2010建环07级《自动控制原理》试题(AB卷含答案)
自动控制原理考试题及答案b卷
自动控制原理考试题及答案b卷一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 自动控制系统中，开环传递函数G(s)H(s)的极点是系统（）。
A. 稳定性的决定因素B. 稳态误差的决定因素C. 动态性能的决定因素D. 稳态性能的决定因素答案：A2. 一个二阶系统，其阻尼比ζ=0.5，自然频率ωn=4rad/s，其过渡过程是（）。
A. 欠阻尼B. 临界阻尼C. 过阻尼D. 等阻尼答案：A3. 在控制系统中，若系统开环传递函数为G(s)，则闭环传递函数为（）。
A. 1/G(s)B. G(s)/[1+G(s)]C. 1/[1+G(s)]D. G(s)/[1-G(s)]答案：C4. 线性时不变系统的稳定性可以通过（）来判断。
A. 劳斯-赫尔维茨判据B. 奈奎斯特判据C. 波特判据D. 根轨迹法答案：B5. 对于一个单位反馈系统，其开环传递函数为G(s)，闭环传递函数为T(s)，则（）。
A. T(s) = G(s)B. T(s) = 1/[1+G(s)]C. T(s) = G(s)/[1+G(s)]D. T(s) = 1/G(s)答案：C6. 根轨迹法中，根轨迹的分支数等于（）。
A. 开环传递函数的极点数B. 开环传递函数的零点数C. 开环传递函数的极点数减去零点数D. 开环传递函数的极点数加上零点数答案：C7. 奈奎斯特判据中，系统的开环传递函数G(s)H(s)在复平面的右半部分有P个极点，则闭环系统将有（）个极点在右半平面。
A. PB. P-NC. N-PD. N答案：B8. 对于一个二阶系统，其阻尼比ζ=0.5，自然频率ωn=4rad/s，其过渡过程的调节时间大约为（）。
A. 2/ωnB. 4/ωnC. 2/ζωnD. 4/ζωn答案：D9. 系统的时间常数τ与系统的自然频率ωn之间的关系是（）。
A. τ = 1/ωnB. τ = ωnC. τ = 2/ωnD. τ = ωn^2答案：A10. 对于一个单位反馈系统，其开环传递函数为G(s)=1/s(s+1)(s+2)，其闭环传递函数为（）。
自动控制原理试卷有参考答案
自动控制原理试卷有参考答案集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#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G 1(s)+G 2(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=n ω ，阻尼比=ξ ， 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++。
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++ 相频特性为arctan 180arctan T τωω--(或：2180arctan 1T T τωωτω---+) 。
自动控制原理试题库(含答案)(汇编)
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。
（完整版）自动控制原理试题答案
（完整版）⾃动控制原理试题答案∑??=i i i s s Q s H )()(1)(zidpngkongzhi1 闭环系统（或反馈系统）的特征：采⽤负反馈，系统的被控变量对控制作⽤有直接影响，即被控变量对⾃⼰有控制作⽤。
2 典型闭环系统的功能框图。
⾃动控制在没有⼈直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程按照预定的规律运⾏。
⾃动控制系统由控制器和被控对象组成，能够实现⾃动控制任务的系统。
被控制量在控制系统中．按规定的任务需要加以控制的物理量。
控制量作为被控制量的控制指令⽽加给系统的输⼊星．也称控制输⼊。
扰动量⼲扰或破坏系统按预定规律运⾏的输⼊量，也称扰动输⼊或⼲扰掐⼊。
反馈通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输⼊端，与输⼊信号相⽐较。
反送到输⼊端的信号称为反馈信号。
负反馈反馈信号与输⼈信号相减，其差为偏差信号。
负反馈控制原理检测偏差⽤以消除偏差。
将系统的输出信号引回插⼊端，与输⼊信号相减，形成偏差信号。
然后根据偏差信号产⽣相应的控制作⽤，⼒图消除或减少偏差的过程。
开环控制系统系统的输⼊和输出之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作⽤没有影响，这样的系统称为开环控制系统。
