自动控制原理模拟题及答案
(完整版)自动控制原理试题及答案
(完整版)自动控制原理试题及答案一、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. 一阶微分环节Ts s G +=1)(,当频率T1=ω时,则相频特性)(ωj G ∠为( A )A.45° B.-45° C.90° D.-90°10.最小相位系统的开环增益越大,其( D )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11.设系统的特征方程为()0516178234=++++=s s s s s D ,则此系统( A )A.稳定B.临界稳定C.不稳定D.稳定性不确定。
12.某单位反馈系统的开环传递函数为:())5)(1(++=s s s k s G ,当k =( C )时,闭环系统临界稳定。
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。
自动控制原理试题及答案
自动控制原理试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 自动控制系统中,开环控制系统与闭环控制系统的主要区别在于()。
A. 是否有反馈B. 是否有前向通道C. 是否有反馈通道D. 是否有控制器答案:C2. 下列哪个是二阶系统的典型形式()。
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:D3. 在自动控制系统中,稳态误差为零的条件是()。
A. 系统为一阶系统B. 系统为二阶系统C. 系统为三阶系统D. 系统为任意阶系统答案:A4. 一个系统是线性的,当且仅当它满足()。
A. 叠加原理B. 齐次性C. 叠加原理和齐次性D. 以上都不是答案:C5. 系统的稳定性可以通过()来判断。
A. 劳斯-赫尔维茨准则B. 奈奎斯特准则C. 波特图D. 以上都是答案:D6. 一个系统是可控的,当且仅当其可控性矩阵是()。
A. 奇异的B. 非奇异的C. 正定的D. 负定的答案:B7. 一个系统的可控性与()无关。
A. 系统的状态B. 系统的输入C. 系统的输出D. 系统的参数答案:C8. 一个系统的可观测性与()无关。
A. 系统的状态B. 系统的输入C. 系统的输出D. 系统的参数答案:B9. 系统的传递函数是()。
A. 时域函数B. 频域函数C. 复频域函数D. 以上都不是答案:C10. 系统的稳定性可以通过()来分析。
A. 根轨迹图B. 波特图C. 奈奎斯特图D. 以上都是答案:D二、填空题(每题3分,共30分)1. 自动控制系统按照控制方式可以分为______控制系统和______控制系统。
答案:开环;闭环2. 系统的动态性能通常用______、______和______来描述。
答案:稳定性;准确性;快速性3. 系统的稳态误差与系统的______有关。
答案:类型4. 系统的稳定性可以通过______准则来判断。
答案:劳斯-赫尔维茨5. 系统的可控性可以通过______矩阵来判断。
自动控制原理模拟题与答案
自动控制原理模拟题与答案一、选择题1. 在经典控制中,开环控制与闭环控制相比,下列说法正确的是:A. 开环控制具有较好的鲁棒性B. 闭环控制对扰动具有较好的抑制能力C. 开环控制是一种无延迟控制方式D. 闭环控制可以忽略系统的非线性和时变性答案:B2. 对于一个一阶惯性环节,其传递函数为G(s) = K / (Ts + 1),下列哪个参数可以影响系统的响应速度?A. KB. TC. TsD. 1答案:B3. PID控制器的传递函数为Gc(s) = Kp + Ki/s + Kds,其中Kp、Ki、Kd分别表示比例、积分和微分增益。
下列说法正确的是:A. 比例增益Kp决定超调量B. 积分增益Ki可以消除稳态误差C. 微分增益Kd可以提高系统的响应速度D. PID控制器只适用于线性系统答案:A二、填空题1. 在控制系统中,传递函数的分子部分表示_______,分母部分表示_______。
答案:输出;输入2. 智能调节器是一种_______控制器,通过模糊化处理将非精确的输入转化为精确的输出。
答案:模糊3. 传感器是自动控制系统中的_______,用于将物理量转化为电信号。
答案:输入装置三、计算题1. 一个系统的开环传递函数为G(s) = K / (s + 1),计算该系统的单位阶跃响应的时间常数T和最终值稳定误差Ku。
答案:时间常数T = 1秒最终值稳定误差Ku = 12. 一个系统的传递函数为G(s) = 10 / (s + 5)(s + 10),使用PID控制器进行控制,已知Kp = 1,Ki = 0.5,Kd = 0.2。
