2
C. 2 s2 6 s 3
1 B.
3s 2 6s 2 1
）
K
A.
Ts 1
sd
B.
s(s a)(s b)
K
C.
s( s a)
K D. s2 (s a)
15.
单位反馈系统开环传递函数为
Gs
4 s2 (s2 3s
，当输入为单位斜坡时，其加速度误差 2)
为（ ）
A.0
B.0.25
C.4
D.
16. 若已知某串联校正装置的传递函数为 A. 相位超前校正 B. 相位滞后校正
就可以判断其稳定性。
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
一个（ ）
A. 比例环节
B. 微分环节
C. 积分环节
D. 惯性环节
10
6. 若系统的开环传 递函数为
，则它的开环增益为（ ）
s(5s 2)
A.1
B.2
C.5
D.10
自动控制原理期末考试试卷六套+(答案详解)
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（ c ）C.系统分析2. 惯性环节和积分环节的频率特性在（ d ）上相等。
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（ d ）D.放大元件4. ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（a ）A.圆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（ d ）D.惯性环节6. 若系统的开环传 递函数为2)(5 10+s s ，则它的开环增益为（c ） C.57. 二阶系统的传递函数52 5)(2++=s s s G ，则该系统是（b ） B.欠阻尼系统8. 若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn ，则可以（b ）B.减少上升时间和峰值时间9. 一阶微分环节Ts s G +=1)(，当频率T1=ω时，则相频特性)(ωj G ∠为（ a ） A.45°10.最小相位系统的开环增益越大，其（ d ）D.稳态误差越小11.设系统的特征方程为()0516178234=++++=s s s s s D ，则此系统 （ ）A.稳定12.某单位反馈系统的开环传递函数为：())5)(1(++=s s s k s G ，当k =（ ）时，闭环系统临界稳定。
C.3013.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ，则此系统中包含正实部特征的个数有（ ）C.214.单位反馈系统开环传递函数为()ss s s G ++=652，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（ ）D.0.0515.若已知某串联校正装置的传递函数为1101)(++=s s s G c ，则它是一种（ ） D.相位滞后校正16.稳态误差e ss 与误差信号E (s )的函数关系为（ ）B.)(lim 0s sE e s ss →=17.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18.相位超前校正装置的奈氏曲线为（ ）B.上半圆19.开环传递函数为G (s )H (s )=)3(3+s s K ,则实轴上的根轨迹为（ ） C.(-∞，-3)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。
(完整word版)自动控制原理期末试题及答案 (2)
参考答案及评分标准一、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（ C ）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（ A ）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（ C ） A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件4. ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（ A ）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（ B ）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2)(5 10+s s ，则它的开环增益为（ C ）A.1B.2C.5D.10 7. 二阶系统的传递函数52 5)(2++=s s s G ，则该系统是（ B ） A.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ζ不变，提高ωn ，则可以（ B ）A.提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Ts s G +=1)(，当频率T1=ω时，则相频特性)(ωj G ∠为（ A ） A.45° B.-45° C.90° D.-90° 10.最小相位系统的开环增益越大，其（ D ）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()0516178234=++++=s s s s s D ，则此系统 （ A ） A.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：())5)(1(++=s s s ks G ，当k =（ C ）时，闭环系统临界稳定。
(完整word版)自动控制原理与系统期末试题及答案
《自动控制原理与系统》模拟试题一．单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1．下列系统中属于开环控制系统的是： 【 D 】A.电炉箱恒温控制系统B.雷达跟踪系统C.水位控制系统D.普通数控加工系统 2．函数stte t f --=2)(的拉氏变换式为： 【 A 】A.2)5(12+-s s B.2)5(12--s s C.5212--e ss D.2)5(11++s s3．某单位负反馈系统在单位阶跃信号作用下的系统稳态误差0=ss e ，则： 【 B 】A.意味着该系统是一个0型系统B.意味着该系统的输出信号的稳态值为1C.意味着该系统没有输出信号D.意味着该系统具有比较高的开环增益4．偏差信号是指： 【 C 】 A.输入信号与希望信号之差 B.输出量的实际值与希望值之差 C.输入信号与主反馈信号之差 D.输出量实际值与主反馈信号之差 5．当∞→ω时比例微分环节的相位是：【 A 】 A. 90 B. 90-C. 45D. 45-6．已知某闭环系统的开环传递函数为)2(2.0)()(2+=s s s H s G ，则当0=ω时，该系统的Nyquist 曲线的相位角=ϕ 【 B 】 A. 0 B. 180-C. 270-D. 135-7．已知某环节的开环传递函数为Ts s G 1)(=，则该环节在Bode 图上，其幅频特性曲线穿越dB 0线的频率为： 【 C 】A. 1B. TC. T 1D. T 18．函数⎰=tdt t f 221)(的拉氏变换式为：【 B 】 A. 21s B. 31sC. 22sD. 32s9．两个单位负反馈系统，其前向通道的传递函数分别为s s G 1)(1=和ss G 21)(2=，则其相应的穿越频率1c ω和2c ω满足： 【 C 】 A. 21c c ωω< B. 21c c ωω= C. 21c c ωω> D. 21c c ωω≠ 10．某放大器的增益为-20dB ，则该放大器的输出信号为输入信号的： 【 C 】 A. 20- B. 10 C. 1.0 D. 01.0 二．填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）11．一阶系统11)(+=s G 在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差为 T 。