开环控制⼜分为⽆扰动补偿和有扰动补偿两种。
闭环控制系统凡是系统输出端与输⼊端存在反馈回路，即输出量对控制作⽤有直接影响的系统，叫作闭环控制系统。
⾃动控制原理课程中所讨论的主要是闭环负反馈控制系统。
复合控制系统复合控制系统是⼀种将开环控制和闭环控制结合在⼀起的控制系统。
它在闭环控制的基础上，⽤开环⽅式提供⼀个控制输⼊信号或扰动输⼊信号的顺馈通道，⽤以提⾼系统的精度。
⾃动控制系统组成闭环负反馈控制系统的典型结构如图1．2所⽰。
组成⼀个⾃动控制系统通常包括以下基本元件．给定元件给出与被控制量希望位相对应的控制输⼊信号(给定信号)，这个控制输⼊信号的量纲要与主反馈信号的量纲相同。
给定元件通常不在闭环回路中。
2．测量元件测量元件也叫传感器，⽤于测量被控制量，产⽣与被控制量有⼀定函数关系的信号。
自动控制原理试卷有参考答案
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G 1(s)+G 2(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=n ω 1.414，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++。
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++，则其开环幅频特性为2222211K T τωωω++； 相频特性为arctan 180arctan T τωω--(或：2180arctan 1T T τωωτω---+)。
自动控制原理考试试卷及答案
自动控制原理考试试卷及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪项不是自动控制系统的基本组成部分？A. 控制器B. 被控对象C. 执行机构D. 操作人员答案：D2. 在自动控制系统中，下列哪项属于反馈环节？A. 控制器B. 执行机构C. 被控对象D. 反馈元件答案：D3. 下列哪种控制方式属于闭环控制？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制答案：D4. 下列哪种控制方式属于开环控制？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分控制答案：A5. 在自动控制系统中，下列哪种控制规律不会产生稳态误差？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制答案：B6. 下列哪种控制方式适用于一阶惯性环节？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制答案：A7. 在自动控制系统中，下列哪种环节不会产生相位滞后？A. 比例环节B. 积分环节C. 微分环节D. 比例-积分环节答案：A8. 下列哪种控制方式可以使系统具有较好的稳定性和快速性？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制答案：D9. 在自动控制系统中，下列哪种环节可以使系统具有较好的阻尼效果？A. 比例环节B. 积分环节C. 微分环节D. 比例-积分环节答案：C10. 下列哪种控制方式可以使系统具有较好的跟踪性能？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 自动控制系统的基本组成部分有：控制器、被控对象、执行机构、________。
答案：反馈元件2. 在自动控制系统中，反馈环节的作用是________。
答案：减小系统的稳态误差3. 闭环控制系统的特点有：________、________、________。
答案：稳定性好、快速性好、准确性高4. 开环控制系统的缺点有：________、________、________。
自动控制原理习题及答案
一、简答题1. 被控对象、被控量、干扰各是什么？答：对象：需进行控制的设备或装置的工作进程。
被控量：被控对此昂输出需按控制要求变化的物理量。
干扰：对生产过程产生扰动，使被控量偏离给定值的变量。
2. 按给定信号分类，控制系统可分为哪些类型？答：恒值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。
3. 什么是系统的静态？答：被控量不随时间改变的平衡状态。
4. 什么是系统的动态？答：被控量随时间变化的不平衡状态。
5. 什么是系统的静态特性？答：系统再平衡状态下输出信号与输入信号的关系。
