自动控制原理复习题A

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《自动控制原理》试卷（期末A卷参考答案）

《⾃动控制原理》试卷（期末A卷参考答案）试题编号：重庆邮电⼤学2009学年2学期《⾃动控制原理》试卷（期中）（A 卷）（闭卷）⼀、简答题（本⼤题共5⼩题，每⼩题4分，共20分） 1．传递函数定义及其主要性质。

答：线性定常系统在零初始条件下，输出量的拉⽒变换与输⼊量的拉⽒变换之⽐，称为传递函数。

（2分）主要性质：(每回答正确2个1分，全部正确2分)1）传递函数只适⽤于线性定常系统：由于传递函数是基于拉⽒变换，将原来的线性常系数微分⽅程从时域变换到复域，故只适⽤于线性定常系统。

2）传递函数是在零初始条件下定义的。

如果系统为⾮零初始条件，⾮零初始值V(s)，则系统新的输⼊、输出关系为：Y(s)=G(s).U(s)+ V(s)3)传递函数只表⽰了系统的端⼝关系，不明显表⽰系统内部部件的信息。

因此对于同⼀个物理系统，如果描述的端⼝不同，其传递函数也可能不同；⽽不同的物理系统，其传递函数可能相同。

4)传递函数是复变量S 的有理真分式函数，分⼦多项式的次数n 低于或等于分母多项的次数m ，所有系数均为实数。

2．线性控制系统的稳定性定义。

答：如果线性控制系统在初始扰动的影响下，其动态过程随时间的推移逐渐衰减并趋于零或原平衡点，则称系统渐进稳定，简称稳定（3分），反之，如果在初始扰动下，系统的动态过程随时间的推移⽽发散，则不稳定。

（1分）3．闭环系统的零、极点位置对于时间响应性能的超调量、调节时间的有何影响？答：（1）超调量主要取决于闭环复数主导极点的衰减率21//ξξωσ-=d ，与其他闭环零、极点接近坐标原点的程度有关；（2分）（2）条件时间主要取决于靠近虚轴的闭环复数极点的实部绝对值ξωσ=，如果实数极点距离虚轴最近，并且它附近没有实数零点，则调节时间主要取决于该实数极点的模值。

（2分）4．对于⼀个给定的开环增益为o k 最⼩相位系统，说明采⽤频率⽅法和根轨迹法判断稳定性的统⼀性。

答：频率法判断系统稳定性时，当o k 较⼩时，其副相曲线在)(ωj Go 平⾯不包围（-1，j0）这点，系统稳定，随着o k 的增加，副相曲线包围（-1，j0）这点，系统不稳定。

自动控制原理A卷答案(2009-2010)

………密………封………线………以………内………答………题………无………效……电子科技大学二零零九至二零壹零学年第二学期期末考试自动控制原理课程考试题Ａ卷（１２０分钟）考试形式：闭卷考试日期20 １０年７月１日课程成绩构成：平时２０分，期中分，实验分，期末８０分一二三四五六七八九十合计复核人签名得分签名一、计算题（共１００分，共６题，每题１０～２０分）１. 已知结构图：求()()C sR s. (15分)得分………密………封………线………以………内………答………题………无………效……前４步，每步３分；后２步，每步１.５分。

二系统如图)(1)(ttr=时的响应为)(th求aKK,,21？（15分）解：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-===∞%92218.2%''75.02)(σpth（２分）)1(22)(2222212221⎪⎩⎪⎨⎧==⇒++=++=ΦnnnnnaKssKKassKKsξωωωξωω（２分）)2(21..lim)().(.lim)(12221==++=Φ=∞→→KsKassKKssRsshss（２分）)4(75.012=-=nptωξπ（２分）22122ln0.090.76651%0.09 (5)0.76650.60833(52.55)10.7665eξπξσξβ--=-=⎪-⎪==⎨⎪===︒⎪+⎩（２分）………密………封………线………以………内………答………题………无………效……:)4()5(→(6) 236.5608.0175.02秒弧=-=πωn （２分）)1()6).(5(→⎪⎩⎪⎨⎧==⨯⨯=====237.6236.5608.0224.27236.51222K a K n n ξωω （３分）三.已知单位反馈系统的开环传递函数(1)试确定系统稳定时的K 值范围。

