自动控制原理 模拟试卷邹伯敏版
(精校版)自动控制原理试题库(含答案)
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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,则G （s)为G1(s ）+G2（s ）（用G 1（s)与G 2（s) 表示）。
()G s 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=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,则该系统的开环传递101()()90()tg tg T ϕωτωω--=--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，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态性能。
自动控制原理-模拟题
自动控制原理-模拟题《自动控制原理》模拟题一.单选题1.当输入为单位斜坡且系统为单位反馈时,对于II型系统其稳态误差为()A.0B.0.1/kC.1/kD.无穷大[答案]:A2.I型系统开环对数幅频特性的低频段斜率为()A.-40(dB/dec)B.-20(dB/dec)C.0(dB/dec)D.+20(dB/dec)[答案]:B3.当输入为单位斜坡且系统为单位反馈时,对于I型系统其稳态误差为()A.0.1/kB.1/kC.0D.无穷大[答案]:B4.若保持二阶系统的阻尼比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[答案]:B5.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[答案]:D6.用超前校正装置改善系统时,主要是利用超前校正装置的()A.相位超前特性B.幅值衰减特性C.相位滞后特性D.幅值增加特性[答案]:A7.某系统的传递函数是G(s)=1/(2s+1),则该可看成由()环节串联而成A.比例B.延时C.惯性D.积分[答案]:C8.某环节的传递函数是G(s)=5s+3+2/s,则该环节可看成由()环节组成.A.比例积分滞后B.比例惯性微分C.比例微分滞后D.比例积分微分[答案]:D9.若已知某串联校正装置的传递函数为Gc(s)=2/s,则它是一种()A.相位滞后校正B.相位超前校正C.微分调节器D.积分调节器[答案]:D10.若某串联校正装置的传递函数为(10s+1)/(100s+1),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[答案]:B11.某单位反馈系统的开环传递函数为:G(s)=K/(s(s+1)(s+5)),当k=()时,闭环系统临界稳定.A.10B.20C.30D.40[答案]:C12.设单位负反馈控制系统的开环传递函数G(s)=K/(s(s+a)),其中K>0,a>0,则闭环控制系统的稳定性与()A.K值的大小有关B.a值的大小有关C.a和K值的大小无关D.a和K值的大小有关[答案]:C13.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()B.超前校正C.滞后校正D.滞后-超前[答案]:A14.某环节的传递函数为K/(Ts+1),它的对数幅频率特性随K值增加而()A.上移B.下移C.左移D.右移[答案]:A15.二阶欠阻尼系统的性能指标中只与阻尼比有关的是()A.上升时间B.峰值时间C.调整时间D.超调量[答案]:D16.二阶系统的传递函数G(s)=1/(4s*s+2s+1),其阻尼比ζ是()A.0.5B.1C.2D.4[答案]:A17.当二阶系统的根分布在根平面的虚轴上时,系统的阻尼比为()A.ξ<0B.ξ=0C.0<ξD.ξ≥1[答案]:B18.若二阶系统的调整时间长,则说明()A.系统响应快B.系统响应慢C.系统的稳定性差D.系统的精度差[答案]:B19.当二阶系统特征方程的根为具有负实部的复数根时,系统的阻尼比为()A.ζ<0B.ζ＝0D.ζ≥1[答案]:C20.方框图化简时,并联连接方框总的输出量为各方框输出量的()A.乘积B.代数和C.加权平均D.平均值[答案]:B21.若某负反馈控制系统的开环传递函数为5/(s(s+1)),则该系统的闭环特征方程为()A.s(s+1)=0B.s(s+1)+5=0C.s(s+1)+1=0D.与是否为单位反馈系统有关[答案]:B22.下列哪种措施对改善系统的精度没有效果()A.增加积分环节B.提高系统的开环增益KC.增加微分环节D.引入扰动补偿[答案]:C23.高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴,则系统的()A.准确度越高B.准确度越低C.响应速度越快D.响应速度越慢[答案]:D24.