2001-2003自控试题
《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。
G4H1G3G1G 2N(s)C(s)R(s)--+++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)。
G1G2R(s)-++C(s)-+四、（共15分）系统结构图如图所示，求X(s)的表达式G4(s)G6(s)G5(s)G1(s)G2(s)N(s)C(s)R(s)--G3(s)X(s)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)。
G1G2R(s)-++C(s)-+D(s)G3G4六、（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)(∞C2/(1+0.1s)R(s)-C(s)4/s(s+2)E(s) D(s)四、（共10分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为：2()(2)(4)(625)KG s s s s s =++++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12 )1()(23++++=s s s s K s G α若系统以2rad/s 频率持续振荡，试确定相应的K 和α值第三章：主要包括稳、准、快3个方面稳定性有2题，绝对稳定性判断，主要是用劳斯判据，特别是临界稳定中出现全零行问题。
2003级自动控制原理试题及答案(A卷)
热动2003级自动控制原理试题班级____________ 学号 姓名1. 拉氏变换与Z 变换(1) 求函数f (t )（见图1）的拉氏变换和Z 变换，其中采样周期T=1s 。
（10分）(2) 求21()32F s s s =++的原函数。
（5分）2. 传递函数（每小题5分，共15分）(1) 图2所示，假定质量块m 对地面无摩擦，试求系统的传递函数)()(s U s X 。
图2(2) 应用梅森公式求图3的传递函数。
(3) 求图4所示系统的闭环脉冲传递函数。
U r (S)U C (S)图1图3图43. 如图5所示控制系统 ，要求其阶跃响应性能指标σp 为16.3%，t p 为1s 。
试求K 与τ。
（15分）4. 已知系统的开环传函为 ，试画出其根轨迹图，并求稳定域。
（20分）5. 已知单位负反馈系统开环传递函数为 ， 绘制Nyquist 图和对数幅频特性。
（25分）6. 判别系统稳定性（每小题5分，共10分）(1) 已知系统特征方程： (2) 图6为负反馈系统的开环幅相曲线，K ＝500，p ＝0，求系统的稳定范围。
图6(t)2)1)(s (s H(s)G(s)++=s K100G(s)H(s)(0.1s 1)(5s 1)s =++543226310s s s s s +++++=u图5热动2003级自动控制原理试题解题要点1. （1）由图可得f (t )的表达式为：)1(1)(1)(--=t t t f则：se e s s s F ss ---=-=111)(1m 1T 1),-(1 ),()]([=→==--t z F z mT t f F m 对于111)(1=---=∴-z z z z z z F（2）2111)1)(2(1231)(2+-+=++=++=s s s s s s s F（3分）2. （1）由牛顿运动定律可知： xm x x k u =--)(12 （1）1112)(x k x x k =- （2）由（2）得：x k k k x 2121+=代入（1）x k k k k xm u 2121++=设系统为零初始状态，对上式进行拉氏变换可得：212121)()(k k kk m s s U s X ++=（2）一条前向通道：43211G G G G P =三个回路：143211H G G G G L -=，2322H G G L -=， 3433H G G L -=tte e tf 2)(--+=∴ 1无不相交回路，则：)(134323214321H G G H G G H G G G G ----=∆ P 1与所有回路有共同节点：11=∆则：（3）3.