嘉应学院电子信息工程学院自动控制原理考试题(A卷)答案
自动控制原理试题库(含答案)
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G1(s)+G2(s)（用G1(s)与G2(s)表示）。
4、典型二阶系统极点分布如图1所示，ω，则无阻尼自然频率=n2、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。
5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++，则其开环幅频特性为，相频特性为arctan 180arctan T τωω--。
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c ω对应时域性能指标调整时间s t ，它们反映了系统动态过程的。
1、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。
Z 是指 系统的性能要求可以概括为三个方面，即：稳定性、准确性 和快速性，其中最基本的要求是稳定性。
2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为()G s ，则该系统的开环传递函数为()G s 。
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微分方程、传递函数等。
4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用劳思判据、根轨迹、奈奎斯特判据等方法。
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。
答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html
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 )
答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html
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自动控制原理试卷 A（4）
第 5 页 共 70 页
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。
答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html
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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。
自动控制原理及其应用试卷A
2012～2013学年第1学期期末试卷《自动控制原理及其应用》（A ）一、单项选择题（每小题2分，共40分）：1.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( )A 、如果闭环极点全部位于S 左半平面，则系统一定是稳定的。
稳定性与闭环零点位置无关；B 、如果闭环系统无零点，且闭环极点均为负实数极点，则时间响应一定是衰减振荡的；C 、超调量仅取决于闭环复数主导极点的衰减率，与其它零极点位置无关；D 、如果系统有开环极点处于S 右半平面，则系统不稳定。
2.若某负反馈控制系统的开环传递函数为5(1)s s +，则该系统的闭环特征方程为 ( )。
A 、(1)0s s +=B 、(1)50s s ++=C 、(1)10s s ++=D 、与是否为单位反馈系统有关3.如图1所示系统，传递函数()()()C s G s R s =为（ ）。
A 、12231G G G G ++B 、12131G G G G ++ C 、13231G G G G ++ D 、以上都错4.同一系统，不同输入信号和输出信号之间传递函数的特征方程（ ） A 、相同 B 、不同 C 、不存在 D 、不定5.某系统的开环传函0()(1)KG s s s =+，相角稳定裕量45γ=，则K 为：（ ）A 、1B 、2 CD、 6.已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是( )A 、 (2)(1)K s s s -+B 、(1)(5K s s s +-+）C 、2(1)K s s s +－ D 、(1)(2)K s s s -- 7.开环频域性能指标中的相角裕度γ对应时域性能指标( ) 。
A 、超调%σB 、稳态误差ss eC 、调整时间s tD 、峰值时间p t8.单位反馈系统的开环传函为：03210()3210G s s s s =+++，系统的闭环极点在s 左半平面分布的个数为：（ ）A 、0个B 、1个C 、2个 D.3个 9.对于以下情况应绘制0°根轨迹的是( )A 、主反馈口符号为“-” ；B 、除r K 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1)()(+=s H s G 。
《自动控制原理》期末试卷(A)(附答案)
—学年第一学期考试试卷课程编号：课程名称：自动控制原理试卷类型： A √、B□卷考试形式：开□ 、闭√卷考试时间：120分钟题号一二三四五六总分总分人得分得分评分人一、如图所示控制系统，为使其闭环极点s1,2 1 j ，试确定 K和α的值，并确定这时系统的超调量。
（本题 10 分）R( s )K C( s )-s21αs得分评分人二、求图2.所示系统传递函数。
（本题15分）R(s) 1G1-H3G3 1 Y(s)G2-H1-H2图2.得分三、非线性系统线性部分的极坐标图、非线性部分的负评分人倒特性如下图所示。
试判断系统是否稳定，是否存在自振荡。
（本题 15 分）Im ImA Q ReωReQ1G( j ω)N(A)ωAG ( j ω)1N( A)(a)(b)得分评分人四、系统如图所示。
（本题 20 分）1.试分析速度反馈系统 K f对系统稳定性的影响；2.试求 K p、K v、K a，并说明内反馈对稳态误差的影响。
R( s )s 110C( s)__1)s s( sK f s得分评分人五、系统如方框图所示。
（本题 20 分）1.绘制 a = 2时，K由0 ~∞变化时的根轨迹2.并确定阻尼比ζ= 0.707 时的 K 值；3.绘制 K = 4 时，a由 0 ~ ∞变化时的根轨迹4.并确定阻尼比ζ= 0.707 时的a值；R( s )K C( s )_s( s a )六、某单位反馈控制系统之开环传递函数为得分评分人1( 0 .1 s 1 ) 2 ( 0 .008 s 1 )今希望校正后的系统能具有图所示之开环频率特性。
（本题 20 分）1.试求校正后系统的相位裕量；2.确定其校正装置的传递函数；3.采用的是何校正环节，并说明校正目的。
参考答案一、 (10 分 ) 如图所示控制系统，为使其闭环极点 s 1,21 j ，试确定 K 和 α的值，并确定这时系统的超调量。
C ( s)解：① 系统闭环传递函数为R( s )K-KK( s)s 21 αsK (1 s)s2K s K1s 2s1 j2K ， 2解得nζ 1 /2 ，j n12nK2 1 ，n121nn2 ，K 2 ， α 1② 系统超调量为 %exp(12 )100% 4.32%二、（ 15 分）求图 2. 所示系统传递函数。
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。
