2012-2013自动控制原理 期中试题(DOC)
《自动控制原理》试题及答案,推荐文档
《自动控制原理》试题及答案1、若某串联校正装置的传递函数为(10s+1)/(100s+1)，则该校正装置属于(B )。
3分2、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）3分3、在系统中串联PD调节器，以下那一种说法是错误的（D）3分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4、用超前校正装置改善系统时，主要是利用超前校正装置的（A ）3分5、I型系统开环对数幅频特性的低频段斜率为（B ）9分6、设微分环节的频率特性为G(jω)，当频率ω从0变化至∞时，其极坐标平面上的奈氏曲线是（）9分7、关于线性系统稳定性的判定，下列观点正确的是( )。
9分8、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的( ) 9分9、关于系统零极点位置对系统性能的影响，下列观点中正确的是( ) 7分10、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的( ) 2分11、若某最小相位系统的相角裕度γ>0，则下列说法正确的是( )。
2分12、某环节的传递函数是G(s)=5s+3+2/s，则该环节可看成由（D ）环节组成。
2分13、主导极点的特点是（A ）2分14、设积分环节的传递函数为G(s)=K/s，则其频率特性幅值A(ω)=（）2分15、某环节的传递函数为K/(Ts+1)，它的对数幅频率特性随K值增加而（）2分16、某系统的传递函数是G(s)=1/(2s+1)，则该可看成由（C ）环节串联而成2分17、若系统的开环传递函数在s右半平面上没有零点和极点，则该系统称作（B）2分18、某校正环节传递函数G(s)=(100s+1)/(10s+1)，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（D）2分19、一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量为（C）2分20、最小相位系统的开环增益越大，其（）2分21、一阶微分环节G(s)=1+Ts，当频率ω=1/T时，则相频特性∠G(jω)为（）2分22、ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（）2分23、开环传递函数为G(s)H(s)=(s+3)/(s+2)(s+5)，则实轴上的根轨迹为（B）2分24、开环传递函数为G(s)H(s)=K/(s*s*s(s+4))，则实轴上的根轨迹为（）2分25、某单位反馈系统的开环传递函数为：G(s)=K/(s(s+1)(s+5))，当k=（C ）时，闭环系统临界稳定。
自动控制原理题目（含答案）
自动控制原理题目（含答案）自动控制原理题目(含答案)《自动控制原理》复习参考资料一、基本知识11、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过输入量与反馈量的差值进行的。
2、闭环控制系统又称为反馈控制系统。
3、在经典控制理论中主要采用的数学模型是微分方程、传递函数、结构框图和信号流图。
4、自动控制系统按输入量的变化规律可分为恒值控制系统、随动控制系统与程序控制系统。
5、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。
6、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。
7、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G1(s)+G2(s)，以串联方式连接，其等效传递函数为G1(s)*G2(s)。
8、系统前向通道传递函数为G（s），其正反馈的传递函数为H （s），则其闭环传递函数为G（s）/(1- G（s）H（s）)。
9、单位负反馈系统的前向通道传递函数为G（s），则闭环传递函数为G（s）/(1+ G（s）)。
10、典型二阶系统中，ξ=0.707时，称该系统处于二阶工程最佳状态，此时超调量为4.3%。
11、应用劳斯判据判断系统稳定性，劳斯表中第一列数据全部为正数，则系统稳定。
12、线性系统稳定的充要条件是所有闭环特征方程的根的实部均为负，即都分布在S平面的左平面。
13、随动系统的稳态误差主要来源于给定信号，恒值系统的稳态误差主要来源于扰动信号。
14、对于有稳态误差的系统，在前向通道中串联比例积分环节，系统误差将变为零。
15、系统稳态误差分为给定稳态误差和扰动稳态误差两种。
16、对于一个有稳态误差的系统，增大系统增益则稳态误差将减小。
17、对于典型二阶系统，惯性时间常数T愈大则系统的快速性愈差。
18、应用频域分析法，穿越频率越大，则对应时域指标t越小，即快速性越好s19最小相位系统是指S右半平面不存在系统的开环极点及开环零点。
20、按照校正装置在系统中的不同位置，系统校正可分为串联校正、反馈校正、补偿校正与复合校正四种。
