2018年自动控制原理期末考试题[附答案解析]
《自动控制原理》试题（卷）与答案解析（A26套）
《⾃动控制原理》试题（卷）与答案解析（A26套）⾃动控制原理试卷A(1)1．（9分）设单位负反馈系统开环零极点分布如图所⽰，试绘制其⼀般根轨迹图。
（其中-P 为开环极点,-Z ，试求系统的传递函数及单位脉冲响应。
3.（12分）当ω从0到+∞变化时的系统开环频率特性()()ωωj j H G 如题4图所⽰。
K 表⽰开环增益。
P 表⽰开环系统极点在右半平⾯上的数⽬。
v 表⽰系统含有的积分环节的个数。
试确定闭环系统稳定的K 值的范围。
4．（12分）已知系统结构图如下，试求系统的传递函数)(,)(s E s C,3==p v （a ）,0==p v （b ）2,0==p v （c ）题4图题2图5．（15分）已知系统结构图如下，试绘制K 由0→+∞变化的根轨迹，并确定系统阶跃响应分别为衰减振荡、单调衰减时K 的取值范围。
6．（15分）某最⼩相位系统⽤串联校正，校正前后对数幅频特性渐近线分别如图中曲线(1)、(2)所⽰，试求校正前后和校正装置的传递函数)(),(),(21s G s G s G c ，并指出Gc （S ）是什么类型的校正。
7．（15分）离散系统如下图所⽰，试求当采样周期分别为T=0.1秒和T=0.5秒输⼊)(1)23()(t t t r ?+=时的稳态误差。
8．（12分）⾮线性系统线性部分的开环频率特性曲线与⾮线性元件负倒数描述曲线如下图所⽰，试判断系统稳定性，并指出)(1x N -和G （j ω）的交点是否为⾃振点。
参考答案A(1)1、根轨迹略，2、传递函数)9)(4(36)(++=s s s G ；单位脉冲响应)0(2.72.7)(94≥-=--t e3、 21,21,21><≠K K K 4、6425316324215313211)()(G G G G G G G G G G G G G G G G G G s R s C ++++= 642531632421653111)()(G G G G G G G G G G G G G G G G G s R s E +++-= 5、根轨迹略。
2018年自动控制原理期末考试题[附答案解析]
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fl2017年自动控制原理期末考试卷与答案、填空题(每空 1 分，共 20 分)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 。
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 称为传递函数。
3、在经典控制理论中，可采用劳斯判据 域分析法 ) 、根轨迹法或奈奎斯特判据 ( 分析法 ) 等方法判断线性控制系统稳定性。
4、控制系统的数学模型， 取决于系统参数 作用及初始条件无关。
和结构A( )L( )lg ) 或： ，横坐标为 ( 、线性系统 的对数幅频特性，纵坐标取值为5。
20lg( 或：时 或：频域, 与外开环传函中具有正实部的极点的个Z = P - RZ 是指 闭环 传函中具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 定义为 调整时间。
%是超调量。
单位阶跃响应图中， 7(T)1K)，则其开环幅频特性为 环传递函数为 1 ，相 12s(Ts 1)(T s 1)特性为 ()90 219、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。
0.5t0.2 t ，则该系统的传递函数 G(s) 为、若某系统的单位脉冲响应为 10 。
5e g (t) 10e510 0.2 sss 0.5s中 P 是指，其 数，6、奈奎斯特稳定判据中，、在二阶系统的 )A(2 2设系统的开s K(T8、21110 ) (T )tg (Ttg 。
频11、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。
、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。
12 、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 13 稳定。
《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。
自动控制原理期末考试试卷六套+(答案详解)
自动控制原理1一、 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 ）C.系统分析2. 惯性环节和积分环节的频率特性在（ d ）上相等。
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（ d ）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（ d ）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 ） C.57. 二阶系统的传递函数52 5)(2++=s s s G ，则该系统是（b ） B.欠阻尼系统8. 若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn ，则可以（b ）B.减少上升时间和峰值时间9. 一阶微分环节Ts s G +=1)(，当频率T1=ω时，则相频特性)(ωj G ∠为（ a ） A.45°10.最小相位系统的开环增益越大，其（ d ）D.稳态误差越小11.设系统的特征方程为()0516178234=++++=s s s s s D ，则此系统 （ ）A.稳定12.某单位反馈系统的开环传递函数为：())5)(1(++=s s s k s G ，当k =（ ）时，闭环系统临界稳定。
