东北大学 自控原理客观题_王建辉教育学院2011试题_1
王建辉《自动控制原理》(课后习题 自动控制系统的基本概念)【圣才出品】
第1章 自动控制系统的基本概念1-1 什么是自动控制系统？自动控制系统通常由哪些基本环节组成？各环节起什么作用？答：（1）自动控制是指在没有人的直接干预下，利用物理装置对生产设备和（或）工艺过程进行合理的控制，使被控制的物理量保持恒定，或者按照一定的规律变化。
（2）组成自动控制系统的基本环节及其作用如下：①被控对象或调节对象：进行控制的设备或过程；②执行机构：使被控制量达到所要求的数值；③检测装置或传感器：检测被控制量；④给定环节：设定被控制量的给定值；⑤比较环节：确定被控制量与给定量之间的偏差；⑥中间环节：将偏差信号变换成适于控制执行机构工作的信号。
1-2 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。
答：（1）开环控制系统的优缺点①优点：结构简单、稳定性好。
②缺点：不能自动补偿扰动对输出量的影响。
（2）闭环控制系统的优缺点①优点：可以有效克服被控对象变化和扰动对输出的影响，提高系统的精度。
②缺点：结构较复杂，稳定性差。
1-3 什么是系统的暂态过程？对一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加到某一个值时，输出量的暂态过程如何？答：（1）系统的暂态过程是指系统从一个稳态过渡到新的稳态的过程。
（2）当给定量或扰动量突然增加到某一给定值时，输出量的暂态过程有以下几种情况：①单调过程。
这一过程的输出量单调变化，缓慢达到新的稳态值；②衰减振荡过程。
被控制量变化很快，经过几次振荡后，达到新的稳定工作状态；②持续振荡过程。
被控制量持续振荡，始终不能达到新的稳定工作状态。
1-4 日常生活中有许多开环控制系统和闭环控制系统，试举例说明它们的工作原理。
答：（1）开环控制系统实例-电加热系统，如图1-1：图1-1 温度控制系统自耦变压器滑动端的位置（按工艺要求设置）对应一个电压值u c ，即对应了一个电阻炉的温度值T c ，改变u c 即改变了T c 。
当系统中出现外部扰动（如炉门开、关频度变化）或内部扰动（如电源电压波动）时，T c 将偏离u c 所对应的数值。
王建辉《自动控制原理》配套模拟试题及详解(一)【圣才出品】
王建辉《自动控制原理》配套模拟试题及详解（一）1．（15分）某采样系统结构图如图1所示，采样周期T ＝1s 。
（1）判断系统的稳定性；（2）求系统闭环脉冲传递函数，写出系统输入输出差分方程；（3）给定初值c （0）＝0，c（1）＝0.368，求系统单位阶跃响应第2、第3拍的值。
图1采样系统结构图解：（1）系统的开环脉冲传递函数为闭环特征方程为解得两个根都在单位圆内，故系统稳定。
（2）系统开环脉冲传递函数为闭环脉冲传递函数为因此有根据实数位移定理中的延迟定理，有c （k ）－c （k －1）＋0.632c （k －2）＝0.368r （k －1）＋0.264r （k －2）故得差分方程c （k ）＝0.368r （k －1）＋0.264r （k －2）＋c （k －1）－0.632c （k －2）根据初始条件及递推关系，得c （0）＝0，c （1）＝0.368c （2）＝0.368r （1）＋0.264r （0）＋c （1）－0.632c （0）＝1c （3）＝0.368r （2）＋0.264r （1）＋c （2）－0.632c （1）＝1.42．（15分）图2所示为一直流位置随动系统的原理框图，图中为输入角度，为输出角度；SM 为伺服电动机，为负载转距，TG 为测速发动机，TV 为电压传感器，TA 为电流传感器；α，β和γ分别为转速反馈系数、电流反馈系数和电压反馈系数；分别是前置放大器、速度放大器、电流放大器、电压放大器和功率放大器的放大系数，减速器速比为1:λ。
图2 位置随动系统原理框图（1）试列写各部件的传递函数；（2）求出系统的闭环传递函数解:（1）各部件传递函数分别为①同位仪检测装置：②前置放大器：③速度放大器：④电压放大器：⑤电流放大器：⑥功率放大器：⑦直流伺服电动机：⑧减速机构：⑨各检测单元：速度检测单元：电压检测单元：电流检测单元：（2）整理可得系统的闭环传递函数其中3．机器人控制系统结构图如图3所示．试确定参数值，使系统阶跃响应的峰值时间，超调量σ％＝2％．图3 机器人位置控制系统解：依题，系统传递函数为由联立求解得比较Φ（s）分母系数得4．（15分）某Ⅰ型单位反馈的典型欠阻尼二阶系统，输入正弦信号当调整频率ω＝7.07 rad／s时，系统稳态输出幅值达到最大值1.1547。
自动控制原理_王建辉
东北大学《自动控制原理》课程组