设积分环节的传递函数为G(s)=K/s,则其频率特性幅值A(ω)=()A.K/ωB.K/(ω*ω)C.1/ωD.1/(ω*ω)[答案]:A25.已知系统的开环传递函数为100/((0.1s+1)(s+5)),则该系统的开环增益为().A.100B.1000C.20D.不能确定26.开环传递函数为G(s)H(s)=K/(s*s*s(s+4)),则实轴上的根轨迹为()A.(-4,∞)B.(-4,0)C.(-∞,-4)D.(0,∞)[答案]:B27.已知系统的开环传递函数为50/((s+1)(s+5)),则该系统的开环增益为().A.50B.25C.10D.5答案:C[答案]:C28.控制系统的上升时间tr,调整时间ts等反映出系统的()A.相对稳定性B.绝对稳定性C.快速性D.平稳性[答案]:C29.控制系统的稳态误差ess反映了系统的()A.稳态控制精度B.相对稳定性C.快速性D.平稳性[答案]:A30.若两个系统的根轨迹相同,则有相同的()A.闭环零点和极点B.开环零点C.闭环极点D.阶跃响应[答案]:C31.以下说确的是()A.时间响应只能分析系统的瞬态响应B.频率特性只能分析系统的稳态响应C.时间响应和频率特性都能揭示系统的动态特性D.频率特性没有量纲[答案]:C32.时域分析的性能指标,哪个指标是反映相对稳定性的()A.上升时间B.峰值时间C.调整时间D.超调量[答案]:D33.开环传递函数为G(s)H(s)=(s+3)/((s+2)(s+5)),则实轴上的根轨迹为()B.(-∞,-5)和(-3,-2)C.(-5,-3)和(-2,0)D.(-∞,-2)[答案]:B34.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[答案]:A35.设微分环节的频率特性为G(jω),当频率ω从0变化至∞时,其极坐标平面上的奈氏曲线是()A.正虚轴B.负虚轴C.正实轴D.负实轴[答案]:A36.若系统的开环传递函数在s右半平面上没有零点和极点,则该系统称作()A.非最小相位系统B.最小相位系统C.不稳定系统D.振荡系统[答案]:B37.系统的数学模型是指()的数学表达式.A.输入信号B.输出信号C.系统的动态特性D.系统的特征方程38.根据系统的特征方程D(s)=3s*s*s+s*s-3s+5=0,可以判断系统为()A.稳定C.临界稳定D.稳定性不确定[答案]:B39.系统的特征方程D(s)=5s*s*s*s+3s*s+3,可以判断系统为()A.稳定B.不稳定C.临界稳定D.稳定性不确定[答案]:B40.在系统对输入信号的时域响应中,其调整时间的长短是与()指标密切相关.A.允许的峰值时间B.允许的超调量C.允许的上升时间D.允许的稳态误差[答案]:D41.对于一阶,二阶系统来说,系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的()A.充分条件B.必要条件C.充分必要条件D.以上都不是[答案]:B42.系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的()A.充分条件B.必要条件C.充分必要条件D.以上都不是[答案]:C43.系统特征方程为D(s)=s*s*s+2s*s+3s+6,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Z=2[答案]:C44.系统稳定的充分必要条件是其特征方程式的所有根均在根平面的()A.右半部分B.左半部分C.实轴上[答案]:B45.以下关于系统稳态误差的概念正确的是()A.它只决定于系统的结构和参数B.它只决定于系统的输入和干扰C.与系统的结构和参数输入和干扰有关D.它始终为0[答案]:B46.系统型次越高,稳态误差越()A.越小B.越大C.不变D.无法确定[答案]:A47.一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量为()A.0°~15°B.15°~30°C.30°~60°D.60°~90°[答案]:C48.若系统增加合适的开环零点,则下列说法不正确的是()A.可改善系统的快速性及平稳性B.会增加系统的信噪比C.会使系统的根轨迹向s平面的左方弯曲或移动D.可增加系统的稳定裕度[答案]:B49.在系统中串联PD调节器,以下那一种说法是错误的()A.是一种相位超前校正装置B.能影响系统开环幅频特性的高频段C.使系统的稳定性能得到改善D.使系统的稳态精度得到改善[答案]:D50.关于线性系统稳定性的判定,下列观点正确的是().A.线性系统稳定的充分必要条件是:系统闭环特征方程的各项系数都为正数B.无论是开环极点或是闭环极点处于右半S平面,系统不稳定C.如果系统闭环系统特征方程某项系数为负数,系统不稳定D.当系统的相角裕度大于零,幅值裕度大于1时,系统不稳定[答案]:C51.关于线性系统稳态误差,正确的说法是:()A.I型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差B.