华中科技大学《自动控制原理与系统》模拟试题标准答案
《自动控制原理》考纲、试题、答案
《自动控制原理》考纲、试题、答案一、考试说明《自动控制原理与系统》通过本课程的学习，为其它专业基础及专业课的学习奠定理论基础。
充分理解自动控制系统所涉及到的基本概念，掌握自动控制系统各种数学模型的建立及转换方法，掌握分析自动控制系统的各种经典方法及常用综合方法。
了解直流电力拖动自动控制系统的特点，调速方法，调速系统的静态动态性能指标。
掌握直流转速单闭自动控制系统和转速、电流双闭环自动控制系统的静、动态设计方法，深刻领会和掌握控制系统的工程设计方法，能够熟练应用典型Ⅰ型、典型Ⅱ系统的设计和校正方法，了解可逆直流调速系统和位置随动系统的特点和设计方法。
了解交流电力拖动自动控制系统的特点，调速方法，特别是重点了解和掌握笼型异步电动机变压变频调速系统的原理、特点和设计方法，了解矢量控制技术在异步电动机变压变频调速系统的应用，了解同步电动机变压变频调速系统的特点和设计方法。
本课程闭卷考试，满分100分，考试时间90分钟。
考试试题题型及答题技巧如下：一、单项选择题 (每空2分，共40分)二、选择题 (每题2分，共20分)三、名词解释（每题5分，共20分）答题技巧：相关知识点要回答全面，因为都可能是采分点，涉及的基本概念要表述清楚，要点清晰，简明扼要，进行必要解释，切忌长篇大论。
四、计算题（每题10分，共20分）答题技巧：第一，审题。
审题时需明确题目要求和给出的已知条件，注意各已知条件的单位，注意各因素比较的基准等，并注意所给条件中哪些是有用的，哪些是用来迷惑考试人员的，以防用错。
第二，确定解题方法和解题思路。
通过审题，明确了题目要求和已知条件，便可确定以哪种估价方法为主线，并根据该方法中用到的未知条件确定需借助的其他方法。
明确的解题思路，并保持清醒的头脑。
第三，公式和计算步骤。
计算过程中，涉及的计算公式一定要列出，哪怕没有时间计算，列出需要的几个公式也能得到相应的分数。
计算一定要分步计算，而且尽量细分。
并能对计算步骤作简要说明，答题时按顺序进行，避免跳步被扣分。
自动控制原理题目（含答案）
自动控制原理题目（含答案）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越小，即快速性越好s19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。
自动控制原理考试试题及答案(整理版)
自动控制原理考试复习题整理1.开环、闭环系统的最主要区别是（）。
A．反馈 B．输入信号C．被控对象 D．干扰参考答案：A2.下图所示系统属于（）。
A．恒值控制系统 B．开环系统C．程序控制系统 D．随动系统参考答案：D3.系统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，才能改善系统性能参考答案：D4.直接对对象进行操作的元件称为（）。
A．比较元件 B．给定元件C．执行元件 D．放大元件参考答案：C5.如果被调量随着给定量的变化而变化，这种控制系统叫（）。
A.恒值调节系统B.随动系统C.连续控制系统D.数字控制系统参考答案：B6.随动系统对（）要求较高。
A.快速性B.稳定性C.准确性D.振荡次数参考答案：A7.主要用于产生输入信号的元件称为（）A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.放大元件参考答案：B8.自动控制系统的主要特征是（）。
A．在结构上具有反馈装置并按负反馈组成系统，以求得偏差信号B．由偏差产生控制作用以便纠正偏差C．控制的目的是减少或消除偏差D．系统开环参考答案：ABC9.自动控制系统按输入信号特征可分为（）。
A．恒值控制系统 B．程序控制系统C．线性系统 D．随动系统参考答案：ABD10.自动控制系统按描述元件的动态方程分（）。
A．随动系统 B．恒值控制系统C．线性系统 D．非线性系统参考答案：CD11.自动控制系统的基本要求（）。
A．稳定性 B．快速性C．准确性 D．安全性参考答案：ABC12.人工控制与自动控制系统最大的区别在于控制过程中是否有人参与。
（）参考答案：√第二章控制系统的教学模型1.下图所示电路的微分方程是（）。
A．B．C．D．参考答案：A2.下图所示电路的传递函数是（）。
A．B．C．D．参考答案：A3.关于传递函数，错误的说法是（）。
A 传递函数只适用于线性定常系统；B 传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响；C 传递函数一般是为复变量s的真分式；D 闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。
自动控制原理(二)_华中科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
自动控制原理（二）_华中科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.死区特性可减小稳态误差。
参考答案:错误2.已知两系统的传递函数分别为W1(s)和W2(s),两子系统串联联结和并联连接时，系统的传递函数阵分别为：（）【图片】【图片】【图片】参考答案:_3.对于线性定常系统，可控性与可达性是等价的。
参考答案:正确4.对于线性离散控制系统，可以直接应用连续系统劳斯判据判断系统稳定性。