6
第1章 自动控制系统的基本概念
课程的性质和特点
自动控制是一门技术学科，从方法论的角
度来研究系统的建立、分析与设计问题。
《自动控制原理》是本学科的技术基础课。
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7
第1章 自动控制系统的基本概念
本课程与其它课程的关系
信号与系统 电路理论 复变函数 拉氏变换 模拟电子技术 线性代数
小 结
5.在不同输入量作用下对系统的输出量的要求， 揭示出了反馈控制系统的本质特征：输出跟随 输入。 6.对自动控制系统的性能指标要求有： 稳定性——系统能工作的首要条件； 快速性——用系统在暂态过程中的响应速度和 被控量的波动程度描述；
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33
END
东北大学《自动控制原理》课程组 34
主要内容 开环控制系统与闭环控制系统 闭环控制系统的组成和基本环节 自动控制系统的类型 自动控制系统的性能指标 小结
5
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第1章 自动控制系统的基本概念
学习重点 了解自动控制系统的基本结构和特点及其工 作原理 了解闭环控制系统的组成和基本环节 掌握反馈控制系统的基本要求及反馈控制系 统的作用 学会分析自动控制系统的类型及本质特征
输入量与输出量一一对应
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1.2 闭环控制系统的组成和基本环节
1.闭环控制系统的结构图
1-给定环节；2-比较环节；3-校正环节；4-放大环节； 5-执行机构；6-被控对象；7-检测装置
东北大学《自动控制原理》课程组 17
1.2 闭环控制系统的组成和基本环节
2.闭环控制系统的基本环节
《自动控制原理》第1学期期末考试试题2008-2009(B卷)
东北大学考试试卷（B 卷）2008—2009 学年第 1 学期 课程名称： 自动控制原理 一、（10分）简要回答下列问题（每小题各5分）。
1. 简述自动控制系统一般是由那些基本环节组成，并画出控
制系统结构框图。
2. 简述什么是无差系统。
得分
二、（10分）控制系统如图1所示，其中)(s W c 为补偿校正装置，
试求该系统扰动误差传递函数)()(s N s X c ，并从理论上说明如何设计补偿校正装置)(s W c 可以使系统补偿后的扰动误差为零。
图1 题二图
得分
三、（10分）已知某三阶单位负反馈系统具有一个有限零点为
1.5-，三个极点分别为6.1
2.1j ±-和 1.49-，且系统传递函数根的
形式放大系数为4。
试求系统在单位阶跃函数作用下，系统的动态性能指标超调量%σ、调整时间5s t ±（%）和峰值时间m t 。
得分
四、（14分）设单位负反馈系统的开环传递函数为
)
2)(1()(++=
s s s k s W g
k
1． 绘制闭环系统根轨迹（写出具体绘制过程并标出关键点）； 2． 试确定系统呈单调动态响应以及衰减振荡动态响应的g k 取
值范围。
得分
r
五、（20分）一单位负反馈最小相位系统的开环对数幅频特性
如图2所示，其中虚线为校正前特性，实线为加入串联校正装置后的特性。
1． 试写出串联校正装置的传递函数，并说明此校正主要是利
用该装置的什么特性；
2． 求校正后系统的相位裕量()c γω。
图2 题五图
得分。
自控控制原理习题 王建辉 第5章答案
第五章 频率法5-1用时域与频域法分析设计和设计系统的主要区别是什么？ 5-2用时域法分析和设计系统的主要优点是什么？ 5-3奈氏稳定判据的本质是什么？5-4何谓幅值裕度与相位裕度，并举例说明之。
5-5试述二阶系统闭环频率特性与时域中阶跃相应之间的关系。
5-6试定性叙述伯德图各段与时域指标之间的对应关系。
5-7已知单位反馈系统的开环传递函数为 W K (s)=110+s当系统的给定信号为 （1）)30sin()(01+=t t x r(2) )452cos(2)(02-=t t x r(3))452cos(2)30sin()(03--+=t t t x r求系统的稳态输出。
