武汉科技大学2013-2014自动控制原理试卷A
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 （结构图化简，梅逊公式均可）。
四、（共20分）设系统闭环传递函数 ，试求：
1、 ； ； ； 时单位阶跃响应的超调量 、调节时间 及峰值时间 。（7分）
2、 ； 和 ； 时单位阶跃响应的超调量 、调节时间 和峰值时间 。（7分）
3、根据计算结果，讨论参数 、 对阶跃响应的影响。（6分）
4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用、、
等方法。
5、设系统的开环传递函数为 ，则其开环幅频特性为，
相频特性为。
6、PID控制器的输入－输出关系的时域表达式是，
其相应的传递函数为。
7、最小相位系统是指。
二、选择题（每题 2 分，共20分）
1、关于奈氏判据及其辅助函数 F(s)= 1 + G(s)H(s)，错误的说法是 ( )
试题四
一、填空题（每空 1 分，共15分）
1、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面，即：、和，其中最基本的要求是。
2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为 ，则该系统的开环传递函数为。
3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有、等。
五、已知系统开环传递函数为 均大于0，试用奈奎斯特稳定判据判断系统稳定性。(16分)［第五题、第六题可任选其一］
六、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)
七、设控制系统如图4，要求校正后系统在输入信号是单位斜坡时的稳态误差不大于0.05，相角裕度不小于40o，幅值裕度不小于10 dB，试设计串联校正网络。( 16分)
武汉科技大学827自动控制原理2014--2015(都有答案)考研初试真题
姓名： 报考专业： 准考证号码： 密封线内不要写题年攻读硕士学位研究生入学考试试题科目名称：自动控制原理（█A 卷□B 卷）科目代码：考试时间：3小时 满分150分2014年攻读硕士学位研究生入学考试试题（参考答案）科目名称：自动控制原理（█A 卷□B 卷）科目代码：827考试时间：3小时 满分150分一、简答题（共5小题，每小题6分，共30分）：1、对自动控制系统的基本要求是 。
答：稳（稳定、平稳）、快（动态响应快）和准（稳态误差小）。
2 线性离散控制系统稳定的充分必要条件是 。
答：离散系统闭环特征方程所有的特征根全部位于平面单位圆内部，即z 1, 1,2,i z i n<= 3 函数的拉氏变换和变换分别为 。
1()at e t -⎡⎤+⎣⎦z 答：和11s a s ++1aT z z z e z -+--4 某线性定常系统的单位脉冲响应为，则该系统闭环传递函1.25()0.0125t g t e -=数为 。
答：0.01251.25s +5 串联超前校正和滞后校正的主要特点分别是。
答：串联超前校正利用相位超前特性，主要改善系统的动态特性；串联滞后校正利用高频衰减特性，主要改善系统的稳态性能。
二、分析题（15分）简述空调器是如何自动调节室内温度？画出空调器温度自动控制系统的方框图。
解答：空调器控制部分有一个温度自动调节系统，它主要由空调遥控器、温度调节器、制冷压缩电机、温度传感器等部分组成。
以夏季调器运行工作过程为例，用户预先设定一个温度值，启动空调器后，温度传感器实时检测室内温度（通常高于预设温度），并与预设温度进行比较，根据温度偏差，通过温度调节器进行运算处理，并根据运算结果发出控制指令，控制制冷压缩电机运行时间长短，以使室内温度下降，当室内温度接近或等于预设温度时，电机停止工作。
当电机停止工作后，室温会再次回升，类似地由温度传感器实时检测出温度变化，通过温度调节器运算处理后，发出控制指令，启动电机运行，直到室温回到预设温度为止。
(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。
自动控制原理科目考试题A卷（开卷）及答案
⾃动控制原理科⽬考试题A卷（开卷）及答案级（学⽣填写）：姓名：学号：命题：审题：审批： ------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ----------------------------------------------------------- （答题不能超出密封装订线）2009～2010学年第⼀学期控制⼯程基础科⽬考试题A 卷（开卷）)(1s G------------------------------------------------------ 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ----------------------------------------------------------- 班级（学⽣填写）：姓名：学号：3、6. 为2型系统，p K =∞， v K = ∞， a K =K=20当输⼊r( t )分别为1( t )、t 和t 2时，e ss 分别为0，0，1/10 ；当r(t)=1( t )+ t + t 2时，根据线性系统的叠加原理，e ss =0+0+1/10=1/10 。
1. 求下图所⽰电路的传递函数及微分⽅程（10分）)1(11)()(212122Cs R R R R Cs R Cs R s U s U r c +-=+-= ； r 2c 1c21u R u R dtdu CR R -=+ 。
1、求下图所⽰电路的传递函数及微分⽅程（8分）。