计算该系统的闭环传递函数。
答案:闭环传递函数为Gc(s) = (Kp + Ki/s + Kds)G(s)= (1 + 0.5/s + 0.2s) * (10 / (s + 5)(s + 10))四、简答题1. 什么是系统的稳态误差?如何消除系统的稳态误差?答:稳态误差是指系统在输入信号恒定时,输出与期望值之间的偏差。
《自动控制原理》模拟试卷及答案
《自动控制原理》模拟试卷四一、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,t s定义为。
% 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K,则其开环幅频特性为,相频特s(T1 s1)(T2 s1)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ess lims2 R(s);s01G (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)。
,则该系统的闭环特征方程为(s( s 1)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()。
自动控制原理考试试卷及答案30套
1.(10分)设系统开环极点(×)、零点(○)分布如题1图所示。试画出相应的根轨迹图。
2、(10分)已知系统开环幅相频率特性如下图所示,试根据奈氏判据判别系统的稳定性,并说明闭环右半平面的极点个数。其中 为开环传递函数在s右半平面极点数, 为开环系统积分环节的个数。
3、(15分)某系统方框图如下图所示,
8、(14分)试绘制 方程所描述系统的根轨迹。
自动控制原理试卷A(10)
一、(12分)典型二阶系统的开环传递函数为
当取 时,系统的稳态输出为 ,试确定系统参数
二、(12分)试求下图所示无源校正网络的的传递函数,画出其伯德图并说明其特性(是超前还是滞后)。
三、(12分)某闭环系统的特征方程为 ,试求系统产生等幅振荡的k值。
6. (15分)已知最小相位系统的对数幅频特性曲线如下图所示(分段直线近似表示)
7.(15分)题7图(a)所示为一个具有间隙非线性的系统,非线性环节的负倒幅相特性与线性环节的频率特性如题6图(b)所示。这两条曲线相交于 和 两点,判断两个交点处是否存在稳定的自持振荡。
8.(15分)某离散控制系统如下图,采样周期T=0.2秒,试求闭环稳定的K1、K2的取值范围。
自动控制原理试卷A(3)
1、.(10分)已知某单位负反馈系统的开环传递函数为 ,试求系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应。
2、(10分)已知单位负反馈系统的闭环零点为-1,闭环根轨迹起点为0,-2,-3,试确定系统稳定时开环增益的取值范围。
3、(10分)已知系统的结构图如下,试求:
(1)闭环的幅相特性曲线;
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为开环零点)
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:________、________、________。
自动控制原理考题
选择题
在自动控制系统中,用于比较输入信号与反馈信号,从而产生误差信号的环节是?
A. 控制器
B. 传感器
C. 比较器(正确答案)
D. 执行器
下列哪种控制规律能够根据误差的变化率来调整控制量,从而改善系统的动态性能?
A. P控制
B. I控制
C. D控制(正确答案)
D. PI控制
自动控制系统中,传递函数表示的是系统的哪种特性?
A. 静态特性
B. 动态特性(正确答案)
C. 稳态特性
D. 瞬态特性
在频域分析中,系统的稳定性通常通过哪个图形来判断?
A. 伯德图(正确答案)
B. 奈奎斯特图
C. 尼柯尔斯图
D. 根轨迹图
下列哪种控制系统能够根据被控对象的实际输出与期望输出的偏差进行自动调节?
A. 开环控制系统
B. 闭环控制系统(正确答案)
C. 复合控制系统
D. 前馈控制系统
在自动控制原理中,系统的稳态误差主要由哪个因素决定?
A. 系统增益
B. 系统型别(正确答案)
C. 系统阻尼比
D. 系统自然频率
下列哪种方法可以用于分析线性时不变系统的稳定性和动态性能?
A. 拉普拉斯变换
B. 傅里叶变换
C. Z变换
D. 根轨迹法(正确答案)
在自动控制系统设计中,为了减小系统的超调量,通常可以采取哪种措施?
A. 增加系统增益
B. 减小系统阻尼比
C. 增加系统惯性环节
D. 引入微分控制(正确答案)
下列哪种控制策略是基于被控对象的数学模型,通过精确计算来实现最优控制?