解：5-7（1）系统的闭环传递函数为1110)(1)()(+=+=s s W s W s W K K B因为)30sin()(0+=t t x r )30(0)(+=t j r ej X ω 02.511arctan29054.012110)(j j B eej W --=+=ωωω)2.530(09054.0)()()(-+==t j B r c ej W j X j X ωωω所以)8.24sin(9054.0)(0+=t t x c 解：5-7（2）系统的闭环传递函数为1110)(1)()(+=+=s s W s W s W K K B因为)452cos(2)(0-=t t x r 化为正弦表达形式则)452sin(2)(0+=t t x r )452(02)(+=t j r ej X ω 3.1011arctan28944.012110)(j j B eej W --=+=ωωω)3.10452(07888.1)()()(-+==t j B r c ej W j X j X ωωω所以)7.342sin(7888.1)(0+=t t x c解：5-7（3）根据叠加原理，系统的输出为5-7（1）-5-7（2）)7.342sin(7888.1)8.24sin(9054.0)(0+-+=t t t x c5-8绘出下列各传递对应的幅相频率特性。
(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。
东北大学《自动控制原理》王建辉主编 课后简答及简答补充
在分析稳态性能时不能抵消 ， 在分析系统动态性能时可以近似认为他们的影响相互抵消 ．．．． ．．．．
第五章 频率法
1.用时域与频域法分析设计和设计系统的主要区别是什么？
时域法： 可以直观的看出输出随时间的变化， 但用微分方程求解系统的动态过程比 较麻烦。 频域法：1）由系统的频率特性间接的揭示了系统的动态特性和稳态特性 2）可以简单迅速的判断某个环节或者参数对系统的动态特性和稳态特性 的影响，指明改进系统的方向
系统特征方程的根全部为负实数或具有负实部的共轭复数， 也就是所有闭环特征跟分布 在 s 平面虚轴的左侧。
11.什么是稳态误差，如何消除
当系统从一个稳态过渡到新的稳态或受到扰动又重新平衡后， 系统可能出现偏差， 这种 偏差定义为稳态误差。 消除方法： 1）增大系统的开环增益或扰动作用点之前的前向通道增益。
6.二阶系统是一个振荡环节，这种说法对么？为什么？
当阻尼比 0 到 1 时是一个振荡环节，否则不是一个振荡环节。
7.什么是系统的动态结构图？它等效变换的原则是什么？系统的动态结构图有 哪几种典型的连接？将它们用图形的形式表示出来，并列写出典型连接的传递 函数。
将系统中所有的环节用方框图表示， 图中表明其传递函数， 并且按照在系统中各环 节之间的关系，将各方框图连接起来。 变换的原则：保持输出量不变
5.试述反ห้องสมุดไป่ตู้原理
系统的输出量经过测量和变换后反馈到输入端， 与给定的输入信号相比较得到偏差信号， 偏差信号经控制器产生控制作用使输入量按要求变化， 这就是反馈控制原理。 反馈控制的特 点是利用产生的偏差来控制和消除偏差，抗扰性较好，控制精度高。
6.试述正反馈控制系统的特点
正反馈控制可以增大开环放大系数，但是容易导致系统不稳定
自控原理客观题(王建辉教育学院2011试题)1
自控原理客观题1.所谓自动控制是指在没有人的直接干预情况下，利用物理装置对生产设备和（或）工艺过程进行合理的控制，使被控制的物理量保持恒定，或者按照一定的规律变化。
2.在自动控制系统中，被控制的设备或过程称为被控对象或对象。
3.被控制的物理量称为被控量或输出量。
4.决定被控制的物理量被称为控制量或给定量。
5.妨碍控制量对被控量进行正常控制的所有因素称为扰动量。
6.给定量和扰动量都是自动控制系统的输入量。
7.扰动量按其来源可分为内部扰动和外部扰动。
8.控制系统按其结构可分为开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统。
9.在开环控制系统和闭环控制系统中，输入量和输出量存在一一对应关系。
10.在开环系统中，只有输入量对输出量产生控制作用，输出量不参与系统的控制，因而开环系统没有抗干扰能力。
11.在开环系统中，从控制结构上看，只有从输入端到输出端的信号传递通道，该通道称为正向通道。
12.在环系统中，除了输入量对输出量产生控制作用外，输出量不参与系统的控制，因而闭环系统具有抗干扰能力。
13.在闭环系统中，从控制结构上看，除了正向通道外，还必须有从输出端到输入端的信号传递通道，该通道称为反向通道。
14.闭环控制系统必须有检测环节、给定环节和比较环节。
15.闭环控制系统是利用偏差量作为控制信号来纠正偏差的。
16.开环控制系统和闭环控制系统结合在一起，构成复合控制系统。
17.在控制系统中，常把比较环节、放大装置、校正环节合在一起称为控制器。
18.按偏差原则和按扰动补偿原则结合起来构成的系统，称为复合控制系统。
19.自动控制系统按其主要元件的特性方程式的输入输出特性，可以分为线性系统和非线性系统。
20.线性系统的主要特点是具有叠加性和齐次性。