6. 什么是系统的动态特性？答：以时间为自变量，动态系统中各变量变化的大小、趋势以及相互依赖的关系。
7. 控制系统分析中，常用的输入信号有哪些？答：阶跃、斜坡、抛物线、脉冲。
8. （3次）传递函数是如何定义的？答：线性定常系统在零初始条件下输出响应量的拉氏变换与输入激励量的拉氏变换之比。
9. 系统稳定的基本条件是什么？答：系统的所有特征根必须具有负的实部的实部小于零。
10. 以过渡过程形式表示的质量指标有哪些？答：峰值时间t p 、超调量δ%、衰减比n d 、调节时间t s 、稳态误差e ss 。
11. 简述典型输入信号的选用原因。
答：①易于产生；②方便利用线性叠加原理；③形式简单。
12. 什么是系统的数学模型？答：系统的输出参数对输入参数的响应的数学表达式。
13. 信号流图中，支路、闭通路各是什么？答：支路：连接两节点的定向线段，其中的箭头表示信号的传送方向。
闭通路：通路的终点就是通路的起点，且与其他节点相交不多于一次。
14. 误差性能指标有哪些？答：IAE ，ITAE ，ISE ，ITSE二、填空题1. 反馈系统又称偏差控制，起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，即按参考输入的前馈复合控制和按扰动输入的前馈复合控制。
3. 某系统的单位脉冲响应为g(t)=10e -0.2t +5e -0.5t ，则该系统的传递函数G(s)为ss s s 5.052.010+++。
自动控制原理试题及答案[2]
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自动控制原理：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.1 B 。
2 C.5 D 。
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。
2010自控系统考试题B卷答案
第 页 共 页ll n n K C RI K C U K K n c c 0e d e *ns p )1()1(∆-=+-+=)1)(1()(m 2m s +++=s T s T T s T Ks W l 北方民族大学试卷课程代码：01100150 课程：电力拖动自动控制系统（B 卷答案）以使用计算器。
1、 写出单闭环转速负反馈控制系统的转速方程式，那个参数的变化可以使稳态速降降低很多？（5分）（3分）闭环后，K 值越大，使转速降落越小。
（3分）2、调速范围和静差率的定义是什么？分别写出开环系统的调速范围、静差率和闭环系统的调速范围、静差率。
（5分）答：最高转速和最低转速之比叫做调速范围（2分）负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落与理想空载转速之比，称作静差率 开环时的调速范围与静差率：（2分） 闭环系统的调速范围和静差率分别为：（2分） 3、 在转速负反馈单闭环无静差调速系统中，突加负载后又进入稳定运行状态，画出各环节的电压信号的变化趋势，并解释系统是如何实现转速调节的（5分） 答案：突加负载后引起电流增大：各环节的信号变化如下：I d ↑→n ↓→U n ↓→∆U n ↑→ U c ↑→ U d0↑→n ↑（趋势3分）闭环系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降。
（2分）4、在转速负反馈单闭环调速系统中，那些扰动系统有抑制作用，那些扰动系统无法抑制？为什么？画出单闭环转速负反馈调速系统结构图，并将各扰动标在图中。
（10分）答案：反馈控制系统对被反馈环包围的前向通道上的扰动都有抑制功能（4分）。
但是，如果在反馈通道上的测速反馈系数受到某种影响而发生变化，它非但不能得到反馈控制系统的抑制，反而会增大被调量的误差（2分）。
（图4分）5、用数学公式解释：为什么在闭环控制系统中，为满足系统的稳态精度，要求开环放大系数K值越大越好，而为了满足稳定性要求，根据劳斯稳定性判据，K 值又不能太大？（10分） 答案：1）由单闭环转速负反馈控制系统的转速方程式（公式2分）当K 值越大是△ncl 就越小，所以K 值越大，系统的稳态速降就越小，稳态精度就越高。
自动控制原理试题(含答案)
一
二
三
四
五
六
七
总分
分数
16
12
24
16
12
9
11
成绩
一、（共16分，每空2分）填空题。
1、根据有无反馈，控制系统可分为两类：（）。
2、传递函数的定义是（
）。
3、 的拉氏反变换为（）。
4、非最小相位系统是指（
）。
5、某闭环传递函数为 的控制系统的截止频率 为（） 。
6、线性采样系统稳定的充要条件是其特征根均位于z平面（）。
