《自动控制原理》模拟试卷三及答案

自动控制原理试题及答案

自动控制原理一、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=+-,s t =五、某火炮指挥系统结构如下图所示，()(0.21)(0.51)KG s 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。

（合计20分, 共2个小题，每题10分）(rad/s)自动控制原理模拟试题3答案答案一、简答题1．如果二阶控制系统阻尼比小，会影响时域指标中的超调量和频域指标中的相位裕量。

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()A.减小增益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.以下说法正确的是()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()A.(-5,-2)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[答案]:C38.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.[答案]:A57.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,则下列说法正确的是().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.[答案]:T2.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内,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.[答案]:F15.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]:F19.三频段适用的范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.[答案]:F30.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》试题3

《⾃动控制原理》试题3B3.1 求图B3.1所⽰⽹络的输出量i1和i2与输⼊量u1和u2之间的传递算⼦。

　图B3.1电⽹络系统B3.2 设系统的齐次⽅程分别为并已知各系统的初始条件均为，试求各系统的零输⼊响应。

B3.3 ⽤级数展开法求下列矩阵的指数函数e At：B3.4 ⽤复域法求下列系统的矩阵指数函数e At：B3.5 ⽤化为特征值规范型的⽅法，求下列矩阵的指数函数e At：B3.6 ⽤凯莱-哈密顿定理计算下列矩阵的指数函数e At：3.7 已知线性定常系统齐次状态⽅程的解为求系统的状态转移矩阵和状态矩阵A。

B3.8 判断下列矩阵是否是状态转移矩阵。

若是，求对应的状态矩阵A：B3.9 计算下列线性时变系统的状态转移矩阵Φ(t,0)及其逆矩阵Φ-1（t,0）：　B3.10 设系统的传递算⼦为已知试求这两个系统在单位阶跃信号作⽤下的时间响应。

B3.11 求下列系统在典型输⼊信号：(1)单位脉冲函数，(2)单位阶跃函数，(3)单位斜坡函数，(4)正弦函数sint，分别作⽤下系统的状态响应。

B3.12 若对图B3.12所⽰系统外施⼀幅值为10V持续时间为1s的矩形脉冲输⼊电压，且在第三秒时测得该系统的输出电压为0V。

试求输出电压的响应曲线u o(t)和电容器的初始电压u C(0)。

　图B3.12RC电路B3.13 已知系统的特征⽅程如下所列，试分别⽤劳斯判据和赫尔维茨判据分析系统的稳定性，并确定系统稳定时其可变参数K 或T的取值范围。

　(1)s3+20s2+9s+100=0 (2)3s4+10s3+5s2+s+2=0　(3)s4+4s3+13s2＋36s+K=0 (4)s4+2s3+Ts2+10s+100=0B3.14 分析下列特征⽅程以及图B3.14(a)和(b)所⽰系统的稳定性，并求系统极点的分布：　(1)s6+3s5+5s4+9s3+8s2＋6s+4=0 (2)s6+s5-2s4-3s3-7s2-4s-4=0图B3.14题B3.14系统结构图B3.15 分析图B3.15所⽰的两个系统，引⼊与不引⼊反馈时系统的稳定性。

自动控制原理模拟题及答案

学习中心姓名学号西安电子科技大学网络和继续教育学院《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和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和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。

自动控制原理模拟题及答案

学习中心姓名学号西安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 K s 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 K s G K ，试确定使系统产生持续振荡的K 值，并求振荡频率ω。