A. 经典控制
B. 现代控制(正确答案)
C. 智能控制
D. 自适应控制。
(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。
自动控制原理四套经典试题及答案
试题四一、填空题(每空 1 分,共15分)1、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面,即: 快速性 、稳定性 和 准确性 ,其中最基本的要求是 稳定性 。
2、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 ) 。
3、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 传递函数 、 结构图 等。
4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定,可采用劳斯 判据 、 根轨迹 、 奈奎斯特判据 等方法。
5、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6、PID控制器的输入-输出关系的时域表达式是()()()()tp p p iK de t m t K e t e t dt K T dtτ=++⎰, 其相应的传递函数为1()(1)C p i G s K s T sτ=++ 。
7、最小相位系统是指 S 右半平面不存在系统的开环极点及开环零点 。
二、选择题(每题 2 分,共20分)1、关于奈氏判据及其辅助函数 F(s)= 1 + G(s)H(s),错误的说法是 ( A )A 、 F(s)的零点就是开环传递函数的极点B 、 F(s)的极点就是开环传递函数的极点C 、 F(s)的零点数与极点数相同D 、 F(s)的零点就是闭环传递函数的极点 2、已知负反馈系统的开环传递函数为221()6100s G s s s +=++,则该系统的闭环特征方程为( B )。
A 、261000s s ++= B 、 2(6100)(21)0s s s ++++=C 、2610010s s +++= D 、与是否为单位反馈系统有关3、一阶系统的闭环极点越靠近S 平面原点,则 ( D ) 。
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100(0.11)(5)s s ++,则该系统的开环增益为 ( C )。
《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》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)
(完整word版)自动控制原理试题库20套和答案详解
第 1 页一、填空(每空1分,共18分)1.自动控制系统的数学模型有 、 、 、共4种。
2.连续控制系统稳定的充分必要条件是 。
离散控制系统稳定的充分必要条件是 。
3.某统控制系统的微分方程为:dtt dc )(+0.5C(t)=2r(t)。
则该系统的闭环传递函数 Φ(s)= ;该系统超调σ%= ;调节时间t s (Δ=2%)= 。
4.某单位反馈系统G(s)=)402.0)(21.0()5(1002+++s s s s ,则该系统是 阶型系统;其开环放大系数K= 。
5.已知自动控制系统L(ω)曲线为:则该系统开环传递函数G(s)= ;ωC = 。
6.相位滞后校正装置又称为 调节器,其校正作用是 。
7.采样器的作用是 ,某离散控制系统)()1()1()(10210TT e Z Z e Z G -----=(单位反馈T=0.1)当输入r(t)=t 时.该系统稳态误差为 。
二. 1.求:)()(S R S C (10分)R(s)第2页2.求图示系统输出C(Z)的表达式。
(4分)四.反馈校正系统如图所示(12分)求:(1)K f=0时,系统的ξ,ωn和在单位斜坡输入下的稳态误差e ss.(2)若使系统ξ=0.707,k f应取何值?单位斜坡输入下e ss.=?第3页(1)(2)(3)五.已知某系统L(ω)曲线,(12分)(1)写出系统开环传递函数G(s)(2)求其相位裕度γ(3)欲使该系统成为三阶最佳系统.求其K=?,γmax=?六、已知控制系统开环频率特性曲线如图示。
P为开环右极点个数。
г为积分环节个数。
判别系统闭环后的稳定性。
(要求简单写出判别依据)(12第 4 页七、已知控制系统的传递函数为)1005.0)(105.0(10)(0++=s s s G 将其教正为二阶最佳系统,求校正装置的传递函数G 0(S )。
(12分)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。
自动控制原理模拟试题1包含答案
自动控制原理模拟试题1一、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=+-,2112 1.51 2.51sin sin s c t πωγγ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+-+-⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎦](0.21)(0.51)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。
自动控制原理考试题库及参考答案
课程管理第1题:开环控制方式是按()进行控制的,反馈控制方式是按()进行控制的。
A. 偏差;给定量B. 给定量;偏差C. 给定量;扰动D. 扰动;给定量第2题:自动控制系统的是系统正常工作的先决条件。
A. 稳定性B. 动态特性C. 稳态特性D. 精确度第3题:系统的微分方程为c(t)=r(t)coswt+5 , 则系统属于()。
A. 离散系统B. 线性定常系统C. 线性时变系统D. 非线性系统第4题:时域中常用的数学模型不包括。
A. 微分方程B. 差分方程C. 传递函数D. 状态方程第5题:适合于应用传递函数描述的系统是。
A. 线性定常系统B. 线性时变系统C. 非线性时变系统D. 非线性定常系统第6题:传递函数的零初始条件是指tA. 输入为零B. 输入、输出及各阶导数为零C. 输入、输出为零D. 输出及各阶导数为零第7题:传递函数的拉氏反变换是()。
A. 单位阶跃响应B. 单位加速度响应C. 单位斜坡响应D. 单位脉冲响应第8题:系统自由运动的模态由()决定。
A. 零点B. 极点C. 零点和极点D. 增益第9题:信号流图中,()的支路称为源节点。