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）
由20lgK＝20得K＝10；转角频率 0.5，得T＝2。所以，
3、（4分）
五、（共12分）
1、（6分）
方法一：
系统的闭环传递函数为：
特征方程为：
列劳斯表
s3
1
4
s2
2
K
s1
s0
K
要使系统稳定，则 。得：
所以，使系统产生持续振荡的 值为：
将 代入特征方程，即
解得其虚根为， 。所以，振荡频率
方法二：
系统临界稳定，所以过 点，则
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）
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L 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（）。
图IJl导弹发射架方位控制系统顶理图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∙—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：B& 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.山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.人匸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（）。
输入Ui,输出UoI- R+ --- _I I .......... Q 十I冬I 2 J KJ-C Φ4X⅛路ZC 也異+ RU 如¢)C. 必 dtc^⅛⅛ + ^c ⅛(0+ ω=(Z)D. ^2 di ° 2参考答案：A2. 下图所示电路的传递函数是()。
《自动控制原理》试题(卷)与答案解析(A26套)
（1）当选择校正装置 时，分析系统稳定性；
（2）当选择校正装置 时，分析系统稳定性，若系统稳定计算 和 ；
（3）确定校正后的系统型别及开环增益。
7、（15分）设离散控制系统结构如图所示。
五、（14分）系统结构图如下，要求：（1）绘出系统稳定时奈奎斯特曲线的大致图形。
（2）在奈奎斯特图上证明系统临界稳定时的 。
]
六、（14分）某最小相位系统采用串联滞后校正 ，校正前开环对数幅频特性渐近线如图。要求校正后幅值穿越频率 （ ,均为给定正常数）。试求校正装置传递函数 和校正后开环传递函数 。
4.控制系统如下图所示，已知r(t)=t，n(t)=1(t)，求系统的稳态误差，并说明要想减小稳态误差应采取什么措施。（10分）
二．综合分析计算题：（65分）
1．（13分）试求下图所示无源网络的传递函数，其中R1=R2=1Ω，L=1H，C=1F，并
求当 时系统的稳态输出。
2．（12分）求图示离散系统输出C（z）的表达式。
自动控制原理试卷A（5）
一、基本概念题：（35分）
1．某系统在单位阶跃输入及零初始条件下的输出响应为 求系统的
传递函数和单位斜坡响应。（9分）
2．单位负反馈系统开环奈氏曲线分别如下图所示，其中分别为右半平面和原点出的极点数，试确定系统右半平面的闭环极点数，并判断闭环稳定性。（6分）
3.某系统闭环特征方程为 ，试判定闭环稳定性，并确定闭环系统在右半平面、左半平面和虚轴的极点个数。（10分）
5．（12分）已知非线性系统微分方程为 ，试用直接积分法求该系统的相轨迹，并研究其极性。
参考答案A（5）
一、基本概念题
1、传递函数为 ；单位斜坡响应为 。
《自动控制原理》练习题及参考答案
《自动控制原理》练习题及参考答案一、填空题1.线性连续控制系统常用的数学模型有 、 、 。
2.自动控制系统按照控制方式可分为 控制系统、 控制系统和 控制系统。
3.自动控制系统按照有无反馈可分为 控制系统和 控制系统。
4.在典型输入信号作用下，任何一个控制系统的时间响应都由 过程和 过程两部分组成。
二、简答题1.什么是系统的开环传递函数？什么是系统的闭环传递函数？当给定量和扰动量同时作用于线性控2. 什么是传递函数？传递函数有哪些特点？三、计算题1.某单位负反馈系统的开环传递函数为()()()12111G s s T s T s =++，其中，10T >，20T >。
回答下列问题： （1）画出开环频率特性Nyquist 曲线的概略图形；（2）根据Nyquist 判据确定使闭环系统稳定的参数T1、T2应该满足的条件。