（10分） (2) 时，系统的稳态误差（10分）解：系统特征方程为―――――――――――（２分）()()()16.0126.0)(2++++=s s s s s K s G 2222)(t t t r ++=()()()026.016.012=+++++s K s s s s………密………封………线………以………内………答………题………无………效……将上述方程化简得到：――――――――――（２分）劳思表如下：―――――――――（４分）64.00<<⇒K―――――――――（２分）(2)()0216.026.16.0234=+++++k s K s s s KS KK K S K KS K s K s 208.1136.2516.0288.113016.06.1226.00234--+-+2222)(t t t r ++=∞=+++=aV P ss K K K e 1111………密………封………线………以………内………答………题………无………效……每个２分， ―――――――――――（１０分）四.已知单位负反馈系的开环传递函数为：画根轨迹。

自动控制原理复习习题答案

自动控制原理复习提纲一、单选题1 •根据控制元件的特性，控制系统可分为( B )。

A. 反馈控制系统和前馈控制系统B.线性控制系统和非线性控制系统C.恒值控制系统和随动控制系统D.连续控制系统和离散控制系统2 •系统的动态性能包括(D )0A .稳定性、准确性B .快速性、稳定性C.稳定性、平稳性 D .平稳性、快速性3•传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？ ( C )0A. 输入信号B.初始条件C.系统的结构参数D.输入信号与初始条件6. 适合应用传递函数描述的系统是( A )oA.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7.二阶系统的传递函数为21,则其无阻尼固有频率n和阻尼比依4s 4s 1次为(B )oA.1,0.5B.0.5,1C.2,1D.1,28.主导极点的特点是( D )oA.距离实轴很远B.距离实轴很近C.距离虚轴很远D.距离虚轴很近9. 增大系统的开环增益，将使系统跟随稳态误差(B ) oA.变大B. 变小C. 不变D. 不能确定10. 非单位负反馈系统，其输出为C(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)*( D )oA • E(S) C(S) H(S) B. E(S) R(S) C(S) H (S)C. E(S) R(S) H(S) C(S)D. E(S) R(S) C(S)H (S) 11典型二阶系统的阻尼比E =0时，其单位阶跃响应是( B )o1212313. 二阶系统当0< <1时，若增加，则输出响应的最大超调量 p 将(B )14.单位反馈系统稳态速度误差的正确含义是(C )A. 在r(t) R 1(t)时，输出速度与输入速度的稳态误差B. 在r(t) R 1(t)时，输出位置与输入位置的稳态误差C. 在r(t) V t 时，输出位置与输入位置的稳态误差D. 在r(t) V t 时，输出速度与输入速度的稳态误差 15. —阶系统 G(s)=^」的放大系数 K 愈小，则输出响应的稳态误差值 Ts 1(D )。

08-09年度第一学期《自动控制原理》考卷A卷

安徽大学20 08 —20 09 学年第一学期《自动控制理论》考试试卷（A 卷）（时间120分钟）一、化简题（共15分）某控制系统结构图如下，试求系统的闭环传递函数)()()(s R s C s =Φ.院/系专业姓名学号答题勿超装订线 ------------------------------装---------------------------------------------订----------------------------------------线----------------------------------------二、简答题（共15分）已知一控制系统的结构图如下（1）求使系统稳定时K 的取值范围；（2）如果要求闭环系统的极点全部位于1s =-垂线之左，求K 的取值范围。

三、绘图题（共10分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为：()(1)(0.51)KG s s s s =++（1）绘制该系统的根轨迹图；（2）为保证该系统稳定,试确定K 的取值范围。

四、判断题（共15分）已知单位负反馈系统，开环传递函数4(1)3(),0(1)k sG s ks s+=>-。

（1）绘制k=6时的乃氏曲线，并用乃氏判据判断系统的稳定性；（2）给出系统稳定时k的范围。

五、设计题（共15分）已知单位负反馈系统开环传递函数为)2()(+=s s Ks G o ，试设计串联校正装置，使t t r =)(时，稳态误差为05.0=ss e ，系统的相角裕度050≥γ。

六、分析题（共15分）设复合校正系统的结构如下图所示，试确定前馈校正装置的结构参数1λ和2λ，使复合校正后控制系统具有Ⅲ型控制精度。

（2121,,,T T K K 已知且均大于0）七、计算题（共15分）某含有零阶保持器的采样系统结构如图所示，试求：（1）当采样周期s T 1=时系统的临界开环增益c K ；（2）求1,1==K s T 时系统单位阶跃响应)(kT C ；（3）求系统在阶跃输入信号作用下的稳态误差。

自动控制原理考试卷A卷

自动控制原理考试卷A卷(总4页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除自动控制原理试卷A一、填空题（每空 1分，总共 20 分）。

1.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。

2.根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。

3.在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。

4.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。

5.在经典控制理论中，可采用劳斯判据(或：时域分析法) 、根轨迹法或奈奎斯特判据(或：频域分析法) 等方法判断线性控制系统稳定性。

6.判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用劳思判据、根轨迹、奈奎斯特判据等方法7.能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有微分方程、传递函数等。

