自动控制19套试题及答案详解

第1页

一.填空题。（10分）

1.传递函数分母多项式的根，称为系统的

2. 微分环节的传递函数为

3.并联方框图的等效传递函数等于各并联传递函数之

4.单位冲击函数信号的拉氏变换式

5.系统开环传递函数中有一个积分环节则该系统为型系统。

6.比例环节的频率特性为。

7. 微分环节的相角为。

8.二阶系统的谐振峰值与有关。

9.高阶系统的超调量跟有关。

10.在零初始条件下输出量与输入量的拉氏变换之比，称该系统的传递函数。

二．试求下图的传第函数(7分)

三．设有一个由弹簧、物体和阻尼器组成的机械系统（如下图所示），设外作用力F（t）为输入量，位移为y（t）输出量，列写机械位移系统的微分方程（10分）

第2页

四．系统结构如图所示，其中K=8，T=0.25。（15分）

（1）输入信号x i（t）=1（t），求系统的响应；

（2）计算系统的性能指标t r、t p、t s（5%）、бp；

（3）若要求将系统设计成二阶最佳ξ=0.707，应如何改变K值

第 3 页

)1001.0)(11.0()(++=

s s s K

s G 五．在系统的特征式为A （s ）=6

s +25

s +84

s +123

s +202

s +16s+16=0，试判断系统的稳定性（8分）

（12分）

七．某控制系统的结构如图，其中 要求设计串联校正装置，使系统具有K ≥1000及υ≥４５。

的性能指标。（13分）

s T s s s G 25.0,)

4(1

)(=+=

.

八．设采样控制系统饿结构如图所示，其中 试判断系统的稳定性。

（10分）

九． 已知单位负反馈系统的开环传递函数为： 试绘制K

由0 ->+∞变化的闭环根轨迹图,系统稳定的K 值范围。(15分)

,)4()1()(22++=s s K

s G

第5页

一、填空题：(每空1.5分，共15分)

1.当扰动信号进入系统破坏系统平衡时，有重新恢复平衡的能力则该系统具有。

2.控制方式由改变输入直接控制输出，而输出对系统的控制过程没有直接影响，

叫。

3.线性系统在零初始条件下输出量与输入量的之比，称该系统的传递函数。

4. 积分环节的传递函数为。

5.单位斜坡函数信号的拉氏变换式。

6. 系统速度误差系数K v= 。

7.系统输出由零上升到第一次穿过稳态值所需要的时间为。

8. 二阶欠阻尼振荡系统的峰值时间为。

9. 二阶振荡环节的频率特性为。

10.拉氏变换中初值定理为。

二．设质量-弹簧-摩擦系统如下图，f为摩擦系数，k为弹簧系数，p(t)为输入量，x(t)为输出量，试确定系统的微分方程。(11分)

第 6 页

三.在无源网络中，已知R 1=100kΩ,R 2=1MΩ,C 1=10μF,C 2=1μF 。试求网络的传递函数U 0（s ）/U r (s),说明该网络是否等效于两个RC 网络串联？(12分)

四.设单位反馈控制系统的开环传递函数为 确定闭环系

统持续振荡时的k 值。(12分)

五.已知单位反馈控制系统的开环传递函数为 试中T 1=0.1(s),

)

256)(4)(2()(2++++=s s s s K

s G )

1)(1(10

)(21s T s T s s G ++=

第 7 页

T 2=0.5(s). 输入信号为r(t)=2+0.5t,求系统的稳态误差。（11分）

六.最小相位系统对数幅频渐进线如下，试确定系统的传递函数。(12分)

七.试求)

1(1)(2s s e s E t

+-=-的z 变换. (12分)

第 8 页

八.已知单位负反馈系统的开环传递函数为

（1） 试绘制K 由0→+∞变化的闭环根轨迹图；

（2） 用根轨迹法确定使系统的阶跃响应不出现超调的K 值范围；

（3） 为使系统的根轨迹通过-1±j1两点，拟加入串联微分校正装置（τs+1），试确定τ的取

值。

（15分）

一。填空题（26分）

（1） 开环传递函数与闭环传递函数的区别是_______________________________

________________________________________________________________。

（2） 传递函数是指_____________________________________________________

________________________________________________________________。

（3） 频率特性是指_____________________________________________________

________________________________________________________________。

（4） 系统校正是指_____________________________________________________

________________________________________________________________。

（5） 幅值裕量是指_____________________________________________________

________________________________________________________________。

（6） 稳态误差是指_____________________________________________________

________________________________________________________________。

（7） 图a 的传递函数为G(s)=________________ 。 （8） 图b 中的t=______。

（9） 图c 的传递函数为G(s)=________________ 。

（10） s 3+5s 2+8s+6=0此特征方程的根的实部小于-1时系统稳定的k 值范围______。 （11） 图d 的传递函数为K=__________________。

)15.0)(1()(++=

s s s K

s G