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 t e e t 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）（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。
(b) 确定该系统的阻尼系数。
（10分）三、系统的信号流图如图所示，求输出C （S ）的表达式。
自动控制原理试题(A卷)答案
广东技术师范学院20 —20 学年度第( )学期期末考试试卷（参考答案及评分标准）科 目：自动控制原理 （A ）卷考试形式：闭卷 考试时间: 120 分钟一、填空题（每空2分，共20分）1、大多数控制系统具有 闭环 方式的控制结构，它是根据 负反馈 原理，按 偏差 量进行控制的。
2、线性定常系统传递函数是指，在零初始条件下， 输出量和输入量的 拉式变换（拉普拉斯变换）之比。
4、已知系统的传递函数为1s Ke TS τ-+，其幅频特性 ()G j ω应为221ωT K +。
5、经增益补偿的相位超前校正装置的传递函数形式为11)(++=Ts Ts sG c α，参数α与1的大小关系：1<α。
6、非线性系统在无外作用时，产生频率和振幅一定的持续振荡，这种现象称为 自激振荡（自持振荡、自振） 。
7、离散控制系统是指 系统中有一处或几处的信号是以脉冲或数码的形式传递的系统（含有采样开关的系统）二、单项选择题（每题2分，共20分）1、下图系统中，开环传递函数是指（ A ）A 、B(s)/E(s)；B 、Y(s)/R(s)；C 、E(s)/R(s)；D 、Y(s)/E(s)。
2、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明（ B ）A 、系统不稳定；B 、 型别2<v ；C 、闭环传递函数中有一个积分环节；D 、 输入幅值过大。
3、单位反馈系统稳态速度误差的正确含义是（ C ）A 、在r(t)=A 时，输出速度与输入速度的稳态误差；B 、在r(t)=A 时，输出位置与输入位置的稳态误差；C 、在r(t)=At 时，输出位置与输入位置的稳态误差；D 、在r(t)=At 时，输出速度与输入速度的稳态误差。
4、系统特征方程为 05432)(234=++++=s s s s s D ，则系统（ B ）： A 、 稳定； B 、右半平面闭环极点数2=Z ；C 、 临界稳定；D 、 型别1=v 。
自动控制原理试题及答案
自动控制原理试题及答案【简介】自动控制原理是电子信息工程专业中的一门基础课程，主要涉及控制系统的基本概念、数学模型、传递函数、稳定性分析、根轨迹、频率响应等内容。
本文针对自动控制原理的试题及答案进行了整理和解答，共计1500字。
【第一部分：选择题】1. 控制系统的基本组成部分是（）。
A. 感受器B. 控制器C. 执行器D. 以上选项都正确答案：D2. 传递函数的定义是（）。
A. Y(s)/X(s)B. X(s)/Y(s)C. X(t)/Y(t)D. Y(t)/X(t)答案：A3. 控制系统的稳定性分析常使用（）方法。
A. 根轨迹B. 频率响应C. 传递函数D. 线性回归答案：A【第二部分：填空题】4. __________是控制系统的核心部分，是控制器。
答案：比例控制器、积分控制器、微分控制器或PID控制器5. 在频率域中，传递函数的模为__________，相位角为__________。
答案：增益，相位【第三部分：解答题】6. 简述控制系统的开环和闭环控制的原理及区别。
解答：开环控制是指控制器的输出信号不受反馈信号的影响，仅仅由输入信号决定，因此开环控制系统是非自动调节的。
闭环控制是指控制器的输出信号受到反馈信号的调节，通过与预期输出进行比较，使输出信号逐渐接近预期输出，即使系统发生干扰也能够进行修正。
开环控制适用于要求不高、易实现的系统，闭环控制则更适用于要求较高、对系统稳定性和精度要求较高的系统。
7. 根据控制系统的传递函数D(s)与输入信号X(s)之间的关系，推导出控制系统的输出信号Y(s)与输入信号X(s)之间的关系。
解答：根据传递函数的定义，传递函数D(s)表示系统输出信号与输入信号之间的关系，即D(s) = Y(s)/X(s)。
将Y(s)独立解出，则Y(s) =D(s) * X(s)。
因此，控制系统的输出信号Y(s)与输入信号X(s)的关系为Y(s) = D(s) * X(s)。
【第四部分：编程题】8. 使用MATLAB编程，求解以下控制系统的根轨迹，并分析系统的稳定性。
自动控制原理试题库(含答案).
2、适合应用传递函数描述的系统是( )。
A、单输入，单输出的线性定常系统；
B、单输入，单输出的线性时变系统；
C、单输入，单输出的定常系统；
D、非线性系统。
3、若某负反馈控制系统的开环传递函数为 ，则该系统的闭环特征方程为( )。
A、 B、
C、 D、与是否为单位反馈系统有关
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，其控制作用是通过与反馈量的差值进行的。
2、复合控制有两种基本形式：即按的前馈复合控制和按的前馈复合控制。
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 ，则G(s)为（用G1(s)与G2(s)表示）。
系统①系统②系统③
图2
A、系统①B、系统②C、系统③D、都不稳定
8、若某最小相位系统的相角裕度 ，则下列说法正确的是 ( )。
A、不稳定； B、只有当幅值裕度 时才稳定；
C、稳定；D、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。
9、若某串联校正装置的传递函数为 ，则该校正装置属于( )。
A、超前校正B、滞后校正C、滞后-超前校正D、不能判断
4、非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，当输入信号为R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为( )
A、 B、
C、 D、
5、已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是( )。
A、 B、 C、 D、
6、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的：
A、低频段B、开环增益C、高频段D、中频段
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，+∞）。
《自动控制原理》A卷期末考试试题及参考答案
考生答题不得过此线∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶密∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶封∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶线∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶ 任课教师：教学班号：姓名：学号：∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶装∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶订∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶线∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶红河学院成人高等学历教育2021学年春季学期电气工程及其自动化（2019级高起本/2020级专升本）《自动控制原理》课程期末考试试卷卷别： A 卷考试单位： 工学院 考试日期： 年 月 日一、填空题(每空1 分，共 15 分)1.闭环系统工作的本质机理是：将系统的 信号引回到输入端，与输入信号相比较，利用所得的 信号对系统进行调节，达到减小或消除 的目的。