(完整版)自动控制原理期末考试复习题及答案
一、 填空题1、线性定常连续控制系统按其输入量的变化规律特性可分为_恒值控制_系统、随动系统和_程序控制_系统。
2、传递函数为 [12(s+10)] / {(s+2)[(s/3)+1](s+30)} 的系统的零点为_-10_， 极点为_-2__， 增益为_____2_______。
3、构成方框图的四种基本符号是： 信号线、比较点、传递环节的方框和引出点 。
4、我们将 一对靠得很近的闭环零、极点 称为偶极子。
5、自动控制系统的基本控制方式有反馈控制方式、_开环控制方式和_复合控制方式_。
6、已知一系统单位脉冲响应为t e t g 5.16)(-=，则该系统的传递函数为。
7、自动控制系统包含_被控对象_和自动控制装置两大部分。
8、线性系统数学模型的其中五种形式是微分方程、传递函数、__差分方程_、脉冲传递函数_、__方框图和信号流图_。
9、_相角条件_是确定平面上根轨迹的充分必要条件，而用_幅值条件__确定根轨迹上各点的根轨迹增益k*的值。
当n-m ≥_2_时, 开环n 个极点之和等于闭环n 个极点之和。
10、已知一系统单位脉冲响应为te t g 25.13)(-=，则系统的传递函数为__。
11、当∞→ω时比例微分环节的相位是： A.90 A.90 B.90- C. 45 D.45-12、对自动控制的性能要求可归纳为_稳定性__、_快速性_和准确性三个方面， 在阶跃响应性能指标中，调节时间体现的是这三个方面中的_快速性___，而稳态误差体现的是_稳定性和准确性_。
13、当且仅当离散特征方程的全部特征根均分布在Z 平面上的_单位圆 _内，即所有特征根的模均小于___1____,相应的线性定常离散系统才是稳定的。
14、下列系统中属于开环控制系统的是 D.普通数控加工系统A.电炉箱恒温控制系统B.雷达跟踪系统C.水位控制系统D.普通数控加工系统15、某单位负反馈系统在单位阶跃信号作用下的系统稳态误差0=ss e ，则： B.意味着该系统的输出信号的稳态值为1 A.意味着该系统是一个0型系统 B.意味着该系统的输出信号的稳态值为1 C.意味着该系统没有输出信号 D.意味着该系统具有比较高的开环增益16、一阶系统11)(+=Ts s G 在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差为 T 。
自动控制原理期末试卷与答案
4. ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极
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（d）
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10，则它的开环增益为（c）s(5s?2)
6.梅逊公式主要用来（）
A.判断稳定性B.计算输入误差
C.求系统的传递函数D.求系统的根轨迹
7.已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，则其阻尼比可能为（）
A.0.6 B.0.707 C.0 D.1
8.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.允许的稳态误差B.允许的超调量
C.(0，1)和(2，∞) D.(-∞，0)和(1，2)
20. A、B是高阶系统的二个极点，一般当极点A距离虚轴比极点B距离虚轴大于（）时，分析系统时可忽略极点A。
A.5倍B.4倍C.3倍D.2倍
二、填空题（每小题1分，共10分）
21.“经典控制理论”的内容是以
22.控制系统线性化过程中，变量的偏移越小，则线性化的精度。
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。
9.一阶微分环节G(s)?1?Ts，当频率??1时，则相频特性?G(j?)为（a）T
2017自动控制原理期末考试试卷(含答案)
2017年自动控制原理期末考试卷与答案一、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： 稳定性 、快速性和 准确性 。
2、控制系统的 输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值 称为传递函数。
3、在经典控制理论中，可采用 劳斯判据(或：时域分析法)、根轨迹法或奈奎斯特判据(或：频域分析法) 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 结构 和 参数, 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20lg ()A ω(或：()L ω)，横坐标为lg ω 。
6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P 是指 开环传函中具有正实部的极点的个数，Z 是指 闭环传函中具有正实部的极点的个数，R 指 奈氏曲线逆时针方向包围 (-1, j0 )整圈数。
7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，s t 定义为 调整时间 。
%σ是超调量 。
8、设系统的开环传递函数为12(1)(1)Ks T s T s ++，则其开环幅频特性为()A ω=，相频特性为01112()90()()tg T tg T ϕωωω--=---。
9、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。
10、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+，则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s+++。
11、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 开环控制系统；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 闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 闭环控制系统。
12、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。
13、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 稳定。
判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。
自动控制原理期末试卷与答案
39.什么是偏差信号？什么是误差信号？它们之间有什么关系?