自动控制原理考试试卷及答案30套
0
v 3, p 0
（a）
Re
2K
0
Re
v 0, p 2
（c ）
v 0, p 0
（b）
题4图
4． （ 12 分）已知系统结构图如下，试求系统的传递函数
G5
R
C (s) E (s) , R( s ) R( s)
G1
E
G2 G4 G6
题2图
G3
C
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（1）试写出系统的传递函数 G(s)； （2）画出对应的对数 相频特性 的大致 形状； （3）在图上标出相位裕量 Υ 。 7． （15 分）题 7 图（a）所示为一个具有间隙非线性的系统，非线性环节的负倒幅相特性与 线性环节的频率特性如题 6 图（b）所示。这两条曲线相交于 B1 和 B 2 两点，判断两个交点处 是否存在稳定的自持振荡。
示，试判断系统稳定性，并指出
1 和 G（jω ）的交点是否为自振点。 N ( x)
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自动控制原理试卷 A（ 2）
1． （ 10 分）已知某单位负反馈系统的开环传递函数为 G ( s) 冲响应和单位阶跃响应。
4、 （ 10 分）题 4 图所示离散系统开环传递函数 Go s
G z
10 的 Z 变换为： ss 1
z 1z e 1
10 1 e 1 z
自动控制原理考试试卷及答案30套
−b
Im
Re
B2 ω B1
A
−1 N ( A)
0
K
−
b
K = 1, b = 1
题 7 图 (a)
4 s(s + 1)(s + 2)
G ( jω )
题 7 图(b)
8． （15 分）某离散控制系统如下图，采样周期 T=0.2 秒，试求闭环稳定的 K1、K2 的取值 范围。
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7． （15 分）已知系统结构图如下图所示，试求传递函数
C ( s) E ( s ) 。 , R ( s ) R( s )
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自动控制原理试卷 A（4）
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自动控制原理试卷 A（3）
1、 ． （10 分）已知某单位负反馈系统的开环传递函数为 G ( s ) =
6 ，试求系统的单位脉 s ( s + 5)
冲响应和单位阶跃响应。 2、 （10 分）已知单位负反馈系统的闭环零点为 -1，闭环根轨迹起点为 0，-2，-3，试确定系 统稳定时开环增益的取值范围。 3、 （10 分）已知系统的结构图如下，试求： （1）闭环的幅相特性曲线； （2）开环的对数幅频和相频特性曲线； （3）单位阶跃响应的超调量σ%，调节时间 ts； （4）相位裕量γ，幅值裕量 h。
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（1）试写出系统的传递函数 G(s)； （2）画出对应的对数相频特性的大致 形状； （3）在图上标出相位裕量Υ。 7． （15 分）题 7 图（a）所示为一个具有间隙非线性的系统，非线性环节的负倒幅相特性与 线性环节的频率特性如题 6 图（b）所示。这两条曲线相交于 B1 和 B 2 两点，判断两个交点处 是否存在稳定的自持振荡。
(完整版)自动控制原理试题及答案,推荐文档
自动控制原理：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. 3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10s(5s 2)则它的开环增益为（A.1B.2C.5D.107.二阶系统的传递函数G（s）5~2s 2s 5则该系统是（A.临界阻尼系统B.欠阻尼系统8. 若保持二阶系统的Z不变，提咼3n，A.提高上升时间和峰值时间C.提高上升时间和调整时间9. 一阶微分环节G（s） 1 Ts，当频率A. 45 °B.-45°10. 最小相位系统的开环增益越大，其（A.振荡次数越多C. 过阻尼系统D.零阻尼系统则可以（B ）B. 减少上升时间和峰值时间D. 减少上升时间和超调量卡时，则相频特性G（j ）为（A ）C. 90 °D.- 90°D ）B. 稳定裕量越大D. 稳态误差越小11设系统的特征方程为D s s4 8s3217s 16s 50，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: G ss(s 1)(s 5)，当k= （ C ）时，闭环系统临界稳定。
B.20 C.30 D.4013.设系统的特征方程为Ds 3s310s 5s2s 2 0，则此系统中包含正实部特征的个数有(C )A.0B.1C.2D.316.稳态误差e ss 与误差信号E （s ）的函数关系为（B ）A.（-3,x ）B.（0宀）C.（- x ，-3）D.（-3，0）20.在直流电动机调速系统中，霍尔传感器是用作（ B ）反馈的传感器。