⼀系统的开环传递函数为 G(S)H(S)=100/(10s+1)(2s+1)(0.2s+1) （1）绘制渐近对数幅频曲线图。
1）7. 试分别⽤幂级数法、部分分式法求以下函数的z 反变换并求x （3）：（9分）)2)(1()(--=z z zz X1）幂级数法+++-+--+--+-+---------------3213232121211127314151421767693232323z z z z z z z z z z z z z z z zz z,.....7)3(,3)2(,1)1(,0)0()(...73)2)(1()(0321=====+++=--=∑∞=----x x x x z k x z z z z z zz X k k2）、部分分式法21)2)(1(1)(-+--=--=z z z z z z X 11 21)(-+--=z zz z z X k z z z z z z 2]2[,1]1[11=- =- -- e(kT)=-1+2ke *(t)=e (0)δ(t )+e (T )δ(t -T )+e (2T )δ(t -2T )+…=0+1δ(t -T )+3δ(t -2T )+ 7δ(t -3T )+…⼀．填空题1、单输⼊单输出；线性定常系统。
自动控制原理试题及答案[2]
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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. 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.1 B 。
2 C.5 D 。
107. 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。
自动控制原理试题与答案解析
课程名称: 自动控制理论 （A/B 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，其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。
2、复合控制有两种基本形式：即按 输入 的前馈复合控制和按 扰动 的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(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 G 1(s)+G 2(s)（用G 1(s)与G 2(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 ω ，阻尼比=ξ ，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0.20.5()105t t g t e e --=+，则该系统的传递函数G(s)为 。
6、根轨迹起始于 极点 ，终止于 零点或无穷远 。
7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ϕωτωω--=--，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 0632)(23=+++=s s s s D ，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2=Z 。
4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明 ( )A 、 型别2<v ；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。
2014自动控制原理期末考试卷含答案
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能够归纳为三个方面 , 即 : 稳固性 、迅速性与 正确性 。
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达函数。
3、在经典控制理论中, 可采纳 劳斯判据 (或 :时域剖析法 )、根轨迹法或奈奎斯特判据(或 :频域剖析法 ) 等方法判断线性控制系统稳固性。
4、控制系统的数学模型 , 取决于系统 结构 与 参数 , 与外作用及初始条件没关。
5、线性系统的对数幅频特征, 纵坐标取值为 20lg A( ) ( 或 : L( ) ), 横坐标为 lg。
6、奈奎斯特稳固判据中 ,Z=P-R, 此中 P 就是指 开环传函中拥有正实部的极点的个数 ,Z 就是指 闭环传函中拥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, t s 定义为 调整时间 。
% 就是超调量。
A( )KK(T 1 ) 2 1 (T 2 )21,相频特征为8、设系统的开环传达函数为s(T 1s 1),则其开环幅频特征为1)(T 2 s()90tg 1(T 1 ) tg 1(T 2 ) 。
9、反应控制又称偏差控制 ,其控制作用就是经过 给定值 与反应量的差值进行的。
10、若某系统的单位脉冲响应为g (t ) 10e 0.2t5e 0.5 t ,则该系统的传达函数G(s)为10s5 。
s 0.2s0.5s11、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只有顺向作用并且还有反向联系时 ,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、根轨迹开端于开环极点 ,停止于开环零点。
13、稳固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,则该系统稳固。
自动控制原理试题库(含答案).