C.3013.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ，则此系统中包含正实部特征的个数有（ ）C.214.单位反馈系统开环传递函数为()ss s s G ++=652，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（ ）D.0.0515.若已知某串联校正装置的传递函数为1101)(++=s s s G c ，则它是一种（ ） D.相位滞后校正16.稳态误差e ss 与误差信号E (s )的函数关系为（ ）B.)(lim 0s sE e s ss →=17.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（ ）A.减小增益18.相位超前校正装置的奈氏曲线为（ ）B.上半圆19.开环传递函数为G (s )H (s )=)3(3+s s K ,则实轴上的根轨迹为（ ） C.(-∞，-3)20.在直流电动机调速系统中，霍尔传感器是用作（ ）反馈的传感器。
自动控制原理题目(含答案)
《自动控制原理》复习参考资料一、基本知识11、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过输入量与反馈量的差值进行的。
2、闭环控制系统又称为反馈控制系统。
3、在经典控制理论中主要采用的数学模型是微分方程、传递函数、结构框图和信号流图。
4、自动控制系统按输入量的变化规律可分为恒值控制系统、随动控制系统与程序控制系统。
5、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。
6、控制系统的数学模型，取决于系统结构和参数, 与外作用及初始条件无关。
7、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G1(s)+G2(s)，以串联方式连接，其等效传递函数为G1(s)*G2(s)。
8、系统前向通道传递函数为G（s），其正反馈的传递函数为H（s），则其闭环传递函数为G（s）/(1- G（s）H（s）)。
9、单位负反馈系统的前向通道传递函数为G（s），则闭环传递函数为G（s）/(1+ G（s）)。
10、典型二阶系统中，ξ=0.707时，称该系统处于二阶工程最佳状态，此时超调量为4.3%。
11、应用劳斯判据判断系统稳定性，劳斯表中第一列数据全部为正数，则系统稳定。
12、线性系统稳定的充要条件是所有闭环特征方程的根的实部均为负，即都分布在S平面的左平面。
13、随动系统的稳态误差主要来源于给定信号，恒值系统的稳态误差主要来源于扰动信号。
14、对于有稳态误差的系统，在前向通道中串联比例积分环节，系统误差将变为零。
15、系统稳态误差分为给定稳态误差和扰动稳态误差两种。
16、对于一个有稳态误差的系统，增大系统增益则稳态误差将减小。
17、对于典型二阶系统，惯性时间常数T 愈大则系统的快速性愈差。
18、应用频域分析法，穿越频率越大，则对应时域指标t s 越小，即快速性越好19最小相位系统是指S 右半平面不存在系统的开环极点及开环零点。
20、按照校正装置在系统中的不同位置，系统校正可分为串联校正、反馈校正、 补偿校正与复合校正四种。
自动控制原理试卷有参考答案,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 1.414， 阻尼比=ξ0.707， 该系统的特征方程为2220s s ++=，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0.20.5()105t t g t e e --=+，则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s+++。
6、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101()()90()tg tg T ϕωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为(1)(1)K s s Ts τ++。
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。
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2222211K T τωωω++； 相频特性为arctan 180arctan T τωω--(或：2180arctan 1T T τωωτω---+)。
自动控制原理期末试卷与答案
32.反馈元件
33.最大超调量
34.频率响应
35.幅值裕量
四、简答题（每小题5分，共25分）
36.开环控制系统和闭环控制系统的主要特点是什么
)
37.如何用实验方法求取系统的频率特性函数
38.伯德图中幅频特性曲线的首段和传递函数的型次有何关系
39.根轨迹与虚轴的交点有什么作用 举例说明。
28.在扰动作用点与偏差信号之间加上能使静态误差降为0。
29.超前校正主要是用于改善稳定性和。
30.一般讲系统的加速度误差指输入是所引起的输出位置上的误差。
31.自动控制
32.传递函数
33.瞬态响应
34.最小相位传递函数
【
35.复现频率
36. 方块图变换要遵守什么原则，举例说明。
}
D.