8.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。

9.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cω对应时域性能指标调整时间s t，它们反映了系统动态过程的快速性。

二、选择题（每小题 2 分，共30 分）。

1.采用负反馈形式连接后，则 ( D )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 )。

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 ( C ) 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 。

自动控制原理试卷及答案

1《自动控制原理》试卷（A 卷）一、用运算放大器组成的有源电网络如图所示，试采用复数阻抗法写出它的传递函数。

（10分）（1图）（3图）二、假设某系统对于单位阶跃输入信号的响应为t te et y 10602.12.01)(---+= 。

(a) 求该系统的闭环传递函数。

(b) 确定该系统的阻尼系数。

（10分）三、试用梅逊增益公式求图中系统的闭环传递函数。

（写出步骤）（10分）四、控制系统的结构如图所示，设 r(t ) = t ⋅ 1(t ) ，p (t ) = 1(t )定义e (t ) = r(t ))(t y -，试求系统的稳态误差。

（10分）)(t p )(t r -++)(t y 1+s )1(1+s s +（4图）五、试确定题图所示系统参数K 和ξ的稳定域。

（写步骤）（10分）（5图）六、设单位反馈控制系统的开环传递函数为（1）绘制根轨迹，并加以简要说明。

（2）当系统的阻尼振荡频率s rad /1d =ω时试确定闭环主导极点的值与相应的增益值。

（15分）七、最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如图所示，确定系统的开环传递函数。

（10分）八、已知最小相位系统校正前后系统的折线对数幅频特性如图所示，其中Lo(ω)为校正前特性，L开(ω)为校正后特性。

（1）试作出校正装置的对数幅频特性Lc(ω)(折线)；（2）试写出校正装置的传递函数Gc(s);（3）计算校正后系统的相位裕度γ。

（15分）cp为s右半平面上的开环根的个数，v为开九、设开环系统的奈氏曲线如下图所示，其中，环积分环节的个数，试判别闭环系统的稳定性。

(10分)（a）(b)2《自动控制原理》试卷（B 卷）一、求下图所示系统的传递函数)(/)(0s U s U i 。

（10分）（1图）（3图）二、假设某系统对于单位阶跃输入信号的响应为t t e e t y 10602.12.01)(---+= 。

(a) 求该系统的闭环传递函数。

自动控制原理试题

2006-2007(A)一、填空题（每空2分，共10分）1.用三个字来概括概括对控制系统的基本要求是。

2.偶极子指的是。

3.扰动作用下的稳态误差取决于及主反馈通道中的积分环节数目与增益。

4.滞后校正是通过牺牲来换取稳定裕度的增加。

5.上升时间反映了系统能力。

二、选择题（每小题2分，共10分）1.建立系统多项式模型的函数是（）A. zpkB. tfC. ssD. sos2. 关于开环放大倍数对系统性能的影响，错误的是（）A. 提高开环放大倍数，系统的快速性提高，稳定性增强；B. 开环放大倍数与开环相频特性无关；C. 提高开环放大倍数，能够提高系统的稳态精度；D. 开环放大倍数等于０型系统的静态位置误差系数。

3. 控制系统结构如图所示，则系统属于（）A. 开环控制B. 反馈控制C. 按给定补偿D. 按扰动补偿4.以下不属于非线性系统特点的是（）A. 满足叠加性B. 存在自激振荡C.有多个平衡点D. 频率响应会畸变5.设系统开环传递函数为2(3)(1)(0.51)ss s s+++，则开环放大倍数为（）A. ∞；B. 6；C. 12；D. ２三、判断题（每小题２分，共10分）1.为保证系统具有足够的稳定裕度，中频段应有足够的宽度。

（）2.闭环极点越远离虚轴，对应的响应分量结束得越早。

（）3.引入测速反馈后，可以增大系统的阻尼，改善稳定性，但会使稳态精度下降。

（）4.对于最小相位系统，稳定的充要条件是奈氏曲线中正负穿越次数之差为零。

（）5.劳斯判据是近似求解系统的闭环极点的作图方法。

（）四、求下列两图所示示系统的传递函数。

其中，T=1s ，K=1。

（12分,每图6分）五、已知系统开环传递函数为100(2)()()(1)(20)s G s H s s s s +=++，试绘制渐近对数幅频特性曲线，并求截止频率与相角裕度。

（14分）六、已知调速系统的方框图如下图所示，请回答下列问题：（12分）（１）分析电网电压发生波动时，系统的调节过程；（4分）（２）反馈系数α应如何整定？PI 调节器的限幅对系统会产生何种影响？（4分）（３）反馈控制的特点与实质是什么？（4分）七、控制系统结构图如图所示。