(完整word版)自动控制原理试卷包含答案
自动控制原理试卷一． 是非题（5分）：（1）系统的稳态误差有系统的开环放大倍数k 和类型决定的（ ）；（2）系统的频率特性是系统输入为正弦信号时的输出（ ）；（3）开环传递函数为)0(2>k s k 的单位负反馈系统能跟深速度输入信号（ ）；（4）传递函数中的是有量纲的，其单位为 （ ）；(5)闭环系统的极点均为稳定的实极点，则阶跃响应是无 调的（ ）；二． 是非题（5分）：（1）为了使系统的过度过程比较平稳要求系统的相角裕量大于零（ ）；（2）Bode 图的横坐标是按角频率均匀分度的，按其对数值标产生的（ ）；（3）对于最小相位系统，根据对数幅频特性就能画出相频特性（ ）；（4）单位闭环负反馈系统的开环传递函数为)()()(s D s N s G =，劳斯稳定判据是根据)(s D 的系数判闭环 系统的稳定性（ ）；奈奎斯特稳定判据是根据)(s G 的幅相频率特性曲线判闭环系统的稳定性 （ ）。
三． 填空计算题（15分）：（1）如图所示：RC 网络，其输出)(t u c 与输入)(t u r 的微分方程描述为 ，假定在零初始条件下，系统的传递函数)(s φ= ，该系统在)(1)(t t u r =作用时，有)(t u c = 。
(2)系统结构如图，该系统是 反馈系统，是 阶系统，是 型系统，若要使系统的放大系数为1，调节时间为0.1秒（取%σ的误差带），0k 应为 ，t k 应为 。
（3）如果单位负反馈系统的开环传递函数是))(()()(b s a s c s k s G +++=，该系统是 阶系统，是 型系统，该系统的稳态位置误差系数为 ，稳态速度误差系数为 ，稳态加速度误差系数为速度误差系数为 。
四． 是非简答题（5分）：（1）已知某系统的开环传递函数在右半s 平面的极点数为，试叙述Nyquist 稳定判据的结论。
（2）试叙述系统稳定的充分必要条件。
（3）系统的稳定性不仅与系统结构有关，而且与输入信号有关，该结论是否正确。
自动控制原理考试试卷及答案30套分析
自动控制原理试卷A(1)2． （10分）已知某系统初始条件为零，其单位阶跃响应为)0(8.08.11)(94≥+-=--t e e t h t t ，试求系统的传递函数及单位脉冲响应。
3.（12分）当ω从0到+∞变化时的系统开环频率特性()()ωωj j H G 如题4图所示。
K 表示开环增益。
P 表示开环系统极点在右半平面上的数目。
v 表示系统含有的积分环节的个数。
试确定闭环系统稳定的K 值的范围。
4．（12分）已知系统结构图如下，试求系统的传递函数)(,)(s E s C0,3==p v （a ）0,0==p v （b ） 2,0==p v （c ） 题4图 题2图6．（15分）某最小相位系统用串联校正，校正前后对数幅频特性渐近线分别如图中曲线(1)、(2)所示，试求校正前后和校正装置的传递函数)(),(),(21s G s G s G c ，并指出Gc （S ）是什么类型的校正。
8．（12分）非线性系统线性部分的开环频率特性曲线与非线性元件负倒数描述曲线如下图所示，试判断系统稳定性，并指出)(1x N和G （j ω）的交点是否为自振点。
自动控制原理试卷A （2）1．（10分）已知某单位负反馈系统的开环传递函数为)5(4)(+=S S s G ，求该系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应。
2．（10分）设单位负反馈系统的开环传递函数为)0()(3>=K SKs G ，若选定奈氏路径如图（a ）（b ）所示，试分别画出系统与图（a ）和图（b ）所对应的奈氏曲线，并根据所对应的奈氏曲线分析系统的稳定性。
3．（10分）系统闭环传递函数为2222)(nn n s s G ωξωω++=，若要使系统在欠阻尼情况下的单位阶跃响应的超调量小于16.3%，调节时间小于6s ，峰值时间小于6.28s ，试在S 平面上绘出满足要求的闭环极点可能位于的区域。
（8分） 4.（10分）试回答下列问题： （1） 串联超前校正为什么可以改善系统的暂态性能？ （2） 从抑制扰动对系统的影响这一角度考虑，最好采用哪种校正方式？ 5．（15分）对单位负反馈系统进行串联校正，校正前开环传递函数)12()(2++=S S S Ks G ，试绘制K 由0→+∞变化的根轨迹。
《自动控制原理》试卷及答案(B20套)Word版
《自动控制原理》试卷B （01） 一、问答题（30分）1．试画出一般自动控制系统的原理结构图，并简要说明各部分的作用？（6分）2．什么是最小相位系统和非最小相位系统？最小相位系统的主要特点是什么？（6分） 3．试画出超前网络的伯德图，并说明其特点以及用频率法超前校正的使用条件？（6分） 4．写出绘制根轨迹的条件方程？（6分） 5．试回答下列问题：（6分）（1） 进行校正的目的是什么？为什么不能用改变系统开环增益的办法来实现？ （2） 在什么情况下采用串联滞后校正？它主要能改善系统哪方面的性能？二、综合计算题（70分）1、（12分）画出下图所示电路的方框图（或信号流图），并求传递函数)()(12s U s U 。