（）参考答案:错误5.判断以下二次型函数的符号性质：【图片】参考答案:负定6.只要系统可观，则可用输出反馈（至状态微分）任意配置闭环极点使系统稳定。
参考答案:正确7.描述函数法主要研究自持震荡参考答案:正确8.具有饱和非线性元件的非线性控制系统如下图所示，下列说法正确的是：（）【图片】参考答案:当K=5时，系统稳定_当K=15时，系统自振荡频率为_当K=10时，系统存在稳定振荡点9.已知【图片】的拉氏变换为【图片】, 求【图片】的Z变换。
（）参考答案:_10.某离散控制系统【图片】（单位反馈T=0.1）当输入r(t)=t时.该系统稳态误差为∞。
参考答案:错误11.相轨迹振荡趋于原点，该奇点为。
参考答案:稳定焦点12.采样系统的闭环极点在Z平面上的分布对系统的动态响应起着决定性作用，采样系统的暂态特性主要由闭环脉冲传递函数的极点来确定。
（）参考答案:正确13.非线性系统自持振荡与有关。
参考答案:系统结构和参数14.设闭环离散系统如图所示，其中采样周期为【图片】。
【图片】则下列说法正确的是（）参考答案:作用下的稳态误差为_作用下的稳态误差为15.对于下述系统的能控能观分解后的各子系统(特征值、和互异)，以下说法正确的是：【图片】参考答案:x1。
x2-x3-x4子系统状态完全能控_x5子系统状态完全不能控16.状态反馈既不改变系统的可控性也不改变系统的可观性参考答案:错误17.对非线性系统:【图片】【图片】其在原点处渐进稳定，但不是大范围渐进稳定的。
自动控制原理模拟题及答案
学习中心 姓 名 学 号电子科技大学网络与继续教育学院 《自动控制原理》模拟试题一一、简答题（共25分）1、简述闭环系统的特点，并绘制闭环系统的结构框图。
( 8分)2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。
( 10分)3、串联校正的特点及其分类？( 7分)二、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为)42()(2++=s s s Ks G K ，试确定使系统产生持续振荡的K 值，并求振荡频率ω。
( 15分)三、设某系统的结构及其单位阶跃响应如图所示。
试确定系统参数,1K 2K 和a 。
( 15分)四、某最小相角系统的开环对数幅频特性如图示。
要求（20分）1）写出系统开环传递函数；2）利用相角裕度判断系统的稳定性；3）将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。
五、设单位反馈系统的开环传递函数为)1()(+=s s Ks G试设计一串联超前校正装置，使系统满足如下指标：（25分） （1）在单位斜坡输入下的稳态误差151<ss e ； （2）截止频率ωc ≥7.5(rad/s)；（3）相角裕度γ≥45°。
模拟试题一参考答案：一、简答题1、简述闭环系统的特点，并绘制闭环系统的结构框图。
解： 闭环系统的结构框图如图：闭环系统的特点：闭环控制系统的最大特点是检测偏差、 纠正偏差。
1) 由于增加了反馈通道, 系统的控制精度得到了提高。
2) 由于存在系统的反馈, 可以较好地抑制系统各环节中可能存在的扰动和由于器件的老化而引起的结构和参数的不确定性。
3) 反馈环节的存在可以较好地改善系统的动态性能。
2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。
解：3、串联校正的特点及其分类？答：串联校正简单, 较易实现。
设于前向通道中能量低的位置，减少功耗。
主要形式有相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后-超前校正。
二、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为)42()(2++=s s s Ks G K ，试确定使系统产生持续振荡的K 值，并求振荡频率ω。
自动控制原理模拟题及答案
学习中心姓 名学 号电子科技大学网络与继续教育学院 《自动控制原理》模拟试题一一、简答题（共25分）1、简述闭环系统的特点，并绘制闭环系统的结构框图。
( 8分)2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。
( 10分)3、串联校正的特点及其分类？( 7分)二、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为)42()(2++=s s s Ks G K ，试确定使系统产生持续振荡的K 值，并求振荡频率ω。
( 15分)三、设某系统的结构及其单位阶跃响应如图所示。
试确定系统参数,1K 2K 和a 。
( 15分)四、某最小相角系统的开环对数幅频特性如图示。
要求（20分）1）写出系统开环传递函数；2）利用相角裕度判断系统的稳定性；3）将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。
五、设单位反馈系统的开环传递函数为)1()(+=s s Ks G试设计一串联超前校正装置，使系统满足如下指标：（25分） （1）在单位斜坡输入下的稳态误差151<ss e ； （2）截止频率ωc ≥7.5(rad/s)；（3）相角裕度γ≥45°。
模拟试题一参考答案：一、简答题1、简述闭环系统的特点，并绘制闭环系统的结构框图。
解： 闭环系统的结构框图如图：闭环系统的特点：闭环控制系统的最大特点是检测偏差、纠正偏差。