2. 已知反馈系统的开环传递函数为()()()1K G s H s s s =+，试求： （1）用奈氏判据判断系统的稳定性；（2）若给定输入r(t) = 2t ＋2时，要求系统的稳态误差为0.25，问开环增益K 应取何值。
参考答案一、填空题1．微分方程、传递函数、频率特性2．开环、闭环、复合3．闭环、开环4．瞬态、稳态 二、简答题1．答：系统的开环传递函数为前向通路传递函数与反馈通路传递函数之积；系统的闭环传递函数为输出的拉氏变换与输入拉氏变换之比。
当给定量和扰动量同时作用于系统时，通过叠加原理计算系统的输出量。
2.答：解答:定义:在零初始条件下,系统输出的Laplace 变换与引起该输出的输入量的Laplace 变换之比。
传递函数具有以下特点(1)传递函数的分母反映了由系统的结构与参数所决定的系统的固有特性,而其分子则反映了系统与外界之间的联系。
(2)当系统在初始状态为零时,对于给定的输入,系统输出的Laplace 变换完全取决于其传递函数。
但是,一旦系统的初始状态不为零,则传递函数不能完全反映系统的动态历程。
自动控制原理试卷试题库题集包括答案.doc
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(s) 表示）。
24、典型二阶系统极点分布如图 1 所示，则无阻尼自然频率 n2 ，2阻尼比 ，0.707该系统的特征方程为 s 2 2s 2 0 ，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 g (t ) 10e 0.2 t 5e 0.5t ，则该系统的传递函数 G(s) 为10 5 。
0.2ss 0.5s s6、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 ()tg 1 ()900 tg 1(T) ，则该系统的K ( s 1)开环传递函数为s(Ts1)。
8、PI控制器的输入－输出关系的时域表达式是u(t)K p [e(t)1Te(t) dt ]，K p [11 ]稳态性 其相应的传递函数为Ts，由于积分环节的引入，可以改善系统的 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。
《自动控制原理》A卷答案(电气工程及自动化专业)
山东科技大学2007—2008学年第一学期《自动控制原理》考试试卷（A 卷）答案及评分标准班级 姓名 学号一、填空题（每空1分，共15分）1、对自动控制系统的基本性能要求可归纳为三个方面，这三个方面是 稳 、快 、 准 。
2、对于最小相位系统，开环对数幅频特性的低频区决定了系统的准确性能；中频区决定了系统的 快速性能。
高频区决定了系统 抗干扰 性能。
若要求提高系统的响应速度应选择 超前 校正装置。
若要求提高系统抑制噪声的能力应选择 滞后 校正装置。
3、某反馈控制的特征函数)5s 1)(2s .01()5s .01)(1s .01()s (H )s (G 1)s (F ++++=+=则该系统的开环极点 -5，-0.2 ，为闭环极点为 -10，-2 。
4、如下图所示系统的开环放大倍数为 100 ，当输入信号4=)t (r 时，系统稳态误差为4/101 ，当输入信号4=)t (r t 时，系统稳态误差为 ∞。
5、系统传递函数2345)(2+++=s s s s G ，其可控标准型为[]x y u x x54,103210--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=。
可观测标准型动态方程为[]x y u x x 10,543120=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--= 。
二、选择题（每题3分，共15分）1、若系统（或元件）的某输入 输出的拉氏变换分别为)(),(0s x s x i ，对应的传递函数记为G(s)，则下列说法是不正确的有（B ） A 在零初始条件下，)()(0s X s X i =G(s)；B )()(G(s)0s X s X i =，描述了系统的全部信息；C 若g(t)为单位脉冲响应，则L[g(t)]G(s)=；D G(s)反映了系统本身的固有特性。
2、已知系统的状态方程和输出方程为[]x y u x x532,121132=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---= ，则系统状态（ A ）。
自动控制原理试卷有参考答案