(1)(2)(3)4. （1）三条根轨迹，全部终止于无穷远零点；3432321432143211111)()(H G G H G G H G G G G G G G G P s R s C +++=∆∆=()()()()()()E Z R Z B Z R Z GH Z E Z =-=-⋅()()1()R Z E Z GH Z =+()()()()()1()R Z G Z C Z G Z E Z GH Z ==+()()()()1()C Z G Z Z R Z GH Z Φ==+0.5 %3.16%10021/p =∴=⨯--=ξξξπσe ξσ⇒p rad/s3.63p t n 21=-=ξπωnp t , ωξ⇒222210)101(210(s) n s n s n K s s K ωξωωτ++=+++=Φ ⎪⎩⎪⎨⎧∴+==τξωω1012102 nK n ⎩⎨⎧==0.26332.1τK（2）实轴上根轨迹为[-1，0]、（-∞，-2] （3）三条渐近线， 与实轴的交点为： 与实轴的夹角为：（4）在区间[-1，0]的分离点为：or则： （不合理）（5）根轨迹与虚轴的交点：系统的特征方程为：02323=+++K s s s 令：ωj s =代入上述方程，取实部为0，得：由根轨迹可知，当0<K<6时，系统稳定。
2001年东南大学自动控制原理真题
东南大学二00 一年攻读硕士学位研究生入学考试试卷一、图为简单电压调节器，在发电机的输出端用一个电位器给出反馈电压K v o ,K为常数(K1),该电位器的电阻足够高，以致可假设它可以吸收的电流可以忽略。
放大器的增益为20V/V，发电机增益K g为50V/A(励磁电流)参考电压V r =50V。
(1)画出当发电机供给一个负载电流时的系统方框图，并写出每个方块的传递函数。
(2)系统工作于闭环状态(即S闭合)，已知发电机的稳态空载端电压为250V, 求此时K的值。
通过30A的稳态负载电流时，引起的端电压的变化是多少？恢复到250V的发电机电压，需要多大的参考电压？(3)系统运转在开环状态下(即S断开)，为获得250V的稳态空载电压，需要多大的参考电压？当负载电流为30A时，端电压如何变化?二、设某系统的开环传递函数为G0(s)=空，试求使闭环系统稳定的K的取s值范围。
三、设系统的状态方程为x = |0 1L + L试求当-3一 \(1)U ( t ) =S (t )(2)u (t) =1 (t)时系统的状态响应x (t )。
(假设初始状态为零)四、如图所示的一阶采样系统中，ZOH弋表零阶保持器，求闭环系统的脉冲传递函数。
为使系统保持稳定，积分器的增益A的范围如何？ ( T为采样周期)五、某最小相位系统的折线对数幅频特性如图所示，试写出它的传递函数，并大致画出其对数相频特性曲线。
六、已知系统的状态方程为x=Ax Bu。
设P为非奇异常数阵，已知A =P」AP二A 11 A12，B = P A B 1，其中A 11和B1的行数均为n1，而且||A 21 A 22 .|L 0rank ( B J =n’。
试证明(A，B)能控的充要条件是(A 22，A可)能控。
七、已知线性定常系统的状态转移矩阵为⑴=3S2t Sint，求系统矩阵A。
|| sin 2t cost八、已知非线性系统如图所示，其线性部分的频率特性G(jw )及非线性部分的负倒特性-1/N(E)如图所示(1)试确定当初始误差E在①A点②B点③C点④D点⑤E点时C (t )的运动情况(2)将上述分析结果在以e为横坐标，e为纵坐标的相平面上定性的表示出来（设原点为焦点，有极限环时原点为中心点）。
浙大2003自控考研真题答案
一、（10分）求理想运算放大器的传递函数)()(s Ui s Uo ，结构图如下：解：理想运放∞→λZ ，流入运放电流0,0→→B U i)()()()()()()()()()(:)(0)()()()()()()()()()()()()()(414243324232142321s Z s Z s Z s Z s Z s Z s Z s Z s U s U s U Us Z s U s Z s U s U s Z s U s U s Z s U s U s Z s U s U i i i i i i O F BF F B O F F B B i ++==⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--=--=-+=-=∴得消去即：二、（10分）求右图的传递函数)()()(s U s y s G =解：处理左侧正反馈回路 )(1)()(11*1s G s G s G -=则等效方块图：题二 图)()()(1)()()()()(1)(1)()()(1)()(21121221122*12s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G +--=-+=+=∴三、（10分）已知系统的状态转移矩阵为⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+--=--------tttttttt e ee eeee e t 224233)(2222φ，请求出)(1t -φ、A 。