对于任何系统,都可以用终值定理求其稳态误差C.增大系统开环增益K可以减小稳态误差D.增加积分环节可以消除稳态误差,而且不会影响系统稳定性[答案]:C52.某校正环节传递函数G(s)=(100s+1)/(10s+1),则其频率特性的奈氏图终点坐标为()A.(0,j0)B.(1,j0)C.(1,j1)D.(10,j0)[答案]:D53.在信号流图中,在支路上标明的是()A.输入B.引出点C.比较点D.传递函数[答案]:D54.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[答案]:A55.一阶微分环节G(s)=1+Ts,当频率ω=1/T时,则相频特性∠G(jω)为()A.45°B.-45°C.90°D.-90°[答案]:A56.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.57.主导极点的特点是()A.距离虚轴很近B.距离实轴很近C.距离虚轴很远D.距离实轴很远[答案]:A58.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[答案]:D59.若某最小相位系统的相角裕度γ>0,则下列说确的是().A.不稳定B.只有当幅值裕度Kg>1时才稳定C.稳定D.不能判用相角裕度判断系统的稳定性[答案]:C60.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[答案]:A二.判断题1.比例环节的输出量与输入量之间的关系为一种固定的比例关系.2.由闭环系统的零点极点分布图可以绘制系统的根轨迹.[答案]:F3.不稳定系统一定无法实现预定的控制任务.[答案]:T4.传递函数是指输出的拉氏变换和输入的拉氏变换的比值.[答案]:F5.如果把在无穷远处和在零处的的极点考虑在,而且还考虑到各个极点和零点的重复数,传递函数G(s)的零点总数与其极点数不等.[答案]:F6.用传递函数不可以求出系统的全响应.[答案]:F7.串联超前校正可以使系统截止角频率下降,获得足够的相位裕量.[答案]:F8.二阶系统在单位阶跃信号作用下,当ζ=0时,输出为1-cosωn t.[答案]:T9.若二阶系统的闭环极点是一对共轭复根,则系统超调量一定大于零.[答案]:T10.积分环节的输出量与输入量的积分成正比.[答案]:T11.开环对数幅频特性曲线低频段的形状只决定于系统的开环增益K和积分环节的数目V(对最小相位系统而言).[答案]:T12.开环幅相曲线的起点相角为-90°,表示此系统为Ⅰ型系统.[答案]:T13.控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制方式称为反馈控制方式. [答案]:F14.劳斯判据判断系统稳定的充分必要条件是特征方程各项系数大于零.15.只有连续系统的稳态误差都只和输入信号,系统的结构参数有关.[答案]:F16.奈奎斯特稳定判据对于非最小相角系统是不适用的.[答案]:F17.频率特性适用于线性定常模型.[答案]:T18.频率特性只对系统适用,对控制元件,部件,控制装置不适用.[答案]:F19.三频段适用的围是具有最小相位性质的单位负反馈系统.[答案]:T20.对数幅频特性的纵坐标用L(ω)表示且L(ω)=20LgA(ω).[答案]:T21.一个稳定的开环系统引入正反馈后构成的闭环系统一定不稳定. [答案]:F22.系统闭环传递函数的极点就是微分方程的特征根.[答案]:T23.对系统的动态和稳态性能起主要作用的闭环极点称为主导极点. [答案]:F24.系统开环零点数等于系统的根轨迹的条数.[答案]:F25.系统输出的振幅与输入振幅之比称为幅频特性.[答案]:F26.系统谐振峰值越大.超调量越大.[答案]:T27.相位裕度是开环穿越频率处的相角加180°.[答案]:F28.一阶系统的惯性越小,其阶跃响应越慢.[答案]:F29.一般,主导极点的实部比非主导极点的实部大3~5倍以上.30.最小相位系统是指开环极点全都在s左半平面的系统. [答案]:F。
自动控制原理模拟题与答案
自动控制原理模拟题与答案一、选择题1. 在经典控制中，开环控制与闭环控制相比，下列说法正确的是：A. 开环控制具有较好的鲁棒性B. 闭环控制对扰动具有较好的抑制能力C. 开环控制是一种无延迟控制方式D. 闭环控制可以忽略系统的非线性和时变性答案：B2. 对于一个一阶惯性环节，其传递函数为G(s) = K / (Ts + 1)，下列哪个参数可以影响系统的响应速度？A. KB. TC. TsD. 1答案：B3. PID控制器的传递函数为Gc(s) = Kp + Ki/s + Kds，其中Kp、Ki、Kd分别表示比例、积分和微分增益。
下列说法正确的是：A. 比例增益Kp决定超调量B. 积分增益Ki可以消除稳态误差C. 微分增益Kd可以提高系统的响应速度D. PID控制器只适用于线性系统答案：A二、填空题1. 在控制系统中，传递函数的分子部分表示_______，分母部分表示_______。