2、（12分）具有单位负反馈系统的开环传递函数为)2348242(46)(234++++=s s s s s s G 试用劳斯判据判别闭环系统的稳定性及闭环特征根的分布情况。
3、（16分）最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如下图所示，试求： （1）系统的开环传递函数；（2）绘出对应的对数相频特性的大致形状； （3）判断闭环稳定性及根的分布情况。
四、（15分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为)3)(6()(++=s s s ks G 。
（1）绘制系统的根轨迹（∞<<k 0）；（2）求系统临界稳定的k 值与系统的闭环极点。
L1R 2R +-+_五、（15分）已知系统结构图如图所示，试求当)(1)(),(1)(t t n t t t r =⋅=时，系统的稳态误差?=ss e《自动控制原理》试卷B （01）参考答案一、问答题略。
二、综合计算题 1、1)(1)()(2122112221112++++=s C R C R C R s C R C R s U s U 。
2、系统临界稳定，左半平面1个根，右半平面0个根，虚轴上4个根。
3、（1）)1()110(1.0)(2++=s s s s G k ；（2）图略；（3）闭环不稳定，2个右根。
2012自控原理期中考题
2012-2013学年 《经典控制理论》 期中考试试题1、 （10）求下列各拉氏变换式的原函数，1)31();(2)(3)X s s s s =++2) 21().(22)s X s s s s +=++2、 （15）试用结构图等效化简和信号流图方法求图1所示系统的传递函数，图13、 （15）某控制系统方框图如图2所示，在单位阶跃信号作用下，系统的输出响应曲线如图所示，试确定系统参数K 1，K 2，a 的数值。
解：ξ=0.4559;wn=4.4122; K1=2; K2= 19.4675; a=2*0.4559*4.4122;Gb=2*74.1958/(s^2+2*0.4559*4.4122s+19.4675).4、 （15）设已知系统结构图如3所示，图 31) 求使闭环系统临界稳定的K 值和对应的振荡频率ω；图2(a)t图2(b)2) 当2()r t t =时，要使系统稳态误差0.5ss e ≤，试确定满足要求的K 取值范围。
5、 （15）已知单位负反馈系统的开环传递函数如下，试概略绘出相应的根轨迹， *2(2)()()(3)(22)K s G s H s s s s s +=+++解：6、（15）设一位置随动系统如图4，图41)绘制以τ为参数的根轨迹；ξ=时的闭环传递函数.2)求系统阻尼比0.5作等效开环传递函数以τ为参数的根轨迹如下图。
此时的闭环传递函数为7、（15）设系统结构图如题5图所示，输入R (s )，扰动N (s )，欲完全消除扰动对输出的影响，并且要求系统对单位阶跃响应指标为超调量16.3%σ=，过渡过程时间()5%3s t ∆==秒， 试确定12,K K 及()x G s 的表达式.图5解：2()x G s s =-2111222112()1K s K s K K s s s K K sΦ==++ 1212121121212()1K s K K s K s K s K K s K s K K s+Φ==++++因为16.3%σ=，有0.5ξ= 由23sn t ωξ==，14K =，212/0.5n K K ξω==。
最新-自动控制原理-期中试题(DOC)
2012—2013学年第1学期《自动控制原理》期中考试试卷(适用专业：自动化、电气、测控)专业班级姓名学号开课系室信控学院自动化系考试日期 2012年11月25日一、简答题(18分)1. 控制系统正常工作的最基本要求是什么？答：稳定性、快速性、准确性（3分）2.什么是线性系统？线性系统的特征是什么？答：用线性微分方程描述的系统称为线性系统。
其特征是满足叠加原理，即叠加性与齐次性。
（3分）3.控制系统的传递函数的定义和应用范围是什么？答：控制系统的传递函数的定义为：零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。
应用范围是：线性定常系统（3分）4.控制器中加入比例+微分环节对控制系统的影响是什么？答：比例微分环节可增大系统的阻尼比，超调量增加，调节时间缩短，且不影响系统的稳态误差与自然振荡频率；允许选取较高的开环增益，因此在保证一定的动态性能条件下，可以减小稳态误差。
（3分）5.控制系统的稳态误差取决于哪些因素？答：开环增益、系统型别、输入信号的形式与幅值。
（3分）6.线性定常系统稳定的充分必要条件是什么？答：线性定常系统稳定的充分必要条件是闭环特征方程的根均具有负实部，或闭环传递函数的极点均位于s左半平面。
（3分）二 、(1)由图1所示系统结构图求出相应的传递函数()/()C s R s 和()/()C s N s 。
（8分）图1 系统结构图(2)由图2所示系统结构图求出相应的传递函数()/()C s R s 。
（8分）图2系统结构图解：(1)当仅考虑()R s 作用时，经过反馈连接等效，可得简化结构图（图1-1），则系统传递函数为12221212221233221()()111G G G H G G C s G G R s G H G G H H G H -==-++- （4分） 图1-1 ()R s 作用时的简化结构图当仅考虑()N s 作用时，系统结构图如图1-2所示。