一、填空题（每空 1 分，共15分）
1、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面，即：、和，其中最基本的要求是。
2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为 ，则该系统的开环传递函数为。
3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有、等。
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来自系统的( )。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是( )。
A、闭环极点为 的系统B、闭环特征方程为 的系统
C、阶跃响应为 的系统D、脉冲响应为 的系统
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( )。
4、传递函数是指在初始条件下、线性定常控制系统的
与之比。
5、设系统的开环传递函数为 ，则其开环幅频特性为，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 对应时域性能指标，它们反映了系统动态过程的。
二、选择题（每题 2 分，共20分）
1、关于传递函数，错误的说法是( )
4、 时，求系统由 产生的稳态误差 ；（4分）
5、确定 ，使干扰 对系统输出 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 :
2019年度武汉科技大学自动控制基本原理期末考试试卷A(含答案解析)
（３分）
下面步骤二选一都得４分
而 （３分）
综合： ； ； 可以选择： （１分）
或者选择 ，验算得此时 ，计算 满足要求（４分）
（五a、五b任选一题，不重复计分。）
五a、(15分)某单位负反馈系统开环传递函数为
（1）(2分)确定根轨迹的起点、终点及实轴上的根轨迹分布；
（2）(2分)计算根轨迹的渐近线；
（5）闭环采样系统稳定的充要条件为：闭环采样系统的闭环脉冲传函的全部极点位于Z平面上以原点为圆心的单位园内。
二、(10分)工业上使用的光电纠偏器常用于钢厂、纺纱厂等长距离走料场合，其功能是纠正长距离物料在走料过程中偏离中心的误差，其原理图如图1所示，其中，光电位置传感器的输出为电压信号。
图1
（1）（3分）指出该系统的输入量、输出量和反馈量；
答案：
（1）系统的型次：I型；开环增益为50；（２分）
（2）系统开环传递函数 ；（３分）
（3相位裕量； （３分）
（4） ，其闭环系统稳定；(2分)
（5）(5分)假设系统输入为 ，确定系统的稳态输出。
系统闭环传递函数 ， (2分)
， (2分)
所以系统的稳态输出为：
(１分)
八、（10分）已知某采样系统结构图如图7所示，采样周期 ：
（2）（3分）简述该系统工作原理；
（3）（4分）绘制系统原理方块图。
答案：
（1）系统的输入量：给定电位器电压
输出量：物料的中心位置
反馈量：光电位置传感器电压 ；
（2）回答出偏差控制思想即可
（3）
三、(10分)已知某系统的动态结构图如图2所示，
（1）（5分）求系统的传递函数 ；
（2）（5分）求系统的传递函数 。
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： （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）《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）。
2011级2013-2014年度第一学期《自动控制原理》期末考试试卷A卷参考答案
安徽大学20 13 —20 14 学年第 一 学期 《 自动控制理论 》考试试卷参考答案（A 卷）（闭卷 时间120分钟）考场登记表序号一、填空题（每小题2分，共18分） 1. 已知某闭环系统的单位脉冲响应为2()()2t t k t t e e δ--=-+，则系统的传递函数为12()112G s s s =-+++ ；2. 欠阻尼二阶线性系统的阻尼比和阻尼角的关系是cos ζβ= ；3. 线性定常控制系统的根轨迹起始于 开环极点 ，终止于 开环零点或无穷远处。