自动控制原理复习题(选择和填空)

第一章自动控制的一般概念1.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2.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3.与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。

A.输出量B.输入量C.扰动量D.设定量4. 直接对控制对象进行操作的元件称为（）A.给定元件B.放大元件C.比较元件D.执行元件5. 对于代表两个或两个以上输入信号进行（）的元件又称比较器。

A.微分B.相乘C.加减D.相除6. 开环控制系统的的特征是没有（）A.执行环节B.给定环节C.反馈环节D.放大环节7. 主要用来产生偏差的元件称为（）A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.放大元件8. 某系统的传递函数是()s e s s G τ-+=121，则该可看成由（）环节串联而成。

A.比例.延时 B.惯性.导前 C.惯性.延时 D.惯性.比例10. 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11.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。

第二章自动控制的数学模型1. 已知)45(32)(22++++=s s s s s s F ，其原函数的终值=∞→t t f )(（） A.0 B.∞ C.0.75 D.32．正弦函数sin ωt 的拉氏变换是（）3．传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？（）A.输入信号B.初始条件C.系统的结构参数D.输入信号和初始条件4．对复杂的信号流图直接求出系统的传递函数可以采用( )A.终值定理B.初值定理C.梅森公式D.方框图变换5．采用系统的输入.输出微分方程对系统进行数学描述是（）A.系统各变量的动态描述B.系统的外部描述C.系统的内部描述D.系统的内部和外部描述6．拉氏变换将时间函数变换成（）A ．正弦函数B ．单位阶跃函数C ．单位脉冲函数D ．复变函数7．线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下（）A ．系统输出信号与输入信号之比B ．系统输入信号与输出信号之比C ．系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比D ．系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比8．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9. 某典型环节的传递函数是()151+=s s G ，则该环节是（）A.比例环节B.积分环节C.惯性环节D.微分环节10. 已知系统的微分方程为()()()()t x t x t x t xi 2263000=++ ，则系统的传递函数是（） ω+s A 1.22.ωω+s B 22.ω+s s C 221.ω+s DA.26322++s s B.26312++s s C.36222++s s D.36212++s s11. 引出点前移越过一个方块图单元时，应在引出线支路上（）A.并联越过的方块图单元B.并联越过的方块图单元的倒数C.串联越过的方块图单元D.串联越过的方块图单元的倒数12. 某典型环节的传递函数是()Tss G 1=，则该环节是（） A.比例环节 B.惯性环节 C.积分环节 D.微分环节13. 已知系统的单位脉冲响应函数是()21.0t t y =，则系统的传递函数是（） A. 32.0s B.s 1.0 C.21.0s D.22.0s14. 梅逊公式主要用来（）A.判断稳定性B.计算输入误差C.求系统的传递函数D.求系统的根轨迹15. 传递函数只取决于系统或元件的（），而与系统输入量的形式和大小无关，也不反映系统内部的任何信息。

自动控制原理科目考试题A卷（开卷）及答案

⾃动控制原理科⽬考试题A卷（开卷）及答案级（学⽣填写）：姓名：学号：命题：审题：审批： ------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ----------------------------------------------------------- （答题不能超出密封装订线）2009～2010学年第⼀学期控制⼯程基础科⽬考试题A 卷（开卷）)(1s G------------------------------------------------------ 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ----------------------------------------------------------- 班级（学⽣填写）：姓名：学号：3、6. 为2型系统，p K =∞， v K = ∞， a K =K=20当输⼊r( t )分别为1( t )、t 和t 2时，e ss 分别为0，0，1/10 ；当r(t)=1( t )+ t + t 2时，根据线性系统的叠加原理，e ss =0+0+1/10=1/10 。

1. 求下图所⽰电路的传递函数及微分⽅程（10分）)1(11)()(212122Cs R R R R Cs R Cs R s U s U r c +-=+-= ； r 2c 1c21u R u R dtdu CR R -=+ 。

1、求下图所⽰电路的传递函数及微分⽅程（8分）。

⼀系统的开环传递函数为 G(S)H(S)=100/(10s+1)(2s+1)(0.2s+1) （1）绘制渐近对数幅频曲线图。

1）7. 试分别⽤幂级数法、部分分式法求以下函数的z 反变换并求x （3）：（9分）)2)(1()(--=z z zz X1）幂级数法+++-+--+--+-+---------------3213232121211127314151421767693232323z z z z z z z z z z z z z z z zz z,.....7)3(,3)2(,1)1(,0)0()(...73)2)(1()(0321=====+++=--=∑∞=----x x x x z k x z z z z z zz X k k2）、部分分式法21)2)(1(1)(-+--=--=z z z z z z X 11 21)(-+--=z zz z z X k z z z z z z 2]2[,1]1[11=- =- -- e(kT)=-1+2ke *(t)=e (0)δ(t )+e (T )δ(t -T )+e (2T )δ(t -2T )+…=0+1δ(t -T )+3δ(t -2T )+ 7δ(t -3T )+…⼀．填空题1、单输⼊单输出；线性定常系统。