解：根据状态转移矩阵的运算性质有： =-=-)()(1t t φφ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+--t ttttttt e e ee e e e e 2242332222 A ＝)0(φ ＝⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡---+-+-=--------26112442432302222t tttt t ttt eee ee e e e四（10分）已知单位反馈系统的开环传递函数为)164)(12()1.0(16)(22+++++=s s s s s s s G ，试绘制对数幅频特性渐近线解：dBk s ss s s s s s s s s s s G 201.0lg 20lg 2014,1,1.0)116416)(12()110(1.0)164)(12()1.0(16)(3212222-======+++++=+++++=时，转折频率为：ωωωω王、（10分）考虑下图所示闭环系统及相应Nyquist 轨线图，试确定系统稳定性与k 值关系。
2001-2004年东北大学自动控制原理真题
2001年自动控制原理真题（共六题）一、（20分）求解线性微分方程。
式中1(t)为单位阶跃函数。
x(t),dx/dt初始值均为零。
二、（20分）化简题二系统，并求出其传递函数。
三、（10分）已知传递函数。
求单位阶跃函数作用下的响应。
四、已知单位反馈系统开环传递函数Gk(s)=K/S(S+4),将ξ调整到ξ=根下2分之一，求相应的K值。
（仅限用根轨迹法）五、（20分）设控制後开环传函为。
试绘制系统的伯德图，并标出系统的幅值裕量与相位裕量。
六、（20分）非线性後的结构如图所示，图中T=1，K=4，e[size=-2]0=0.2,H[size=-2]0=0.2。
假定系统开始处于静止状态，当系统受到阶跃输入量r(t)=R作用时，试绘制後在相平面上的相轨迹。
（提示R=2）2002年自动控制原理真题（共六题）一、（15分）设一随动系统如图1所示，要求系统的超调量为0.2，峰值时间为1秒，试求1）增益K和反馈系数Kh之值。
2）根据所求的K值和Kh值，计算该系统的上升时间tr和调整时间ts.二、（20分）设一反馈系统如图2所示，试选择K1,K2以使该系统同时满足下列性能指标的要求:1）当单位斜坡输入时，系统的稳态误差小于等于0.35。
2）闭环极点的阻尼比小于等于0.707。
3）调整时间ts小于等于3秒。
.三、（20分）一控制系统如图3所示，当r(t)=t 时，要求系统的稳态误差小于0.2，且增益裕量不小于6dB,试求增益K的取值范围。
.四、（20分）采样系统如图4所示，试确定系统稳定的K值范围。
五、（15分）试确定由Y=X的3次方所表示的非线性的描述函数，式中X=ASinwt,X为输入量，Y为输出量。
六、（10分）以二阶系统Gk(s)=K/S(TS+1)说明伯德图形状对系统动态性能的影响。
2003年自动控制原理真题（共十题）一、（10分）增大控制器的比例控制系数对闭环系统输出有何影响？为什么加入滞后环节可以提高稳态精度而又基本上不影响系统暂态性能？二、（20分）写出下图所示环节输出Uc与Ur之间的微分方程。
03级自控-答案Word版
汽车工程学院车辆工程专业2003级 《自动控制基础》课程期终考试试卷姓名： 班级： 学号：（考试时间：120分钟）一、填空题（本题共25分）1．所谓自动控制，就是 没有人直接参与的情况下，使被控制对象的某些物理量准确地按照预期的规律变化 。
（本小题1分）2．反馈是指 输出量通过适当的测量装置将信号的全部或一部分返回输入端，使之与输入量进行比 。
根据有无反馈作用可将控制系统分为开环控制系统与闭环控制系统两类。