21.叠加性和齐次性是鉴别系统是否为线性系统的依据。
22.系统微分方程式的系数与自变量有关，则为非线性微分方程，由非线性微分方程描述的系统称为非线性系统。
23.典型的非线性环节有继电器特性环节、饱和特性环节、不灵敏区特性环节等。
自动控制原理试卷试题库题集包括答案.doc
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 G1(s)+G2(s) （用 G 1(s) 与 G(s) 表示）。
24、典型二阶系统极点分布如图 1 所示，则无阻尼自然频率 n2 ，2阻尼比 ，0.707该系统的特征方程为 s 2 2s 2 0 ，该系统的单位阶跃响应曲线为 衰减振荡 。
5、若某系统的单位脉冲响应为 g (t ) 10e 0.2 t 5e 0.5t ，则该系统的传递函数 G(s) 为10 5 。
0.2ss 0.5s s6、根轨迹起始于 开环极点 ，终止于 开环零点 。
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K ( s 1)开环传递函数为s(Ts1)。
8、PI控制器的输入－输出关系的时域表达式是u(t)K p [e(t)1Te(t) dt ]，K p [11 ]稳态性 其相应的传递函数为Ts，由于积分环节的引入，可以改善系统的 能。
1、在水箱水温控制系统中，受控对象为 水箱，被控量为 水温。
2、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 。
3、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 。
4、传递函数是指在 零初始条件下、线性定常控制系统的 输出拉氏变换 与输入拉氏变换之比。
自控控制原理习题_王建辉_第3章答案
自控控制原理习题_王建辉_第3章答案3-1 控制系统的时域如何定义？3-2 系统的动态过程与系统的极点有什么对应关系？3-3 系统的时间常数对其动态过程有何影响？3-4 提高系统的阻尼比对系统有什么影响？3-5 什么是主导极点？主导极点在系统分析中起什么作用？3-6 系统的稳定的条件是什么？ 3-7 系统的稳定性与什么有关？ 3-8 系统的稳态误差与哪些因素有关？ 3-9如何减小系统的稳态误差？3-10 一单位反馈控制系统的开环传递函数为)1(1)(+=s s s W k试求：（1）系统的单位阶跃响应及性能指标;,,%,μσ和s r t t （2）输入量x r （t ）= t 时，系统的输出响应；（3）输入量x r (t) 为单位脉冲函数时，系统的输出响应。
解：（1）)2()1(1)(2n nk s s s s s W ξωω+=+= 比较系数：得到12=n ω 1=n ω，12=n ξω，5.0=ξ%3.16%100%100%225.015.01=?=?=----πξξπσee1ξωβπ--=n r t 其中：)(0472.15.0arccos arccos rad ===ξβ 所以)(42.25.010472.114.3122s t n r =--=--=ξωβπ %)5()(65.033s t ns ===ξωf s t t =μ 其中：)(255.7866.02122s t n f ==-=πξωπ 所以827.0255.76==μ 解（2）输入量x r （t ）= t 时，21)(ss X r =，这时； 222221)(nn nc s s s s X ωξωω++=，应用部分分式法 ( ))()22222232222322222222)2()2()(2222)(nn n n n n nn n n n n nn c s s s A s B A s B D A s C B s s s Ds Cs s s Bs A s A As s s D Cs s B s A s X ωξωωωξωξωωξωωξωωξωωξω+++++++++=+++++++++= +++++=通过比较系数得到：1=A ，1-=-=A B ,1=C ,0=D 所以：111211)(22222+++-=+++-=s s ss s s s s s s s X n n c ωξω 所以：++-=-05.06023sin 321)(t e t t x t c 解（3）当)()(t t x r δ=时，1)(=s X r ，这时，11)(2++=s s s X c 所以+=-05.06023sin 32)(t e t x t c 3-11 一单位反馈控制系统的开环传递函数为)s s K s W kk τ，其单位阶跃响应曲线如图所示，图中的x m =1.25 t m =1.5s 。