15《自动控制原理》A试卷及参考答案

自动控制原理A （15）1、（25分）判断题，将正确答案连同相应的题好写在答题纸上： (1)．已知系统的开环传递函数)13)(22()4(4)(2++++=s s s s s s G ，则系统的开环根轨迹增益*K 为：A ：4；B ：8；C ：4/3；D ：1 (2)．根轨迹的模值方程可用于：A ：绘制根轨迹；B ：确定根轨迹上某点所对应的开环增益；C ：确定实轴上的根轨迹；D ：确定根轨迹的起始角与终止角。

(3)．对于串联校正：A ：若采用无源校正，只能构成滞后校正；不能构成超前校正。

B ：若采用有源校正，既能构成滞后校正；又能构成超前校正。

(4)．已知系统的开环传递函数为)(s KG 在右半平面有两个极点，10,1,1.0===K K K 时的开环频率响应的Nyquist 如图（A ）（B ）（C ）所示，试用Nyquist 判据确定K 为哪一个值时，闭环系统是稳定的。

→0→0→0（A ）（B ）（C ）A ：1.0=K ；B ：1=K ；C ：10=K 。

(5)．对于线性采样控制系统：A ：它的稳定性与采样频率有关；B ：它的稳态误差与采样频率无关；C ：它的动态性能指标与采样频率无关。

2、（12分）求出下图所示无源校正网络的微分方程，并求传递函数)()(12s U s U ，画出其伯德图并说明其特性(是超前还是滞后)。

1R)3、（12分）统方框图如图所示，若要求当)(1)1()(),(1)14()(t t t n t t t r ⋅+=⋅+=时总的稳态误差1≤ss e ，求K 的取值范围。

4、（14分）某单位负反馈系统的开环传递函数为)1)(2()2()(+-+=s s s K s G ，要求：（1）作出系统的一般根轨迹图，并写明主要步骤；（2）试求系统阻尼比1707.0<<ξ时的K 值范围。

5、（12分）.某单位负反馈系统前向通路上有一个描述函数为AeA N j3)(π-=非线性环节，线性部分的传递函数为)1(30)(+=s s s G ，试用描述函数法确定系统是否产生自振荡？若存在求自振荡的参数。

(完整)自动控制原理复习题20套答案

自动控制原理试卷1答案一．填空 1．微分方程、传递函数、频率特性、结构图。

2．闭环极点都位于S 平面左侧;系统的特性方程的根都在Z 平面上以原点为圆心的单位圆内.3． 5.02+S ;0；8。

4． 4，Ⅱ；62.5.5． 110100+S ；10。

6． P-I;利用G(s ）的负斜率使ωC 减小，改善静态性能。

7．将连续信号变为离散信号;0。

二．（14分）解：（1）（2）C （Z)=)()(1)()(1232321Z H Z H G G Z G G Z RG •+•三．（20分）解：（1）F （s)=[]T s st f 111)(+-=（2)F （s ）=525125151)5(122++-=+s s ss s（3）G 1（s ）=s s s s s s s s s s 321030)2(10)2(3101)2(102+=++=+⨯++G 2(s ）=ss s a s )32(10)(2+⨯+sa s s a s s s s a s a s s R s C 1010321010)32(10)(10)()()(232++++=++⨯+⨯+=∴ a s s s s A 101032)(23+++=∴ 要使系统稳定，则必须满足{{032010101032><>>⨯⇒a a a a320<<∴a （两内项系数乘积>两外项系数乘积）521634432125152125143321521251243213211352126346321251132122111)1()()(1001)()(G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G s R s C G G G G G G G G P G G G P L G G G L G G G G G G G G G G L L L L P P s R s C +-+++++++=∴+++=∆==∆==∑=∑+---=∑∑-∑+∑-=∆∆∆+∆= t e t s F 5125125151)]([f(t)--+-== (1分) (1分) (1分) (1分) (1分) (1分) (1分) (1分) (1分)(1分)(4分) (4分)(3分) (3分)(3分)(1分)(2分) (1分)(1分) (2分)（每空1分。