系统经过比较点后移和串、并联等效，可得简化结构图，如图1-4所示。
自动控制原理试卷及答案20套 (1)
《自动控制原理》试卷（一）A一、)(/)(s R s C二、 系统结构图如图所示，τ取何值时，系统才能稳定 ？（10分）三、已知负反馈系统的开环传递函数为，42)2()(2+++=s s s K s W k(1) 试画出以K 为参数系统的根轨迹；(2) 证明根轨迹的复数部分为圆弧 。
（15分）四、已知一单位闭环系统的开环传递函数为)15.0(100)(+=s s s W K ，现加入串联校正装置：101.011.0)(++=s s s W c ，试： （20分）（1） 判断此校正装置属于引前校正还是迟后校正？（2） 绘制校正前、后系统及校正装置的对数幅频特性。
（3） 计算校正后的相位裕量。
五、非线性系统结构如图所示，设输入r=0, 绘制起始点在0)0(,1)0(00==>=c cc c 的c c -平面上的相轨迹。
（15分）C )(s )(s o六、采样控制系统如图所示，已知s T K 2.0,10==： （15分）1．求出系统的开环脉冲传递函数。
2．当输入为)(1*)(1*)(1)(221t t t t t t r ++=时，求稳态误差ss e 。
七、用奈氏稳定判据判断如下图所示系统的稳定性。
其中，（1）─（3）为线性系统，（4）─（6）为非线性系统。
（15分）s e sT --1 2s K s 5.0 )(s R)(s E )(s C c21se r _ u1 2 0《自动控制原理》试卷（一）B一、 控制系统的结构如下图。
(1) 当F （s ）=0时，求系统闭环传递函数)()()(s R s C s =Φ；(2) 系统中H 2（s ）应满足什么关系，能使干扰F （s ）对输出C （s ）没有影响？（10分）二、． 设某控制系统方框图如图所示，要求闭环系统的特征值全部位于s ＝－1垂线之左，试确定参数K 的取值范围。
（10分）三、.一单位负反馈系统的开环传函为)15.0()125.0()(++=s s s K s W ，欲使该系统对单位阶跃函数的响应为一振幅按指数规律衰减的简谐振荡时间函数，试用根轨迹法确定K 值范围（要求首先绘制根轨迹，求出并在图上标注主要的特征点参数）。
自动控制原理期中考试试卷
自动控制原理期中考试
一、填空题。
（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、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。
4、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 。
二、列写如图2-1所示的RLC 无源网络的微分方程。
u i(t )为输入变量，u o(t )为输出变量。
三、简化系统结构图，求传递函数C(s)/R(s)
四、求C(s)/R(s),C(s)/N(s),E(s)/R(s),E(s)/N(s)
五、已知系统的特征方程为0251032
34=++++s s s s 用劳斯判据确定系统的稳定性 C(s)= 1- G 1H 1+ G 2H 2+ G 1G 2H 3-G 1H 1G 2 H 2
N(s
R(s E(s C(s H1 -H2
G1 G3 G2
-H3 (s R 1G 2
G 3G 4G 1H 3H 2H -
--
()s C。
自动控制原理试题库(有答案的)
自动控制原理试题库（有答案的）自动控制理论试卷（a/b卷闭卷）一、填空题（每空1分后，共15分后）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、复合控制存有两种基本形式：即为按的线性网络复合控制和按的线性网络复合控制。
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、典型二阶系统极点原产例如图1右图，则并无阻尼自然频率?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)?10e?0.2t?5e?0.5t，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?(?)?tg?1(??)?900?tg?1(t?)，则该系统的开环传递函数为。
8、pi控制器的输出－输入关系的时域表达式就是，其适当的传递函数为，由于分数环节的导入，可以提升系统的性能。
二、选择题（每题2分，共20分）1、使用负反馈形式相连接后，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、减少开环极点；b、在分数环节另加单位负反馈；c、减少开环零点；d、导入串联全面性校正装置。
3、系统特征方程为d(s)?s3?2s2?3s?6?0，则系统()1a、平衡；b、单位阶跃积极响应曲线为单调指数下降；c、临界平衡；d、右半平面闭环极点数z?2。