自动控制原理试卷及答案20套

D.抛物线响应函数答 ( )
3、(本小题 3 分) 如图所示是某系统的单位阶跃响应曲线，下面关于性能指标正确的是――
h (t )
1 .3
1.02
1
0
t
2
B.
4
C.
6
8
10
12
14
A.
t r 6s
t s 4s
t p 14s
D.
% 30%
答
( ) 4、(本小题 5 分)
W (s)
答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html
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QQ753326843
考研直通车
6．已知非线性控制系统的结构图如图 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 的数值。（15 分）
答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html 第 1 页共 42 页
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考研直通车
r _
e
2 0 1
u
1 s2
c
六、采样控制系统如图所示，已知 K 10, T 0.2s ： 1．求出系统的开环脉冲传递函数。 1 2 2．当输入为 r (t ) 1(t ) t * 1(t ) 2 t * 1(t ) 时，求稳态误差 e ss 。
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3．当输入为
1 2 2
考研直通车
r (t ) 1(t ) t * 1(t ) t * 1(t ) 时，求稳态误差 e ss 。
R(s)
E (s)
1 e sT s

自动控制原考试模拟题

东北大学自动控制原理模拟试题及答案（一）所有答案必须做在答案题纸上，做在试题纸上无效！一、简答：（合计25分, 共5个小题，每题5分） 1）控制系统的阶次是如何定义的？答：系统传递函数特征方程s 算子的最高阶次就是控制系统的阶次。

2）如何从微分方程求得传递函数？需满足什么条件？答：在零初始条件下，对微分方程用拉普拉斯变换，就可以求得传递函数。

3）系统闭环频宽的含义？答：闭环对数幅频特性曲线中，－3dB 对应的频率，就是系统的闭环频宽。

4）简述Nyquist 图和Bode 图的对应关系。

答：5）列表阐述0、I 、II 型系统分别对单位阶跃、斜坡和加速度信号的响应误差。

二、改错：（合计15分, 共5个小题，每题3分）6） II 型系统的Bode 图幅频特性曲线中，穿越频率和开环增益的值相等；I 型系统不相等7）劳斯稳定判据只能判断线性定常系统的稳定性，不可以判断相对稳定性；可以 8）命题a ：阻尼比决定了超调量的大小。

命题b ：相位裕量决定了超调量的大小。

()1k W j ω=()1k W j ω>()1k W j ω<负实轴N y q u i s t 图B o d e 图 0dB 线 0dB 线上 0dB 线下－π线k 0 ∞ ∞0 0 k k∞阶跃斜坡加速度 0型 I 型II 型命题a和命题b是矛盾的。

不矛盾9）闭环传递函数中积分环节的个数决定了系统的类型。

10）开环11）5）Mason增益公式适用于线性和非线性定常系统。

线性定常系统12）（本题合计25分）13）已知单位负反馈系统的开环传递函数为()(1)(0.51)KG ss s s=++，14）绘制该系统的根轨迹；（10分）15）为保证该系统稳定,试确定K的取值范围；（5分）16）若该系统存在二阶闭环主导极点,并该主导极点的阻尼比为0.5，求系统的性能指标。

（10分）(21n ns jξωξω=-±-2/1%100%eπξξσ--=⨯3sntξω=)17）解:开环传递函数为:2()(1)(0.51)(1)(2)K KG ss s s s s s==++++1)绘制系统根轨迹18）起点:0,-1,-2 终点:无穷远19）实轴根轨迹: (-∞,-2) , [-1,0]20）渐近线与实轴交点: -1 交角 60,180,30021）分离点:''()()()()0D s N s N s D s-=-0.423,-1.577(舍去)22）与虚轴交点: s=jω代入32()3220 D s s s s K=+++=得2,3Kω=±=L(ω)/dB-20 ω/(rad/s)1-40-602 523）24）2) 03K<<25）3)221,210.510.5n n n ns j j ξωξωωω=-±-=-±-26）特征根的和332(0.5)n s ω=+⨯-27）()23223()322()0.50.75n n D s s s s K s s s ωω⎡⎤=+++=-++⎣⎦ 28）32714,,3327n s K ω==-=29）1,20.330.58s j =-±30）22220.436()20.660.436n n n s s s s s ωξωωΦ==++++ 31）2/1%100%16.3%eπξξσ--=⨯=32）339.090.50.66s nt ξω===⨯（本题合计35分）某单位负反馈最小相位系统,其闭环对数幅频特性曲线如图所示，试求：1）系统的闭环传递函数；（5分）2）求系统的开环传递函数并绘制开环Bode 图；（10分） 3）求该系统的相位裕量，并判断稳定性；（10分）4）如果信号()sin(2)r t t =作为闭环系统的输入，请写出输出信号()y t 的表达式。