(完整word版)自动控制原理试题库(含)
一、填空题〔每空 1 分，共 15 分〕1、反响控制又称误差控制，其控制作用是经过给定值与反响量的差值进行的。
2、复合控制有两种根本形式：即按 输入的前馈复合控制和按 扰动的前馈复合控制。
3、两个传达函数分别为 G 1(s)与 G 2 (s)的环节，以并联方式连接，其等效传达函数为 G (s) ，那么 G(s)为 G1(s)+G2(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，那么无阻尼自然频率 n2 ，2阻尼比 ，该系统的特色方程为 s 2 2s 2 0 ，该系统的单位阶跃响应曲线为 衰减振荡 。
5、假设某系统的单位脉冲响应为 g (t ) 10e 0.2 t 5e 0.5t ，那么该系统的传达函数G(s)为 10 5。
s6、根轨迹初步于 开环极点 ，停止于 开环零点 。
7、设某最小相位系统的相频特色为( ) tg 1 ( ) 900 tg 1(T ) ，那么该系统的K ( s 1)开环传达函数为s(Ts1)。
u(t)K p [ e(t) 1 e(t) dt ]8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是T，K p [11 ]稳态性 其相应的传达函数为Ts，由于积分环节的引入，能够改进系统的 能。
1、在水箱水温控制系统中，受控对象为 水箱，被控量为 水温。
2、自动控制系统有两种根本控制方式，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仅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 。
3、牢固是对控制系统最根本的要求，假设一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，那么该系统 牢固。
判断一个闭环线性控制系统可否牢固， 在时域解析中采用 劳斯判据；在频域解析中采用 奈奎斯特判据 。
4、传达函数是指在 零初始条件下、线性定常控制系统的 输出拉氏变换 与输入拉1氏变换之比。
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A 0, 1/N ( A) 0.5 A , 1/N ( A)
0.5
作图如图 7-2 所示，两者有交点（－1，j0）。
图 7-2 （2）用描述函数法知，在交点（－1，j0）处， 1 沿 A 增大方向，由 G( j) 曲
N ( A)
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e e&
2 2
由 e& 0.5t c1 ，可得：
2 0.5t t 4 s
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（2）当 t 4 时，有：
十万种考研考证电子书、题库视频学习平 e台 2，， e& 2 e& e 0 t 4
代入 e& 0.5t c3 和 e&2 e c4 ，得： c3 4，c4 2 ，
及非线性部分的负倒描述函数曲线；（2）用描述函数法判断系统是否有稳定的自持振荡，
若有，确定其频率与振幅。
图 7-1
解：（1）线性部分频率特性：
G( j)
j(0.1j
K 1)(0.2 j
1)
K j[0.02( j)2 0.3j
1]
K[0.3 j(1 0.022 )] [1 0.052 0.00044 ]
在开关线上有：
e& e 0 e&2 e 0
e e&
0 0
由 e& 0.5t c1 ，可得： 0 0.5t 6 t 12 s 。
因此经过 26s 后，系统达到稳定状态 e 0 和 e&0 0 。
6．非线性系统如图 7-7、图 7-8 所示。试确定其稳定性。若产生稳定的自振荡，试确
0
2rad/s ，
自动控制原理+A答案王建辉
学习中心：奥鹏远程教育宁波学习中心（直属）[24] 院校学号：C07574011930013 姓名应铖榕
东北大学继续教育学院
自动控制原理试卷（作业考核线上2） A 卷（共 3 页）
1、自动控制系统由哪些基本环节组成？各环节的功能是什么？（10分）
答：
（1）控制对象或调节对象——要进行控制的设备或过程。
（2）执行机构——一般由传动装置和调节机构组成。
执行机构直接作用于控制对象，使被控制量达到所要求的数值。
（3）检测装置或传感器——该装置用来检测被控制量，并将其转换为与给定量相同的物理量。
（4）给定环节——设定被控制量的给定值的装置。
（5）比较环节——将所检测的被控制量与给定量进行比较，确定两者之间的偏差量。