自动控制原理及其应用试卷A

自动控制原理及其应用试卷A2022～2022学年第1学期期末试卷《自动控制原理及其应用》（A）题号一二三四五六平时成绩满分402040扣分一、单项选择题（每小题2分，共40分）：1.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。

52.若某负反馈控制系统的开环传递函数为(1)，则该系统的闭环特征方程为()。

A、(1)0B、(1)50C、(1)10D、与是否为单位反馈系统有关G()C()3.如图1所示系统，传递函数R()为（）。

G1G2G1G2G1G3A、1G2G3B、1G1G3C、1G2G3D、以上都错4.同一系统，不同输入信号和输出信号之间传递函数的特征方程（）A、相同B、不同C、不存在D、不定G5.某系统的开环传函0()K(1)，相角稳定裕量45，则K为：（）2A、1B、2C、2D、26.已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是()K(2)K(1)KK(1)A、(1)B、(5）C、(2－1)D、(2)7.开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标()A、超调%B、稳态误差eC、调整时间tD、峰值时间tpG108.单位反馈系统的开环传函为：0()332210，系统的闭环极点在左半平面分布的个数为：（）A、0个B、1个C、2个D.3个9.对于以下情况应绘制0°根轨迹的是()A、主反馈口符号为“-”；B、除Kr外的其他参数变化时；C、非单位反馈系统；D、根轨迹方程（标准形式）为G()H()1。

10.根轨迹的模值方程可用于（）A、确定根轨迹的起始角与终止角B、确定实轴上的根轨迹分布C、确定根轨迹上某点对应的开环增益D.绘制根轨迹11.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0D、速度误差系数为012.系统在r(t)t2作用下的稳态误差e，说明（）A、型别v2B、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C(z)13.线性离散系统如图2所示，则R(z)为：（）G1(z)G2(z)G1(z)G2(z)G1(z)G2(z)A、1G1(z)G2H(z)B、1G1G2H(z)C、1G1(z)G2(z)H(z)D.以上答案都不对二、填空（每题2分，共20分）：G()10014.单位负反馈控制系统开环传递函数(10)，在单位加速度信号作用下，系统的稳态误差为（）A、0．1B、0．01C、0D.15.确定根轨迹与虚轴的交点，可用()A．劳斯判据B．幅角条件C．幅值条件D．dk/d=0G()10(21)16.已知单位反馈系统的开环传递函数为2(26100)，当输入信号是r(t)22tt2时，系统的稳态误差是（)A、0B、∞C、10D、2017.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)。

自动控制原理复习题A

自动控制原理复习题A一、已知控制系统结构图如下图所示;试通过结构图等效变换求系统传递函数Cs /Rs ;二、已知系统特征方程为 025103234=++++s s s s 试用劳思稳定判据确定系统的稳定性;三、已知单位反馈系统的开环传递函数试求输入分别为rt =2t 和 rt =2+2t+t 2 时系统的稳态误差;四、设单位反馈控制系统开环传递函数如下,试概略绘出相应的闭环根轨迹图要求确定分离点坐标d ：五、1 、绘制下列函数的对数幅频渐近特性曲线：2 、已知最小相位系统的对数幅频渐近特性曲线如图所示,试确定系统的开环传递函数;六、已知线性离散系统的输出zz z z z z C 5.05.112)(2323+-++=,计算系统前4个采样时刻c 0,cT ,c 2T 和c 3T 的响应; 七、已知非线性控制系统的结构图如下图所示;为使系统不产生自振,试利用描述函数法确定继电特性参数a ,b 的数值;继电特性的描述函数为a X X a X b X N ≥⎪⎭⎫ ⎝⎛-= ,14)(2π; 自动控制原理复习题A 答案一 223311321)1)(1()()(H G H G H G G G G s R s C +++=二系统不稳定;三 ∞ , ∞四五12 )1100/)(1/()1/001.0(100)(11+++=s s s s G ωω 六 c 0=1 cT = c 2T = c 3T =七 b a π38> 自动控制原理复习题B一、已知控制系统结构图如下图所示;试通过结构图等效变换求系统传递函数Cs /Rs ;二、已知单位反馈系统的开环传递函数)12.0)(1()15.0()(2++++=s s s s s K s G试确定系统稳定时的K 值范围;三、已知单位反馈系统的开环传递函数试求输入分别为 rt =2t 和 rt =2+2t+t 2 时,系统的稳态误差;四、设单位反馈控制系统的开环传递函数要求：1 画出准确根轨迹至少校验三点；2 确定系统的临界稳定开环增益K ｃ；3 确定与系统临界阻尼比相应的开环增益K ;五、1 、绘制下列函数的对数幅频渐近特性曲线：2．已知最小相位系统的对数幅频渐近特性曲线如图所示,试确定系统的开环传递函数;六、已知线性离散系统的闭环脉冲传递函数为2.01.0)(22-++=Φz z z z z ,试判断该系统是否稳定; 七、试用等倾线法证明 )1( 022>=++ζωζωx x x n n相轨迹中有两条过原点直线,其斜率分别为微分方程的两个特征根;自动控制原理复习题B 答案一 1211223232141)()(H G G H G H G G G G G G s R s C -+++=二解：由题可知系统的特征方程为列劳斯表如下由劳斯稳定判据可得解上述方程组可得 0 1.705K <<三 , ∞四 12 K c =1503 K =五12六稳定七自动控制原理复习题C一、已知Gs 和Hs 两方框相对应的微分方程分别是且初始条件均为零,试求传递函数Cs /Rs ;二、已知非线性控制系统的结构图如下图所示;为使系统不产生自振,试利用描述函数法确定继电特性参数a ,b 的数值;继电特性的描述函数为a X X a X b X N ≥⎪⎭⎫ ⎝⎛-= ,14)(2π; 三、已知单位反馈系统的开环传递函数试求输入分别为rt =2t 和 rt =2+2t+t 2 时系统的稳态误差;四、设单位反馈控制系统开环传递函数 )12()1()(++=s s s K s G , 试概略绘出相应的闭环根轨迹图要求确定分离点坐标d ：五、 1、绘制下列函数的对数幅频渐近特性曲线：2 、已知最小相位系统的对数幅频渐近特性曲线如图所示,试确定系统的开环传递函数;六、设开环离散系统如图所示,试求开环脉冲传递函数GZ ;七、各系统的Gjω与-1/Nx 曲线如下图所示,试判断各系统的稳定性P =0;1 、2、自动控制原理复习题C 答案一二 b a π38> 三 0 , 20四五12六七1自振点2a 为自振点,b 为不稳定周期运动。