4、系统在r(t)?t2促进作用下的稳态误差ess??，表明()a、型别v?2；b、系统不稳定；c、输出幅值过小；d、闭环传递函数中存有一个分数环节。
5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是()a、主意见反馈口符号为“-”；b、除kr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g(s)h(s)??1。
(完整word版)自动控制原理试卷
自动控制理论复习资料自控期考试卷一、计算题1、已知二阶控制系统，其闭环传递函数为()256252++=Φs s s ，求其自然振荡角频率n ω和阻尼比ζ,并求上升时间r t 、峰值时间p t 、回复时间s t ，超调量(%)p M 。
（6分)解: 二阶控制系统的标准形式为()2222nn nw s w s w s ++=Φξ(1分） 对比()256252++=Φs s s 得：⎩⎨⎧==25622n n w w ξ，解得：⎩⎨⎧==56.0n w ξ（1分） 所以自然振荡角频率为5 rad/s ，阻尼比为0.6.上升时间2222110.60.5495()1510.6r n arctg arctg t s w ξππξ⎛⎫⎛⎫----⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭===--（1分）峰值时间220.785()1510.6p n t s w ξ===--（1分）回复时间331(),0.050.65s n t s w ξ===∆=⨯；44 1.333(),0.020.65s n t s w ξ===∆=⨯（1分） 超调量0.3(%)100%100%9.43%ctg ctg p M e e πθππ-⨯-⨯=⨯=⨯=（1分) 2、简化下列自动控制系统结构方框图，并写出简化后的传递函数。
（10分)解：因此，其传递函数为： )()()()()()()()()()()(1)()()()()(143213434324321s H s G s G s G s G s H s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G +++=（2分）3、设单位反馈系统的开环传递函数为())5)(1(+-=s s s Ks G ，求取K 的取值范围并判断系统的稳定性。
（10分） 解：()ss Ks s s K s G 54s )5)(1(23-+=+-=,其闭环传递函数为：()()()Ks s Ks G s G s G +-+=+=54s 1123（2分）特征方程为054s 23=+-+K s s 列写劳斯判据:513-s （1分) K s 42(1分)04201K s +-(1分）K s 0（1分）若使系统稳定,则⎪⎩⎪⎨⎧>+->04200K K （2分） 解得:⎩⎨⎧-<>20K K ，没有交集，解矛盾,因此没有适合的K 使系统稳定。
《 自动控制原理 》典型考试试题
《 自动控制原理 》典型考试试题（时间120分钟）院/系 专业 姓名 学号第二章：主要是化简系统结构图求系统的传递函数，可以用化简，也可以用梅逊公式来求一、（共15分）已知系统的结构图如图所示。
请写出系统在输入r(t)和扰动n(t)同时作用下的输出C(s)的表达式。
二 、（共15分）已知系统的结构图如图所示。
试求传递函数)()(s R s C ，)()(s N s C 。
三、（共15分）已知系统的结构图如图所示。
试确定系统的闭环传递函数C(s)/R(s)。
四、（共15分）系统结构图如图所示，求X(s)的表达式五、（共15分）已知系统的结构图如图所示。
试确定系统的闭环传递函数C(s)/R(s)和C(s)/D(s)。
六、（共15分）系统的结构图如图所示，试求该系统的闭环传递函数)()(s R s C 。
七、（15分）试用结构图等效化简求题图所示各系统的传递函数)()(s R s C 一、（共15分）某控制系统的方框图如图所示，欲保证阻尼比ξ=0.7和响应单位斜坡函数的稳态误差为ss e =0.25,试确定系统参数K 、τ。
二、（共10分）设图（a ）所示系统的单位阶跃响应如图（b ）所示。
试确定系统参数,1K 2K 和a 。
三、（共15分）已知系统结构图如下所示。
求系统在输入r(t)=t 和扰动信号d(t)=1(t)作用下的稳态误差和稳态输出)(∞C四、（共10分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为：试确定引起闭环系统等幅振荡时的K 值和相应的振荡频率ω五、（15分）设单位反馈系统的开环传递函数为若系统以2rad/s 频率持续振荡，试确定相应的K 和α值六、（共15分）系统结构图如图所示。
（1）为确保系统稳定，如何取K 值？（2）为使系统特征根全部位于s 平面1-=s 的左侧，K 应取何值？（3）若22)(+=t t r 时，要求系统稳态误差25.0≤ss e ，K 应取何值？六、（15分）单位反馈系统的开环传递函数为)5)(3()(++=s s s K s G 为使系统特征根的实部不大于-1，试确定开环增益的取值范围。