1) 由于增加了反馈通道, 系统的控制精度得到了提高。
2) 由于存在系统的反馈, 可以较好地抑制系统各环节中可能存在的扰动和由于器件的老化而引起的结构和参数的不确定性。
3) 反馈环节的存在可以较好地改善系统的动态性能。
2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。
解：113、串联校正的特点及其分类？答：串联校正简单, 较易实现。
设于前向通道中能量低的位置，减少功耗。
主要形式有相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后-超前校正。
二、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为)42()(2++=s s s Ks G K ，试确定使系统产生持续振荡的K 值，并求振荡频率ω。
自控原理与系统_试卷（含答案）
⾃控原理与系统_试卷（含答案）《⾃动控制原理与系统》期末试卷A⼀、填空题（每空2分，共30分）1.根据⾃动控制技术发展的不同阶段，⾃动控制理论分为和。
2.对控制系统的基本要求包括、、。
3.系统开环频率特性的⼏何表⽰⽅法：和。
4.线性系统稳定的充要条件是。
5.控制系统的时间响应从时间的顺序上可以划分为和两个过程。
6.常见的五种典型环节的传递函数、、、和。
⼆、简答题（每题4分，共8分） 1.建⽴系统微分⽅程的步骤？ 2.对数频率稳定判据的内容？三、判断题（每题1分，共10分）1.（）系统稳定性不仅取决于系统特征根，⽽且还取决于系统零点。
2.（）计算系统的稳态误差以系统稳定为前提条件。
3.（）系统的给定值（参考输⼊）随时间任意变化的控制系统称为随动控制系统。
4.（）线性系统特性是满⾜齐次性、可加性。
5.（）传递函数不仅与系统本⾝的结构参数有关，⽽且还与输⼊的具体形式有关。
6.（）对于同⼀系统（或元件），频率特性与传递函数之间存在着确切的对应关系。
7.（）传递函数只适⽤于线性定常系统——由于拉⽒变换是⼀种线性变换。
8.（）若开环传递函数中所有的极点和零点都位于S 平⾯的左半平⾯，则这样的系统称为最⼩相位系统。
9.（）“回路传递函数”指反馈回路的前向通路和反馈通路的传递函数乘积，不包含表⽰反馈极性的正负号。
10.（）系统数学模型是描述系统输⼊、输出及系统内部变量之间关系的数学表达式。
四、计算题（每题12分，共36分）1.试求取如图所⽰⽆源电路的传递函数)(s U /)(s U i 。
2.设单位负反馈系统的开环传递函数为)1(1)(+=s s s G ，试求系统反应单位阶跃函数的过渡过程的上升时间r t ，峰值时间p t ，超调量%σ和调节时间s t 。
3.设某系统的特征⽅程式为0122234=++++s s s s ，试确定系统的稳定性。
若不稳定，试确定在s 右半平⾯内的闭环极点数。
五、画图题（共16分） .某系统的开环传递函数为)20)(1()2(100)(+++=s s s s s G ，试绘制系统的开环对数频率特性曲线。
自动控制原理与系统期末试题及答案
《自动控制原理与系统》模拟试题一．单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1．下列系统中属于开环控制系统的是： 【 D 】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2．函数st te t f --=2)(的拉氏变换式为： 【 A 】A.2)5(12+-s s B.2)5(12--s sC.5212--e s sD.2)5(11++s s 3．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 】 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1C.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4．偏差信号是指： 【 C 】 A.输入信号与希望信号之差 B.输出量的实际值与希望值之差 C.输入信号与主反馈信号之差 D.输出量实际值与主反馈信号之差 5．当∞→ω时比例微分环节的相位是：【 A 】 A. 90 B. 90-C. 45D. 45-6．已知某闭环系统的开环传递函数为)2(2.0)()(2+=s s s H s G ，则当0=ω时，该系统的Nyquist 曲线的相位角=ϕ 【 B 】 A. 0 B. 180-C. 270-D. 135-7．已知某环节的开环传递函数为Ts s G 1)(=，则该环节在Bode 图上，其幅频特性曲线穿越 dB 0线的频率为： 【 C 】 A. 1 B. T C. T 1 D. T 18．函数⎰=tdt t f 221)(的拉氏变换式为：【 B 】 A. 21s B. 31sC. 22sD. 32s 9．两个单位负反馈系统，其前向通道的传递函数分别为s s G 1)(1=和ss G 21)(2=，则其相应的穿越频率1c ω和2c ω满足： 【 C 】 A. 21c c ωω< B. 21c c ωω=C. 21c c ωω>D. 21c c ωω≠10．某放大器的增益为-20dB ，则该放大器的输出信号为输入信号的： 【 C 】 A. 20- B. 10 C. 1.0 D. 01.0 二．填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）11．一阶系统11)(+=Ts s G 在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差为 T 。