4. 已知某单位负反馈系统的开环传递函数为)5(20)(+=s s s G ，则其为 I 型系统，当输入为单位斜坡信号时，系统的稳态误差为 0.25或者1/4 。
5. 已知系统的开环传递函数为()()()10.51KG s s s s =++，其根轨迹图如图1所示，则在单位阶跃信号作用下，K 的取值情况：A 系统等幅振荡，临界稳定； D 系统为衰减振荡过程； A. 3K = B. 3K >图1 C. 00.193K << D. 0.1933K <<6. 设某最小相位系统的相频特性为()()101()tan 90tan T ϕωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为(1)(1)K s s Ts τ++；7. 在系统串联校正过程中，超前校正的实质是 利用超前相位角m ϕ增大被校正系统的幅频截止频率和相角裕度，滞后校正的实质是 牺牲系统快速性（或者幅频截止频率）获取系统的稳定裕度 ；8. 已知某最小相位系统的开环频率特性为()()()()215.012100++=ωωωωωj j j j H j G ，当频率ω从0到正无穷大（∞+）变化时，该系统相频变化范围为 -90°→-360° ，幅频的倍频变化范围为 -20db/de c →-80 db/dec ；9. PID 校正控制在工业控制系统中应用广泛，通常应使I 部分发生在系统频率特性的 低 （选择“低、中、高”）频段，以提高系统的稳态性能；使D 部分发生在系统频率特性的 中 （选择“低、中、高”）频段，以提高系统的动态性能。
(完整)自动控制原理复习题20套答案
自动控制原理试卷1答案一．填空 1． 微分方程、传递函数、频率特性、结构图。
2． 闭环极点都位于S 平面左侧;系统的特性方程的根都在Z 平面上以原点为圆心的单位圆内.3． 5.02+S ;0；8。
4． 4，Ⅱ；62.5.5． 110100+S ；10。
6． P-I;利用G(s ）的负斜率使ωC 减小，改善静态性能。
7． 将连续信号变为离散信号;0。
二．（14分） 解：（1）（2）C （Z)=)()(1)()(1232321Z H Z H G G Z G G Z RG •+•三．（20分）解：（1）F （s)=[]T s st f 111)(+-=（2)F （s ）=525125151)5(122++-=+s s ss s（3）G 1（s ）=s s s s s s s s s s 321030)2(10)2(3101)2(102+=++=+⨯++G 2(s ）=ss s a s )32(10)(2+⨯+sa s s a s s s s a s a s s R s C 1010321010)32(10)(10)()()(232++++=++⨯+⨯+=∴ a s s s s A 101032)(23+++=∴ 要使系统稳定，则必须满足{{032010101032><>>⨯⇒a a a a320<<∴a （两内项系数乘积>两外项系数乘积）521634432125152125143321521251243213211352126346321251132122111)1()()(1001)()(G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G s R s C G G G G G G G G P G G G P L G G G L G G G G G G G G G G L L L L P P s R s C +-+++++++=∴+++=∆==∆==∑=∑+---=∑∑-∑+∑-=∆∆∆+∆= t e t s F 5125125151)]([f(t)--+-== (1分) (1分) (1分) (1分) (1分) (1分) (1分) (1分) (1分)(1分)(4分) (4分)(3分) (3分)(3分)(1分)(2分) (1分)(1分) (2分)（每空1分。
