自动控制原理A作业

你选择的答案： A B D [正确] 正确答案：A B D 解答参考：
3. 在一阶惯性环节的伯德图中，当ω→∞ 时，其相位为： [不选全或者选错，不算完成] (A) 45° (B) -45° (C) 90° (D) -90°
你选择的答案： D [正确] 正确答案：D 解答参考：
（注意：若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。在线只需提交客 观题答案。)
你选择的答案： A B C [正确] 正确答案：A B C 解答参考：
2. 可以降低系统稳态误差的方法有： [不选全或者选错，不算完成]
(A) 增大系统开环总增益 (B) 增加系统前向通路中积分环节的个数 (C) 降低系统开环总增益 (D) 减少系统前向通路中积分环节的个数
你选择的答案： A B [正确] 正确答案：A B 解答参考：
输入量： 转台期望的转速 输出量： 转台实际的转速 测量元件： 转速计 控制器： 直流放大器 执行机构： 直流电机 被控对象： 转台
该转台速度控制系统采用了反馈(闭环)控制方式。
本次作业是本门课程本学期的第 2 次作业，注释如下： 一、不定项选择题(有不定个选项正确，共 4 道小题) 1. 在经典控制理论中，常用的数学模型包括： [不选全或者选错，不算完成]
2. 以下关于控制系统根轨迹法描述错误的是： [不选全或者选错，不算完成] (A) 根轨迹法的分支数与开环有限零点数 m 和开环有限极点数 n 中的大者相等。 (B) 当开环有限零点数 m 小于开环有限极点数 n 时，有 n-m 条根轨迹分支终止于无穷远处。 (C) 实轴上某区域，若其右侧开环实数零、极点个数之和为偶数，则该区域具有根轨迹。 (D) 一部分根轨迹分支向右移动则必定有一部分根轨迹分支向左移动。
二、主观题(共 6 道小题)
4. 原理。
是依据开环频率特性来判断闭环系统稳定性的一种准则，其数学基础是复变换数中的幅角
参考答案：奈奎斯特稳定性判据 5. 开环频率特性的幅值等于１所对应得频率称为 的角频率上，开环频率特性的幅值的倒数称为系统的
；在开环频率特性的相角等于-180 度 。
参考答案：截止频率（或幅穿频率） 幅值裕度
你选择的答案： C [正确] 正确答案：C 解答参考：
3. 下列系统中无论增益 K*为何正值，系统均不稳定的是： [不选全或者选错，不算完成] (A)
(B)
(C)
(D) 你选择的答案： C [正确] 正确答案：C 解答参考： 4. 两条或两条以上的根轨迹分支在复平面上相遇又立即分开的点，称为根轨迹的： [不选全或者选错，不 算完成]
。
参考答案：广义根轨迹
6. 在根轨迹的条件方程中，
条件是决定根轨迹的充分必要条件。
参考答案：相角
7. 根轨迹是开环系统某一参数从
变化到
的
。
参考答案：零 无穷 轨迹
8. 已知某单位负反馈系统的开环传递函数为：
时，闭环系统特征方程的根在 s 平面上变化
(1) 确定实轴上的根轨迹； (2) 确定根轨迹的分离点； (3) 确定根轨迹的渐近线； (4) 求系统临界稳定的 K*值； (5) 在下图中绘制系统的根轨迹。
(A) 根轨迹图 (B) Bode 图 (C) Nyquist 图 (D) 信号流图 你选择的答案： B C [正确] 正确答案：B C 解答参考：
2. 如果已知一系统 G(s)，p 是开环极点在 s 右半平面的个数，当从-∞变化到∞时，下列关于该系统
奈奎斯特（Nyquist）曲线描述正确的是： [不选全或者选错，不算完成]
3. 若某控制系统闭环特征方程的根为-2，-5 和-1±j5，则该系统： [不选全或者选错，不算完成] (A) 临界稳定 (B) 稳定 (C) 不稳定 (D) 不能判断其稳定性
你选择的答案： B [正确] 正确答案：B 解答参考：
4. 某控制系统为 1 型系统，当输入为单位斜坡信号时，其输出的稳态误差为： [不选全或者选错，不算完 成]
你选择的答案： C [正确] 正确答案：C 解答参考：
（注意：若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。在线只需提交客 观题答案。)