40.根轨迹的分支数如何判断？举例说明。
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.求图示方块图的传递函数，以Xi (s)为输入，X0 (s)为输出。
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（d）
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10，则它的开环增益为（c）s(5s?2)
A.1 B.2 C.5 D.10
7.二阶系统的传递函数G(s)?5，则该系统是（b）2 s?2s?5
A.输出量B.输入量C.扰动量D.设定量
3.直接对控制对象进行操作的元件称为（）
A.给定元件B.放大元件C.比较元件D.执行元件
4.某典型环节的传递函数是G?s??1，则该环节是（）Ts
A.比例环节B.惯性环节C.积分环节D.微分环节
5.已知系统的单位脉冲响应函数是y?t??0.1t2，则系统的传递函数是（）0.20.10.10.2 B. C. D. 322ssss
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
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
C.允许的上升时间D.允许的峰值时间
79.设一阶系统的传递G(s)?，其阶跃响应曲线在t =0处的切线斜率为（）s?2A.
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（2 分）
构造劳斯表如下
s4 0.5 100.15 100
s3 15.005 313.5 0
s2 89.7 100 0
s1 296.8 0
s0 100
0
首列均大于 0，故校正后的系统稳定。 （4 分）
画出校正后系统的开环对数幅频特性 LGC ()
-20 L()
-40
40
-20
0.01
0.1 0.32
（2 分）
180 0 (c ) 180 180 0
（2 分）
对最小相位系统 0 临界稳定
4、（4 分）可以采用以下措施提高系统的稳定裕度：增加串联超前校正装置；增加串联滞后校正装置； 增加串联滞后-超前校正装置；增加开环零点；增加 PI 或 PD 或 PID 控制器；在积分环节外加单位负反 馈。
2 n
22
2n
2
4 2
K
4 0.707
3、（4 分）
0 0
e
1 2
4.32
0 0
ts
4 n
4 2.83 2
K
4、（4 分）
G(s)
1
s2 K
K 1 s(s K ) s(s 1)
s
K
K
v
1 1
e ss
A KK
2
1.414
5、（4
分）令： n (s)
C(s) N (s)
1
K 1 s s
(s)
Gn (s) ＝0
得： Gn (s) s K
四、已知最小相位系统的对数幅频特性如图 3 所示。试求系统的开环传递函数。(16 分)
L(ω) dB
-40
20
-20
-10 1 ω1 10
图3
ω2 ω -40
解：从开环伯德图可知，系统具有比例环节、两个积分环节、一个一阶微分环节和一个惯性环节。
系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益 K 的取值范围： 4 K 6 9
（1 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：
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）
六、已知最小相位系统的开环对数幅频特性 L0 () 和串联校正装置的对数幅频特性 Lc () 如下图所示，原
系统的幅值穿越频率为c 24.3rad / s ：（共 30 分）
1、 写出原系统的开环传递函数 G0 (s) ,并求其相角裕度 0 ，判断系统的稳定性；（10 分）
2、 写出校正装置的传递函数 Gc (s) ；（5 分）
3、写出校正后的开环传递函数 G0 (s)Gc (s) ，画出校正后系统的开环对数幅频特性 LGC () ，并用劳斯判 据判断系统的稳定性。（15 分）
L() 40
-20dB/dec L0
0.01
0.1
-20dB/dec
0.32 1
Lc
-40dB/dec
24.3
10 20
100
-60dB/dec
解：1、从开环波特图可知，原系统具有比例环节、一个积分环节、两个惯性环节。
11、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 开环控制系统；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 闭环控制系 统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 闭环控制系统。 12、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。 13、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 稳定。判断 一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。
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(s 3)2