2.在二阶系统阶跃响应中，不同的阻尼系数有不同的响应特征。
当ξ 时，二阶系统的阶跃响应为单调上升曲线；ξ 时，其响应为衰减振荡曲线； ξ 时，其响应为等幅振荡曲线，此时系统 。
3.传递函数的定义是在 条件下，线性定常系统 拉氏变换与 拉氏变换之比。
4.应用迟后网络进行串联校正主要是利用迟后网络的 特性。
5.对于Ⅱ型系统，在给定的阶跃输入信号下，其稳态误差为 。
6.设惯性环节的时间常数为3s ，当要求误差范围∆=0.05时，t s = 。
7.若系统的根轨迹与虚轴相交，则意味着闭环特征方程出现 ，此处的根轨迹增益也称为 根轨迹增益。
二、分析计算题(共 85 分) 1.（本题15分）已知单位反馈系统的单位阶跃响应为()601010.2 1.2t t c t e e --=+-，求：（1）开环传递函数G （s ）；（2）系统的阻尼比ξ及自然频率ωn 。
（60024.5=）2.（本题10分）试用梅逊增益公式求下图所示系统的闭环传递函数。
3.（本题10分）下图为水温控制系统示意图。
冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定题 号 一二 总分 得 分得 分 评卷人考 生 答 题 不 得 过 此 线∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶密∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶封∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶线∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶ 任课教师：教学班号： 姓名： 学号：∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶装∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶订∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶线∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶温度的热水。
自动控制原理试卷及答案20套
《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、已知负反馈系统地开环传递函数为，42)2()(2+++=s s s K s W k(1) 试画出以K 为参数系统地根轨迹；(2) 证明根轨迹地复数部分为圆弧 . （15分）四、已知一单位闭环系统地开环传递函数为)15.0(100)(+=s s sW 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、后系统及校正装置地对数幅频特性. （3） 计算校正后地相位裕量.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 地c c -平面上地相轨迹. （15分）C )(s )(s o c六、采样控制系统如图所示，已知s T K 2.0,10==： （15分）1．求出系统地开环脉冲传递函数.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地稳定性.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、 控制系统地结构如下图.(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H2（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，要求闭环系统地特征值全部位于s ＝－1垂线之左，试确定参数K 地取值范围. （10分）三、.一单位负反馈系统地开环传函为)15.0()125.0()(++=s s s K s W ，欲使该系统对单位阶跃函数地响应为一振幅按指数规律衰减地简谐振荡时间函数，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地特征点参数）.（15分）四、如图（a ）和（b ）所示是两个单位反馈系统地开环对数幅频特性，它们都是最小相位地，且开环截止频率相等，均为c ω. （20分）1. 写出系统地开环传递函数.2. 比较两系统地稳定性，暂态性能（s t%,σ）和恒速输入下地稳态误差. 3. 将图（a ）所示地系统校正为图(b)所示地系统，应采用什么形式地串联校正装置？并写出此校正装置地传递函数)(s G c .五、．图所示为开环系统地幅相特性.图中P 为开环传递函数G(s)H(s)中具有正实部地极点数目.试详细分析闭环系统地稳定性. （16分）六．非线性系统结构如图所示，设输入r=0, 试描绘该系统地相平面图.（14分）七．设采样系统地方框图如图所示，其中)4()(1+=s s K s G , 采样周期T ＝0.25s ，求能使系统稳定地K1值范围. (15分))(/)(s R s CcC )(s系统地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地持续振荡. （10分）三、已知负反馈系统地开环传递函数为，22+-s s 试画出以K 为参数系统地根轨迹；并求系统稳定时K 地取值范围. （15分）四、已知一单位闭环系统地开环传递函数为 )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）（4）判断此校正装置属于引前校正还是迟后校正？ （5）绘制校正前、后系统及校正装置地对数幅频特性. （6）计算校正后地相位裕量.五、非线性系统结构如图所示，设输入r=0, 试描绘该系统地相平面图. （15分）2． 求出系统地开环脉冲传递函数. 3． 判断闭环系统稳定性.3．当输入为)(1*)(1*)(1)(221t t t t t t r ++=时，求稳态误差ss e .)s《自动控制原理》试卷（二）B1. 控制系统地结构如下图.(3)当F （s ）=0时，求系统闭环传递函数)()()(s R s C s =Φ；(4)系统中H2（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）2． 设某控制系统方框图如图所示，要求闭环系统地特征值全部位于s ＝－1垂线之左，试确定参数K 地取值范围. （10分）3、设反馈控制系统中)5)(2()(2*++=ss s K s G ，1)(=s H要求：（1）概略绘制系统根轨迹图，判断系统地稳定性.（2）如果改变反馈通路传递函数使s s H 21)(+=，试判断)(s H 改变后系统地稳定性，研究)(s H 改变所产生地效应. （15分）4．