二、主观题(共 5 道小题)
5. 线性定常系统的传递函数定义为：
。
参考答案：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。
6. 若某反馈控制系统前向通道的传递函数为 G(s)，反馈通道的传递函数为 H(s)，则其开环传递函数
(A) 微分方程 (B) 传递函数 (C) 结构图 (D) 频率特性函数 你选择的答案： A B C D [正确] 正确答案：A B C D 解答参考：
2. 下列对传递函数描述正确的是： [不选全或者选错，不算完成] (A) 它是频率域中的数学模型，包含了系统有关动态性能的信息。 (B) 它是在零初始条件下得到的。 (C) 它反映了输入量与输出量之间的关系。 (D) 物理结构不同的系统，可能有相同的传递函数。
8. 若某单位负反馈控制系统的开环传递函数是 G(s)=100/[s2(0.1s+1)]，则该系统为
型系统，其静态
位置误差系数 Kp=
。
参考答案：2 无穷大
9. 设某控制系统的结构图如图 E1.1 所示，试计算该系统的暂态性能： 超调量σ%，峰值时间 Tp，上升时 间 Tr 和调整时间 Ts。
参考答案：
你选择的答案： [前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案：B 解答参考：
4. 自动控制系统按输入特征分类，可分为: [不选全或者选错，不算完成] (A) 恒值系统和随动系统 (B) 线性系统和非线性系统 (C) 连续系统和离散系统 (D) 单输入单输出系统和多输入多输出系统
你选择的答案： [前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案：A
你选择的答案： A B C D [正确] 正确答案：A B C D 解答参考：
3. 在经典控制理论中，采用的频域数学模型为： [不选全或者选错，不算完成] (A) 微分方程
(B) 传递函数 (C) 结构图 (D) 频率特性函数 你选择的答案： D [正确] 正确答案：D 解答参考：
4. 控制系统的传递函数取决于： [不选全或者选错，不算完成] (A) 输入信号 (B) 输出信号 (C) 系统的结构和参数 (D) 扰动信号
参考答案：
9. 某单位反馈系统的开环传递函数为：
试求：
(1) 实轴上的分离点和与该点对应的增益 K； (2) 当有两个闭环特征根位于虚轴上时，系统的增益值和特征根； (3) K=6 时的闭环特征根； (4) 画出根轨迹图。
参考答案：
本次作业是本门课程本学期的第 5 次作业，注释如下： 一、不定项选择题(有不定个选项正确，共 3 道小题) 1. 控制系统频率特性的图示表示方式有： [不选全或者选错，不算完成]
6. 根据奈奎斯特稳定判据，若 N=-2，P=2，则 Z=
，可判断该系统为闭环
解答参考：
（注意：若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。在线只需提交客 观题答案。)
二、主观题(共 4 道小题)
5. 对控制系统的基本要求主要包括
、
和
。
参考答案：稳 准 快
6. 自动控制系统的偏差是指系统的
和
的差值。
参考答案：输入量（输入信号） 反馈量（反馈信号）
7. 简述反馈控制系统的工作原理。
10. 单位反馈系统如图 E2 所示，受控对象传递函数为： 试确定系统单位阶跃响应和斜坡响应的稳态误差。
参考答案：
11. 某系统的特征方程为 试确定使该系统稳定的 K 的取值范围。
参考答案： 本次作业是本门课程本学期的第 4 次作业，注释如下： 一、不定项选择题(有不定个选项正确，共 4 道小题) 1. 以下关于控制系统根轨迹法描述正确的是： [不选全或者选错，不算完成]
(A) 根轨迹法是求解闭环系统特征方程根的一种图式法。 (B) 在已知系统开环零、极点在 s 平面分布的情况下，绘制系统闭环极点在 s 平面随某一参数变化时的运 动轨迹。
(C) 绘制根轨迹时，凡是满足幅值条件的点都在根轨迹上。 (D) 根轨迹起始于系统开环极点终止于系统开环零点。 你选择的答案： A B D [正确] 正确答案：A B D 解答参考：