10-11年度第一学期《自动控制原理》考卷A卷答案

安徽大学20 10 —20 11 学年第一学期《自动控制理论》（A 卷）考试试题参考答案及评分标准一、选择题（每小题2分，共10分）1、D2、D3、A4、B5、A二、填空题（每空1分，共10分）1、10，0.7072、s 左半平面3、5,104、主导极点1p =1L =1∆=∆=()()C s R s1、（)t 时，则ssr e =()1()n t t =时，212lim ()()1ssn en s e sN s s k k →=Φ=-+（4分）故21211ss ssr ssn k e e e k k -=+=+（2分）2、解：（10分）（1）系统有三个开环极点,2p ,1p ,0p 321-=-==没有开环零点，根轨迹起于,2p ,1p ,0p 321-=-==点，终止于无穷远处，共有三条根轨迹。

(1分) （2）由法则4可知道，实轴上的根轨迹区间为：]0,1[],2,[---∞。

(1分)（3）根轨迹渐进线与正实轴的夹角：(1分)1,0,3)12(±=+=k k a πϕ 有︒︒±=180,60a ϕ（4）根轨迹渐进线与正实轴的交点(1分)1321331-=--==∑=iiapσ(5)分离点(1分)21111=++++ddd解得58.1,42.021-=-=dd，根据实轴上的根轨迹区间可以知道，2d并不在根轨迹上，故舍去，42.01-=d是分离点。

实轴上的分离点的分离角为︒±90。

（6）根轨迹与虚轴的交点令jws=带入特征方程，并令实部虚部为0，有：⎪⎩⎪⎨⎧=+-=+-253223Kwww解得：⎩⎨⎧=±===6,414.1w)(0,03,21KKw舍去(1分)根据以上条件，绘制根轨迹如下图：(4分)当60<<k时，系统稳定。

3、（15分）解：系统的开环频率特性为：1()(1)10jG jjjωωωω+=-（2分）(0),(0);2()0,(0);2A j jA j jπϕπϕ+++→∞→∞→→-（4分）其Nyquist曲线如图所示。

自动控制原理试卷及答案20套

第 1 页共 41 页《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。

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第 2 页共 41 页六、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 c21ser _ u12《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）。

自动控制原理试卷及答案

自动控制原理试卷A(1)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 ，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 R s E s R s C5．（15分）已知系统结构图如下，试绘制K 由0→+∞变化的根轨迹，并确定系统阶跃响应分别为衰减振荡、单调衰减时K 的取值范围。

Re Im ∞→ω00→ωK 2-0,3==p v （a ）Re Im ∞→ω00→ωK 2-0,0==p v （b ） Re Im ∞→ω00→ωK 2-2,0==p v （c ）题4图题2图 1G 2G 3G 5G C R +E --4G +6G6．（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。