自动控制原理试题

试题三一、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：、快速性和。

2、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。

3、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。

4、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。

5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为，横坐标为。

6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P 是指，Z 是指，R 指。

7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，s t 定义为。

%σ是。

8、PI 控制规律的时域表达式是。

P I D 控制规律的传递函数表达式是。

9、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2分，共 16分)1、关于线性系统稳态误差，正确的说法是：( )A 、一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差；B 、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 →=+；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。

2、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。

3、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 ( )。

A 、(1)0s s +=B 、 (1)50s s ++=C 、(1)10s s ++=D 、与是否为单位反馈系统有关4、非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，当输入信号为R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为 ( )A 、 ()()()E S R S G S =⋅B 、()()()()E S R S G S H S =⋅⋅C 、()()()()E S R S G S H S =⋅-D 、()()()()E S R S G S H S =- 5、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(第三版)试题及答案

2012年6月23日星期六课程名称: 自动控制理论（A/B 卷闭卷）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。

自动控制原理模拟题与答案

学习中心姓名学号西安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K K，试确定使系G(s)2ss(s24)统产生持续振荡的K值，并求振荡频率。

(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K,K2和a。

1 (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，试讨论对系响。

五、设单位反馈系数为 G(s)K s(s 1) 试设计一串联超前校正装置，使（25分）（1）在单位斜坡输入差e ss 115；（2）截ωc ≥7.5(rad/s)；（3）相角裕度γ≥45°。

模拟试题一一题 1、简述闭环系统的特点，并绘制闭环系统的解：闭环系统的闭环系统的特点：闭环控制系统的最大特测偏差、纠正偏差。

1)由于增加了反,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存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。

2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应系。

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K G K，试确定使系(s)2ss(s24)统产生持续振荡的K值，并求振荡频率。

解：系统的闭环传递函数为：KG(s)B2432sssK3ssK2特征方程为：()240Dss列劳斯表314s22Ks1(8-K)/2s0Ks24K要使系统稳定，则K0;0。

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()A.减小增益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.以下说法正确的是()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()A.(-5,-2)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[答案]:C38.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.[答案]:A57.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,则下列说法正确的是().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.[答案]:T2.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内,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.[答案]:F15.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]:F19.三频段适用的范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.[答案]:F30.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)

《自动控制原理》模拟试卷三和答案

《自动控制原理》模拟试卷三一、填空题（每空 1 分.共15分）1、在水箱水温控制系统中.受控对象为 .被控量为。

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；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；含有测速发电机的电动机速度控制系统.属于。

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。

判断一个闭环线性控制系统是否稳定.在时域分析中采用；在频域分析中采用。

4、传递函数是指在初始条件下、线性定常控制系统的与之比。

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 .相频特性为。

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 .它们反映了系统动态过程的。

二、选择题（每题 2 分.共20分）1、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。

2、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K C 、增加微分环节 D 、引入扰动补偿3、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4、已知系统的开环传递函数为50(21)(5)s s ++.则该系统的开环增益为 ( )。

A 、 50B 、25C 、10D 、5 5、若某系统的根轨迹有两个起点位于原点.则说明该系统( ) 。

A 、含两个理想微分环节 B 、含两个积分环节 C 、位置误差系数为0 D 、速度误差系数为0 6、开环频域性能指标中的相角裕度γ对应时域性能指标( ) 。

自动控制原理模拟题及答案

学习中心姓名学号西安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 K s 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 K s G K ，试确定使系统产生持续振荡的K 值，并求振荡频率ω。