（本小题4分）3．已知：)4(143sin 6)(1ππ-⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛-=t t t f ，()()()()t t t t t f 1254)(2⋅+++=δ，其中：)(t δ为单位脉冲函数；)(1t 为单位阶跃函数。
则这两个函数的拉氏变换：[]=)(1t f L 9624+-s ses π； []=)(2t f L 2125ss ++。
（本小题4分） 4．已知一阶惯性环节的传递函数为()11+=Ts s G ，则其乃奎斯特曲线为圆心在(0.5，0)，半径为0.5的圆。
（本小题2分）5．控制系统稳定的充分必要条件是：系统特征方程的根全部具有负实部（闭环传递函数的极点全部具有负实部，或闭环传递函数的极点全部在[S]平面的左半平面）。
（本小题2分）6．如图所示为某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线，则其开环传递函数为：()()11001101023++s s s 。
（本小题3分）题一、6题图7．已知某单位反馈系统的开环传递函数为()()()1021412)(22++++=s s s s s K s G ，则该系统的静态位置误差系数=P K ∞；静态速度误差系数=v K ∞；静态加速度误差系数=a K 10K 。
（本小题3分）8．设单位反馈系统的开环传递函数为()sK s G =，则该系统的误差积分性能指标I=K 1。
（本小题2分）9．校正装置在控制系统中的联结方式可分为串联校正、反馈校正、顺馈校正和干扰补偿。
(免费)自动控制理论(二)试卷 浙江省2003年1月高等教育自学考试
浙江省2003年1月高等教育自学考试自动控制理论(二)试题课程代码：02306一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题后的括号内。
1—5小题每小题2分，6—15小题每小题1分，共20分)1. 根据控制系统元件的特性，控制系统可分为( )A. 反馈控制系统和前馈控制系统B. 线性控制系统和非线性控制系统C. 定值控制系统和随动控制系统D. 连续控制系统和离散控制系统2. 设开环系统的频率特性G(j ω)3)j 1(11ω+=，当ω=1rad/s 时，其频率特性幅值M(1)=( )A. 22B. 2C. 42D. 2 43. 由电子线路构成的控制器如图，它是( )A. 超前校正装置B. 滞后校正装置C. 滞后—超前校正装置D. 超前—滞后校正装置4. 如果二阶振荡环节的对数幅频特性曲线存在峰值，则阻尼比ξ的值为( )A. 0≤ξ≤0.707B. 0<ξ<1C. ξ>0.707D. ξ>15. 系统稳定的充分必要条件是其特征方程式的所有根均在根平面的( )A. 实轴上B. 虚轴上C. 左半部分D. 右半部分6. 积分环节的频率特性相位移θ(ω)为( )A. 90°B. -90°C. 0°D. -180°7. 开环传递函数为G(s)H(s)=5)2)(s (s K ++,则实轴上的根轨迹为( ) A. 〔-2,∞) B. 〔-5,2〕 C. (-∞,-5〕 D. 〔2,∞)8. 若系统的状态方程为u 10X 5103X ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡=∙，则该系统的特征根为( ) A. s 1=-3, s 2=-5B. s 1=3, s 2=5C. s 1=-3, s 2=5D. s 1=3, s 2=-59. 伯德图中的高频段反映了系统的( )A. 稳态性能B. 动态性能C. 抗高频干扰能力D. 以上都不是10. 在系统开环传递函数中增加零点，将使系统的动态性能( )A. 变好B. 变差C. 不变D. 不定11. 对于欠阻尼的二阶系统，当无阻尼自然振荡频率ωn 保持不变时，( )A. 阻尼比ξ越大，系统的调整时间t s 越大B. 阻尼比ξ越大，系统的调整时间t s 越小C. 阻尼比ξ越大，系统的调整时间t s 不变D. 阻尼比ξ越大，系统的调整时间t s 不定12. 状态转移矩阵φ(t)的重要性质有( )A. φ(0)=0B. φ-1(t)=- φ(t)C. φk (t)= φ(kt)D. φ(t 1+t 2)= φ(t 1)+ φ(t 2)13. 进行串联滞后校正后，校正前的穿越频率ωC 与校正后的穿越频率C ω'的关系，通常是( )A. ωC =C ω'B. ωC >C ω'C. ωC <C ω'D. ωC 与C ω'无关14. 随动系统中常用的输入信号是抛物线函数和( )A. 阶跃函数B. 脉冲函数C. 正弦函数D. 斜坡函数15. 常用的比例、积分与微分控制规律的另一种表示方法是( )A. PIB. PDC. IDD. PID二、填空题(每小题1分，共10分)1. 根据控制系统信号的形式，控制系统可分为________控制系统、________控制系统。