（6）中间环节——一般包括比较环节和校正环节。
2、传递函数适合哪类控制系统？如何定义？（10分）
答：传递函数适合线性连续系统。
定义：零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。
3、通常有哪几种减小稳态误差的途径？（10分）
答：
（1）增大系统开环增益或扰动之前系统的前向通道增益。
（2）在系统的前向通道或主反馈通道设置串联积分环节。
（3）采用串级控制抑制内回路扰动。
课程名称：自动控制原理 1。
自动控制原理+王建辉(B)
（2）由 WK 可知该系统为 型系统，由教材中的表 3-1 并根据稳态误差与稳态误差系数之 间的关系，得
e p ( ) 0 ， Kp
ev ()
1 0.25 ， K v 4 KK
Ka 0
ea () ，
四、 （20 分）已知系统是最小相位的，其开环幅相频率特性和对数幅频特性分别如图 3(a)、(b) 所示，试写出系统的开环传递函数，并判断闭环系统是否稳定。
课程名称: 自动控制原理
2
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三、 （30 分）一闭环反馈控制系统的动态结构图如图 2 所示。 （1）试求当 % 20% ， ts 5% 1.8s 时，系统的参数 K 1 及 值。 （2）试求上述系统的位置稳态误差系数 K p 、速度稳态误差系数 K v 、加速度稳态误差系数 K a 及其相应的稳态误差。
自动控制原理411332025k??????即113320254kkk?????????2由kw可知该系统为?型系统由教材中的表31并根据稳态误差与稳态误差系数之间的关系得0pe??pk??1025vkek???4vk?ae???0ak?四20分已知系统是最小相位的其开环幅相频率特性和对数幅频特性分别如图3ab所示试写出系统的开环传递函数并判断闭环系统是否稳定
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2
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n
3
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3
3.65
所以
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K1 13.32 即 0.25 K 4 K
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2011年东北大学自动控制原理考研试题
2011年东北大学自动控制原理考研试题（回忆版）
（1）①自动控制系统的三种类型分类;
②线性定常系统传递函数的概念∶注意漏答在零状态条件下。
（2）控制系统结构图题（复合控制类型）∶首先是求解系统的传递函数，然后问当Wc 为多少时，系统的误差为0，这是书上复合控制的内容。
（3）自动控制系统的时域分析题，首先给出传递函数的K、零点、极点求传递函数（是个3阶系统），然后是系统性能指标的一些计算，主要内容有超调量、调节时间、峰值时间，由于系统是3阶的，需要根据零、极点的相应位置进行降阶，然后再利用二阶系统性能指标公式进行求解。
（4）自动控制系统的根轨迹分析法，主要考查了三阶系统180"根轨迹的绘制，并问系统为单调和振荡时放大系数的范围。
（5）给出校正前、后系统的伯德图，首先求出系统校正前、后的传递函数，然后计算校正装置（控制器）的传递函数并分析此种校正的特性作用，最后是求系统的穿越频率和相位裕度。
（6）给出一个含有输入、输出的放大器装置，分析是何种非线性特性，然后画出输出-输入关系曲线、输出曲线，并计算系统的描述函数，最后是画出系统的负倒描述函数曲线。
（7）给出离散系统框图求 D（z），首先要根据被控对象求取被控对象的离散传递函数W（z），然后根据题目里要求的C（z）、R（z）利用离散系统闭环脉冲传递函数关系求取D （z），然后是画出采样信号的图像，是输出c的。
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自控原理客观题1.所谓自动控制是指在没有人的直接干预情况下，利用物理装置对生产设备和（或）工艺过程进行合理的控制，使被控制的物理量保持恒定，或者按照一定的规律变化。
2.在自动控制系统中，被控制的设备或过程称为被控对象或对象。
3.被控制的物理量称为被控量或输出量。
4.决定被控制的物理量被称为控制量或给定量。
5.妨碍控制量对被控量进行正常控制的所有因素称为扰动量。
6.给定量和扰动量都是自动控制系统的输入量。