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）。
自动控制原理试卷、习题及答案2套
自动控制 (A )试卷一、系统结构如图所示，u1为输入， u2为输出，试求 1．求网络的传递函数G(s)=U1(s)/U2(s)2． 讨论元件R1，R2，C1，C2参数的选择对系统的稳定性是否有影响。
（15分）2二、图示系统，试求，（1） 当输入r(t)=0，n(t)=1(t)时，系统的稳态误差e ss;（2） 当输入r(t)=1(t)，n(t)=1(t)时，系统的稳态误差e ss; （3） 若要减小稳态误差，则应如何调整K 1，K 2？（15分）三．已知单位负反馈系统的开环传递函数为.)())(()(1Ts s 1s 12s K s G 2+++=试确定当闭环系统稳定时，T ，K 应满足的条件。
（15分）四、已知系统的结构图如图所示，（1） 画出当∞→0:K 变化时，系统的根轨迹图；（2） 用根轨迹法确定，使系统具有阻尼比50.=ζ时，K 的取值及闭环极点（共轭复根）。
（15分）五、已知最小相位系统的对数幅频特性渐近特性曲线，1.试求系统的开环传递函数G （s ）;2.求出系统的相角裕量γ;3．判断闭环系统的稳定性。
（15分）六、设单位反馈系统的开环传递函数如下，2s158s -+=)()(s H s G 1. 试画出系统的乃奎斯特曲线;2. 用乃氏判据判断系统的稳定性（15分） 七、已知单位反馈系统的开环传递函数为1)s(2s 4G +=)(s使设计一串联滞后校正装置，使系统的相角裕量040≥γ，幅值裕量10db K g≥，并保持原有的开环增益值。
（10分）自动控制理论B一． 试求图示系统的输出z 变换C(z).（20分）(b)(a)二.闭环离散系统如图所示，其中采样周期T =1s ，（20分）1． 试求系统的开环脉冲传递函数G(z); 2． 求系统的闭环脉冲传递函数)z (Φ； 3． 确定闭环系统稳定时K 的取值范围。
（注：()T 22e z z )s 1(Z ,1z Tz )s 1(Z ,1z z )s1(Z αα--=+-=-=）三. 设单位反馈线性离散系统如图所示，其中T ＝1秒，试求取在等速度 输入信号r (t )=1作用下，能使给定系统成为最少拍系统的数字控制器的脉冲传递函数D (z )。
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（3）（4分）绘制系统原理方块图。
答案：
（1）系统的输入量：给定电位器电压
输出量：物料的中心位置
反馈量：光电位置传感器电压 ；来自（2）回答出偏差控制思想即可
（3）
三、(10分)已知某系统的动态结构图如图2所示，
（1）（5分）求系统的传递函数 ；
（2）（5分）求系统的传递函数 。
（2）(7分)如图3所示反馈系统，设 ，设计比例积分（PI）控制器 ，使得闭环系统的极点为-2，-5。
图3
（3）(6分)如图五b所示反馈系统，设输入 为单位阶跃信号且 ，设计比例控制器C(s)=K，使得代价函数 最小，给出K和最小的J值。
六、(15分)判断稳定性
（1）(5分)某闭环系统特征方程为 ，试用劳斯判据分别判定其稳定性，并说明特征根在复平面上的分布。
（3）可以从数学模型、稳定性和运动形式三方面来区别非线性系统与线性系统。
数学模型
稳定性
运动形式
线性系统
线性微分方程
系统固有特性，与外力无关
稳定、不稳定
（临界稳定）
非线性系统
非线性微分方程
与系统固有特性、输入及初始条件有关
稳定、不稳定、自振
（4）香农采样定理：要使采样信号不失真地恢复为原来信号，采样角频率 s必须满足 s≥2 max（ max:连续信号最大频率）
答案：
（1）系统的型次：I型；开环增益为50；（２分）
（2）系统开环传递函数 ；（３分）
（3相位裕量； （３分）
（4） ，其闭环系统稳定；(2分)
（5）(5分)假设系统输入为 ，确定系统的稳态输出。
系统闭环传递函数 ， (2分)
， (2分)
所以系统的稳态输出为：
(１分)
八、（10分）已知某采样系统结构图如图7所示，采样周期 ：
图2
答案：
（1）系统的传递函数 ；
（2）系统的传递函数
