2015年《热工过程自动控制》考试模拟试题及答案(共30套)

自动控制原理试卷A(1)

2． （10分）已知某系统初始条件为零，其单位阶跃响应为)0(8.08.11)(94≥+-=--t e e t h t t ，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

0,3==p v （a ）

0,0==p v （b ） 2,0==p v （c ） 题4图 题2图

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。 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)

(1

x N

和G （j ω）的交点是否为自振点。

自动控制原理试卷A （2）

1．（10分）已知某单位负反馈系统的开环传递函数为)

5(4

)(+=S S s G ，求该系统的单位脉

冲响应和单位阶跃响应。

2．（10分）设单位负反馈系统的开环传递函数为)0()(3

>=

K S

K

s G ，若选定奈氏路径如图（a ）（b ）所示，试分别画出系统与图（a ）和图（b ）所对应的奈氏曲线，并根据所对应的奈氏曲线分析系统的稳定性。

3．（10分）系统闭环传递函数为2

222)(n

n n s s G ωξωω++=，若要使系统在欠阻尼情况下的单位阶跃响应的超调量小于16.3%，调节时间小于6s ，峰值时间小于6.28s ，试在S 平面上绘出满足要求的闭环极点可能位于的区域。（8分） 4.（10分）试回答下列问题： （1） 串联超前校正为什么可以改善系统的暂态性能？ （2） 从抑制扰动对系统的影响这一角度考虑，最好采用哪种校正方式？ 5．（15分）对单位负反馈系统进行串联校正，校正前开环传递函数)

12()(2

++=

S S S K

s G ，试绘制K 由0→+∞变化的根轨迹。若用角平分线法进行校正（超前），使校正后有复极点

j 2

3

21±-

，求校正装置)()(c c c c c P Z P S Z S s G <++=

及相应的K 值。 6． （15分）已知最小相位系统的对数幅频特性曲线如下图所示（分段直线近似表示）

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1B 和2B 两点，判断两个交点处是否存在稳定的自持振荡。

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K 1、K 2的取值

范围。

题7图 (a)

题7图(b)

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)

5(6

)(+=

s s s G ，试求系统的单位脉

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 。

4、（10分）题4图所示离散系统开环传递函数()()

110

o +=

s s s G 的Z 变换为： ()()

()()

1

11110-----=

e

z z z

e z G

试求闭环系统的特征方程，并判定系统的稳定性。

注：72.2e =。

5．（15分）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）已知系统结构图如下图所示，试求传递函数)

()

(,)()(s R s E s R s C 。

题4图

自动控制原理试卷A （4）

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 为开环零点）

3． （10分）已知某系统初始条件为零，其单位阶跃响应为)0(8.08.11)(94≥+-=--t e e t h t t ，

试求系统的传递函数及单位脉冲响应。

4．（8分）已知一单位负反馈系统的开环传递函数为)1(1

)(>-=

K s K

s G ，画出其奈氏曲线并用奈氏判据判定闭环系统的稳定性。 6．（12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(2)、(1)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）题6图示采样系统的结构框图。已知采样周期T=1秒。

（1）求使系统稳定的k 值；

（2）当k =1时，求系统的单位阶跃响应 （3）求单位阶跃扰动下的稳态误差。

8．（12分）已知系统结构图如下，试求系统的传递函数

)

()

(s R s C 。

9．（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)

(1

x N -

和G （j ω）的交点是否为自振点。

题6图

题7图

)