《自动控制原理与系统》试题库答案
七、 G(s) =
G1 (s)G3 (s) + G3 (s)G 2 (s)
1 + H1 (s)G3 (s) + G 2 (s)G3 (s)H2 (s)
八、
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试卷参考答案
试题三
一、 1、D 2、C 3、D 4、B
5、D
二、 G(s) =
s3
+
1 ( R2C
+
R1 )S 2
实践探索
试题九
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试卷参考答案
5、 信号线 引出点 比较点 6、 交–直 直–直 直–交 交–交
二、 G(s) = RCs = τs
三、 G(s) = 16.7 s(0.042s + 1)
四、
五、σ%=30% 六、K=28。95
tP=1(s)
七、H（s）=5
八、（1）闭环系统稳定；（2）闭环系统临界稳定；（3）闭环系统稳定；（4）闭环系统不稳定。
二、系统被控对象为水箱，被控量为水箱的实际水位h，给定值为希望水位hr（与电位器设 定电压ur相对应，此时电位器电刷位于中点位置）。 当h=hr时，电位器电刷位于中点位置，电动机不工作。一旦h≠hr时，浮子位置相应升
高（或降低），通过杠杆作用使电位器电刷从中点位置下移或（上移），从而给电动机提 供一定的工作电压，驱动电动机通过减速器使进水开关开度减小（或增大），以使水箱
九、
被控对象：热交换皿。被控量；实际热水温度。给定量：期望的热水温度。比较、执引元件：
温度控制器
框图：
调节过程：温度传感器不断测量实际温度，并在热水温度控制口中与给定温度相比较，若低 于给定温度，使偏差值增大，让蒸汽阀门开大一点，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，则又流量计测的，通过按流量顺馈补 偿，由温度控制口控制蒸汽阀门，使蒸汽量增加，从而补偿了冷水量的增加而引起的热水温度 的降低，确保热交换器中热水温度为给定值。
自动控制原理试题及答案
参考答案及评分标准一、 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 ） 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（A ）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（C ） 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 ） 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（B ）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（C ）A.1B.2C.5D.107.二阶系统的传递函数52 5)(2++=s s s G ，则该系统是（B ） 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（B ）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 ）A.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 ） 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 =（C ）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（C ） 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（C ） A.2B.0.2C.0.5D.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 ）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（B ） 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 ） 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（B ） 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（C ）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（B ）反馈的传感器。
《自动控制原理》模拟试卷四及答案
《自动控制原理》模拟试卷四一、填空题（每空 分，共 分）、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即： 、快速性和 。
、控制系统的 称为传递函数。
一阶系统传函标准形式是 ，二阶系统传函标准形式是 。
、在经典控制理论中，可采用 、根轨迹法或 等方法判断线性控制系统稳定性。
、控制系统的数学模型，取决于系统 和 与外作用及初始条件无关。
