自动控制理论试卷B答案

自动控制理论试卷B答案

一、填空题（每空1分，共20分）

1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量水温。

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，称为一开环控制系统------------------------ ;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，属于闭环控制系统一。

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，则该系统一。

4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的一输出的拉氏变

换与输入拉氏变换之比。

5、控制系统的数学模型，取决于系统结构―,与外作用及初始条件无关。

6、在二阶系统的单位阶跃响应图中，ts定义调节时间。%是超

为---------------- 口 ----------- 调量。

7、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面，即：一稳定性__________ 、快速性、禾口准确性，其中最基本的要求是_________________________ 稳定性_________ 。

&若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为G（s），则该系统的开环传递

函数为_________ G（s）_。

9、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。

二、选择题（每题2分，共10分）

1、关于传递函数，错误的说法是（B ）

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。

= ___ 2s1 ____

G(s)则该系统的闭环2、已知单位负反馈系统的开环传递函数为s2 6s 100

特征方程为（ B 」。+ ++ + =

A s 2 6s 100 0B、(s 2 6s100)(2s1)0

4、二阶系统的性能指标中表示超调量的参数为

(A)

三、试建立如图所示机械位移系统的动态微分方程，并求传递函数， 其中位移X i 为输入，位移X 。为输出。(15分)

C s 2 . 6s100 1_ 0

D 与是否为单位反馈系统有关

50

3、已知系统的开环传递函数为

.，则该系统的开环增益为

(2s 1)(s

5)

A 50

B 、25

C 、10 (C)

D 5

B 、t r

C t s

D t p

5、下列系统中属于不稳定的系统是

(D

——

■

一

一 j

A 、闭环极点为s i,2

1 2的系统 B

_ :井 1

C 、阶跃响应为c(t) 20(1 e 0.4t )的系统

)。 + - + =

、闭环特征方程为s 2

2s 1

0的系统

D 脉冲响应为h(t)

二 8 0.

e 4t 的系统

解：的引出点作为辅助点，根据力的平衡原则，可列出如下原始方程:

对上式进行拉氏变换，并注意到运动由静止开始，即:

Kt

期(0)二心(0)= 0

则系统传递函数为：

翠y+人1

瓯他-渗1■碍+热》

四、对下面系统结构图进行化简，求出其传递函数。（共15 分）

X 1G]((洛)

■

1 .1

-------------- 1 k■所以：-

系统的动态性能指标t r、t s 1% （共20 分）

解：系统的闭环传递函数为：

(s)

G B(s)

可得: 所以:

1G(s)

，

-2

0.5

sis 2n

S

2.5s

1

n

t s(5%) 6s

n

3.6s t

1-cos 1.047

五、已知某单位反馈系统的开环传递函数为G K(s)

wk

s(s1)

，试求

六、若某系统在单位阶跃输入r(t)=1(t) 时，零初始条件下的输出响

应’「,试求系统的传递函数和脉冲响应。（共20分）

解：对输出响应取拉氏变换的：

"警 1 1 , 1 ^+4^ + 2

CU J =------------- 辛-------- =-----------------------

摻曇十2^+|1+1)(^ + 2)

1

因为：C(s) G(s)R(s)G(s)

s

所以系统的传递函数为：

s24s2

G(s).

(s ■ 1)(s.2)

洎 1 2

T + -------------------- 11 +

(s + IWs 斗2) 金 +1 $ + 2 所以系统的单位脉冲响应为：