15.系统的传递函数 ，其系统的增益和型次为 （ ）
，2 4，2 ，4 4，4
16.若已知某串联校正装置的传递函数为 ，则它是一种（ ）
A.相位滞后校正B.相位超前校正C.相位滞后—超前校正D.反馈校正
17.进行串联超前校正前的穿越频率 与校正后的穿越频率 的关系，通常是（ ）
A. = B. > C. < D. 与 无关
:
14.单位反馈系统开环传递函数为 ，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（ ）
若已知某串联校正装置的传递函数为 ，则它是一种（ ）
A.反馈校正B.相位超前校正
C.相位滞后—超前校正D.相位滞后校正
16.稳态误差ess与误差信号E(s)的函数关系为（ ）
A. B.
C. D.
17.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（ ）
(完整版)自动控制原理期末考试复习题及答案
一、 填空题1、线性定常连续控制系统按其输入量的变化规律特性可分为_恒值控制_系统、随动系统和_程序控制_系统。
2、传递函数为 [12(s+10)] / {(s+2)[(s/3)+1](s+30)} 的系统的零点为_-10_， 极点为_-2__， 增益为_____2_______。
3、构成方框图的四种基本符号是： 信号线、比较点、传递环节的方框和引出点 。
4、我们将 一对靠得很近的闭环零、极点 称为偶极子。
5、自动控制系统的基本控制方式有反馈控制方式、_开环控制方式和_复合控制方式_。
6、已知一系统单位脉冲响应为t e t g 5.16)(-=，则该系统的传递函数为。
7、自动控制系统包含_被控对象_和自动控制装置两大部分。
8、线性系统数学模型的其中五种形式是微分方程、传递函数、__差分方程_、脉冲传递函数_、__方框图和信号流图_。
9、_相角条件_是确定平面上根轨迹的充分必要条件，而用_幅值条件__确定根轨迹上各点的根轨迹增益k*的值。
当n-m ≥_2_时, 开环n 个极点之和等于闭环n 个极点之和。
10、已知一系统单位脉冲响应为te t g 25.13)(-=，则系统的传递函数为__。
11、当∞→ω时比例微分环节的相位是： A.90 A.90 B.90- C. 45 D.45-12、对自动控制的性能要求可归纳为_稳定性__、_快速性_和准确性三个方面， 在阶跃响应性能指标中，调节时间体现的是这三个方面中的_快速性___，而稳态误差体现的是_稳定性和准确性_。
13、当且仅当离散特征方程的全部特征根均分布在Z 平面上的_单位圆 _内，即所有特征根的模均小于___1____,相应的线性定常离散系统才是稳定的。
14、下列系统中属于开环控制系统的是 D.普通数控加工系统A.电炉箱恒温控制系统B.雷达跟踪系统C.水位控制系统D.普通数控加工系统15、某单位负反馈系统在单位阶跃信号作用下的系统稳态误差0=ss e ，则： B.意味着该系统的输出信号的稳态值为1 A.意味着该系统是一个0型系统 B.意味着该系统的输出信号的稳态值为1 C.意味着该系统没有输出信号 D.意味着该系统具有比较高的开环增益16、一阶系统11)(+=Ts s G 在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差为 T 。
2018年自动控制原理期末考试试题[附答案解析]
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2017年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可以概括为三个方面，即： 稳定性 、快速性和 准确性 。
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 称为传递函数。
3、在经典控制理论中，可采用 劳斯判据(或：时域分析法)、根轨迹法或奈奎斯特判据(或：频域分析法) 等方法判断线性控制系统稳定性。
4、控制系统的数学模型，取决于系统 结构 和 参数, 与外作用及初始条件无关。
5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为20lg ()A ω(或：()L ω)，横坐标为lg ω 。
6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P 是指 开环传函中具有正实部的极点的个数，Z 是指 闭环传函中具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，s t 定义为 调整时间 。
%σ是超调量 。
8、设系统的开环传递函数为12(1)(1)Ks T s T s ++频特性为01112()90()()tg T tg T ϕωωω--=---。
9、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。
10、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1050.20.5s s s s+++。
11、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。
12、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。
13、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。
期末考试试题集-自动控制原理(含完整答案)汇编