答案：输出；输入2. 智能调节器是一种_______控制器，通过模糊化处理将非精确的输入转化为精确的输出。
答案：模糊3. 传感器是自动控制系统中的_______，用于将物理量转化为电信号。
答案：输入装置三、计算题1. 一个系统的开环传递函数为G(s) = K / (s + 1)，计算该系统的单位阶跃响应的时间常数T和最终值稳定误差Ku。
答案：时间常数T = 1秒最终值稳定误差Ku = 12. 一个系统的传递函数为G(s) = 10 / (s + 5)(s + 10)，使用PID控制器进行控制，已知Kp = 1，Ki = 0.5，Kd = 0.2。
计算该系统的闭环传递函数。
答案：闭环传递函数为Gc(s) = (Kp + Ki/s + Kds)G(s)= (1 + 0.5/s + 0.2s) * (10 / (s + 5)(s + 10))四、简答题1. 什么是系统的稳态误差？如何消除系统的稳态误差？答：稳态误差是指系统在输入信号恒定时，输出与期望值之间的偏差。
《自动控制理论》模拟试卷
精品文档《自动控制理论》模拟试题四一、单项选择题 ( 本大题共 15 小题，每小题 2 分，共30 分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题纸” 的相应代码涂黑。
错涂、多涂或未涂均无分。
1.线性定常系统传递函数的变换基础是BA. 齐次变换B.拉氏变换C.富里哀变换D.Z 变换2.在电气环节中，可直接在复域中推导出传递函数的概念是CA. 反馈B.负载效应C.复阻抗D.等效变换3.不同的物理系统，若可以用同一个方框图表示，那么它们的DA. 元件个数相同B.环节数相同C.输入与输出的变量相同D. 数学模型相同4.设某函数 x(t)的数学表达式为 x t 0 , t0B x0 , t，式中 x0为常数，则 x(t)是A. 单位阶跃函数B.阶跃函数C.比例系数D.常系数5.通常定义当 t ≥t s以后，系统的响应曲线不超出稳态值的范围是DA. ± 1％或± 3％B.± 1％或± 4％C.± 3％或± 4％D.± 2％或± 5％6.若要改善系统的动态性能，可以增加AA. 微分环节B.积分环节C.振荡环节D.惯性环节7.当输入信号为阶跃、抛物线函数的组合时，为了使稳态误差为某值或等于零，系统开环传递函数中的积分环节数N 至少应为CA.N ≥0B.N≥ 1C.N≥ 2D.N ≥30.58.设开环系统传递函数为G(s) ，则其频率特性的奈氏图与负实轴交点的 s(10s 1)(0.1s 1)频率值ω =CA.0.1 rad/sB.0.5 rad/sC.1 rad/sD.10 rad/s9.设某开环系统的传递函数为 G(s)4(10s1) ，其频率特性的相位移θ (ω )=D s2 (s1)A. - 90°+tg- 1-1ω-1ω + tg-1ωω - tg10 B. - 90°+ tg10C. - 180°-tg - 1-1-1-1 10ω+ tgωD. - 180° + tg10ω- tgω10.设 II 型系统开环幅相频率特性为G( j)j1，则其对数幅频渐近特性与ω( j ) 2 (1j 0.1 )轴交点频率为CA.0.01 rad/sB.0.1 rad /sC.1 rad /sD.10 rad /s11.0 型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为DA. - 60 dB/decB. - 40 dB/decC.- 20 dB/decD.0 dB/dec12.系统的根轨迹关于CA. 虚轴对称B.原点对称C.实轴对称D. 渐近线对称13.计算根轨迹入射角的公式为Cm-1n m 1nA180-i -j B.180i ji 1j 1i 1j 1m 1n m 1nC.180i jD.180i j14.PD 控制器具有的相位特征是 AA. 超前B.滞后C.滞后 -超前D. 超前一滞后-20 1 1 x ，则D15.设系统 x- 3x u ， y0 1A. 状态可控可观测B.状态可控但不可观测C.状态不可控且不可观测D.状态不可控但可观测二、填空题 ( 本大题共 10 小题，每小题 1 分，共 10 分 )16.常规控制器中比较元件的作用是发出_ _偏差 _信号，表达式为e=r - y 。
自动控制理论邹伯敏第3版课后答案总.doc
