自动控制原理试题及答案 (5)
吉大2020-2022学期《自动控制原理》在线作业一(5)答案
吉大2020-2022学期《自动控制原理》在线作业一
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一、单选题（共5题，20分）
1、题面见图片
AA
BB
CC
DD
提示：复习课程相关知识802，并完成上述题目
[正确参考选择]：D
2、题面见图片
AA
BB
CC
DD
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[正确参考选择]：A
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自动控制原理八套习题集_(含答案),科
自动控制原理1一、单项选择题（每小题1分，共20分）9. 一阶微分环节Ts s G +=1)(，当频率T=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 ks G ，当k =（ ）时，闭环系统临界稳定。
A.10B.20C.30D.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.0 B.1 C.2 D.3 14.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.0.05 15.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(3s s K,则实轴上的根轨迹为（ ）三、名词解释（每小题3分，共15分） 31.稳定性32.理想微分环节 33.调整时间 34.正穿越 35.根轨迹四、简答题（每小题5分，共25分）36.为什么说物理性质不同的系统，其传递函数可能相同 ? 举例说明。
自动控制原理试题(卷)(含答案解析)
1、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为 ，试确定使系统产生持续振荡的 值，并求振荡频率 。（6分）
2、下图中，图（a）为某一系统的开环幅相频率特性曲线，图（b）为另一系统的开环对数幅相频率特性曲线，PR为开环右极点数，试判断两个系统的闭环稳定性。（6分）
（a）（b）
燕山大学试卷密封线共8页第7页
六、（共9分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为 ，试求：
1、绘制开环对数幅频特性曲线的渐近线。（4分）
2、输入为 时，闭环系统的稳态输出 。（5分）
七、（共11分）图（a）、（b）中，实线分别为两个最小相位系统的开环对数幅频特性曲线，采用校正后，曲线由实线变为虚线，试问：
1、串联校正有哪几种形式？（3分）
2、K、无阻尼振荡角频率 、有阻尼振荡角频率 的值。（6分）
3、系统的开环传递函数 。（2分）
4、静态误差系数Kp，Kv和Ka。（3分）
5、系统对单位阶跃、单位斜坡、单位加速度输入的稳态误差 ， ， 。（3分）
6、峰值时间 ，最大超调量 。（4分）
7、输入信号为 时，系统的稳态输出 、输出最大值 。（4分）
，即
所以， ，
2、（6分）
（a）N＋－N－＝0－2＝0，ZR＝PR－2N＝6，所以闭环不稳定。（3分）
（b）N＋－N－＝2－1＝1，ZR＝PR－2N＝0，所以闭环稳定。（3分）
六、（共9分）
1、（4分）
所以， ， ；
2、（5分）
闭环传函为 ，
频率特性为
， ，即：
，即：
；
系统稳态输出为：
七、（共11分）
2、图（a）、（b）应分别采取什么校正方法？（4分）
3、图（a）、（b）所采取的校正方法分别改善了系统的什么性能？（4分）
自动控制原理试题库(含参考答案)
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=n7其相应的传递函数为，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态性能。
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。
5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++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。
是指闭环传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。
自动控制原理第五章习题及答案
第五章习题与解答5-1试求题5-1图(a)、(b)网络的频率特性。