自动控制原理试卷及答案
1《自动控制原理》试卷（A 卷）一、 用运算放大器组成的有源电网络如图所示，试采用复数阻抗法写出它的传递函数。
（10分）（1图 ）（3图）二、假设某系统对于单位阶跃输入信号的响应为t te et y 10602.12.01)(---+= 。
(a) 求该系统的闭环传递函数。
(b) 确定该系统的阻尼系数。
（10分）三、试用梅逊增益公式求图中系统的闭环传递函数。
（写出步骤）（10分）四、控制系统的结构如图所示，设 r(t ) = t ⋅ 1(t ) ，p (t ) = 1(t )定义e (t ) = r(t ))(t y -，试求系统的稳态误差。
（10分）)(t p )(t r -++)(t y 1+s )1(1+s s +（4图）五、试确定题图所示系统参数K 和ξ的稳定域。
（写步骤）（10分）（5图）六、设单位反馈控制系统的开环传递函数为（1） 绘制根轨迹，并加以简要说明。
（2） 当系统的阻尼振荡频率s rad /1d =ω时试确定闭环主导极点的值与相应的增益值。
（15分）七、最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如图所示，确定系统的开环传递函数。
（10分）八、已知最小相位系统校正前后系统的折线对数幅频特性如图所示，其中Lo(ω)为校正前特性，L开(ω)为校正后特性。
（1）试作出校正装置的对数幅频特性Lc(ω)(折线)；（2）试写出校正装置的传递函数Gc(s);（3）计算校正后系统的相位裕度γ。
（15分）cp为s右半平面上的开环根的个数，v为开九、设开环系统的奈氏曲线如下图所示，其中，环积分环节的个数，试判别闭环系统的稳定性。
(10分)（a）(b)2《自动控制原理》试卷（B 卷）一、 求下图所示系统的传递函数)(/)(0s U s U i 。
（10分）（1图） （3图）二、假设某系统对于单位阶跃输入信号的响应为t t e e t y 10602.12.01)(---+= 。
(a) 求该系统的闭环传递函数。
(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。
全国自学考试历年试题及答案
2001年l0月高等教育自学考试全国统一命题考试传感器及检测技术试卷(课程代码2202)本试卷共5页，满分100分，考试时间150分钟。
总分题号一二三四五核分人题分24 12 24 24 16复查人得分一、单项选择题(本大题共12小题，每小题2分．共24分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1．下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（ C ）2．属于传感器动态特性指标的是（ D ）A．压力B．力矩C．温度 D．厚度A．重复性 B．线性度 C．灵敏度 D．固有频率3．按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（ A ）A．光电式传感器 B．电容式传感器 C．压电式传感器D．磁电式传感器4．测量范围大的电容式位移传感器的类型为（ D ）A．变极板面积型 B．变极距型 C．变介质型D．容栅型5．利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（ C ）A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片6．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（ D ）A．电缆的安装及固定方式B．电缆的长度C．前置放大器的输出阻抗 D．前置放大器的输入阻抗7．固体半导体摄像元件CCD是一种（ C ）A．PN结光电二极管电路 B．