《自动控制理论 第2版》习题参考答案第二章2-1 (a)()()1121211212212122112+++⋅+=+++=CS R R R R CS R R R R R R CS R R R CS R R s U s U (b)()()1)(12221112212121++++=s C R C R C R s C C R R s U s U 2-2 (a)()()RCs RCs s U s U 112+= (b) ()()141112+⋅-=Cs R R R s U s U (c) ()()⎪⎭⎫⎝⎛+-=141112Cs R R R s U s U 2-3 设激磁磁通f f i K =φ恒定()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡++++=Θφφπφm e a a a a m a C C f R s J R f L Js L s C s U s 2602 2-4()()()φφφπφm A m e a a a a m A C K s C C f R i s J R f L i Js iL C K s R s C +⎪⎭⎫⎝⎛++++=260232-5 ()2.0084.01019.23-=⨯--d d u i2-8 (a)()()()()3113211G H G G G G s R s C +++= (b) ()()()()()31243212143211H G H G G G H G G G G G G s R s C +++++=2-9 框图化简中间结果如图A-2-1所示。
图A-2-1 题2-9框图化简中间结果()()()()52.042.018.17.09.042.07.023++++++=s k s k s s s R s C 2-10()()4232121123211G H G G H G G H G G G G s R s C ++-+=2-11 系统信号流程图如图A-2-2所示。
图A-2-2 题2-11系统信号流程图()()()()2154214212654212215421421321111H H G G G G G G G H G G G G G s R s C H H G G G G G G G G G G s R s C -++=-++=2-12 (a)()()()adgi abcdi agdef abcdef cdhs R s C +++-=11(b) ()()()1221211222112++++=s C R C R C R s C R C R R s R s C2-13 由选加原理,可得()()()()()()[]s D H G G s D G s D G s R G G G H G H s C 3121221221221111--+++=第三章3-1 分三种情况讨论 (a) 当1>ζ时()()()()()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+----+-=-+-=---=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-⎪⎭⎫ ⎝⎛---221221222211112121,122ζζζζωζωζωζζωζζωζζωζζt t n n nn n n e e t t c s s (b) 当10<<ζ时()()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛-----+-=---+---=-+-=---=---22222222222121121sin 1121sin 1211cos 221,1ζζζωζωζωζωζωζζωζωζωζωζζωζζζωζωζωarctg t et t e t et t c j s j s n tnnn t nn tnnn n n n n(c) 当1=ζ时设系统为单位反馈系统,有()()()()()2222nn n r s s s s R s c s R s E ωζωζω+++=-= 系统对单位斜坡输入的稳态误差为 ()nn n n s sr s s s s s s im e ωζωζωζω22212220=+++⋅⋅=→ 3-2 (1) 0,0,50===a v p K K K (2) 0,,==∞=a v p K K K K(3) 10,,K K K K a v p =∞=∞= (4) 0,200,==∞=a v p K KK K 3-3 首先求系统的给定误差传递函数()101.0)11.0()(11)()(2+++=+==Φs s s s s G s R s E s e 误差系数可求得如下()()()0)101.0()12.0(20)101.0(2lim lim 1.0)101.0()12.0(10lim lim 0101.0)11.0(lim lim 322202202220012000=+++-++=Φ==+++=Φ==+++=Φ=→→→→→→s s s s s s ds d C s s s s ds d C s s s s s C s e s s e s s e s(1) 0)(R t r =，此时有0)()(,)(0===t r t r R t r s s s ，于是稳态误差级数为()0)(0==t r C t e s sr ，0≥t(2) t R R t r 10)(+=，此时有0)(,)(,)(110==+=t r R t r t R R t r s s s ，于是稳态误差级数为()1101.0)()(R t rC t r C t e s s sr =+= ，0≥t (3) 221021)(t R t R R