7.扰动量按其来源可分为内部扰动和外部扰动。
8.控制系统按其结构可分为开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统。
9.在开环控制系统和闭环控制系统中，输入量和输出量存在一一对应关系。
10.在开环系统中，只有输入量对输出量产生控制作用，输出量不参与系统的控制，因而开环系统没有抗干扰能力。
11.在开环系统中，从控制结构上看，只有从输入端到输出端的信号传递通道，该通道称为正向通道。
12.在环系统中，除了输入量对输出量产生控制作用外，输出量不参与系统的控制，因而闭环系统具有抗干扰能力。
13.在闭环系统中，从控制结构上看，除了正向通道外，还必须有从输出端到输入端的信号传递通道，该通道称为反向通道。
14.闭环控制系统必须有检测环节、给定环节和比较环节。
15.闭环控制系统是利用偏差量作为控制信号来纠正偏差的。
16.开环控制系统和闭环控制系统结合在一起，构成复合控制系统。
17.在控制系统中，常把比较环节、放大装置、校正环节合在一起称为控制器。
18.按偏差原则和按扰动补偿原则结合起来构成的系统，称为复合控制系统。
19.自动控制系统按其主要元件的特性方程式的输入输出特性，可以分为线性系统和非线性系统。
20.线性系统的主要特点是具有叠加性和齐次性。
21.叠加性和齐次性是鉴别系统是否为线性系统的依据。
22.系统微分方程式的系数与自变量有关，则为非线性微分方程，由非线性微分方程描述的系统称为非线性系统。
23.典型的非线性环节有继电器特性环节、饱和特性环节、不灵敏区特性环节等。
24.非线性系统的暂态特性与其初始条件有关。
25.按照控制系统中信号的传递方式，可将自动控制系统分为连续系统和离散系统。
26.连续系统是指系统的各部分的信号都是模拟的连续函数。
27.离散系统是指系统的一处或几处信号是以脉冲系列或数码的形式传递。
28.按照给定量的特性，可将系统分为恒值系统、随动系统和程序控制系统。
29.被控量处于变化状态的过程称为动态过程或暂态过程。
30.被控量处于相对稳定的状态称为静态或稳态。
31.自动控制系统的性能指标通常指系统的稳定性、稳态性能和暂态性能。
32.系统稳态误差的大小反映了系统的稳定精度，它表明了系统控制的准确程度。
33.稳态误差越小，系统的稳态精度越高。
34.若系统的稳态误差为零，则称为无差系统。
35.若系统的稳态误差不为零，则称为有差系统。
36.最大超调量反映了系统的平稳性。
37.最大超调量越小，说明系统过渡过程越平稳。
38.上升时间指系统的输出量第一次达到输出稳态值所对应的时刻。
39.调节时间是指系统的输出量进入并一直保持在稳态输出值附近的允许误差带内所需要的时间。
允许误差带宽度一般取稳态输出值的±2％或±5％。
40.调节时间的长短反映了系统过渡过程时间的长短，它反映了系统的快速性。
41.振荡次数反映了系统的平稳性。
42.振荡次数越少，说明系统的平稳性越好。
43.下列系统中哪个不是根据负反馈原理进行控制的（d）。
（a）反馈控制系统（b）偏差控制系统（c）闭环系统（d）开环系统44.控制系统中，常把几个基本环节合在一起称为控制器。
下列选项中哪个不属于控制器部分（c）（a）比较环节（b）放大装置（c）检测装置（d）校正环节45.下列系统中哪个不是根据给定量的特征分类的（a）（a）连续系统（b）恒值系统（c）随动系统（d）程序控制系统46.对于一般的控制系统，输出量的暂态过程中，下列哪种情况是稳定的（b）（a）持续振荡过程（b）衰减振荡过程（c）发散振荡过程（d）等幅振荡过程47.最大超调量反映了系统的（c）。
（a）稳定性（b）快速性（c）平稳性（d）准确性48.上升时间反映了系统的（b）。
（a）稳定性（b）快速性（c）平稳性（d）准确性49.调节时间中误差带一般取稳态输出值的（d）。
（a）±2％或±4％（b）±1％或±4％（c）±1％或±5％（d）±2％或±5％50.调节时间的长短反映了系统的（b）。
（a）稳定性（b）快速性（c）平稳性（d）准确性51.振荡次数反映了系统的（c）。
（a）稳定性（b）快速性（c）平稳性（d）准确性52.描述系统因果关系的数学表达式，称为系统的数学模型。
53.在自动控制系统中，常用的数学模型有微分方程、传递函数、状态方程、传递矩阵、结构框图和信号流图等。
54.传递函数的定义：在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。
55.传递函数的分母就是系统的特征方程式。
56.传递函数分母中s的最高阶次表示系统的阶数。
57.传递函数分母多项式的根称为系统的极点。
58.传递函数分子多项式的根称为系统的零点。
59.传递函数跟（a）有关。