:
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 0 1的开环增益 K 的取值范围。（7 分）
1、绘制根轨迹 （8 分）
(1)系统有有 3 个开环极点（起点）：0、-3、-3，无开环零点（有限终点）；（1 分）
1
10 -40 20-60来自起始斜率:-20dB/dec(一个积分环节) （1 分） 转折频率:1 1/100 0.01(惯性环节), 2 1/ 3.125 0.32 (一阶微分环节), 3 1/ 0.1 10 (惯性环节), 4 1/ 0.05 20 (惯性环节) （4 分）
（1 分）
对最小相位系统 0 28 0 不稳定 2、从开环波特图可知，校正装置一个惯性环节、一个微分环节，为滞后校正装置。
故其开环传函应有以下形式
Gc (s)
1
2 1
s 1 ' s 1
1 s 1 0.32
1 s 1
3.125s 1 100s 1
1 '
0.01
(5 分)
3、校正后的开环传递函数 G0 (s)Gc (s) 为
G0 (s)Gc (s)
s(0.1s
100 1)(0.05s
1)
3.125s 1 100s 1
s(0.1s
100(3.125s 1) 1)(0.05s 1)(100s
1)
(4 分)
用劳思判据判断系统的稳定性 系统的闭环特征方程是
D(s) s(0.1s 1)(0.05s 1)(100s 1) 100(3.125s 1) 0.5s4 15.005s3 100.15s2 313.5s 100 0
故其开环传函应有以下形式
G0 (s)
s( 1
K s 1)(
1
s 1)
1
2
(2 分)
由图可知： 1处的纵坐标为 40dB, 则 L(1) 20lg K 40 , 得 K 100 (2 分)
1 10和2 =20
故原系统的开环传函为 G0 (s)
s(
1
100 s 1)( 1
s 1)
100 s(0.1s 1)(0.05s 1)
14、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越频率c 对应时域性能指
标 调整时间 ts ，它们反映了系统动态过程的快速性
二、(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
解：1、建立电路的动态微分方程
根据 KCL 有
u i (t) u 0 (t) C d[u i (t) u 0 (t)] u 0 (t)
A()
K
8、设系统的开环传递函数为
K
，则其开环幅频特性为
(T1)2 1 (T2)2 1 ，相
s(T1s 1)(T2s 1)
频特性为() 900 tg 1(T1) tg 1(T2) 。
9、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。
10、若某系统的单位脉冲响应为 g(t) 10e0.2t 5e0.5t ，则该系统的传递函数 G(s)为 10 5 。 s 0.2s s 0.5s
故其开环传函应有以下形式
K ( 1 s 1) G(s) 1
s2 ( 1 s 1) 2
(8 分)
由图可知： 1处的纵坐标为 40dB, 则 L(1) 20lg K 40 , 得 K 100 (2 分)
又由 1和=10 的幅值分贝数分别为 20 和 0，结合斜率定义，有
20 0 40 ，解得 lg 1 lg10
(2)实轴上的轨迹：（-∞，-3）及（-3，0）；
（1 分）
(3) 3 条渐近线：
a
33 3
2
60, 180
（2 分）
(4) 分离点：
1 2 0 得： d 1 d d 3
Kr d d 32 4
（2 分）
(5)与虚轴交点： D(s) s3 6s 2 9s Kr 0
ImD( j) 3 9 0 ReD( j) 6 2 Kr 0
三、（共 20 分）系统结构图如图 4 所示：
(2 分) (2 分)
(2 分) (2 分)
1、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 和
；（4 分）
图4
3、求此时系统的动态性能指标
0 0
,
ts ；（4 分）
10 20
求原系统的相角裕度 0 ：0 (s) 90 tg 10.1 tg 10.05
（2 分）
由题知原系统的幅值穿越频率为c 24.3rad / s
0 (c ) 90 tg 10.1c tg 10.05c 208
（1 分）
0 180 0 (c ) 180 208 28
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）
K
解：1、（4 分）
(s)
C(s) R(s)
1
s2 K
s
K s2
K
n2
s 2 K s K
s2
2n s
2 n
2、（4 分）
K K
2017 年自动控制原理期末考试卷与答案
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： 稳定性 、快速性和 准确性 。 2、控制系统的 输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值 称为传递函数。 3、在经典控制理论中，可采用 劳斯判据(或：时域分析法)、根轨迹法或奈奎斯特判据(或：频域分析法) 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 结构 和 参数, 与外作用及初始条件无关。