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 和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)和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G 1(s)+G 2(s)（用G 1(s)和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 1.414 ，阻尼比=ξ 0.707 ， 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++。
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，当控制装置和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 ；当控制装置和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 和 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++，则其开环幅频特性为2222211T τωωω++； 相频特性为arctan 180arctan T τωω--(或：2180arctan 1T T τωωτω---+) 。
自动控制原理与系统化答案A+B
答案：07–08学年第1学期《自动控制原理与系统》课程试卷答案使用专业和班级：05电气一、填空题（2分/空）1.自动控制系统的控制基本方式有：（1）----开环控制----特点：----经济简单、性能稳定，但扰动会影响输出，无法自动补偿。
（2）--闭环控制特点：--结构复杂，成本较高，能自动补偿。
2. 自动控制系统的分类：按输入量变化的规律分（1）-----恒值控制系统--（2）--随动系统------（3）---过程控制系统-----按系统传输信号对时间的关系分：（1）-连续控制系统--（2）--离散控制系统---按系统的输出量和输入量间的关系分：（1）----线性系统-（2）非线性系统--按系统中的参数对时间的变化情况分：（1）--定常系统（2）时变系统3.求下列象函数的原函数的稳态值。
（1）)8)(5(4)(++=s s s F =0（2）)1(5)(+=s s s F =5（3）)5(1)(2++=s s s S F =∞（4）1)4()(++=s s s s F =04.经典控制理论中，常用的数学模型有---微分方程、-传递函数、-系统框图-和频率特性。
它们反映了系统的输出量和输入量和-内部变量-的关系，也反映了系统的-内在特性-。
它们是经典控制理论中的-时域分析法-、-频域分析法-和—根轨迹法-赖以进行分析的基础。
5.反馈联接时闭环传递函数的求取公式为：6.交叉反馈系统的闭环传递函数：)(1)()(1--∑+--=Φ=传递函数每一负反馈回环的开环递函数的乘积前向通道各串联环节传n i s7.工程上对系统的性能分析的主要内容是-稳定性-分析、稳态性能-分析和-动态性能-分析。
其中最主要的性能是--稳定性-，其主要分析系统稳定的条件、程度-和改善系统稳定性能的-途径-。
8.对系统动、稳态性能进行分析最基本的途径是由—系统的闭环频率特性--进行分析，有时可以由-开环频率特性-进行分析可以使分析简化，但只使用于—单位负反馈-系9.自动控制系统的校正中，第一步考虑-改变参数-、第二步考虑增加环节-。
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中南大学考试试卷（A 卷）2009 -- 2010 学年 2 学期 时间110分钟自动控制原理 课程 32 学时 2 学分 考试形式： 闭 卷专业年级： 建筑环境与设备 总分100分，占总评成绩 70 %注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上一、基本概念（2×5=10分）1.1 什么叫自动控制？对自动控制系统有什么要求？ 1.2 画出二阶系统特征根的位置及其响应曲线。
二．求系统的传递函数或输出响应（3×10=30分）2.1画如下RC 无源网络的方框图，并求其传递函数。
2.2已知系统的方框图如下图所示，求X C = ?2.3 已知某单位反馈系统的开环Bode 图如下所示，求其闭环传递函数。
三 稳定性问题(2×5=10分)题2.1图 RC 无源网络3.1 已知系统的特征方程为s 4+3s 3+2s 2+6s+9=0，判断系统稳定性。
3.2图6为负反馈系统的开环幅相曲线，K ＝500，p ＝0，求系统的稳定范围。
四、一单位反馈控制系统的开环传递函数为()(1)KG s s s τ=+，其单位阶跃响应曲线如图所示。
试确定系统参数K 及τ值，并求r(t)=1+sint 时的稳态响应。