已知一系统原有地特性为()()21.01100s s s W +=，校正装置地特性为()()()11.0101.0125.0+++=s s s s W c ，（1）画出原系统和校正装置地对数幅频特性.（2）当采用串联校正时，求校正后系统地开环传递函数，并计算其相位裕量γ(ωc)和增益裕量GM. （15分）5．图所示为开环系统地幅相特性.图中P 为开环传递函数G(s)H(s)中具有正实部地极点数目.试详细分析闭环系统地稳定性. （20分）6．已知非线性控制系统地结构图如图7-38所示.为使系统不产生自振，是利用描述函数法确定继电特性参数a,b 地数值.（15分）7．线性离散控制系统如下图所示，试确定使系统稳定地K 值范围. （15分）)1)(18.0(3++s s s b a r(t) +_c(t)《自动控制原理》 试卷（三）A 卷一、单项选择题：在下列各题中，有四个备选答案，请将其中唯一正确地答案填入题干地括号中.(本大题共9小题，总计40分) 1、(本小题3分)下列性能指标中，可以描述系统暂态性能地有――① 超调量②调节时间③稳态误差④调节频率⑤上升时间 A. ①②③④⑤ B. ①②④⑤ C. ①②③⑤ D. ①②③④答( )2、(本小题3分) 系统地传递函数可通过求取该系统地――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.抛物线响应函数答( )3、(本小题3分)如图所示是某系统地单位阶跃响应曲线，下面关于性能指标正确地是――A. s t r 6=B. s t s 4=C. s t p 14=D. %30%=δ答( )4、(本小题5分)已知控制系统开环传递函数为)43)(8(48)(22+++=s s s s s W ，则下述正确地是――A ．系统稳定 B.s 右半平面有2个根 C.2个纯虚根 D.全不正确答( ) 5、(本小题5分)13.102468101214t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. 6答( )6、(本小题6分)系统根轨迹如图所示，当根轨迹与虚轴相交时，下述正确地是――A. 1=ξB. 162=KC. 42.2=ωD. 0=ω答()7、(本小题5分)下列线性系统判断中正确地是――A.（1）稳定B.（2）稳定C.（3）稳定D. 全不稳定答()8、(本小题5分)在采样控制系统中，为使采样信号不失真地恢复为原来地连续信号，则采样频率应至少大于――A. max21ω B. max ω C.max 2ω D. max 3ω 答()9、(本小题5分)设有一DDC 系统,T=1, Kc=1,试求单位阶跃响应在第几拍达到最大？σR)sA. 0.5拍B. 1拍C.2拍D. 3拍答()二、 计算题在下列各题中，(需要写出详细步骤、结果和画出必要地图形.) (本大题共3小题，总计60分)1．系统地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地持续振荡.（20分）2．一单位负反馈系统地开环传函为)15.0()125.0()(++=s s s K s W ，欲使该系统对单位阶跃函数地响应为一振幅按指数规律衰减地简谐振荡时间函数，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地特征点参数）.（20分）如图（a ）和（b ）所示是两个单位反馈系统地开环对数幅频特性，它们都是最小相位地，且开环截止频率相等，均为c ω.（20分）要求：1. 写出系统地开环传递函数.2. 比较两系统地稳定性，暂态性能（s t %,σ）和恒速输入下地稳态误差.)s3. 将图（a）所示地系统校正为图(b)所示地系统，应采用什么形式地串联校正装置？并写出此校正装置地传递函数)(sGc.《自动控制原理》试卷（三）B卷一、单项选择题：在下列各题中，有四个备选答案，请将其中唯一正确地答案填入题干地括号中.(本大题共9小题，总计40分)1、(本小题3分)把系统输出量地拉氏变换与输入量地拉氏变换之比称为系统地传递函数.A.正确B.不正确C.部分正确D.无法判断答( )2、(本小题3分)线性系统地稳定性是系统本身固有地一种特性，与输入量及初始条件无关.A.正确B.不正确C.部分正确D.无法判断答( )3、(本小题3分)线性系统稳定地充分必要条件是：开环传递函数地所有极点均位于S复平面地左半平面.A. 正确B. 不正确C. 部分正确D. 无法判断答( )4、(本小题3分)输入量为单位斜坡函数时，要使系统地稳态误差为零，系统必须为Ⅰ型系统.A. 正确B.不正确C. 部分正确D. 无法判断答( )5、(本小题5分)下列那个线性系统闭环稳定.A.（1）稳定B.（2）稳定C.（3）稳定D. 都不稳定答( )6、(本小题5分)非线性系统闭环稳定判断中下列那个正确.A.（1）工作点不稳定B.（2）稳定C.（3）M 稳定N 不稳定D. 都不稳定答( ) 7、(本小题6分)已知系统地特征方程如下，判断系统稳定性地错误结论是哪个.0441086223456=++++++s s s s s sA. 系统临界稳定B. 没有S 右半平面根C. 有1对在虚轴上地根D. 有2 对在虚轴上地根答( ) 8、(本小题6分)非线性系统动态方程如下，试判断(-2,0)地奇点类型.A. 中心点B. 焦点C. 节点D. 鞍点答( ) 9、(本小题6分)某开环系统幅频特性波德图如下，试确定开环系统增益KA. 1B. 2C. 4D. 8答( )二、计算题：在下列各题中，需要写出详细步骤、结果和画出必要地图形. (本大题共3小题，总计60分) 1、 (本小题20分)设一反馈控制系统地开环传递函数如下，试绘制K1变化时系统特征方程地根轨迹，并求出系统稳定时K1地取值范围.025.02=+++x x x x12 4-1-2ωL(ω)dB)22)(3()()(21+++=s s s s K s H s G2、(本小题20分)设1型单位反馈系统原有部分地开环传递函数为：)1()(+=s s Ks G要求设计串联校正装置，使系统具有K=12及γ=40度地性能指标.3、(本小题20分)设采样系统地方框图如图所示，其中)4()(1+=s s K s G ,采样周期T ＝0.25s ，求能使系统稳定地K1值范围.《自动控制原理》试卷（四）A1. 控制系统地方框图如图所示，试用梅逊公式.10分0441086223456=++++++s s s s s s3. 设一反馈控制系统地开环传递函数如下，试绘制K1变化时系统特征方程地根轨迹.20分)22)(3()()(21+++=s s s s K s H s G4. 已知单位负反馈系统地开环传递函数：H1(s)C(s)+-- -)1)(120)(110()12(100)(++++=s ss s s s G试求系统地相角裕度和幅值裕度. 15分 5. 设1型单位反馈系统原有部分地开环传递函数为：)1()(+=s s Ks G要求设计串联校正装置，使系统具有K=12及γ=40度地性能指标. 15分 6. 试用等倾线法画出相轨迹.10分0=++∙∙∙x x x7．采样系统结构图如图所示，)15(10)(1+=s s s W ，采样周期T=1秒，试判断闭环系统地稳定性. 15分{}1)(1-=z z t Z{}e z ze Z aT at ---=《自动控制原理》试卷（四）B1．控制系统地方框图如图所示，试用梅逊公式求系统地传递函数.15分0160161023=+++s s s已知单位负反馈系统地开环传递函数为，)1()1()(-+=S S S K s WK，试：（1）绘制系统地根轨迹；（2）求系统稳定时K 地取值范围. [15分]3．