期末考试-复习重点自动控制原理1一、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（ ）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（ ）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（ ）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.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（ ）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（ ） 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（ ） 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（ ）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. 一阶微分环节Ts s G +=1)(，当频率T1=ω时，则相频特性)(ωj G ∠为（ ）A.45°B.-45°C.90°D.-90°10.最小相位系统的开环增益越大，其（ ）A.振荡次数越多B.稳定裕量越大C.相位变化越小D.稳态误差越小11.设系统的特征方程为()0516178234=++++=s s s s s D ，则此系统 （ ）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：())5)(1(++=s s s k s G ，当k =（ ）时，闭环系统临界稳定。
A.10 B.20 C.30 D.4013.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ，则此系统中包含正实部特征的个数有（ ）A.0B.1C.2D.314.单位反馈系统开环传递函数为()ss s s G ++=652，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（ ） A.2 B.0.2 C.0.5 D.0.0515.若已知某串联校正装置的传递函数为1101)(++=s s s G c ，则它是一种（ ） A.反馈校正 B.相位超前校正C.相位滞后—超前校正D.相位滞后校正16.稳态误差e ss 与误差信号E (s )的函数关系为（ ）A.)(lim 0s E e s ss →=B.)(lim 0s sE e s ss →= C.)(lim s E e s ss ∞→= D.)(lim s sE e s ss ∞→= 17.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（ ）A.减小增益B.超前校正C.滞后校正D.滞后-超前18.相位超前校正装置的奈氏曲线为（ ）A.圆B.上半圆C.下半圆D.45°弧线19.开环传递函数为G (s )H (s )=)3(3 s s K ,则实轴上的根轨迹为（ ） A.(-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（ ）反馈的传感器。
《自动控制原理》期末考试复习题及参考答案
自动控制原理复习题（课程代码392215）根据下图所示的RC 电路原理图，写出该系统以Ui 为输入量，Uo 为输出量的微分方程。
四 控制系统中的性能指标分为动态性能指标与静态性能指标。
动态指标中用评价系统的阻尼程度，用和评价系统的响应速度，用同时反映响应速度和阻尼程度。
静态指标用描述，它反映了系统的。
迹图；②若对该系统增加开环零点，则根轨迹图会如何变化；③若增加该系统的开环极点,则根轨迹图如何变化。
六已知系统开环传递函数为一s +1，试画出系统的对数幅频特性曲线图和对数相频特性曲线图。
七简述奈氏稳定判据。
G （S ）=五 设单位反馈系统开环传递函数为 k s（°.2s +1）（0.5s +1），①试绘制相应的闭环根轨 一通过结构图化简，试求下图所示系统的闭环传递函数。
Ri Uo三通过结构图化简，试求下图所示系统的闭环传递函数。
八自动控制系统从控制的基本方式看可分为哪三种控制？并分别介绍每种控制。
25九已知一单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=时，试计算其动态性能指标(°%'、’t r和t s）。
十已知系统的闭环特征方程S4+2S3+3S2+4S+5=0,试用劳斯判据分析系统的稳定性。
若系统不稳定，指出不稳定根的个数。
十一简述线性系统的两个重要特性,并利用该特性计算下图所示输出量的拉氏表达式。
(已知R(S)=1/S,N(S)=1/S2)。
十二已知开环传递函数为皿)=，若输入信号为r(t)=4+6t+3t2,求稳态误差。
十三简述控制系统稳态误差的含义，并给出其常有的两种定义方法。
十四试举出在控制系统中，常用的典型输入信号有哪几种。
十五简述系统的幅频特性、相频特性和频率特性的含义。
六简述经典控制论的含义。
十七试写出比例环节、惯性环节、积分环节的传递函数。
十八简述开环控制和闭环控制的含义，并分别说出其特点。
十九简述自动控制系统的三大性能要求。
二十设单位反馈系统开环传递函数为S(S+1)(S+2),试绘制相应的闭环根轨迹图。
2018自动控制原理A卷答案