（25分）图5五、已知单位负反馈系统开环传递函数为10(0.1s 1)G(s)H(s)(0.5s 1)s +=+，绘制Nyquist 图和对数幅频特性图。
（25分）u参考答案二．求系统的传递函数（3×10=30分）2.1画如下RC 无源网络的方框图，并求其传递函数。
解：用复阻抗写电路方程式：sC S I S V R S U S U S I sC S I S I S U R S U S U S I c c c c C r 222221212111111)()(1)]()([)(1)]()([)(1)]()([)(⋅=-=⋅-=⋅-=将以上四式用方框图表示，并相互连接即得RC 网络结构图:用梅逊公式直接由图写出传递函数U c (s )/U r (s ) 。
1)(111111121221122121222111222112221111++++=++++=∆∆=s C R C R C R s C C R R s C R C R s C R s C R s C R s C R C R G G2.2已知系统的方框图如下图所示，求X C = ?题2.1图 RC 无源网络RC 无源网络结构图解：用梅逊公式直接由图写出系统输出响应为：1234333232312323()()()()1r c WW W W X s W N s X s W H W W H H WW W H H ++=+++ 2.3解：由图可得： 0()(1)KG s s Ts =+(2分)T=1/100=0.01(4分) L(5)=30lgK/50=0K =50(6分) 050()(0.011)G s s s ∴=+(8分)250()0.0150s s s ∴Φ=++ (10分) 三 稳定性问题(2×5=10分)3.1 已知系统的特征方程为s 4+3s 3+2s 2+6s+9=0，判断系统稳定性。
解：系统的Routh 表为：s 4 1 2 9s 3 3 6s 2 0/ε9 s 1627εε-s 0 9 (4分) 第一列元素符号变化2次，根据Routh 稳定判据可知系统有两个不稳定根。
(5分)3.2图6为负反馈系统的开环幅相曲线，K ＝500，p ＝0，求系统的稳定范围。
解： 有图可知在 0|()|1G j ω>的范围内，当],0[c ωω∈时，1,1==-+N Nu即：N=0，故系统在K ＝500时，系统稳定。
但当增大或减少放大倍数K 使幅相曲线过(-1,j0)时，系统处于临界稳定。
其临界增益为：5005005001000,25,100.52050K K K ====== (3分)图5解：有图可知：t p =1.5，σp =25%（2分） 由σp =25%可得ξ=0.4； （5分） 故 2.29n ω==（8分）2/()(1)(1/)(2)n n K K G s s s s s s s ωτττξω===+++Q（10分）2122n nnK τξωωωτξ⎧=⎪⎪∴⎨⎪==⎪⎩（12分）110.54220.4 2.292.29 2.86220.4nn K τξωωξ⎧===⎪⨯⨯⎪∴⎨⎪===⎪⨯⎩（15分）闭环传递函数为2 5.2441() 1.832 5.2441s s s Φ=++；（17分）所以23.355.2441(1)0.9441 1.832 5.2441j j e j -︒Φ==-++ （20分）所以r(t)=1+sint 时的稳态响应为()10.944sin(23.35)ss c t t =+-︒（25分）和对数幅频特性图。
（25分） 解：1）画Nyquist 图0210(10.1)()0.5j G j j ωωωω+=-+ 【3分】 ()arctan(0.1)90arctan(0.5)ϕωωω=--【6分】900(0),j G j e -︒=∞⋅G 0(j ∞)=0·e -j90，【8分】当ω：0 +∞时，()ϕω先减少，后增加(j ω)，如图所示【12分】2）画Bode 图系统由比例环节K =10、积分环节s -1、惯性环节(1+0.5s)-1与一阶微分(1+0.1s) 组成；转折频率分别为ω1=1/T 1=2，ω2=1/T 2=10 【15分】 确定基准点A ，L A =20lg K =40db 。
过A (1,40)点作一条-20db/dec 的直线。
在ω=2处遇到惯性环节，渐近线斜率变为-40db/dec,在ω=10处遇到一阶微分环节，渐近线斜率变为-20db/dec ，渐近对数幅频特性如下图示。