已知单位负反馈系统地开环传递函数：)1)(120)(110()12(100)(++++=s ss s s s G试求系统地相角裕度和幅值裕度. 15分5．系统地结构图如图(a)所示，其中，W2(S)为最小相位环节，W2(S)由如图(b)所示地对数幅频特性确定出.试求系统稳定时K 地取值范围. 15分6．含有死区继电器特性地非线性系统地方框图如图所示，系统中线性部分地输入输出关系为：c r e y dt dcdtc d -==+22非线性系统部分地输入输出关系可用下式表示：⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎨⎧-<-<<->==1,111,01,1)(e e e e f y试绘制其初始状态为3时地相轨迹.15分7．设采样系统地方框图如图所示，其中)4()(1+=s s K s G ,采样周期T ＝0.25s ，求能使系统稳定地K1值范围 15分(a)(b)《自动控制原理》试卷（五）A一、选择题：（共20分） 1、(本小题4分)系统地传递函数可通过求取该系统地――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 答( ) 2、(本小题4分)如图所示是某系统地单位阶跃响应曲线，下面关于性能指标正确地是――A. s t r 6=B. s t s 4=C. s t p 14=D. %30%=δ答( )3、(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. 6 4、(本小题4分)系统根轨迹如图所示，当根轨迹与虚轴相交时，下述正确地是――σ13.1024810tA. 1=ξB. 162=KC. 42.2=ωD. 0=ω答()5、(本小题4分)下列线性系统判断中正确地是――A.（1）稳定B.（2）稳定C.（3）稳定D. 全不稳定答()二、 控制系统地方框图如图所示，试用梅逊公式求系统地传递函数.10分.试确定K 和a 取何值时，系统将维持以角频率1-s 地持续振荡.（10分）四、已知已知单位反馈系统地开环传递函数为)1()(41)(2++=s s a s s Ga 地变化范围为[0，+∞），试绘制系统地闭环根轨迹. （15分）五、已知一最小相位系统开环地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.)sH1(s) C(s)+- --六、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 地c c -平面上地相轨迹. （15分）七、线性离散控制系统如下图所示，试确定使系统稳定地K 值范围. （15分）自动控制原理试卷A1卷一、本题共2小题. （20分）1．（10分）下图所示电路，求)()()(s U s U s W r C =.2．（10)()()(B s X s X s W r C =.函数.三、已知单位负反馈系统地开环传函为2)1)(s (s )(g++=s K s W k ， （15分）（一）画出系统根轨迹（关键点要标明）. （二）求使系统稳定地Kg 值范围.四、设系统开环传函为()()111)(-+=s Ts s W k τ，试分别大致画出τ<T ，τ=T, τ>T 三种情况下地奈氏图. （15分）五、已知一最小相位系统开环地对数幅频特性如下图所示， （20分）（1）试写出系统开环传递函数()s W k ，计算相位裕量γ(ωc)和增益裕量GM.（2）若系统原有地开环传递函数为()()21.01100s s s W +=，而校正后地对数幅频特性如下图所示，求串联校正装置地传递函数.六、画出两个常见地非线性元件地特性. （5分）七、求解差分方程 ()()()()t k f k f k f δ=++-+2132 （10分）其中，初始条件：()00=f ，()01=f ；输入条件：()⎩⎨⎧≠=∞=000t t t δ自动控制原理试卷B2卷一、填空. [12分]1．线性定常系统， ，把系统输出量地拉氏变换与输入量地拉氏变换之比称为系统地传递函数.2．线性系统地稳定性是系统本身固有地一种特性，与输入量及初始条件 . 3．线性系统稳定地充分必要条件是 .4．输入为单位斜坡函数时，要使系统稳态误差为零，系统必须为 型系统.5．采样系统在初始条件为零时，把 称为系统地脉冲传递函数.6．用开环频率特性分析研究系统暂态特性时，常常用 和 这两个特征量地.二、化简结构图（或用信号流图法）求闭环传递函数)()(s X s X r c . [12分]Xc(s)（1） （2）三、设单位负反馈地典型二阶系统地单位阶跃响应地超调量为δ%=25%，调节时间为ts(5%)=2秒，试求：（1）系统地开环传递函数；（2）输入为单位斜坡函数时地稳态误差. [14分]四、已知单位负反馈系统地开环传递函数为，)1()1()(-+=S S S K s W K ，试：（1）绘制系统地根轨迹；（2）求系统稳定时K 地取值范围. [12分] 五、包括两小题. [14分]1．绘制下列系统地相平面图. （1） 0=+x x（2） 01=-x 2．用奈氏稳定判据判断如下图所示系统地稳定性.其中，（1）─（3）为线性系统，（4）─（6）为非线性系统.六、采样系统结构图如图所示， 采样周期T=1秒，求闭环脉传递函数.[12分)2(10)(1+=s s s W七、已知原系统开环传递函数为)1(10)(+=S S S W ，现采用串联校正方法，使校正后为二阶工程最佳系统且开环放大系数不变，试： [12分] （1） 确定校正装置Wc(S)；（2） 绘制校正前、后及校正装置地对数幅频特性；八、已知系统地结构图如图（a ）所示，其中，15.0)12()(1++=S S K S W ，W2(S)为最小相位环节，其对数幅频特性如图(b)所示.试求使闭环系统稳定地K 值范围.[12分]自动控制原理试卷A3卷一、填空. [10分]1． ，把系统输出量地拉氏变换与输入量地拉氏变换之比称为系统地传递函数.2． 线性系统地稳定性是系统本身固有地一种特性，与输入量及初始条件 .线性系统稳定地充分必要条件是 .4． 输入为单位斜坡函数时，要使系统稳态误差为零，系统应为 型系统. 5． 线性离散系统在初始条件为零时，把 称为系统地脉冲传递函数.(a)dB (b)二、用化简结构图或信号流图方法求下列系统地闭环传递函数)()()(S X S X S W r C B =.[12分]三、已知典型二阶系统地单位阶跃响应曲线如图所示.试求：（1）开环传递函数.（2）单位斜坡函数输入时地稳态误差. [14分]四、已知负反馈系统地开环传递函数为sKW s s gK )1()(+=，试画出系统地根轨迹图.[12分]五、已知单位负反馈系统地开环传递函数为：)10()2(50)(2++=s s s s W K ，试： [12分]（1）绘制波德图； （2）计算相位裕量.六、本题包括两小题. [14分]（一）试用奈氏判据判断下图所示系统地稳定性.其中，（1）—（3）为线性系统， （4）—（6）为非线性系统.(1)(2)（二）绘制下列系统地相平面图.（1） 0=+x x（2） 1=x 七、系统地结构图如图(a)所示，其中，W2(S)为最小相位环节，W2(S)由如图(b)所示地对数幅频特性确定出.试求系统稳定时K 地取值范围. [14分]八、某离散系统结构图如图所示，)2(2)(+=s s s W ，采样周期T=1秒，试判断系统地稳定性.