PNP型晶体管集成电路C．MOS型晶体管开关集成电路 D．NPN型晶体管集成电路8．将电阻R和电容C串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC吸收电路，其作用是（ D ） A．抑制共模噪声B．抑制差模噪声 C．克服串扰 D．消除电火花干扰9．在采用限定最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差△Y≤0.01，本次采样值为0.315，上次采样值为0.301，则本次采样值Yn应选为（A）A．0.301 B．0.303 C．0.308D．0.31510．若模/数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为2.5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（ B ）U0M/2n=2.5/210A．1.22mV B．2.44mV C．3.66mV D．4.88mV 11．周期信号的自相关函数必为（Ａ）Ｐ１７６－１７７A．周期偶函数 B．非周期偶函数 C．周期奇函数 D．非周期奇函数12．已知函数x(t)的傅里叶变换为X（f），则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为（Ｂ）Ｐ１８４A．2X(f3) B．23X(f3) C．23X(f) D．2X(f)第二部分非选择题（共76分）二、填空题（本大题共12小题，每小题1分，共12分）不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。
自控试题及答案
一、填空题1.经典的控制理论以反馈理论为依据。
2.控制装置是由具有一定职能的各种基本元件组成的。
3.建立模型的两种方法是机理模型和实验建模。
4.传递函数代表了系统输入和输出之间的关系。
5.信号流图是由节点和支路组成的一种信号传递网络。
6.幅相频率特性曲线又称极坐标图，对数频率特性曲线又称为对数坐标图（或伯德图）。
7.按校正网络或元件在系统中的连接方式，可分为串联校正、反馈校正和前馈校正。
8.系统的频率特性包含两方面含义，其中一个是幅频特性，另一个是相频特性。
二、判定题1.线性定常系统对正弦输入信号的稳态相应仍然是与输入信号同频率的正弦信号。
（对）2.系统的幅值裕度和相角裕度可以衡量系统的动态性能。
（错）3.PI控制器比PID控制器多提供了一个负实数零点。
（）4.理想的采样过程可以看成幅相调制的过程。
（对）5.保持器实现的功能是把连续信号转换成数字信号。
（错）三、简答题1．对自动控制系统的基本要求有哪些？①系统的稳定性系统的稳定形是指系统在受到扰动作用后自动返回原来的平衡状态的能力。
②系统的动态性能当系统受到外部扰动而影响或是参考输入发生变化时，被控制就会随之发生变化，经过一段时间后被控制恢复到得来的平衡状态或到达一个新的给定状态。
③系统的稳态性能指稳定的系统在过渡过程结束后，其稳定输出偏离希望值的程度，用稳定误差来度量，这是系统精度的衡量提示。
2．稳定性的概念及线性系统稳定的充要条件是什么？所谓稳定性就是系统在扰动消失后，由初始偏差状态恢复到原来平衡状态的性能，若系统能恢复到原来的平衡状态，则系统是稳定的，否则，系统就是不稳定的。
充要条件：①一阶系统: a1s+a0=0 s=-a0/a1. 当a0与a1同号时，该系统满足稳定。
②二阶系统: a2s2+a1s+a0=0 当a0>0，a1>0.则a2>0都是负实部的共轭负数根，满足系统的稳定。
3．传递函数与微分方程相比有何优点？控制系统的微分方程是在时间域描述系统动态性能的数学模型，给出输入作用后，通过求解微分方程可以求出系统的输出响应，这种方法比较直观，但求解方程很麻烦。
自控试题及答案
《自动控制原理》试卷（五）A一、选择题：（共20分）1、(本小题4分)系统的传递函数可通过求取该系统的――而求得.A.阶跃响应函数B.脉冲响应函数C.斜坡响应函数D.抛物线响应函数2、(本小题4分)如图所示是某系统的单位阶跃响应曲线，下面关于性能指标正确的是――A. s t r6= B. s t s 4= C. s t p 14= D. %30%=δ3、(本小题5分)已知控制系统开环传递函数为)5)(2(10)(2++=s s s s W ，当输入46)(+=t t r 时，系统稳态误差为――A.0B. ∞C. 0.6D. 64、(本小题4分)系统根轨迹如图所示，当根轨迹与虚轴相交时，下述正确的是――13.102468101214tA. 1=ξB. 162=KC. 42.2=ωD. 0=ω5、(本小题4分)下列线性系统判断中正确的是――A.（1）稳定B.（2）稳定C.（3）稳定D. 全不稳定二、 控制系统的方框图如图所示，试用梅逊公式求系统的传递函数。