一、单项选择题（每小题 1 分，共 20 分）1 .C2 .A3 .C4 .A5 .B6 .C7 .B8 .B9 .A 10.D11.A 12.C 13.C 14.C 15.D 16.B 17.A 18.B 19.C 20.B二、填空题(每空 1 分, 共 10 分)21.反馈控制 22.传递函数 23.时间常数T (或常量) 24.偏移程度 25.开环幅频特性26.阶跃信号 27.相位 28.±45︒ 29.比例 30.远三、分析题31 解 工作原理：温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温，并在温度控制器中与给定温度相比较，若低于给定温度，其偏差值使蒸汽阀门开大，进入热交换器的蒸汽量加大，热水温度升高，直至偏差为零。
如果由于某种原因，冷水流量加大，则流量值由流量计测得，通过温度控制器，开大阀门，使蒸汽量增加，提前进行控制，实现按冷水流量进行顺馈补偿，保证热交换器出口的水温不发生大的波动。
其中，热交换器是被控对象，实际热水温度为被控量，给定量（希望温度）在控制器中设定；冷水流量是干扰量。
系统方块图如图解1所示。
这是一个按干扰补偿的复合控制系统。
图1 水温控制系统方框图32.解：243213321232121413211)(H G H G G H G G G H G G H G G G G G G G s G ++++++=（10分）33.解： )()]()([)()()]()([)()]()([)()()]()([)()(022020201002010s F s X s X k s X Ms t f t x t x k t xM s X s X k s X k s DsX t x t x k t x k t xD i a a i a a a a =-+⇒=-+-=+⇒-=+（5分） ()()21222132k k Ds k s k k m mDs k s G ++++=（5分）34.解： 由图知该系统的开环传递函数为12122++⋅Ts s T s k ξ （2分） 其中T =13（1分） 由低频渐近线与横轴交点为10=ω，得10=k （2分） 修正量()10)2log(20=-=ξωL ，得158.0=ξ （2分）故所求开环传递函数为⎪⎭⎫ ⎝⎛++1105.091102s s s （3分） 或记为)12(22++Ts s T s k ξ (158.03110===ξT k )。
自动控制原理期末考试6套
自动控制原理期末考试6套一、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）C.系统分析2.惯性环节和积分环节的频率特性在（d）上相等。
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（d）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（d）D.惯性环节6.若系统的开环传递函数为C.57.二阶系统的传递函数G()10，则它的开环增益为（c）(52)5，则该系统是（b）225B.欠阻尼系统8.若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn，则可以（b）B.减少上升时间和峰值时间9.一阶微分环节G()1T，当频率1时，则相频特性G(j)为（a）TA.45°10.最小相位系统的开环增益越大，其（d）D.稳态误差越小11.设系统的特征方程为D4831721650，则此系统（）A.稳定12.某单位反馈系统的开环传递函数为：G临界稳定。
C.3013.设系统的特征方程为D341035220，则此系统中包含正实部特征的个数有（）C.214.单位反馈系统开环传递函数为G差为（）D.0.05k，当k=（）时，闭环系统(1)(5)5，当输入为单位阶跃时，则其位置误2615.若已知某串联校正装置的传递函数为Gc()1，则它是一种（）101D.相位滞后校正16.稳态误差e与误差信号E()的函数关系为（）B.elimE()17.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（）A.减小增益18.相位超前校正装置的奈氏曲线为（）B.上半圆19.开环传递函数为G()H()=K,则实轴上的根轨迹为（）3(3)C.(-∞，-3)20.在直流电动机调速系统中，霍尔传感器是用作（）反馈的传感器。
B.电流二、填空题（每小题1分，共10分）21.闭环控制系统又称为反馈控制系统。
自动控制原理试题库(有答案的)
自动控制原理试题库（有答案的）自动控制理论试卷（a/b卷闭卷）一、填空题（每空1分后，共15分后）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、复合控制存有两种基本形式：即为按的线性网络复合控制和按的线性网络复合控制。
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（用g1(s)与g2(s)表示）。
4、典型二阶系统极点原产例如图1右图，则并无阻尼自然频率?n?，阻尼比??，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g(t)?10e?0.2t?5e?0.5t，则该系统的传递函数g(s)为。
6、根轨迹起始于，终止于。
7、设某最小相位系统的相频特性为?(?)?tg?1(??)?900?tg?1(t?)，则该系统的开环传递函数为。
8、pi控制器的输出－输入关系的时域表达式就是，其适当的传递函数为，由于分数环节的导入，可以提升系统的性能。
二、选择题（每题2分，共20分）1、使用负反馈形式相连接后，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、减少开环极点；b、在分数环节另加单位负反馈；c、减少开环零点；d、导入串联全面性校正装置。