7．（15分）离散系统如下图所示，试求当采样周期分别为T=秒和T=秒输入)(1)23()(t t t r ⋅+=时的稳态误差。

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)(1x N -和G （j ω）的交点是否为自振点。

参考答案A(1)1、根轨迹略，2、传递函数)9)(4(36)(++=s s s G ；单位脉冲响应)0(2.72.7)(94≥-=--t ee t c tt 。

3、 21,21,21><≠K K K 4、6425316324215313211)()(G G G G G G G G G G G G G G G G G G s R s C ++++= 642531632421653111)()(G G G G G G G G G G G G G G G G G s R s E +++-= 5、根轨迹略。

《自动控制原理》试卷(期末A卷参考答案)

试题编号：重庆邮电大学2009学年2学期《自动控制原理》试卷（期中）（A 卷）（闭卷）一、简答题（本大题共5小题，每小题4分，共20分） 1．传递函数定义及其主要性质。

答：线性定常系统在零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比，称为传递函数。

（2分）主要性质：(每回答正确2个1分，全部正确2分)1）传递函数只适用于线性定常系统：由于传递函数是基于拉氏变换，将原来的线性常系数微分方程从时域变换到复域，故只适用于线性定常系统。

2）传递函数是在零初始条件下定义的。

如果系统为非零初始条件，非零初始值V(s)，则系统新的输入、输出关系为：Y(s)=G(s).U(s)+ V(s)3)传递函数只表示了系统的端口关系，不明显表示系统内部部件的信息。

因此对于同一个物理系统，如果描述的端口不同，其传递函数也可能不同；而不同的物理系统，其传递函数可能相同。

4)传递函数是复变量S 的有理真分式函数，分子多项式的次数n 低于或等于分母多项的次数m ，所有系数均为实数。

2．线性控制系统的稳定性定义。

答：如果线性控制系统在初始扰动的影响下，其动态过程随时间的推移逐渐衰减并趋于零或原平衡点，则称系统渐进稳定，简称稳定（3分），反之，如果在初始扰动下，系统的动态过程随时间的推移而发散，则不稳定。

（2分）4．对于一个给定的开环增益为o k 最小相位系统，说明采用频率方法和根轨迹法判断稳定性的统一性。

答：频率法判断系统稳定性时，当o k 较小时，其副相曲线在)(ωj Go 平面不包围（-1，j0）这点，系统稳定，随着o k 的增加，副相曲线包围（-1，j0）这点，系统不稳定。

自动控制原理期末考试复习资料

《自动控制原理》课程综合复习资料一、单选题1.关于自动控制系统的组成，下列说法正确的是（）。

A.自动控制系统包括比较环节、控制器、执行器、被控对象和传感器五部分。

B.自动控制系统包括控制器、被控对象和传感器三部分。

C.自动控制系统包括控制器、执行器、被控对象和传感器四部分。

D.自动控制系统包括控制系统的输入、控制器、执行器、被控对象和传感器和控制系统输出等。

答案：C2.关于传递函数，下面说法正确的是（）。

A.传递函数与微分方程的相互转化可以不用满足零初始条件。

B.传递函数能反映系统的物理结构。

C.系统传递函数分母的阶次n与分子的阶次m满足关系m>n。

D.传递函数只适合单输入单输出系统，不适合多输入多输出系统。

答案：D3.对复杂的结构图或信号流通图，系统的传递函数可以采用（）直接求出。

A.终值定理B.初值定理C.方框图变换D.梅森增益公式答案：D4.一阶系统的单位阶跃响应曲线中，误差带选2%时，调节时间为（）。

A.TB.2TC.3TD.4T答案：D5.一阶微分环节属于（）类型的校正环节。

A.超前校正B.滞后校正C.先超前后滞后D.先滞后后超前答案：A6.图中有几条回路（）。

A.2条B.3条C.4条D.5条答案：B7.信号流图特征式的计算公式为（）。

A. B.C. D.答案：D8.图中有几条前向通道（）。

A.2条B.3条C.4条D.5条答案：C9.已知系统的闭环特征方程为32310330+++=s s s ，则系统实部为正的特征根个数有（）。

A.0个1a b c d e f a bc defΔL L L L L L =---+∑∑∑1+a b c d e f abc defΔL L L L L L =++∑∑∑1+a b c d e f abcdefΔL L L L L L =-++∑∑∑1a b c d e f abc defΔL L L L L L =-+-+∑∑∑B.1个C.2个D.3个答案：C10.已知系统的开环传递函数为()(1)(2)=++KG s s s s ，则闭环系统稳定的参数取值范围是（）。