u r R1u cR2CR2R1u r u c(a) (b)题5-1图R-C网络解（a)依图：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+==+=++=++=2121111212111111221)1(11)()(RRCRRTCRRRRKsTsKsCRsCRRRsUsUrcττωωτωωωωω11121212121)1()()()(jTjKCRRjRRCRRjRjUjUjGrca++=+++==(b)依图：⎩⎨⎧+==++=+++=CRRTCRsTssCRRsCRsUsUrc)(1111)()(2122222212ττωωτωωωωω2221211)(11)()()(jTjCRRjCRjjUjUjGrcb++=+++=="5-2某系统结构图如题5-2图所示，试根据频率特性的物理意义，求下列输入信号作用时，系统的稳态输出)(tcs和稳态误差)(tes（1）tt r2sin)(=（2）)452cos(2)30sin()(︒--︒+=ttt r题5-2图反馈控制系统结构图解 系统闭环传递函数为: 21)(+=Φs s 频率特性:2244221)(ωωωωω+-++=+=Φj j j 幅频特性: 241)(ωω+=Φj相频特性: )2arctan()(ωωϕ-=-系统误差传递函数: ,21)(11)(++=+=Φs s s G s e则 )2arctan(arctan )(,41)(22ωωωϕωωω-=++=Φj j e e（1）当t t r 2sin )(=时,2=ω，r m =1则 ,35.081)(2==Φ=ωωj 45)22arctan()2(-=-=j ϕ4.1862arctan )2(,79.085)(2====Φ=j j e e ϕωω )452sin(35.0)2sin()2(-=-Φ=t t j r c m ss ϕ)4.182sin(79.0)2sin()2(+=-Φ=t t j r e e e m ss ϕ （2） 当 )452cos(2)30sin()(︒--︒+=t t t r 时: ⎩⎨⎧====2,21,12211m m r r ωω5.26)21arctan()1(45.055)1(-=-===Φj j ϕ 4.18)31arctan()1(63.0510)1(====Φj j e e ϕ>)]2(452cos[)2()]1(30sin[)1()(j t j r j t j r t c m m ss ϕϕ+-⋅Φ-++⋅Φ=)902cos(7.0)4.3sin(4.0--+=t t)]2(452cos[)2()]1(30sin[)1()(j t j r j t j r t e e e m e e m ss ϕϕ+-⋅Φ-++⋅Φ=)6.262cos(58.1)4.48sin(63.0--+=t t5-3 若系统单位阶跃响应 h t e e t tt()..=-+≥--11808049试求系统频率特性。
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、对自动控制系统的根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 ++，那么其开环幅频特性为2212()()1()1KA T T ωωωω=+⋅+，相频特性为01112()90()()tg T tg T ϕωωω--=---。
9、反应控制又称偏差控制，其控制作用是通过 给定值 与反应量的差值进行的。
10、假设某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105tt g t ee --=+，那么该系统的传递函数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 稳定。
自动控制原理_王万良(课后答案5
第5章习题5.1 已知系统的单位阶跃响应为t te et c 10602.12.01)(−−−+=，试求：(1) 系统的传递函数；(2) 系统的阻尼比ξ和自然振荡频率n ω。
*答案：（1）)10)(60(600)(++=s s s s G（2）43.1=ξ 5.24=n ω5.2 设单位反馈系统的开环传递函数为)1(1)(+=s s s G试求系统的上升时间r t 、超调时间p t 、超调量%p σ和调节时间s t 。
*答案：42.2=r t 625.3=p t%3.16=σ ⎩⎨⎧=∆=∆=2856s t5.3 要求图题5.3所示系统具有性能指标：%20%=p σ，s t p 1=。
试确定系统参数K 和A ，并计算r t ，s t 。
图题5.3*答案：5.60=K 135.0=A5.4图题5.4所示控制系统，为使闭环极点为s j1=−±，试确定K 和α的值，并确定这时系统阶跃响应的超调量。
*答案： 2=K1=α 35.0=r t ⎩⎨=∆=5654.0s t5.5 设典型二阶线性定常系统的单位阶跃响应曲线如图题5.5所示 （1）求阻尼比ς和自然振荡频率n ω；（2）画出等效的单位反馈系统； （3）写出相应的开环传递函数。
)10(100)(+=S S s G 图题5.5*答案（1）4.0=ζ 4.11=n ω(3)9.12)s(s 129.96)(+=s G5.6图题5.6所示采样控制系统，已知图中线性网络部分的单位阶跃响应为1−−e t，采样周期为T ，求系统在输入单位阶跃信号时的输出响应y nT ()。
零阶保持器线性网络uy T图题5.6*答案：nTenT y −=1)(5.7 试求下列状态方程的解，设初始状态为)0(x 。
x x ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡−−−=300020001& 答案：)0()(32x e e e t x t tt⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=−−−5.8 求下列状态方程在单位阶跃输入作用下的响应。
自动控制原理试卷及答案