10分三、系统的传递函数方块图如图所示。
试确定K 和a 取何值时，系统将维持以角频率12-=s ω的持续振荡。
（10分）四、已知已知单位反馈系统的开环传递函数为)1()(41)(2++=s s a s s G a 的变化范围为[0，+∞），试绘制系统的闭环根轨迹。
（15分）五、已知一最小相位系统开环的对数幅频特性如下图所示， （15分）试写出系统开环传递函数()s W k ，求系统相位裕量和增益裕量。
六、非线性制起始点在(,1)0(0>=c c c 的cc -七、线性离散控制系统如下图所示，试确定使系统稳定的K值范围。
（15分）《自动控制原理》试卷（五）A标准答案与评分标准一、选择题：(每题4分)1、B2、D3、A4、B5、A二、.（本题共10分）解：…………………………………………2分两条前向通道及为)()()()(423211s G p s G s G s G p == …………………………………………2分三个相互接触的回路)()()()()()()()(23231212121s H s G s G L s H s G s G L s H s G L -==-= ………………………………………………1.5分信号流程图的特征式为：∆=∆=∆+-+=++-=∆21232121123211)()()()()()()()(1)(1s H s G s G s H s G s G s H s G L L L ……………3分根据梅逊公式，系统的传递函数为)()()()()()()()()(1)()()()(1)()(4232121123212211s G s H s G s G s H s G s G s H s G s G s G s G p p s G s C ++-+=∆+∆∆=……………………………………1.5分 三、（本大题10分）系统的结构图，系统的特征方程为：()01223=+++++K s K as s ………………………………………….2分 列写劳斯表：…………………………………………………………………3分()1211210123++-+++K s a K a K s K a s K s欲使系统振荡，1s 行各元素应全为0，即：………………………………2分()021=+-+a K a K由辅助方程：………………………………………………………………….1分 ()012=++=K as s F解得：21=+=a K n ω由式（1）、（2）解得系统振荡时2,75.0==K a …………………………2分四、（本题共15分） 解 系统闭环特征方程为04141)(23=+++=a s s s s D即有4141123=+++ss s a等效开环传递函数为2*11)21()(+=s s K s G ……………………………………………………3分aK 41*1=，变化范围为 [0，+∞）。
上海交通大学2003年自动控制原理考研试题与题解
o
（ ∆ = 0.05 ） ，并粗略绘制系统的单位阶跃响应曲线。 （10 分）
解：1） e ss = e ssr + essf = l im sE ssr ( s ) + l im sE ssf ( s )
s →0 s →0
2 2 − 10 − 10 E ssr ( s ) = R − 5 s (s + 1) E + s + 1 F = R + s(s + 1) E + s + 1 F 10 10 E 1 + s (s + 1) = R − s +1 F
− ξ 1−ξ 2 π
∴ σ o =e o ∴ tp =
× 100 o o = e
= π
−
0 .158 1−0 .158 2
π
× 100 o o = 60.5 o o
π ωn 1− ξ
2
10 1 − 0.158 2
= 1.006
∴ ts =
3 3 = =6 ξωn 0.158 × 10
三．设一控制系统的方框如图所示， 1）绘制系统以 T 为参变量的根轨迹图（ 0 < T < ∞ ） ； （10 分） 2）求使该二阶系统阻尼比 ξ 最小的 T 值，以及相应的 ξ min 。 （10 分）