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2012—2013学年第1学期《自动控制原理》期中考试试卷(适用专业：自动化、电气、测控)专业班级姓名学号开课系室信控学院自动化系考试日期 2012年11月25日一、简答题(18分)1. 控制系统正常工作的最基本要求是什么？答：稳定性、快速性、准确性（3分）2.什么是线性系统？线性系统的特征是什么？答：用线性微分方程描述的系统称为线性系统。
其特征是满足叠加原理，即叠加性与齐次性。
（3分）3.控制系统的传递函数的定义和应用范围是什么？答：控制系统的传递函数的定义为：零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。
应用范围是：线性定常系统（3分）4.控制器中加入比例+微分环节对控制系统的影响是什么？答：比例微分环节可增大系统的阻尼比，超调量增加，调节时间缩短，且不影响系统的稳态误差与自然振荡频率；允许选取较高的开环增益，因此在保证一定的动态性能条件下，可以减小稳态误差。
（3分）5.控制系统的稳态误差取决于哪些因素？答：开环增益、系统型别、输入信号的形式与幅值。
（3分）6.线性定常系统稳定的充分必要条件是什么？答：线性定常系统稳定的充分必要条件是闭环特征方程的根均具有负实部，或闭环传递函数的极点均位于s左半平面。
（3分）二 、(1)由图1所示系统结构图求出相应的传递函数()/()C s R s 和()/()C s N s 。
（8分）图1 系统结构图(2)由图2所示系统结构图求出相应的传递函数()/()C s R s 。
（8分）图2系统结构图解：(1)当仅考虑()R s 作用时，经过反馈连接等效，可得简化结构图（图1-1），则系统传递函数为12221212221233221()()111G G G H G G C s G G R s G H G G H H G H -==-++- （4分） 图1-1 ()R s 作用时的简化结构图当仅考虑()N s 作用时，系统结构图如图1-2所示。
系统经过比较点后移和串、并联等效，可得简化结构图，如图1-4所示。
则系统传递函数为1122121221322123(1)()()1()1G H G G G G H C s N s G H G H G H G G H ++==---+ （4分）N s作用时的系统结构图图1-2 ()(2) 图2所示的系统可由下列信号流图表示（2分）（3分）（3分）三、 已知系统的结构图如图3所示： （12分）图3（1） 若令0=t K ，4.411=K ，求此时的阻尼比ξ和自然频率n ω，并求此时的超调量σ、调节时间s t 。
（2） 试确定1K 、t K ,使系统的阻尼比5.0=ξ、自然频率6=n ω，并求此时的超调量σ、调节时间s t 。
解：（1）开环传函：2122*2536()(0.8)0.82n n K G s s s s s s sωξω===+++ 令23620.8n n ωξω⎧=⎪⎨=⎪⎩——> 60.067n ωξ⎧=⎨=⎩ （2分） 0.81eσ== （2分）3.58.75s nt ξω==(5%误差带) 4.511snt ξω==(2%误差带) （2分）（2）开环传函：211222525(0.8)()25(0.825)21(0.8)n t n t K s s G s K s K s s s K s s s ωξω+===+++++2125360.82526n t n K K ωξω⎧==⎪⎨+==⎪⎩——> 1 1.440.208t K K ⎧=⎪⎨=⎪⎩ （2分） 0.163eσ== （2分）3.51.17s nt ξω==(5%误差带) 4.51.47snt ξω==(2%误差带) （2分）四、已知系统特征方程（14分）(1) 5432236480s s s s s+++--=(2) 6543244478100s s s s s s+-+--+=试用劳斯判据求出系统在s右平面和虚轴上根的数值解：（1）利用劳斯稳定判据来判定系统的稳定性，列出劳斯表如下：5 4 3 2 1 0134268 0(8)0(12)38100/38s s s s s s----（4分）显然，由于表中第一列元素的符号有一次改变，故本系统不稳定。
如果解辅助方程42()2680F s s s=+-=,可以求出产生全零行的特征方程的根为2j±，1±，故系统在s右半平面上根的数值为1，在虚轴上根的数值为2j±。
（3分）（2）利用劳斯稳定判据来判定系统的稳定性，列出劳斯表如下：6 5 4 3 2 1 01471044855100(20)0(10)5/225/211025/2s s s s s s s----------（4分）显然，由于表中第一列元素的符号有两次改变，故本系统不稳定。
如果解辅助方程42()55100F s s s =--+=，求出特征方程根为±1±。
特征方程/辅助方程=2450s s +-=，解得另一个右平面的根 1.s = 所以右半平面上根的数值为1(二重根)，虚轴上根的数值为± （3分）五、 设复合控制系统如图4所示。
（20分）图4复合控制系统（1）仅考虑扰动输入()n t ，计算扰动()n t t =引起的稳态误差；（2）仅考虑输入()r t ，设计c K ,使系统在()r t t =的作用下无稳态误差。