自动控制原理试题及答案一、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 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 （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 ，终止于 .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。
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和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、随动控制系统和程序控制系统。
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, 和外作用及初始条件无关。
7、两个传递函数分别为G1(s)和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、使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、使用频域分析法，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、 补偿校正和复合校正四种。
《自动控制原理》第5章习题答案
jω
期望极点
期望极点
− p3
j
600
j0.58
− p2
-1
− p1
0 -j
-3
-2
σ
-2
19.150 -1
40.880 0.33 0
119.640
校核相角条件： 根据在图中主导极点位置的近似值－0.33 ± j 0.58 和开环极点的位置， 作由各开环极点到期望主导极点的向量，
Φ = －119.640 －40.880 －19.150 = －179.670≈－1800
− p2
-10 -5
− p1
0
σ
②计算期望主导极点位置。
超调量σ％ ≤ 20％，调整时间 ts ≤ 0.5s
4
ζω n
= 0.5s ， ζω n = 8
σ%=e
−
ζπ
1−ζ 2
= 0.2 ， ζ = 0.45 ， θ = 63.2 0
故，期望主导极点位置， s1, 2 = −8 ± j15.8
期望极点
Gc ( s ) =
4，控制系统的结构如图 T5.3 所示，Gc(s)为校正装置传递函数，用根轨迹法设计校正装置，
使校正后的系统满足如下要求，速度误差系数 Kv ≥ 20，闭环主导极点 ω n = 4 ，阻尼系数 保持不变。
R(s)
+ -
Gc(s)
4 s ( s + 2)
Y(s)
图 T5.3
解：①校核原系统。
14
+20
0dB
1
Φ (ω ) 度
900 00
5
ω rad/s
ω rad/s
2，控制系统的结构如图 T5.1 所示，试选择控制器 Gc(s)， 使系统对阶跃响应输入的超调量
(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。
自动控制原理参考答案-第5章
第五章题5-1：试绘制下列开环传递函数的幅相频率特性曲线。
(1) 10G(s)H(s)(s 1)(0.2s 1)=++ (2) 25(s 1)G(s)H(s)(s 3)(s 2s 2)+=+++(3) 100G(s)H(s)(s 1)(s 3)(s 4)=+++ 题5-6：试绘制题5-1各开环传递函数的对数幅频特性渐近线和半对数相频特性曲线。
(1) 2221010122()()(1)(0.21)(1)(10.04)j G j H j j j ωωωωωωωω--==++++实频特性：)04.01)(1(210)(222ωωωω++-=P虚频特性：)04.01)(1(12)(22ωωωω++-=Q 相频特性：()arctan arctan 0.2ϕωωω=-- Nyqist 曲线：起点：0ω=(0)10P ⇒=，(0)0Q =，(0)0ϕ=终点：ω=∞()0P ⇒∞=，()0Q ∞=，()180ϕ∞=- 与虚轴交点：()0P ω= 2.236ω⇒=() 3.73Q ω⇒=- Nyqist 曲线如下：转折频率1：111T ω==；转折频率2：215T ω==对数幅频特性：()20lg ()20lg10L A ωω==-半对数相频特性：()arctan arctan 0.2ϕωωω=-- Bode 图如下：(2) 25(1)()()(3)(22)j G j H j j j ωωωωωω+=+-+ 222222225(3)(2)202(12)(9)[(2)4]j ωωωωωωωω+-+-+=+-+ 实频特性：]4)2)[(9(20)2)(3(5)(2222222ωωωωωωω+-++-+=P 虚频特性：]4)2)[(9()21(10)(22222ωωωωωω+-++-=Q相频特性：2()arctan arctan arctan 310.5ωωϕωωω=--- Nyqist 曲线：起点：0ω=5(0)6P ⇒=，(0)0Q =，(0)0ϕ=终点：ω=∞()0P ⇒∞=，()0Q ∞=，()180ϕ∞=-与虚轴交点：()0P ω= 2.09ω⇒=()0.66Q ω⇒=- Nyqist 曲线如下：225(1)0.83(1)()()(3)(22)(0.331)[(0.7)1]j j G j H j j j j j j ωωωωωωωωωω++==+-++++ 转折频率1：11 