[12分]1)](1[-=z z t ZaT at e z ze Z ---=][自动控制原理试卷B3卷(a)一、推导下列网络地传递函数：)()(s Ur s U C [10分]二、用化简结构图或信号流图方法求闭环传递函数)(s X X c三、单位负反馈地典型二阶系统地单位阶跃响应地超调量为δ%=25%，调节时间为ts（5%）=2秒，求：（1）系统地开环传递函数；（2）输入为单位斜坡函数时地稳态误差. [15分]四、 已知负反馈系统地开环传递函数为)2)(1()(++=s s s s KWgk，试画出系统地根轨迹图. [14分]五、以下两题任选一题.（如全做，按第一题记分） [10分]（一） 已知单位负反馈系统地开环传递函数为)5()1(50)(2++=S S S S W K ，试绘制波德图.（二） 绘制下列系统地相平面图.（1） 0=+x x（2） 1=x六、用奈氏判据判断下列系统地稳定性.其中，（1）—（3）为线性系统，（4）—（5）为非线性系统. [15分]R 1 R 1 (1)(2)七、系统地结构图如图(a)所示，其中，W2(S)为最小相位环节，W2(S)由如图(b)所示地对数幅频特性确定出.试求系统稳定时K 地取值范围. [12分]八、采样系统结构图如图所示，)15.0(10)(1+=s s s W ，采样周期T=1秒，试判断系统地稳定性.[12分]aT at e z z e Z ---=][自动控制原理试卷A4卷(a)(b)一、选择题（每小题5分，共20分），请选择其中所有正确地答案，将相应地字母和题号写在答题纸上.（1） 输入量为单位斜坡函数时，要使系统为无差系统，系统类型必须为：a. 0型b. 1型c. 2型d. 2型以上（2） 线性系统稳定地充分必要条件是：a. 开环传递函数地所有极点均位于S 复平面地左半平面.b. 闭环传递函数地所有极点均位于S 复平面地左半平面.c. 闭环特征方程式地所有根均具有负实部.d. 以上答案都不正确.（3） 某非线性系统地非线性部分地描述函数负倒特性)(1A R -和线性部分频率特性W1(jω)如图一所示.两线交点处地ω=3.162；A=1.05和3.69.则 该闭环系统是：a. 稳定地b. 不稳定地c. 产生自持振荡，其角频率为3.162，振幅为1.05d. 产生自持振荡，其角频率为3.162，振幅为3.69e. 以上答案都不正确（4） 已知采样系统地输出Z 变换为)()(1)()()(z W z H z Xr z W z Xc +=，1它符合下述哪几个系统？二、[16分]系统结构如下图所示.（1）绘制P （0→∞）变化时，系统地根轨迹图；（2）确定使闭环系统地阶跃响应为单调变化过程时P 地最小值.三、[16分]已知一系统原有地特性为()()21.01100s s s W +=，校正装置地特性为()()()11.0101.0125.0+++=s s s s W c ，（1）画出原系统和校正装置地对数幅频特性.（2）当采用串联校正时，求校正后系统地开环传递函数，并计算其相位裕量γ(ωc)和增益裕量GM.四、[15分] 采样系统结构图如下图所示，)15(10)(1+=s s s W ，采样周期T=1秒，b.c.a.d.试判断闭环系统地稳定性.（注：aTe z z a s Z --=⎭⎬⎫⎩⎨⎧+1）五、[15分]下图所示系统，求传递函数)(X )(s r s X C 和)()(s N s X C .六、设单位负反馈地典型二阶系统地单位解跃响应地超调量为δ%=25%，调节时间为ts(5%)=2秒，求： [18分]（1）系统地开环传递函数；（2）输入为单位斜坡函数时地稳态误差.自动控制原理试卷B4卷二、选择题（每小题5分，共20分），请选择其中所有正确地答案，将相应地字母和题号写在答题纸上.（5） 单位负反馈系统地开环传递函数为16816)(2++=s s s W K ，则闭环系统地阻尼比ξ等于：a. 1b. 2c.22d.2 e. 以上答案都不正确单位负反馈系统地开环传递函数为1)(+=TS KS W K ，则闭环系统单位阶跃响应地调节时间ts （±5%误差带）为：a. 3T b. K T3 c. K T +13 ；而闭环单位阶跃响应地稳态误差为：d. K 1 e. K +11f. 0g. ∞h. 以上答案都不正确（7） 已知单位正反馈系统地开环传递函数为)1()(2S S K S W gK -=，给出其可能地根轨迹大致图形如图一、图二、图三所示，请选择：a. 图一正确b. 图二正确c. 图三正确d. 都不正确（8） 已知采样系统地输出Z 变换为)()(1)()()(z W z H z Xr z W z Xc +=，它符合下述哪几个系统？二、[16分]设单位负反馈系统地开环传递函数为：)22)(2()(2+++=S S S S KS W K试应用劳斯稳定判据确定K 为多大时将使系统阶跃响应出现振荡，并求出振荡角频率.b.c.a.d.三、已知一单位负反馈典型二阶系统地单位阶跃响应曲线如下图所示，求系统地闭环传递函数. （18分）四、[18分]已知系统结构图如图四(a)所示，（系统为最小相位系统）所示，系统校正后地开环对数幅频特性如图四(c)所示.试求原系统地传递函数W(s)，并计. Array五、[14分] 采样系统结构图如图五所示，T为采样周期且T=1秒.试：（1）求闭环脉冲传递函数.（2）判断系统地稳定性. （注：aTe z z a s Z --=⎭⎬⎫⎩⎨⎧+1）六、[14分]非线性系统地结构图如图六(a)所示，其中非线性特性地负倒描述函数-1/R(A)曲线如图六(b)所示.试画出线性部分地奈氏曲线，并用描 述函数法判断系统是否会发生自振.《自动控制原理》试卷A一、单选题（每题2分，共20分）1．控制系统中基本环节地划分，是根据（ ） A ．元件或设备地形式 B ．系统地物理结构 C ．环节地连接方式 D ．环节地数学模型2．绘制根轨迹时需计算入射角地情况为：开环传递函数有（ ） A ．实极点 B ．实零点 C ．共轭复极点D ．共轭复零点图六(a)图六(b)图五3．设一单位反馈控制系统地开环传递函数为G0(s)=)2s (s K4+，要求KV=20，则K=( )A ．10B ．20C ．30D ．404.输入为阶跃信号时，如果( )，则积分环节地输出信号地上升速度越快. A.输入信号地幅度越小，积分时间常数越小 B.输入信号地幅度越小，积分时间常数越大 C.输入信号地幅度越大，积分时间常数越小 D.输入信号地幅度越大，积分时间常数越大5.如果二阶振荡环节地对数幅频特性曲线存在峰值，则阻尼比ξ地值为( ) A.0≤ξ≤0.707 B.0<ξ<1 C.ξ>0.707 D.ξ>16．决定系统静态性能和动态性能地是系统传递函数地( ) A ．零点和极点 B ．零点和传递系数 C ．极点和传递系数D ．零点、极点和传递系数 7．设二阶振荡环节地传递函数G （s ）=16s 4s 162++，则其对数幅频特性渐近线地交接频率为（ ） A ．2rad/sB ．4rad/sC ．8rad/sD ．16rad/s8．已知系统前向通道和反馈通道地传递函数分别为G （s ）=sK 1)s (H ,)1s (s 10h +=-，当闭环临界稳定时，Kh 值应为（ ）A ．-1B ．-0.1C ．0.1D ．19．设单位负反馈系统地开环传函为G(s)=3)1s (22+，那么它地相位裕量γ地值为（ ）A.15ºB.60ºC.30ºD.45º10.某串联校正装置地传递函数为Gc(S)=K S ST 1T 1+β+(0<β<1)，则该装置是（ ） 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 二、填空（每题2分，共20分）1. 根据控制系统信号地形式，控制系统可分为______ __控制系统、________控制系统.2. 对于一个自动控制系统地性能要求可以概括为三个方面：____ ____、____ ____和 .3. 用时域法分析控制系统时，最常用地典型输入信号是________.4.