（a）系统的结构和参数（b）输入量（c）起始状态（d）系统的结构和参数、输入量等60.由系统的动态方程推导出传递函数的过程中，主要利用了拉氏变换的（b）。
（a）位移性质（b）微分性质（c）积分性质（d）终值定理61.自动控制系统的典型输入信号有阶跃函数、斜坡函数、抛物线函数、脉冲函数和正弦函数。
62. 惯性环节一般具有（b ）储能元件。
（a ）零个 （b ）一个 （c ）二个 （d ）三个63. 振荡环节一般具有（c ）储能元件。
（a ）零个 （b ）一个 （c ）二个 （d ）三个64. 典型二阶系统，阻尼比越小，振荡越（b ）。
（a ）弱 （b ）强65. 典型二阶系统，阻尼比越大，振荡越（a ）。
（a ）弱 （b ）强66. 时滞环节在一定条件下可以近似为（d ）。
（a ）比例环节 （b ）积分环节 （c ）微分环节 （d ）惯性环节67. 系统结构图等效变换的原则是，换位前后的（）保持不变。
（a ）输入信号 （b ）输出信号 （c ）反馈信号 （d ）偏差信号68. 单位抛物线函数的定义是（c ）。
（a ）()2,00,0r t t X t t ⎧>=⎨<⎩ （b ）()22,00,0r t t X t t ⎧>=⎨<⎩ （c ）()21,020,0r t t X t t ⎧>⎪=⎨⎪<⎩（d ）()21,040,0r t t X t t ⎧>⎪=⎨⎪<⎩69. 在典型二阶系统中，（a ）时为过阻尼状态。
（a ）1ξ> （b ）01ξ<<（c ）1ξ=（d ）0ξ=70. 在典型二阶系统中，（b ）时为欠阻尼状态。
（a ）1ξ> （b ）01ξ<<（c ）1ξ=（d ）0ξ=71. 在典型二阶系统中，（c ）时为临界阻尼状态。
（a ）1ξ> （b ）01ξ<<（c ）1ξ=（d ）0ξ=72. 在典型二阶系统中，（d ）时为无阻尼状态。
（a ）1ξ> （b ）01ξ<<（c ）1ξ=（d ）0ξ=73. 在典型二阶系统中，当（d ）时，系统是不稳定的。
（a ）1ξ> （b ）01ξ<<（c ）1ξ=（d ）0ξ=74. 在典型二阶系统中，（d ）时，系统是不稳定的。
（a ）过阻尼状态（b ）欠阻尼状态（c ）临界阻尼状态（d ）无阻尼状态75. 典型二阶系统，阻尼比越大，超调量越（b ）。
（a ）大 （b ）小76. 典型二阶系统，（b ）时为二阶工程最佳参数。
（a）ξ（b）ξ=c）ξ=d）ξ77. 在典型二阶系统中采用二阶工程最佳参数时，最大超调量等于（b ）。
（a ）4.1％（b ）4.3％（c ）4.5％（d ）4.7％78. 稳态误差为无穷时，闭环系统（a ）。
（a ）稳定 （b ）不稳定 （c ）不一定79. 绘制根轨迹的依据是（b ）。
（a）幅值条件（b）辐角条件（c）幅值条件和辐角条件80.根轨迹是关于（a）对称的。
（a）实轴（b）虚轴（c）原点斜81.在系统中附加偶极子可以改善系统的（c）。
（a）稳定性（b）暂态性能（c）稳态性能82.时滞环节（b）最小相位环节。
（a）是（b）不是83.系统（或环节）的频率特性是正弦函数作用下，在稳态状态下，系统（或环节）的输出量与输入量之比。
84.令系统传递函数中的s=jw就可获得系统的频率特性表达式。
85.频率特性可分解为相频特性和幅频特性。
86.频率特性常用的表示方法有幅相频率特性、对数频率特性和对数幅相频率特性。
87.幅相频率特性可以表示成代数形式或指数形式。
88.典型环节的频率特性根据传递函数的特性，可归纳为六种典型环节：比例环节、惯性环节、积分环节、振荡环节和时滞环节。
89.凡在s右半平面上有零点或极点的系统，称为非最小相位系统。
90.在频率域中，通常用相位裕度和增益裕度这两个量来表示系统的相对稳定性。
91.对于最小相位系统，增益裕度的分贝数为正表示闭环系统是稳定的。
92.对于最小相位系统，增益裕度的分贝数为负表示闭环系统是不稳定的。
93.对于最小相位系统，增益裕度的分贝数等于零的时候表示闭环系统处于临界稳定状态。
94.对于最小相位系统，相位裕度大于零的时候表示闭环系统是稳定的。
95.对于最小相位系统，增益裕度小于零的时候表示闭环系统是不稳定的。
96.对于最小相位系统，增益裕度等于零的时候表示闭环系统处于临界稳定状态。
97.频率特性幅值等于1所对应的频率称为穿越频率。
98.频率特性的相位为-180°时所对应的频率称为相位截止频率。
99.对于最小相位系统，相频特性和幅值特性有唯一的对应关系。
100.开环对数频率特性的低频段反映了系统的控制精度。
101.开环对数频率特性的中频段反映了系统的稳定性和暂态性能。
102.开环对数频率特性的高频段反映了系统的快速性和抗干扰能力。
103.。