【18分】【22分】有图可知，210c ω<<，所以有1010.5c cωω= 4.47c ω= 【25分】100 101 102中南大学考试试卷（B 卷）2009 -- 2010 学年 2 学期 时间110分钟自动控制原理 课程 32 学时 2 学分 考试形式： 闭 卷专业年级： 建筑环境与设备 总分100分，占总评成绩 70 %注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上一、基本概念（2×5=10分）1.1 自动控制系统有哪些性能指标，其影响因素有哪些？ 1.2 什么是时域响应法？什么是频率响应法？ 二．求系统的传递函数（3×10=40分）2.1 已知某系统用微分方程表示的模型为⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-=+-=+-=⋅⋅⋅1313322112105x y x x x r x x x x x ，先画出方框图，再求)()()(s R s Y s G =2.2已知系统的方框图如下图所示，求G(s)=C(s)/R(s)2.3 已知某单位反馈系统的开环Bode 图如下所示，求其闭环传递函数。
题2.2图三3.1 已知系统的特征方程为s 4+3s 3+2s 2+6s+9=0，判断系统稳定性。
（6分）3.2 已知开环幅相曲线与Bode 图分别如图所示，其中P 为开环传递函数在右半平面的极点个数，v 为开环传递函数中的积分环节个数，判断系统稳定性。
（4分）16.3%，峰值时间等于1秒。
确定前置放大器的增益K 及速度负反馈系数τ，并求系统的稳态误差系数Kp 、Kv 、Ka 。
（25分）五、设单位反馈系统的开环传递函数为010()(0.11)(0.21)(1)G s S S S =+++，作系统的Bode 图，并求出系统的剪切频率c ω与相位裕量。
（25分）题4图400 -12中南大学考试试卷（B 卷）参考答案2.1 解：方法很多，以下给出一种解法。
方程两边进行拉氏变换，得：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=+-=+-=)()()(2)()()()()()(10)(5)(131332211S X S Y S X S X S SX S R S X S SX S X S X S SX （2分）上述方程组可改写为：2)()(3，)()()(，)(510)(322+=-=+=S S Y S X S S X S R S X S X S S Y （4分）由上可画出系统方框图如下：化简上图得系统传递函数：3210(2)10(2)G() ()(2)(5)1071010S S S G S S S S S S S ++==++++++或 （10分）2.2已知系统的方框图如下图所示，求C(s)/R(s)解：一条前向通道：P 1＝G 1G 2G 3G 4(1分) 三个回路：L 1=-G 1G 2G 3G 4H 3，L 2=-G 1G 2H 1，L 3=-G 4H 2 L 2与L 3相交，则：L 2L 3=G 1G 2G 4H 1H 2 (4分)特征式∆=1-L 1-L 2-L 3+L 2L 3=1+G 1G 2G 3G 4H 3+G 1G 2H 1+G 4H 2+G 1G 2G 4H 1H 2 (6分) P 1与所有回路有共同节点：∆1= 1(7分) 1234123431214212412()1G G G G G s G G G G H G G H G H G G G H H ∴=++++(10分)2.3 已知某单位反馈系统的开环Bode 图如下所示，求其闭环传递函数。
（6分）题2.2图解：由图可得：012()(1)(1)KG s s T s T s =++(3分) L(5)=40-40lg5/ω1=0 → ω1=0.5 → T 1=2(5分) L(ω1)=L(0.5)=20lgK/ω1=40 → K =50 (7分)L(ω2)=-40lg ω2/5=-12 → ω2=10 → T 2=0.1(9分)050()(21)(0.11)G s s s s ∴=++(10分)三 判断如下系统的稳定性(10分)3.1 已知系统的特征方程为s 4+3s 3+2s 2+6s+9=0，判断系统稳定性。
(6分) 解：系统的Routh 表为：s 4 1 2 9 s 3 3 6s 2 0/ε 9 s 1627εε-s 09 (4分) 第一列元素符号变化2次，根据Routh 稳定判据可知系统有两个不稳定根。
(6分)3.2 已知开环幅相曲线与Bode 图分别如图所示，其中p 为开环传递函数在右半平面的极点个数，v 为开环传递函数中的积分环节个数。
(4分)解：a ）2N ＝1，故Z ＝2N+P ＝2≠0，根据频域稳定判据知系统不稳定；(2分)b ）2N ＝0，故Z ＝2N+P ＝0，根据频域稳定判据知系统稳定；(2分)二、图示控制系统，要求其单位阶跃响应的超调量为16.3%，峰值时间等于1秒。