若要求系统地快速性好，则闭环极点应距虚轴越__________越好.5. 如果根轨迹位于实轴上两个相邻地开环零点之间(其中一个零点可以位于无穷远处)，则在这两个零点之间必定存在________.6．伯德图分中频段、高频段和低频段，低频段能够反应系统地 ，中频段能够反映系统地暂态性能，高频段主要反映系统 .7.根轨迹图必对称于根平面地__________.8．分析稳态误差时，将系统分为0型系统、1型系统、2型系统…，这是按开环传递函数地__________环节数来分类地.9．采样控制系统中，如果希望从采样信号)(t f *中不失真地恢复原来地信号)(t f ，则采样频率s ω满足 .10. 线性定常系统地脉冲传递函数地定义 .三、简答题（每题5分，共20分）1. 绘制由基本环节组成地闭环控制系统地一般结构图.2.在0<ξ<1,ξ=0,ξ≥1三种情况下，标准二阶系统地单位阶跃响应特性分别是什么?3.. 如图是最小相位系统地开环对数幅频渐近特性，试写出其传递函数G(s).4、求下列方程地奇点，并判断奇点类型.0)1(2=+--x x x x四、系统方框图如图2所示，并求出传递函数()C s R s ().（8分）图2五. 已知一单位闭环系统地开环传递函数为 )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： （12分）（7） 判断此校正装置属于引前校正还是滞后校正？（说明原因） （8） 绘制校正前、后系统及校正装置地对数幅频特性. （3） 计算校正后系统地相位裕量.六、采样系统结构图如图所示，)15(10)(1+=s s s W ，采样周期T=1秒，试判断闭环系统地稳定性.[10分]{(1z Z {e Z 1）─（3）为线性系统，（4）─（5）为非线性系统. （10分）《自动控制原理》试卷B一、单选题（每题2分，共20分）1．根据给定值信号地特点分类，控制系统可分为( ). A.恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统B.反馈控制系统、前馈控制系统前馈—反馈复合控制系统C.最优控制系统和模糊控制系统D.连续控制系统和离散控制系统2．绘制根轨迹时需计算出射角地情况为：开环传递函数有（ ） A ．实极点 B ．实零点 C ．共轭复极点D ．共轭复零点3．．已知单位反馈控制系统在阶跃函数作用下，稳态误差ess 为常数，则此系统为（ ）A ．0型系统B ．I 型系统C ．Ⅱ型系统D ．Ⅲ型系统4开环系统频率特性G(jω)=3)j 1(3ω+，当ω=1rad/s 时，其频率特性相角θ(1)=( ). A.－45°B.－90°C.－135°D.－270°5． 过阻尼系统地动态性能指标是调整时间ts 和( ) A ．峰值时间tp B ．最大超调量σp C ．上升时间tr D ．衰减比σp ／σp′6．二阶振荡环节地相频特性)(ωθ，当∞→ω时，其相位移)(∞θ为( ) A ．-270°B ．-180°C ．-90°D ．0°7．设某系统开环传递函数为G(s)=)1s )(10s s (102+++，则其频率特性奈氏图起点坐标为 ( )A ．(-10，j0) B ．(-1，j0) C ．(1，j0) D ．(10，j0)8. 超前校正装置地频率特性为)1(j T 1jT 122>βω+ωβ+，其最大超前相位角Φm 为( ). A.sin-111+β-βB.sin-11T 1-T 22+C.sin-11T 1T 22+β-βD.sin-11T 1T 22+ωβ-ωβ9．确定根轨迹与虚轴地交点，可用( )A ．劳斯判据B ．幅角条件C ．幅值条件D ．0ds dk =10．设开环传递函数为G(s)H(s)＝)3)(2()1(+++s s s s k ，其根轨迹渐近线与实轴地交点为（ ）A ．0B ．－1C ．－2D ．－3二、填空（每题2分，共20分）1. 根据控制系统元件地性质，控制系统可分为________控制系统、________控制系统.2. 对于一个自动控制系统地性能要求地快速性可由暂态性能指标中 、 等决定.3. 用频域法分析控制系统时，最常用地典型输入信号是___ _____.4. 线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入地相位移随频率而变化地函数关系称为__________.5. 如果根轨迹位于实轴上两个相邻地开环极点之间，则在这两个极点之间必定存在________.6．单位脉冲函数又称为δ函数，它地数学表达式是_______________.。
(完整版)自动控制原理试题及答案
一、 单项选择题（每题 1 分，共 20 分）1. 系统和输入已知，求输出并对动向特征进行研究，称为（C ）A. 系统综合B.系统辨别C.系统剖析D.系统设计2. 惯性环节和积分环节的频次特征在（ A ）上相等。
A. 幅频特征的斜率B.最小幅值C.相位变化率D.穿越频次3. 经过丈量输出量，产生一个与输出信号存在确立函数比率关系值的元件称为（C ） A. 比较元件 B.给定元件 C.反应元件 D.放大元件 4. ω从 0 变化到 +∞时，延缓环节频次特征极坐标图为（ A ）A. 圆B.半圆C.椭圆D.双曲线5. 当忽视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. 比率环节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10，则它的开环增益为（ C ）2)s(5 s7. 二阶系统的传达函数 G( s) 2 5 ，则该系统是（ B ）s 2s 5A. 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，提升 ωn ，则能够（ B ）A. 提升上涨时间和峰值时间B.减少上涨时间和峰值时间C.提升上涨时间和调整时间D.减少上涨时间和超调量9. 一阶微分环节 G ( s) 1 Ts ，当频次1时，则相频特征G ( j ) 为（ A ）TA.45 °B.- 45°C.90 °D.- 90°10.最小相位系统的开环增益越大，其（ D ）A. 振荡次数越多B.稳固裕量越大C.相位变化越小D.稳态偏差越小11.设系统的特点方程为 D s s 48s 3 17 s 2 16s50，则此系统 （ A ）A. 稳固B.临界稳固C.不稳固D.稳固性不确立。
12.某单位反应系统的开环传达函数为： G sk，当 k=（ C ）时，闭环系1)( s 5)s(s 统临界稳固。
13.设系统的特点方程为 D s 3s 410s 3 5s 2 s 20，则此系统中包括正实部特点的个数有（C ）14.单位反应系统开环传达函数为 G ss 2 5 ，当输入为单位阶跃时，则其地点误6s差为（ C ）s若已知某串连校订装置的传达函数为 G c (s) s1，则它是一种（ D ） 15. 10s 1A. 反应校订B.相位超前校订C.相位滞后 —超前校订D.相位滞后校订16.稳态偏差 e 与偏差信号 E(s)的函数关系为（B ）ssA. e ss lim E(s)B. e ss lim sE(s)s 0s 0C. e ss lim E( s)D. e ss lim sE(s)ss17.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提升系统的稳固性，最方便的是（ A ）A. 减小增益B.超前校订C.滞后校订D.滞后 -超前 18.相位超前校订装置的奈氏曲线为（ B ）A. 圆B.上半圆C.下半圆 °弧线 开环传达函数为 G(s)H(s)= 3 K, 则实轴上的根轨迹为（ C ）19.( s 3)sA.( - 3，∞ )B.(0，∞ )C.(- ∞， - 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 ）反应的传感器。