四、（10分）已知单位负反馈某系统的开环传递函数 ，试选择参数 和 的值以满足如下指标：
1）当输入信号为 时，系统的稳态误差 ；
2）当输入信号为单位阶跃信号时，超调量 ，调节时间 （ ）。
答案：
1）系统为1型系统，当输入信号为 时，系统的稳态误差 ，因此有 （３分）
试题参考答案
2013年～2014年第一学期
课程名称：自动控制原理适用专业年级：自动化2011级
考生学号：考生姓名：
试卷类型：A卷■B卷□考试方式：开卷□闭卷■
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一、(15分，每小题3分)简答题
（1）简述频率特性的定义。
（2）按照校正装置在系统中的连接方式，说说校正分哪几种方式；按照校正原理的不同，串联校正又分为哪几种方式？
2） 与 比较，可知： ，
（３分）
下面步骤二选一都得４分
①而 （３分）
综合： ； ； 可以选择： （１分）
②或者选择 ，验算得此时 ，计算 满足要求（４分）
（五a、五b任选一题，不重复计分。）
五a、(15分)某单位负反馈系统开环传递函数为
（1）(2分)确定根轨迹的起点、终点及实轴上的根轨迹分布；
（2）(2分)计算根轨迹的渐近线；
（3）根轨迹分离点的大致位置：[-1,0]；(2分)
（4）根轨迹与虚轴的交点，并确定要求系统稳定时， 的取值范围；
利用劳斯判据或 代如特征方程均可，得到： ， (2分)
系统稳定时， 的取值范围为 (2分)
（5）系统临界稳定时的开环放大系数为 (2分)
（6）绘制根轨迹。(３分)
五b、(15分)
（1）(2分)设多项式 的系数满足如下条件： 和 给定， 根据Kharitonov定理，判断该区间多项式稳定性的充分必要条件为判断有限个确定多项式的稳定性，这几个确定多项式的系数仅与 和 有关。问需判断多少个确定的多项式？
（3）(2分)根据根轨迹的走向法则，判断根轨迹分离点的大致位置；
（4）(4分)计算根轨迹与虚轴的交点，并确定要求系统稳定时， 的取值范围；
（5）(2分)确定系统临界稳定时的开环放大系数；
（6）(3分)绘制根轨迹。
答案：
（1）根轨迹的起点 、终点 及两个无穷远点，实轴上的根轨迹分布 ；(2分)
（2）根轨迹的渐近线 ， ；(2分)
（2）(5分) ，系统不稳定
（3）(5分)N点为稳定的自振点
七、(15分)已知单位负反馈最小相位系统开环对数幅频特性如图6所示：
图6
（1）(2分)求系统的型次和开环增益；
（2）(3分)求系统开环传递函数 ；
（3）(3分)求相位裕量 ；
（4）(2分)根据相位裕量判定其闭环系统的稳定性；
（5）(5分)假设系统输入为 ，确定系统的稳态输出。
（1）（5分）求系统闭环脉冲传递函数；
（2）（5分）求闭环系统 的稳定域。
图7
答案：
（1）系统闭环脉冲传递函数；
（２分）
由 计算
（１分）
（２分）
（2）闭环系统 的稳定域。
对特征方程 （２分）
令 得 或利用 计算（２分）
利用劳斯判据可得：闭环系统 的稳定域为 （１分）
（5）闭环采样系统稳定的充要条件为：闭环采样系统的闭环脉冲传函的全部极点位于Z平面上以原点为圆心的单位园内。
二、(10分)工业上使用的光电纠偏器常用于钢厂、纺纱厂等长距离走料场合，其功能是纠正长距离物料在走料过程中偏离中心的误差，其原理图如图1所示，其中，光电位置传感器的输出为电压信号。
图1
（1）（3分）指出该系统的输入量、输出量和反馈量；
（2）(5分)已知某线性系统开环幅相频率特性如图4所示，已知系统开环稳定且为III型系统，即 ，试判断闭环系统的稳定性。
图4
（3）(5分)在某非线性系统中，已知负倒描述函数 与开环频率特性 曲线如图5所示，试判断 曲线与 曲线的交点 、 哪个为稳定的自振点。
图5
答案：
（1）(5分)
系统不稳定，有两个根在s右半平面
（3）简述线性系统和非线性系统区别。
（4）简述香农采样定理。
（5）简述闭环采样系统稳定的充要条件。
答案：
（1）频率特性是线性系统正弦输入信号作用下，系统稳态输出与输入的复数之比。
（2）按照校正装置在系统中的连接方式，校正分为：串联校正、反馈校正和前馈校正；按照校正原理的不同，串联校正分为串联超前校正、串联滞后校正和串联滞后-超前校正。