3、系统特征方程为d(s)?s3?2s2?3s?6?0，则系统()1a、平衡；b、单位阶跃积极响应曲线为单调指数下降；c、临界平衡；d、右半平面闭环极点数z?2。
4、系统在r(t)?t2促进作用下的稳态误差ess??，表明()a、型别v?2；b、系统不稳定；c、输出幅值过小；d、闭环传递函数中存有一个分数环节。
5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是()a、主意见反馈口符号为“-”；b、除kr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g(s)h(s)??1。
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2017年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可以概括为三个方面，即：稳定性、快速性和准确性。
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递函数。
3、在经典控制理论中，可采用劳斯判据(或：时域分析法)、根轨迹法或奈奎斯特判据(或：频域分析法) 等方法判断线性控制系统稳定性。
4、控制系统的数学模型，取决于系统结构和参数, 与外作用及初始条件无关。
5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为20lg ()A (或：()L )，横坐标为lg。
6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P 是指开环传函中具有正实部的极点的个数，Z 是指闭环传函中具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，s t 定义为调整时间。
%是超调量。
8、设系统的开环传递函数为12(1)(1)Ks T s T s ，则其开环幅频特性为2212()()1()1KA T T ，相频特性为1112()90()()tg T tg T 。
9、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。
10、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105ttg t ee，则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s ss s。
11、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。
12、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。
13、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。
14、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越频率c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快速性二、(8分)试建立如图3所示电路的动态微分方程，并求传递函数。
图3解：1、建立电路的动态微分方程根据KCL 有200i 10i )t (u )]t (u )t (d[u )t (u )t (u R dtC R (2分)即)t (u )t (du )t (u )()t (du i 2i 21021021R dt CR R R R dtCR R (2分)2、求传递函数对微分方程进行拉氏变换得)(U )(U )(U )()(U i 2i 21021021s R s Cs R R s R R s Cs R R (2分)得传递函数2121221i 0)(U )(U )(R R CsR R R Cs R R s s s G (2分)三、（共20分）系统结构图如图4所示：1、写出闭环传递函数()()()C s s R s 表达式；（4分）2、要使系统满足条件：707.0,2n,试确定相应的参数K 和；（4分）3、求此时系统的动态性能指标s t ,00；（4分）4、t t r 2)(时，求系统由()r t 产生的稳态误差ss e ；（4分）5、确定)(s G n ，使干扰)(t n 对系统输出)(t c 无影响。
（4分）解：1、（4分）22222221)()()(nnnssK s K sKsK sK sKs R s C s 2、（4分）2224222nnKK707.04K3、（4分）10032.42e83.2244nst 4、（4分）)1(1)(1)(2s s K ss K sK sKs G 11v K K414.12KssK A e 5、（4分）令：)()(11)()()(＝s s G ss K s N s C s n n得：Ks s G n )(四、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)图4L(ω) 202-20-40ωdB解：从开环伯德图可知，系统具有比例环节、两个积分环节、一个一阶微分环节和一个惯性环节。
故其开环传函应有以下形式1221(1)()1(1)K s G s s s (8分)由图可知：1处的纵坐标为40dB, 则(1)20lg 40L K,得100K (2分)又由1和=10的幅值分贝数分别为20和0，结合斜率定义，有120040lglg10，解得1103.16rad/s (2分)同理可得1220(10)20lglg或2120lg30，2221100010000得2100 rad/s (2分)故所求系统开环传递函数为2100(1)10()(1)100s G s s s (2分)五、(共15分)已知某单位反馈系统的开环传递函数为2()(3)r K G s s s :1、绘制该系统以根轨迹增益K r 为变量的根轨迹（求出：渐近线、分离点、与虚轴的交点等）；（8分）2、确定使系统满足10的开环增益K 的取值范围。