1.414T ω==；转折频率2：213T ω==对数幅频特性：5()20lg ()20lg 6L A ωω==+半对数相频特性：2()arctan arctanarctan310.5ωωϕωωω=---Bode 图如下：(3) 23222100100[128(19)]()()(1)(3)(4)(1)(3)(4)j G j H j j j j ωωωωωωωωωωω-+-==++++++实频特性：)4)(3)(1()812(100)(2222ωωωωω+++-=P虚频特性：)4)(3)(1()19(100)(2223ωωωωωω+++-=Q 相频特性：()arctan arctan 0.33arctan 0.25ϕωωωω=--- Nyqist 曲线：起点：0ω=(0)8.33P ⇒=，(0)0Q =，(0)0ϕ= 终点：ω=∞()0P ⇒∞=，()0Q ∞=，()270ϕ∞=- 与虚轴交点：()0P ω= 1.22ω⇒=() 4.77Q ω⇒=- 与实轴交点：()0Q ω= 4.36ω⇒=()0.71P ω⇒=- Nyqist 曲线如下：8.33()()(1)(0.331)(0.251)G j H j j j j ωωωωω=+++转折频率1：111T ω==；转折频率2：213T ω==；转折频率3：314T ω==对数幅频特性：()20lg ()18.4L A ωω==-半对数相频特性：()arctan arctan 0.33arctan 0.25ϕωωωω=--- Bode 图如下：题5-2：已知某一控制系统的单位阶跃响应为4t 9t c(t)1 1.8e 0.8e --=-+试求该系统的开环频率特性。
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_______________.。
《自动控制原理》(李晓秀)习题参考答案
第1章 习题答案1-3题 系统的控制任务是保持发电机端电压U 不变。
当负载恒定发电机的端电压U 等于设定值0U 时，0U ∆=，电动机不动，电位器滑臂不动，励磁电流f I 恒定；当负载改变，发电机的端电压U 不等于设定值0U 时，0U ∆≠，U ∆经放大器放大后控制电动机转动，电位器滑臂移动动，使得励磁电流f I 改变，调整发电机的端电压U ，直到0U U =。
系统框图为：1-4题 （1）在炉温控制系统中，输出量为电炉内温度，设为c T ；输入量为给定毫伏信号，设为r u ；扰动输入为电炉的环境温度和自耦调压器输入电压的波动等；被控对象为电炉；控制装置有电压放大器、功率放大器、可逆电动机、减速器、调压器等。
（2）炉温控制系统的任务是使炉内温度值保持不变。
当炉内温度与设定温度相等时，r u 等于f u ，即0u =，可逆电动机电枢电压为0，电动机不转动，调压器滑臂不动，炉温温度不改变。
若实际温度小于给定温度，0r f u u u =->，经放大后控制可逆电动机转动使调压器滑臂上移，使加热器电压增大，调高炉温；若实际温度大于给定温度，0r f u u u =-<，经放大后控制可逆电动机转动使调压器滑臂下移，使加热器电压减小，降低炉温。
使得f u 和r u 之间的偏差减小甚至消除，实现了温度的自动控制。
1-5题 （1） 在水位控制系统中，输出量为水位高度H ；输入量为给定电压g u ；扰动输入为出水量等。
（2）当实际水位高度H 为设定高度时，与受浮球控制的电位器滑臂位置对应的f u 与给定电压g u 相等，电动机不转动，进水阀门维持不变。
若水位下降，电位器滑臂上移，f u 增大，偏差0g f u u u ∆=-<，经放大后控制电动机逆转调大进水阀门，加大进水量使水位升高；若水位升高降，电位器滑臂下移，f u 减小，偏差0g f u u u ∆=->，经放大后控制电动机正转调小进水阀门，减小进水量使水位下降，实现了水位的自动控制。
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 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=nω，阻尼比=ξ，0.7072= 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++。
8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是1()[()()]p u t K e t e t dt T =+⎰， 其相应的传递函数为1[1]p K Ts +，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态性能。
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。
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课程教学
大纲编号： 100102
课程名称： 自动控制原理 学分 4.5 试卷编号：100102021 考试方式： 闭卷考试 考试时间： 120 分钟 满分分值： 100 组卷年月： 2000/5 组卷教师： 向峥嵘 审定教师； 陈庆伟
一．（10分）是非题：
1． 闭环控制系统是自动控制系统，开环控制系统不是自动控制系统（ ）。
2．闭环控制系统的稳定性，与构成他的开环传递函数无关（ ），与闭环传递函数有关（ ）；以及与输入信号有关（ ）。