t r ++=，此时有t R R t rt R t R R t r s s 212210)(,21)(+=++= ，2)(R t r s = ，于是稳态误差级数为 ())(1.0)(!2)()(21210t R R t r C t rC t r C t e s s s sr +=++= ，0≥t 3-4 首先求系统的给定误差传递函数()5001.0)11.0()(11)()(2+++=+==Φs s s s s G s R s E s e 误差系数可求得如下()⎪⎭⎫⎝⎛++-=-=-t e t t c s n t n nn n 21222,1ωωωωω()()()232220220222001200050098)5001.0()12.0(1000)5001.0(100lim lim 5001)5001.0()12.0(500lim lim 05001.0)11.0(lim lim =+++-++=Φ==+++=Φ==+++=Φ=→→→→→→s s s s s s ds d C s s s s ds d C s s s s s C s e s s es s e stt r t t rt t r s s s 5sin 25)(5cos 5)(5sin )(-===稳态误差级数为()[][][]tt tC t C C t e sr 5cos 1015sin 109.45cos 55sin 25224120 -⨯++⨯=-⨯+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯-=- 3-5 按技术条件（1）~（4）确定的二阶系统极点在s 平面上的区域如图A-3-1 (a) ~ (d)的阴影区域。
自动控制原理 邹伯敏 第二章
y=f(x)
自动控制理论
在给定工作点A（x0,y0）附近，将上式展开为泰勒级数
df y f x f x0 dx 1 d2 f x x0 x x0 2! dx2
x x0 2 x x
0
2 由于增量Δx x x0 较小，故可略去式中的 （x x0）项及
普通高等教育“九五”部级重点教 材
自动控制理论
第二章
控制系统的数学模型
作者： 浙江大学 邹伯敏 教授
2013-7-9 第二章 控制系统的数学模型 1
自动控制理论
描述系统运动的数学模型
输入－输出描述 微分方程是这种描述的最基本形式。传递函数、方框图 等其它模型均由它而导出
状态变量描述 状态方程是这种描述的最基本形式
建立系统数学模型的方法
实验法 解析法
第二章 控制系统的数学模型
2013-7-9
2
自动控制理论
第一节 列写系统微分方程的一般方法
用解析法建立系统微分方程的一般步骤
根据基本的物理定律，列写出系统中一个元件的输入与输出的微分方程 式 确定系统的输入量与输出量，消去其余的中间变量，求得系统输出与输 入的微分方程式 例2-1求Uc与Ur的微分方程式 解：由基尔霍夫定律得
(2 - 10) (2 - 11)
引起系统运动的输入量 是经定电压u g 和负载转矩T L(扰动),电
(2 - 12)
式中, K K1K 2 , R R G R m
2013-7-9 第二章 控制系统的数学模型 10
自动控制理论
第二节 非线性数学模型的线性化
非线性数学模型线性化的假设
变量对于平衡工作点的偏离较 非线性函数不仅连续，而且其多阶导数均存在
自动控制理论(邹伯敏第三版)第06章
滞后校正
令K c β K ,则 Gc s K
图6-14 滞后校正装置的伯德图
2015/12/11
第六章 控制系统的校正
11
自动控制理论
基于根轨迹法的滞后校正
例 一单位反馈系统开环传递函数为 K0 G0 s ss p1 假设在图中的sd点，系统具有满意的动态性能百其开环增益偏小，不能 满足稳态精度要求 加滞后校正装置的目的： 1）使校正后的系统的闭环主导极点紧靠于sd点 2）使校正后的系统的开环增益有较大幅度的增大
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
自动控制理论
第六章
控制系统的校正
作者： 浙江大学
2015/12/11 第六章 控制系统的校正
邹伯敏 教授
1
自动控制理论
第一节
控制系统校正的方法
引言
校正装置的种类
（1）有源校正装置
（2）无源校正装置
2015/12/11
图6-2 控制系统常用的校正方法
第六章 控制系统的校正
2015/12/11 第六章 控制系统的校正 18
自动控制理论
第四节
滞后-超前校正的装置
Gc s
滞后-超前校正
E 0 s R4 R6 1 R1 R3 C1 s 1 R2 C 2 s Ei s R3 R5 1 R1C1 s 1 R2 R4 C 2 s
自动控制原理邹伯敏
自动控制原理邹伯敏自动控制原理是指通过对被控对象进行监测和控制，实现对其运行状态的自动调节和控制的一门学科。
邹伯敏是我国自动控制理论研究的重要人物之一，他在自动控制原理的研究和应用方面做出了重要贡献。
一、自动控制原理的基本概念自动控制原理是一门交叉学科，涉及到控制系统的建模、分析和设计。