解：（1）扰动引起的稳态误差。
利用梅森增益公式，可得1312421++(1)K K K K K s s Ts ∆=+; 11P =;1311+K K s∆= 2323124()(1)()()()(1)s s K K Ts C s N s s s K K Ts K K K ++∴=+++ （5分） 此时系统由扰动引起的误差函数为2323124()(1)()()()()(1)n s s K K Ts E s C s N s s s K K Ts K K K ++=-=-+++ （2分）利用终值定理求解系统的稳态误差，有232023124()(1)1()lim ()lim ()(1)ssn n s s s s K K Ts e sE s s s s K K Ts K K K s→→++∞==⋅⋅+++则由扰动()n t t =引起的稳态误差为314()ssn K e K K ∞=-（3分）（2）确定c K 值。
当仅考虑输入作用，即2()1/R s s =时，图4复合控制系统的信号流图如图4-1所示RC考察信号流图，本系统有两条前向通道，两个单独回路，即231sK K L =-，12422s (1)K K K L Ts =-+，121L L ∆=--12412s s K K K p =（T +1），11∆= 42(1)c K K p s Ts =+，21∆=由梅森增益公式可得系统的传递函数为4124223124()()()(1)(1)i i c p K K s K K K C s s R s s Ts K K s Ts K K K ∆+Φ===∆++++∑ （3分）则系统的误差函数为()()()[1()]()r E s R s C s s R s =-=-Φ⋅2234223124(1)(1)()(1)(1)c s Ts K K s Ts K K s R s s Ts K K s Ts K K K +++-=⋅++++ （3分） 利用终值定理来求解系统的稳态误差，有2234220023124(1)(1)1()lim ()lim (1)(1)c ssr r s s s Ts K K s Ts K K s e sE s s s Ts K K s Ts K K K s→→+++-∞==⋅++++232342023124(1)()lim(1)(1)c s s Ts K K Ts K K K K s Ts K K s Ts K K K →+++-=++++ （2分）欲使系统在()r t t =作用下无稳态误差，须有2340c K K K K -= 则当234c K K K K =时，系统在()r t t =作用下无稳态误差。
（2分）六、 已知系统的开环传递函数如下，试概略绘制相应的常规根轨迹，并 确定使闭环系统稳定的开环增益K 范围。
（20分）(1)*2(1)()()(4)(6)K s G s H s s s s +=++ (2)*2()()(4)(22)K G s H s s s s s =+++ 解：（1）系统的开（1）环传递函数 *2(1)()()(4)(6)K s G s H s s s s +=++ ①实轴上的根轨迹：[4,1]--，[6,]--∞。
（1分）②根轨迹的渐近线：46133a σ--+==-，,3a πϕπ=±。
（2分） ③根轨迹与虚轴的交点：由系统的开环传递函数可知系统的闭环特征方程如下：2*432**()(4)(6)(1)10240D s s s s K s s s s K s K =++++=++++=令s j ω=，将其代入上式可得432**()10()24()()0j j j K j K ωωωω++++=即42*3*240100K K ωωωω⎧-+=⎨-+=⎩ 由于0ω≠，故可解得3.7ω=±，*136.9K = （2分）则当*0136.9K <<时，*013.6910K K <=<闭环系统稳定。
（只求K*范围扣2分）（3分）根据以上几点，可以画出概略根轨迹图如图6-1所示-15-10-551015x Root LocusReal AxisI m a g i n a r y A x i s图6-1 系统（1）概略根轨迹图 （2分）（2）系统的开环传递函数**22()()(4)(22)(4)(1)K K G s H s s s s s s s s j ==+++++± ①实轴上的根轨迹：[4,0]-。
(1分)②根轨迹的渐近线：411 1.54a σ---==-，3,44a ππϕ=±±。
（1分） ③根轨迹的分离点坐标满足11110411d d d j d j+++=++-++ 经计算可得1 3.09d =-或2,30.70.39d j =-±(舍去)，故根轨迹的分离点为 3.09d =-（2分）④根轨迹与虚轴的交点：由系统的开环传递函数可知系统的闭环特征方程为2*432*()(4)(22)61080D s s s s s K s s s s K =++++=++++=即42*3100680K ωωωω⎧-+=⎨-+=⎩ 由于0ω≠，故可解得1.16ω=±，*11.55K =则当*011.55K <<,*0 1.448K K <=<时，闭环系统稳定（只求K*范围扣2分）。