一．设一反馈控制系统的结构如图所示，
1）试求取系统输出对输入的传递函数 C (s ) 2）试求取系统输出对扰动的传递函数 C (s )
R( s ) F (s)
； 。
（10 分） （10 分）
解：1）设 F ( s ) = 0
G2 G1 1 − G H C (s ) G1G2 2 2 = = R(s ) 1 − G2 H 2 + G1G2 H 3 G2 1 + G1 H 3 1− G H 2 2
全国2001年10月自动控制理论(二)试题参考答案
全国2001年10月自动控制理论(二)试题参考答案课程代码：02306一、单项选择题(本大题共15小题，1－5小题每小题2分，6－15小题每小题1分，共20分)1.B2.A3.C4.C5.A6.B7.C8.B9.B 10.B11.D 12.C 13.D 14.D 15.A二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)16.左半17.tg－1IR () ()ωω18.斜坡函数，抛物线函数19.12Tβ20.恒值，随动21.系统可控性问题22.全部极点，负实部23.输入支路，输出支路24.动态25.相位裕量，调整时间三、名词解释(本大题共5小题，每小题2分，共10分)26.控制系统中各元件的输入/输出特性都是线性特性，其动态过程可以用线性微分方程(或线性差分方程)来描述的控制系统。
27.校正装置G c(s)串联在系统的前向通道中，常加在系统中信号能量最小端。
28.可观测性是说明系统的输出量测量值能否确定系统所有状态的能力。
29.剪切频率ωc处的相位角θ(ωc)与－180°的相角差γ称为相位裕量PM。
即PM=θ(ωc)－(－180°)=180+θ(ωc)30.信号流图中，如果一些回路中没有任何公共节点，它们称为不接触回路。
四、简答题(本大题共6小题，每小题4分，共24分)31.闭环频率特性性能指标有：(1)谐振峰值M r;(2)谐振频率ωr；(3)截止频率ωb;(4)频带宽度0~ωb。
32.全局稳定是指系统无论在怎样的外力或扰动的作用下，只要这些外力消除，系统将能恢复到平衡状态的过程。
局部稳定性是指系统在外力或扰动力的作用下，若系统在某一范围内运动时稳定，超过该范围时系统将不稳定，这种特性叫局部稳定性。
33.G(s)化成时间常数表示形式：G(s)=02 0110021.(.)(.) s s++G(jω)=02 011021.(.)(.) j jωω++G(jω)极坐标图起点：(0.2，j0)G(jω)极坐标图终点；（0，j0），limω→∞∠G(jω)=－180°limω→∞|G(jω)|=0。
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）。
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（12 分）
s 6 2s 5 8s 4 12s 3 20s 2 16s 16 0
求其特征根，并判断系统的稳定性。 （10 分）
五、已知最小相位系统 Bode 图的渐近幅频特性如图所示，求该系统的开环传递函数。 （12 分）
专业班级：自 99-1,2 班
课程名称：自动控制原理(B)
（20 分）
二、 某控制系统的方框图如图所示，欲保证阻尼比 =0.7 和响应单位斜坡函数的稳态误差为
ess =0.25,试确定系统参数 K、 。( s)
画出根轨迹草图，判断系统的稳定性。 四、设某系统的特征方程式为
K s (s 1)
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六、已知单位反馈系统的开环传递函数为 G ( s ) =
200 s (0.1s 1)
试设计串联校正环节，使系统的相角裕度不小于 45 ，剪切频率不低于 50 rad / s 。 （16 分） 七、设某非线性系统如图所示，试确定其自振荡的振幅和频率。 （15 分）
2002-2003 学年第二学期期末考试题
专业班级：自 00-1,2 班 课程名称：自动控制原理（A） 第 1 页共 2 页 一、已知系统方框图如图所示，试计算传递函数 C1 ( s) R1 ( s) 、 C 2 ( s) R1 ( s) 、 C1 ( s) R2 ( s) 、
C 2 ( s) R2 ( s) 。