控制系统由输入、输出和反馈组成，通过对被控对象的测量和反馈信息，实现对输出的控制。
自动控制原理主要包括控制系统的建模、系统稳定性分析和控制器设计等内容。
二、自动控制原理的基本原则1. 反馈原理：反馈是自动控制系统中的一个重要概念。
通过对输出的测量和反馈，可以对输入进行调节，从而实现对被控对象的控制。
反馈可以提高系统的稳定性和鲁棒性。
2. 控制系统建模：建立准确的数学模型是控制系统设计的基础。
通过对被控对象的特性进行建模，可以分析系统的动态特性和稳态特性，为控制器的设计提供依据。
3. 控制器设计：根据系统的特性和要求，设计合适的控制器来实现对被控对象的控制。
控制器的设计可以采用经典控制方法，如比例-积分-微分（PID）控制，也可以采用现代控制方法，如状态反馈控制和最优控制等。
三、邹伯敏在自动控制原理研究中的贡献邹伯敏是中国自动控制理论研究的著名专家，他在自动控制原理的研究和应用方面做出了重要贡献。
1. 控制系统建模：邹伯敏提出了一种基于时滞系统的建模方法，在时滞系统建模的基础上，研究了时滞系统的稳定性和控制器设计问题。
2. 控制器设计：邹伯敏在控制器设计方面做出了重要贡献。
他提出了一种基于模糊控制的自适应控制方法，该方法能够在系统参数变化和环境变化的情况下自动调节控制器参数，实现对系统的自适应控制。
3. 控制系统优化：邹伯敏研究了多目标优化问题在控制系统中的应用。
他提出了一种基于遗传算法的多目标优化方法，能够在系统性能和控制器复杂度之间进行权衡，实现对控制系统的优化设计。
四、自动控制原理的应用领域自动控制原理广泛应用于各个领域，包括工业控制、交通控制、航空航天、军事等。
《自动控制原理》模拟试题及答案
② 渐近线：
a a
0 2 3 (5)
2
(2k 1)
2
2
0
③ 分离点：
1 1 1 1 d d 2 d 3 d 5
用试探法可得 d 0.886 。根轨迹如图解 (b)所示。
⑶
G(s) K (s 1) K (s 1) s(2s 1) 2s(s 1) 2
根轨迹绘制如下：
(9 分)[8]（1）求 (z)
G(z)
(1
z 1 ) Z
1
s
2
(
s
1)
0.368z 0.264 z2 1.368z 0.368
(z)
C(z) R(z)
0.368z 0.264 z2 z 0.632
0.368z1 0.264z2 1 z1 0.632z2
（2）判断系统稳定性
闭环特征方程为
图2
由于 v
2 ，故从
0
v 的对应点起，逆时针补作半径无穷大的 2
圆弧。于是
可由此分别确定各幅相曲线包围（-1，j0）点的圈数，并可应用奈氏判据判定系统的闭环稳 定性：
（1）当 0 K 10 时， N 0, Z 0 ，系统闭环稳定；
（2）当10 K 25 时， N 1, Z 2 ，系统闭环不稳定；
二、计算分析(11 小题,共 98.0 分)
(9 分) [1] 图所示水箱中，Q1 和Q2 分别为水箱的进水流量和用水流量，被控量为实际水面高度 H 。试求出该系统的动态方程。假设水箱横截面面积为C ，流阻为 R 。
(8 分) [2] 考虑一个单位反馈控制系统，其闭环传递函数为
C(s) Ks b R(s) s2 as b
K
10K
s(0.2s 1)(0.5s 1) s(s 5)(s 2)
09811《自动控制理论(第2版)》邹伯敏
自动控制理论
液面人工控制系统的方框图如图1 液面人工控制系统的方框图如图1-2所示。
图1-2 液面人工控制系统的方框图
自动控制
人工控制中有三种职能作用：测量、比较和执行，而在 自动控制系统中也必须有这三种，如图1 自动控制系统中也必须有这三种，如图1-3所示。 液位控制系统由以下五部分组成。
为了控制系统的表示简单明了，控制工程中一般用方框 图表示系统的各个组件，组件的基本组成单元如图1 图表示系统的各个组件，组件的基本组成单元如图1-4所示， 其中图a 其中图a）为引出点，图 b）为比较点，图 c）部件的框图。
图1-4 控制系统框图的基本组成单元
故液位自动控制系统也可用图1 故液位自动控制系统也可用图1-5来表示。
2010-10-29 第一章 绪论 16
二、快速性
要求系统的输出响应具有一定的快速性，它是系统的一个重要性能指标
三、稳定精度
控制系统的稳态精度通常是用它的稳态误差来表示，稳态误差越小，系 统的控制精度就越高
本课程要研究两大课题
对于一个具体的控制系统，如何从理论上对它的动态性能和稳定精度进 行定性的分析和定量的计算 根据对系统性能的要求，如何合理地设计校正装置，使系统的性能能全 面地满足技术上的要求
图1-7 直流随动系统的方框图
2010-10-29
第一章 绪论
8
自动控制理论
第二节 开环控制与闭环控制
自动控制框图的一般形式
自动控制系统的框图
2010-10-29 第一章 绪论 9
自动控制理论
图中