（7分）1、绘制根轨迹（8分）(1)系统有有3个开环极点（起点）：0、-3、-3，无开环零点（有限终点）；（1分）(2)实轴上的轨迹：（-∞，-3）及（-3，0）；（1分）(3) 3条渐近线：180,602333a（2分）(4) 分离点：321dd得：1d （2分）432dd K r(5)与虚轴交点：096)(23rK ssss D 06)(Re 09)(Im 23rK j D j D 543rK （2分）绘制根轨迹如右图所示。
2、（7分）开环增益K 与根轨迹增益K r的关系：139)3()(22ss K s s K s G rr得9rK K （1分）系统稳定时根轨迹增益K r 的取值范围：54rK ，（2分）系统稳定且为欠阻尼状态时根轨迹增益K r 的取值范围：544rK ，（3分）系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K 的取值范围：694K（1分）六、（共22分）某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线0()L 如图5所示：1、写出该系统的开环传递函数)(0s G ；（8分）2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性。
（3分）3、求系统的相角裕度。
（7分）4、若系统的稳定裕度不够大，可以采用什么措施提高系统的稳定裕度？（4分）解：1、从开环伯德图可知，原系统具有比例环节、一个积分环节、两个惯性环节。
故其开环传函应有以下形式12()11(1)(1)K G s s s s (2分)由图可知：1处的纵坐标为40dB, 则(1)20lg 40L K, 得100K (2分)1210和=100（2分）故系统的开环传函为1100110100)(0s s ss G （2分）2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性：开环频率特性0100()1110100G j jj j （1分）开环幅频特性022100()1110100A （1分）开环相频特性：11()900.10.01s tg tg （1分）3、求系统的相角裕度：求幅值穿越频率，令022100()11110100A 得31.6/crad s （3分）1111()900.10.0190 3.160.316180ccctg tg tg tg （2分）180()180180c（2分）对最小相位系统0临界稳定4、（4分）可以采用以下措施提高系统的稳定裕度：增加串联超前校正装置；增加串联滞后校正装置；增加串联滞后-超前校正装置；增加开环零点；增加PI 或PD 或PID 控制器；在积分环节外加单位负反馈。
六、已知最小相位系统的开环对数幅频特性0()L 和串联校正装置的对数幅频特性()c L 如下图所示，原系统的幅值穿越频率为24.3/crad s ：（共30分）1、写出原系统的开环传递函数0()G s ,并求其相角裕度，判断系统的稳定性；（10分）2、写出校正装置的传递函数()c G s ；（5分）3、写出校正后的开环传递函数0()()c G s G s ，画出校正后系统的开环对数幅频特性()GC L ，并用劳斯判据判断系统的稳定性。
（15分）40-20dB/decL()L 0解：1、从开环波特图可知，原系统具有比例环节、一个积分环节、两个惯性环节。
故其开环传函应有以下形式012()11(1)(1)K G s s s s (2分)由图可知：1处的纵坐标为40dB, 则(1)20lg 40L K, 得100K (2分)1210和=20故原系统的开环传函为0100100()11(0.11)(0.051)(1)(1)1020G s s s s s s s （2分）求原系统的相角裕度：11()900.10.05s tg tg 由题知原系统的幅值穿越频率为24.3/crad s11()900.10.05208ccctg tg （1分）0180()18020828c（1分）对最小相位系统280不稳定2、从开环波特图可知，校正装置一个惯性环节、一个微分环节，为滞后校正装置。
故其开环传函应有以下形式211111'3.12510.32()11100111'0.01c s s s G s s s s (5分)3、校正后的开环传递函数0()()c G s G s 为01003.1251100(3.1251)()()(0.11)(0.051)1001(0.11)(0.051)(1001)c s s G s G s s s s s s s s s (4分)用劳思判据判断系统的稳定性系统的闭环特征方程是432()(0.11)(0.051)(1001)100(3.1251)0.515.005100.15313.51000D s s s s s s ssss （2分）构造劳斯表如下432100.5100.1510015.005313.5089.71000296.80100s s s ss首列均大于0，故校正后的系统稳定。
（4分）画出校正后系统的开环对数幅频特性()GC L L()40-20-40-20起始斜率:-20dB/dec(一个积分环节) （1分）转折频率:11/1000.01(惯性环节), 21/3.1250.32(一阶微分环节),31/0.110(惯性环节), 41/0.0520(惯性环节) （4分）0.01 0.1 1 10 200.32 -40-60。