6. 线性定常系统稳定的充分必要条件是，系统的所有 部。
都具有负实部,即都位于 S 平面的左半
参考答案：特征根(闭环极点)
7. 某负反馈控制系统的闭环传递函数为 Gc(s)=9/(s2+3s+9)，则系统的无阻尼自然频率为
尼比为ห้องสมุดไป่ตู้
，系统单位阶跃响应的调节时间为
。
，阻
参考答案：3rad/s 0.5 2.33s
(A) 与虚轴的交点
(B) 起始点 (C) 渐近线与实轴的交点 (D) 分离点 你选择的答案： D [正确] 正确答案：D 解答参考：
（注意：若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。在线只需提交客 观题答案。)
二、主观题(共 5 道小题)
5. 在控制系统中，除根轨迹增益 K*以外，系统其它参数变化时的根轨迹称为
(A) 不能确定 (B) 零 (C) 常数 (D) 无穷大 你选择的答案： C [正确] 正确答案：C 解答参考：
（注意：若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。在线只需提交客 观题答案。)
二、主观题(共 7 道小题)
5. 单位负反馈控制系统稳态误差的计算公式为
。
参考答案：
本次作业是本门课程本学期的第 1 次作业，注释如下：
一、不定项选择题(有不定个选项正确，共 4 道小题)
1. 自动控制的基本控制方式包括: [不选全或者选错，不算完成] (A) 开环控制 (B) 闭环控制 (C) 复合控制 (D) 手动控制
你选择的答案： A B C [正确] 正确答案：A B C 解答参考：
(A) 奈奎斯特曲线不包围(-1,j0)点，且 p=0，则闭环系统稳定。 (B) 奈奎斯特曲线按逆时针方向包围(-1,j0)点 p 周，则闭环系统稳定。 (C) 奈奎斯特曲线按顺时针方向包围(-1,j0)点 p 周，则闭环系统稳定。 (D) 奈奎斯特曲线按顺时针方向包围(-1,j0)点 p 周，无论 p 为何值，闭环系统不稳定。
执行机构、测量元件以及该系统采用何种控制方式？
参考答案：
工作原理：输入端输入期望的转台速度（实际上是设置一定的电压），实际 的转台速度通过转速计（测量元件）转换成与转轴转速成比例的电压信号返回输 入端与设置的电压相比较。若存在偏差电压，则该电压经直流放大器放大后，送 入直流电机中，使直流电机控制转台的速度朝偏差减小的方向变化，从而使转台 速度尽快恢复到期望值。
参考答案： 9. 假设以下两个系统的传递函数分别为：
试写出上述系统的微分方程（初始条件为零）。 参考答案：
本次作业是本门课程本学期的第 3 次作业，注释如下：
一、不定项选择题(有不定个选项正确，共 4 道小题)
1. 根据系统结构和参数选择情况，系统动态过程可以表现为： [不选全或者选错，不算完成] (A) 衰减 (B) 发散 (C) 等幅振荡 (D) 保持
2. 以下不属于闭环控制系统的特点是: [不选全或者选错，不算完成] (A) 采用了反馈 (B) 系统的响应对扰动不敏感 (C) 构造简单 (D) 存在稳定性问题
你选择的答案： [前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案：C 解答参考：
3. 闭环控制系统中，测量元件的输入信号是该控制系统的： [不选全或者选错，不算完成] (A) 输入信号 (B) 输出信号 (C) 偏差信号 (D) 反馈信号
参考答案： 反馈控制系统的工作原理是：反馈控制系统利用反馈将系统的输出量通过测量元件返回到输
入端，与给定输入相比较得到偏差信号。偏差信号经过控制器产生控制作用，控制作用使得偏差减少或消
除，保证系统的输出量按给定输入的要求变化。
8.
直流电动机转速控制系统如下图，简述其工作原理，并说明系统中的输入量、输出量、控制器、
为
。
参考答案：G(s)H(s) 7. 系统的方框图如下图所示，计算传递函数 Y(s)/R(s)。
参考答案： 8. 假设下图中所示的运算放大器是理想的，各个参数取值为 C=1F，R1=167kΩ，R2=240kΩ，R3=1k Ω， R4=100kΩ，试计算运算放大器电路的传递函数 G(s)=Vo(s)/V(s)。