r(t)-----系统的参考输入(简称输入量或给定量) r(t)-----系统的参考输入(简称输入量或给定量) c(t)-----系统的被控制量(又简称输出量) c(t)-----系统的被控制量(又简称输出量) b(t)-----系统的主反馈量 b(t)-----系统的主反馈量 e(t)-----系统的误差 e(t)＝ r(t)－ e(t)-----系统的误差 e(t)＝ r(t)－ b(t) d(t) -----系统的干扰,它是一种对系统输出产生不利的信号 -----系统的干扰, 给定环节-----产生参与输入信号的元件 给定环节-----产生参与输入信号的元件 如:电位器、旋转变压器等 控的控制信号 支控制被控的对象制器-----其输入是系统的误差信号,经 支控制被控的对象制器-----其输入是系统的误差信号, 变换或相关的运算后, 变换或相关的运算后,产生期望 被控对象-----系统控制的对象,其输入量是控制器的输出, 被控对象-----系统控制的对象,其输入量是控制器的输出,输出量就是被 控量 反馈环节-----将被控制量转换为主反馈信号的装置, 反馈环节-----将被控制量转换为主反馈信号的装置,这个装置一般为检测 元件
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Root Locus 10
8
6
4
2
0
-2
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-6
-8
-10
-14
-12
-10
-8
-6
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2
4
Real Axis
3.已知单位负反馈系统的开环传递函数为 G(s) =
5
，绘制该开环传递函数
(2s +1)(8s +1)
的奈氏图，并由奈氏判据判定闭环系统的稳定性。
Nyquist Diagram 3
2
1
=
s(s2
K + 8s
+
25)
，用劳斯判据确定闭环
系统稳定时 K 的取值范围。
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姓名： 学号： 班级：智 111
Imaginary Axis Imaginary Axis
2.已知单位负反馈系统的开环传递函数为 G(s) =
K
，绘制系统的根
s(s + 2)(s + 4)
轨迹图，并给出使系统稳定的 K 的取值范围。
3、 遵守考场规则。 4、 凡 违 反 考 纪 者
按规定给予相 应处分。
5. 自动控制：
二、填空题（每空 2 分，共 20 分） 1.将“给定环节”、“控制器”、“被控对象”、“反馈环节”分别填入下图相应 位置。
四、 计算题（每小题 10 分，共 40 分）
1.已知单位负反馈系统的开环传递函数为 G(s)
Hale Waihona Puke 4.已知单位负反馈系统的开环对数幅频特性曲线如下图所示，（1）判断系统属 于哪一种系统（0 型系统、I 型系统、II 型系统）？并说明理由；（2）由博德 图求系统开环传递函数；（3）计算相位裕量 γ ；（4）求低频渐近线的延长线与ω 轴的交点频率ω1 的值。
五、 设计题（本题 15 分）
加入
PID
控制器的系统如图所示。PID
0
-1
-2
-3
-1
0
1
2
3
4
5
Real Axis
1、 考 生 必 须 将 姓 名、学号等项填 写在装订线左 侧内，不得超 出，否则按违纪 处理。
2、 请 将 证 件 放 在 桌角处备查。
3、 遵守考场规则。 4、 凡 违 反 考 纪 者
按规定给予相 应处分
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姓名： 学号： 班级：智 111
的传递函数为
Gc
(s)
=
K
p
(1 +
1 Ti s
+
Td
s)
，试
用齐格勒－尼科尔斯法则（Z-N 法则）确定 PID 的参数 K p 、Ti 和Td 。
1、 考 生 必 须 将 姓 名、学号等项填 写在装订线左 侧内，不得超 出，否则按违纪 处理。
2、 请 将 证 件 放 在 桌角处备查。
3、 遵守考场规则。 4、 凡 违 反 考 纪 者
＝
，系统的静态速度误差系数 Kv＝
。在阶跃输入作用下，
I 型和 II 型系统的稳态误差为
。
三、 求下图系统的传递函数 C(s)/R(s)。(10 分)
2. 最小相位系统：
3. 传递函数：
4. 主导极点：
1、 考 生 必 须 将 姓 名、学号等项填 写在装订线左 侧内，不得超 出，否则按违纪 处理。
2、 请 将 证 件 放 在 桌角处备查。
姓名： 学号： 班级：
北京建筑大学 20XX/ 20XX 学年 第一学期考试 自动控制原理 模拟试卷（供熟悉题型用）
题号
一二三四五
题分
15 20 10 40 15
得分
阅卷人
复核人
总分
一、 名词解释（每小题 3 分，共 15 分）
1. 系统稳定：
2.控制系统的性能通常从
、
和
三方面来评价。
3. 如 果 系 统 的 开 环 传 递 函 数 为 G(s)H(s), 那 么 系 统 的 静 态 位 置 误 差 系 数 Kp