、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为 ，横坐标为 。
、奈奎斯特稳定判据中， ，其中 是指 ， 是指 ， 指 。
、在二阶系统的单位阶跃响应图中，s t 定义为 。
%σ是 。
、 控制规律的时域表达式是 。
控制规律的传递函数表达式是 。
、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 ，相频特性为 。
二、判断选择题 每题 分，共 分、关于线性系统稳态误差，正确的说法是： 、 一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差 ；、 稳态误差计算的通用公式是20()lim 1()()ss s s R s e G s H s →=+；、 增大系统开环增益 可以减小稳态误差；、 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。
、适合应用传递函数描述的系统是 。
、单输入，单输出的线性定常系统；、单输入，单输出的线性时变系统；、单输入，单输出的定常系统；、非线性系统。
、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。
、(1)0s s += 、 (1)50s s ++=、(1)10s s ++= 、与是否为单位反馈系统有关、非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为 ，反馈通道传递函数为 ，当输入信号为 ，则从输入端定义的误差 为、 ()()()E S R S G S =⋅ 、()()()()E S R S G S H S =⋅⋅ 、()()()()E S R S G S H S =⋅- 、()()()()E S R S G S H S =- 、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 。
自动控制原理模拟试题1包含答案
自动控制原理模拟试题1一、简答题：（合计20分, 共4个小题，每题5分） 1. 如果一个控制系统的阻尼比比较小，请从时域指标和频域指标两方面说明该系统会有什么样的表现？并解释原因。
2. 大多数情况下，为保证系统的稳定性，通常要求开环对数幅频特性曲线在穿越频率处的斜率为多少？为什么？3. 简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。
4. 用根轨迹分别说明，对于典型的二阶系统增加一个开环零点和增加一个开环极点对系统根轨迹走向的影响。
二、已知质量-弹簧-阻尼器系统如图(a)所示，其中质量为m 公斤，弹簧系数为k 牛顿/米，阻尼器系数为μ牛顿秒/米，当物体受F = 10牛顿的恒力作用时，其位移y (t )的的变化如图(b)所示。
求m 、k 和μ的值。
(合计20分)F)t图(a) 图(b)三、已知一控制系统的结构图如下，（合计20分, 共2个小题，每题10分） 1） 确定该系统在输入信号()1()r t t =下的时域性能指标：超调量%σ，调节时间s t 和峰值时间p t ；2） 当()21(),()4sin3r t t n t t =⋅=时，求系统的稳态误差。
四、已知最小相位系统的开环对数幅频特性渐近线如图所示，c ω位于两个交接频率的几何中心。
1） 计算系统对阶跃信号、斜坡信号和加速度信号的稳态精度。
2） 计算超调量%σ和调节时间s t 。
（合计20分, 共2个小题，每题10分）[1%0.160.4(1)sin σγ=+-,2112 1.51 2.51sin sin s c t πωγγ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+-+-⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎦](0.21)(0.51)s s s ++系统最大输出速度为2 r/min ，输出位置的容许误差小于2，求：1） 确定满足上述指标的最小K 值，计算该K 值下的相位裕量和幅值裕量； 2） 前向通路中串联超前校正网络0.41()0.081c s G s s +=+，试计算相位裕量。
自动控制原理试卷及答案20套 (1)
《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、已知负反馈系统的开环传递函数为，42)2()(2+++=s s s K s W k(1) 试画出以K 为参数系统的根轨迹；(2) 证明根轨迹的复数部分为圆弧 。
（15分）四、已知一单位闭环系统的开环传递函数为)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）（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、后系统及校正装置的对数幅频特性。
（3） 计算校正后的相位裕量。
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 的c c -平面上的相轨迹。
（15分）C )(s )(s o六、采样控制系统如图所示，已知s T K 2.0,10==： （15分）1．求出系统的开环脉冲传递函数。