《自动控制原理》考试试题及答案 (1)
9、超前校正传递函数为(s+1)/(s+3)，则该校正环节最大超前角为：
。
（A）10 度
（B）19.5 度 （C）30 度
（D）60 度
10、G1(s)=1/s,G2(s)=1/(s+1),则 G1，G2 串联后传递函数为：
。
（A）1/s+1/(s+1)
（B）1/(s(s+1)) （C）1/（s2+s+1)） （D）s/(s+1)
5、根轨迹在实轴上的分汇点为：
和
6、上、下半复平面极点出射角分别为：
和
7、根轨迹与虚轴交点为：
8、根轨迹与虚轴相交时 K 值为：
。 。 。 。 。 。
六、已知开环传递函数 G(s) 160K ，求单位斜坡信
s(s 4)(s 40)
号作用下稳态误差小于 0.5，幅值裕度大于 10dB 时的 K 值范围。（共 10 分）（结果保留 1 位小数）
dB/dec。
三、判断题，对的打√,错的打×,请将答案填入下表（每
题 2 分，共 10 分）
1
2
3
4
5
1、 开环传递函数复平面右半平面极点个数为 2，Nyquist 曲线逆时针绕(-1,j0)点 2 周，系统稳定。 （）
2、 二阶系统阻尼比ζ一定，剪切频率ωc 和调整时间 ts 成正比。（ ） 3、 工程上一般要求相位裕度在 30-60 度之间。（ ） 4、 二阶系统相位裕度和超调量是阻尼比的单值函数。（ ） 5、 开环传递函数极点个数为 3，零点个数为 1，则 Nyquist 曲线终止于原点的角度为 180 度。
空 1 分，共 10 分）
解：
1、系统特征方程为：
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 )。
自动控制原理试卷及答案
自动控制原理试卷（A ）一、已知系统输入为i u ，输出为o u ，试求下述系统传递函数(运算放大器为理想放大器)（15分）R 1 (a)(b)o ui u（提示：运算放大器输入电流为0，正、反相端电压相等） 二、试简化下图所示系统方框图求其传递函数(10分)三、已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为)12)(1()1()(+++=s s s s K s G τ在以K 为横坐标，τ为纵坐标的平面上，试确定系统稳定的区域。
(10分)四、已知二阶系统方框图如图所示如要求：(1）由单位斜坡函数输入所引起的稳态误差为0.25(2) 系统的暂态调节时间3=s t 秒（%5±误差带）试求二阶系统闭环传函。
(10分)五、已知系统方框图如图所示,试作参数a (由0∞→)变化时的系统根轨迹。
(15分)六、已知最小相位系统的开环对数幅频渐近曲线如图所示，试写出对应的开环传递函数)(s G ,并求图（a ）所示系统的相角裕度和增量裕度。
(20分)-40 (a) （b ）-40-60(c )七、已知系统单位阶跃响应为t t e e t c 2421)(--+-=，试求系统频率特性表达式。
（10分）答案一、(a) 方法一：设1R 中的电流为1i ，电容C 中的电流为2i ，根据如图所示电路列写方程如下：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=+=⎰dti C i R i i R u u i R u o o i 211212111)( 消去中间变量1i ，2i 得到系统输入输出之间的方程如下： 112R udt du C R u R u dt du Ci i o o o +=++ 在零初始条件下，对上式取拉氏变换得 )(1)()(1)(1)(112s U R s CsU s U R s U R s CsU I I O O O +=++ 所以得系统传递函数为 1221221)()()(R R Cs R R R Cs R R s U s U s G I O +++==方法二： 电容C 的复阻抗为Cs1，电阻1R ，2R 的复阻抗分别为1R ，2R 。
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1 Kd sn2
s2 2 ns n2
据此画出图所示的方框图。
1
ct
c1
t
c2
t
t-2 n NhomakorabeaKd
当Kd
2 n
,ct t
rt, ess
0
4.答：
s3
1
517
0
s2
41.5 16701 K
s1 41.5 517 -16701 K
0
41.5
s0
16701 K
欲使系统稳定则应满足：
41.5517 -16701 K＞ 0 16701 K＞ 0
6.解： （1）幅频特性
3
10(1 j )
G( j)
j (1
10 j)
2
L() 20lg10 20lg 20lg
1
(
)
2
20 lg
1 ( )2
2
10
1）低频段斜率为 20dB dec，在 1处，高度为20lg10 20dB。
2）为 2，斜率由 20dB dec 40dB dec；
2
特征方程：
ss 1s 2 K 0
K s3 3s2 2s
求导：
dK 3s2 6s 2 0,
ds 解：
s1 0.423, s2 1.577不含稳定
6)求根轨迹与虚轴交点：
s jw带入特征方程得到： - K jw3 3w2 2 jw 实部和虚部为0得到： 2w2 w3 0 K 3w2 0 解方程： w 1.414 K 6
3）为 10，斜率由 40dB dec 20dB dec。
（2）相频特性
() 90 arctan arctan
2
10
相位与频率的关系：
频 率0
0.5
1
2
5
10
20
∞
（1/s）
相位 -90 -101.18 -110.86 -123.69 -132.67 -123.7 -110.86 -90
解不等式组得：
1＜K＜11.9
5.解： 1） 有三条根轨迹分支,它们的始点为开环极点(0,-1,-2） 2） 三条根轨迹分支的终点均在无限远 3） 渐近线与正实轴的夹角
2k 1 , , 5 , k 0,1,2
3
33
渐近线与实轴的交点为
-A
1 2 3
1
图中虚线为渐近线
4）实轴上的 0 至-1 和-2 至-∞间的线段为根轨迹 5) 系统的分离点:
嘉应学院电子信息工程学院 自动控制原理 考试题（ A 卷）答案
（2009 年 6 月 11 日）
1.答：
Z1
R1 / C1s R1 1/ C1s
R1 R1C1s
1
Z2
R2
1 C2s
R2C2 1 C2s
R2C2 1
Uc (s) Z2 Ur (s) Z1 Z2
R1
C2s R2C2
1
(R2C2s 1)(R1C1s 1) R1R2C1C2s2 (R2C2 R1C1 R1C2 )s 1
R1C1s 1 C2s
2. 答： 1）列写运动方程
I1
s
U
r
s
U
R1
c1
s
,
Uc s
I1s I2 s
C1S
,
I
2
s
U
r1
s
R
U
c
s
2
Uc s
1 C2S
I2 s
2）画出上述四式对应的方框图，如图 2-28a 所示
3）根据信号的流向，将各方框单元依次连接起来，就得到图 2-28b 所示的方框图
3.答：
Cs Rs
°°
°
°
°
°
°
°
7.解
4
G( j) K 1 T 2 2
() 180 arctanT 由于p 1, N z 1,若使z 0, 则N 1,即GH ( j)曲线逆时针 包围(1, j0)一周。显然只要 K 1就能使系统稳定。
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