3．控制系统的稳态误差与系统的阶数有关（ ）；与系统的类型有关；（ ） 与系统的输入信号有关；（ ），以及与系统的放大倍数有关。
（ ）
4．前向通道传递函数为)k (s k
02>的单位负反馈系统能无差的跟踪斜波信号
（ ）。
5．最小相位系统是稳定的控制系统（ ）。
二．（10分）填空题
图示系统的开环放大倍数为 ，静态位置误差为 ，静态速度误差为 ，误差传递函数)
s (R )s (E 为 ，当输入信号4=)t (r 时，系统的稳态误差ss e 。
三．（10分）填空题
在频率校正法中，串联超前校正是利用串联矫正装置在系统的 频区产生相角 ，以提高系统的 ，且使幅值穿越频率c ω ，从而系统的响应速度 。
串联滞后校正是利用校正装
在 频区产生的特性，以使c ω ，达到提高 的目的，校正后的系统响应速度 。
四．（10分）计算作图题
化简如图所示的结构图，并求闭环传递函数)
s (R )s (C 。
五．（10分）
一个开环传递函数为 )
s (s k )s (G 1+=
τ的单位负反馈系统，其单位阶跃响应曲线如图所示，试确定参数k 及τ。
六．（8分）
设单位负反馈系统的开环传递函数为)
s .(s )s (G 110100+=
，试计算系统的响应控制信号t sin )t (r 5=时的稳态误差。
七．（10分）
设某系统的开环传递函数为)Ts (s k
)s (H )s (G 1+=，现希望系统特征方程的所有根都
在a s -=这条线的左边区域内，试确定满足此要求k 的值和T 值的范围)a (0>。
八．（12分）
设单位负反馈控制系统的开环传递函数为)
2()1()(*+-=s s s k s G ，试绘制*k 从∞→0的闭环根轨迹图，并求出使系统产生重根和纯虚根*k 的值。
九．（10分）
已知某最小相位系统的对数幅频特性如图所示，试写出开环传递函数，并计算该系统的稳定裕量。
十．（10分）
如图所示，其中ABCD 是未校正前系统的Bode 图，AEFCD 是加入某种校正环节后系统的Bode 图，试说明它属于哪种串联校正，写出校正环节的传递函数，说明该校正方法的优点。
课程名称： 自动控制原理 学分 4.5 教学大纲编号： 100102 试卷编号：100102021 考试方式： 闭卷考试 满分分值 100 考试时间： 120 分钟
一. (6分)
1.(3)
2.(3)
3.(4)
4.(2)
5.(1)
二. (12分)
1. 452cos(25,2,2+++t j j s s ωω
2.0,23)()(1
)()},([)],([21t e t g a s s s G s G L t g L ---=+=
三.(10分)
2
33213213233211)()1()()(H G H G H G G G s N H G G s R G G G s c +++++=
四.(8分) 解： 系统的特征方程为 01=+)s (G
即 0521=++++k )s )(s )(s (
作代换11+=s s ,并代入特征方程得:
041111=+++k )s )(s (s
即 04512131=+++k s s s
k s k s k s s 0
111213
15
45
41- 要使第一列元素均大于0,则200<<k 。
也即：使特征根均位于1-=s 左边的k 值范围为200<<k
五．(10分)
k
k i 1= 六.(10分)
s s k s G k )101(10)((1.04
.02ττ++=== )2101,25.0,102n n n k ξωτωξω=+===
七.(12分)
开环极点:210321-=-==p ,p ,p
渐近线: ⎪⎩
⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧±=-= 180601a a ϕσ
实轴上的根轨迹:]0,1[],2,(---∞
分离点: ⎩⎨⎧--=±-==++=舍
577.1433.0612602630)()([2,12s s s ds s H s G d 在分离点处,385021111.d d d k d =++=
与虚轴交点:02323=+++k s s s
k s k s k s s 0123
3
23
21- 6=k 时， 有0632=+s , 得：221j s ,±=
单位阶跃响应呈阻尼衰减振荡的k 值范围为: 63850<<k .
八.(12分
)
(1)
)
)(()(j )j )(j (j )j (G 16252010090045100222++---=++=
ωωωωωωωωωω
当202=ω时,,)]j (G [I m 0=ω此时 9
520-==ωω)]j (G [R e 000=-=∴==R p Z ,R ,p ,稳定.
(2) 当t )t (r 2=时,一型系统,v ss k e 2=
405
2520100.e ,k ss v ==∴==∴ 九.(10分) 2052101050
2561562105015016
32..)
s .(s )s (G )c ().s s (s )s (s .)s (G )b ()s .)(s .(.)s (G )a (n ==+=+++=
++=ξω
十.(10分)
滞后校正. 197611013
01++=++=s .s .s s )s (G c ,它使系统的幅值穿越频率降低,减小了系统的带宽,降低了系统的快速性,提高了系统的稳态精度,使稳定性得到了改善,是一个低通滤波器
.。