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的稳定性。
其中，（1）─（3）为线性系统，（4）─（6）为非线性系统。
（15分）s e sT --1 2s K s 5.0 )(s R)(s E )(s C c21se r _ u1 2 0《自动控制原理》试卷（一）B一、 控制系统的结构如下图。
(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H 2（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，要求闭环系统的特征值全部位于s ＝－1垂线之左，试确定参数K 的取值范围。
（10分）三、.一单位负反馈系统的开环传函为)15.0()125.0()(++=s s s K s W ，欲使该系统对单位阶跃函数的响应为一振幅按指数规律衰减的简谐振荡时间函数，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的特征点参数）。
华中科技大学《自动控制原理与系统》模拟试题标准答案
《自动控制原理与系统》模拟试题标准答案一．单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1．下列系统中属于开环控制系统的是： 【 D 】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2．函数st e t f --=32)(的拉氏变换式为： 【 A 】 A.)5(32+-s s B.)5(32-+s s C.)5(32+-s D. )5(32++s s 3．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 】 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1C.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4．下列说法正确的是： 【 C 】A.闭环极点反映了系统的稳态特性B.闭环极点反映了系统的输入特性C.闭环极点反映了系统的动态特性D.闭环极点反映了系统的相对稳定性5．当∞→ω时比例微分环节的相位是： 【 A 】A.ο90B.ο90-C.ο45D.ο45-6．已知某闭环系统的开环传递函数为)2(2.0)()(2+=s s s H s G ，则当0=ω时，该系统的Nyquist 曲线的相位角=ϕ 【 B 】A. ο0B. ο180-C.ο270-D. ο135-7．已知某环节的开环传递函数为Ts s G 1)(=，则该环节在Bode 图上，其幅频特性曲线穿越dB 0线的频率为： 【 C 】A. 1B. TC. T 1D. T 18．函数⎰=tdt t f 221)(的拉氏变换式为： 【 B 】 A. 21s B. 31s C. 22s D. 32s9．两个单位负反馈系统，其前向通道的传递函数分别为s s G 1)(1=和ss G 21)(2=，则其相应的穿越频率1c ω和2c ω满足： 【 C 】A. 21c c ωω<B. 21c c ωω=C. 21c c ωω>D. 21c c ωω≠10．某放大器的增益为-20dB ，则该放大器的输出信号为输入信号的： 【 C 】A. 20-B. 10C. 1.0D. 01.0二．填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）11．一阶系统11)(+=Ts s G 在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差为 T 。
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《自动控制原理与系统》模拟试题标准答案
一．单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
1．下列系统中属于开环控制系统的是： 【 D 】
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
2．函数st e t f --=32)(的拉氏变换式为： 【 A 】 A.
)
5(32+-s s B.)5(32-+s s C.)5(32+-s D. )
5(32++s s 3．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 】 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
4．下列说法正确的是： 【 C 】
A.闭环极点反映了系统的稳态特性
B.闭环极点反映了系统的输入特性
C.闭环极点反映了系统的动态特性
D.闭环极点反映了系统的相对稳定性
5．当∞→ω时比例微分环节的相位是： 【 A 】
A.ο90
B.ο90-
C.ο45
D.ο45-
6．已知某闭环系统的开环传递函数为)
2(2.0)()(2+=s s s H s G ，则当0=ω时，该系统的Nyquist 曲线的相位角=ϕ 【 B 】
A. ο0
B. ο180-
C.ο270-
D. ο135-
7．已知某环节的开环传递函数为Ts s G 1)(=，则该环节在Bode 图上，其幅频特性曲线穿越
dB 0线的频率为： 【 C 】
A. 1
B. T
C. T 1
D. T 1
8．函数⎰
=tdt t f 22
1)(的拉氏变换式为： 【 B 】 A. 21s B. 31s C. 22s D. 32s
9．两个单位负反馈系统，其前向通道的传递函数分别为s s G 1)(1=和s
s G 21)(2=，则其相应的穿越频率1c ω和2c ω满足： 【 C 】
A. 21c c ωω<
B. 21c c ωω=
C. 21c c ωω>
D. 21c c ωω≠
10．某放大器的增益为-20dB ，则该放大器的输出信号为输入信号的： 【 C 】
A. 20-
B. 10
C. 1.0
D. 01.0
二．填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）
11．一阶系统11)(+=Ts s G 在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差为 T 。
12．一个反馈系统的特征方程为0522=++Ks s ，若要系统产生临界振荡，则K 的取值应为 K=0 。
13．惯性环节的特点是 当输入量发生变化时，输出量不能突变，只能按指数规律逐渐变化 。
14．已知某校正装置的传递函数为1
1)(+++=Ts Ts s G c α（0>T ），若要将此装置作为滞后校正装置来用则该装置应满足α >1 。
（1>α、1<α、01>>α）
15．已知单位反馈系统的开环传递函数为22
)
5)(1()32()(+++=s s s s s G ，则当∞→ω时其对数幅频特性曲线的斜率为 -180 。
三．简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）
16．什么是自动控制系统的校正？
答：增添一些装置和元件，人为地改变系统的结构和性能，使之满足所要求的性能指标，这种方法就称之为自动控制系统的校正。
17．简述相频特性的物理意义。
答：相频特性的物理意义是：它描述了自动控制系统在不同正弦频率作用下其输出相位和输入相位之间的相位差。
18．对数幅频特性中的分贝的概念是什么？
答：对数幅频特性中的分贝是指：自动控制系统输出与输入信号幅值之比的常用对数单位。
19．奈氏稳定性判据的实质是什么？
答：奈氏稳定性判据的实质是：它描述了系统在正反馈情况下，系统的稳定条件。
四．作图题（本大题1小题，共16分）
20．已知某最小相位系统的开环传递函数)
101.0)(102.0()11.0(10)()(+++=s s s s H s G , 在所给出的如图4-1所示的半对数坐标纸上做出该系统的对数幅频特性曲线的渐近线，并判断该闭环系统的稳定性。
图4-1
解：由于该开环传递函数中没有积分环节（1分），所以有：dB K 2010lg 20lg 20==（1分） 求出转折频率101
.011==ω 、5002.012==ω和10001.012==ω（6分） 做出如图4-1所示的对数幅频特性曲线。
（4分）
求出穿越频率：s rad c /1400=ω。
（2分）
求出相位稳定裕量：
ο7.95)140001.0arctan()1400025.0arctan()14001.0arctan(180=⨯-⨯-⨯+=γ（1分） 该系统稳定（1分）
五．计算题（本大题共2小题，第21小题8分，第22小题14分，共24分）
21．简化如图5-1所示的系统框图，并求出该系统的闭环传递函数。
图5-1
解：合并并联环：（2分）
去掉局部反馈环：（2分）
合并串联环（2分）
求出闭环传递函数（2分） 2
131132111211)(H G H H G H G G H G G G s G --+-=
22．已知负反馈系统的开环传递函数，)
11.0()(+=s K s G ，开环数幅频特性渐近线穿越dB 0线时s rad c /2=ω，试确定该系统的K 值。
解：令ωj s =（1分），可求得该开环传递函数的频率特性为：
2201.011.001.01)11.0()(ωωωωω+-+=+=K j K j K j G （4分） 因此该系统的幅频特性为：1
01.0)101.01.0()101.0(
)(222+=+++=ωωωωωK K K M (3分)。
由当s rad c /2=ω时，开环数幅频特性渐近线穿越dB 0线可知：
1101.0)(2=+=c K M ωω（4分） 由此可知：02.104.111
401.0≈=⇒=+⨯K K
（2分）
六．综合应用（本大题1小题，共16分）
23．图6-1所示的一个模拟电路系统，要求：
（1）画出该系统的组成框图并标明前向通道各环节及反馈通道环节的名称。
（2）求虚线框中所给出环节的传递函数。
图6-1
解：①该系统的组成框图如图所示：
前向通道由：比例环节、比例微分环节和惯性环节组成。
（3分） 反馈通道由比例环节所组成。
（1分）
②如图所示，将虚线框中电路重画，并作相应变换：（2分） 因为：3
1)()(R s U s I i =
（2分）。
又因为：s C s C R s C R R f 11
41411+=+=（2分），所以：1
)()(14142+=s C R s C R s U s I o （2分），所以利用运算放大器的虚断与虚短概念（1分），则有：
3
114142)()(1)()(R s U s I s C R s C R s U s I i
o ==+=-（1分） 由此可得其传递函数为：s C R R s C R R U s U s G s i o 143143)()1()()(+-==（2分）。