A. 只有信号输入B. 只有信号输出C. 既有信号输入又有信号输出D. 任意第10题:信号流图中,()的支路称为阱节点。
A. 只有信号输入B. 只有信号输出C. 既有信号输入又有信号输出D. 任意第11题:信号流图中,()的支路称为混合节点。
A. 只有信号输入B. 只有信号输出C. 既有信号输入又有信号输出D. 任意第12题:分析系统的动态性能时常用的典型输入信号是()。
A. 单位阶跃函数B. 单位速度函数C. 单位脉冲函数D. 正弦函数第13题:一阶系统的单位阶跃响应曲线的输出值为 0.632 时对应的 t=()。
A. TB. 2TC. 3TD. 4T第14题:一阶系统的单位阶跃响应曲线的输出值为 0.95 时对应的t=()。
A. TB. 2TC. 3TD. 4T第15题:一阶系统的单位阶跃响应曲线的输出值为 0.982 时对应的t=()。
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。
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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。
解:系统的闭环传递函数为:Ks s s Ks G B +++=42)(23 特征方程为:042)(23=+++=K s s s s D列劳斯表s 3 1 4 s 2 2 K s 1 (8-K )/2 s 0 K要使系统稳定,则0242;0>-⨯>KK 。
得:08>>K所以,使系统产生持续振荡的K 值为:8=K 将8=K 代入特征方程,即0)2)(4(842)(223=++=+++=s s s s s s D解得其虚根为,2j s ±=。
所以,振荡频率2=ω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 。
解由系统阶跃响应曲线有⎪⎩⎪⎨⎧=-===∞oooopth3.333)34(1.03)(σ系统闭环传递函数为222212212)(nnnssKKassKKsωξωω++=++=Φ由⎪⎩⎪⎨⎧===-=--oooonpet3.331.01212ξξπσωξπ联立求解得⎩⎨⎧==28.3333.0nωξ由式(1)⎩⎨⎧====222110821nnaKξωω另外3lim1)(lim)(21221==++=⋅Φ=∞→→KKassKKssshss四、某最小相角系统的开环对数幅频特性如图示。
要求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。
解:解(1)由图可以写出系统开环传递函数如下: )120)(11.0(10)(++=s s s s G(2)系统的开环相频特性为 20arctan1.0arctan 90)(ωωωϕ--︒-=截止频率 1101.0=⨯=c ω 相角裕度 ︒=+︒=85.2)(180c ωϕγ 故系统稳定。
(3)将其对数幅频特性向右平移十倍频程后,可得系统新的开环传递函数)1200)(1(100)(++=ss s s G其截止频率 10101==c c ωω而相角裕度 ︒=+︒=85.2)(18011c ωϕγγ= 故系统稳定性不变。
由时域指标估算公式可得)1sin 1(4.016.0-+=γσo o =o o 1σ cs K t ωπ0=1101.010s c t K ==ωπ所以,系统的超调量不变,调节时间缩短,动态响应加快。
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: (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°。
解:依ess指标:eK Kssv===11115∴K=15画未校正系统的开环对数幅频特性如图所示。
依图可得:ωc==153873.校正前系统相角裕度:ccjGωωγarctan90180)(18000--=∠+=048.14873.3arctan90=-=定ωc".=75,作图得:b dB AB dB==1148115.(.)作图使:AC AB dB==115., 过C点作20dB/dec直线交出D点(ωD=2),令(DC CE=)得E点(ωE=28125.)。
这样得出超前校正环节传递函数:1125.2812)(++=sssGc且有:ωωm c==".75校正后系统开环传递函数为:G s G sss s sc()().()⋅=++⋅+21281251151验算:在校正过程可保证:eKssv==1115ωc rad s ".(/")=75γωω"(")("}=-∠1800G G c c c=-+--=>1809022812567732450000arctgarctgarctg c c c ωωω"".".全部指标满足要求。
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》模拟试题二一、简述题(25分)1、简述控制系统的基本要求。
2、已知在零初始条件下,系统的单位阶跃响应为tt eetc--+-=221)(,试求系统的传递函数。
3、简述最小相位系统与非最小相位系统的异同。
二、已知系统的结构图如图所示,图中)(sR为输入信号,)(sN为干扰信号,试求传递函数)()(sRsC,)()(sNsC。
(15分)三、某单位负反馈控制系统如图,阻尼比5.0=ζ,试求:(共20分)R(s)C(s)-+)1(+ssK1)、系统类型、阶次。
(2分)2)、K、无阻尼振荡角频率nω、有阻尼振荡角频率dω的值。
(6分)3)、系统的开环传递函数)(sGK。
(2分)4)、静态误差系数K p,K v和K a。
(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sspe,ssve,ssae。
(3分)6)、峰值时间p t ,最大超调量%p σ。
(4分) 四、单位反馈系统的开环传递函数为)5.0)(2()52()(2-++-=*s s s s K s G试绘制系统根轨迹,确定使系统稳定的K 值围。
(15分) 五、对图示的反馈校正系统,试分析:(25分)1} 若2c h () , ()1KG s G s K Ts ==+,分析反馈校正对系统性能的影响。
(10分)2)若2c h () , ()1KG s G s K s Ts ==+,分析反馈校正对系统性能的影响。
(15分)模拟试题二参考答案一、简述题1、简述控制系统的基本要求。
答:控制系统的基本要求:稳定性、准确性和快速性。
稳定性是保证控制系统正常工作的先决条件, 是控制系统的重要特性。
准确性就是要求被控量和设定值之间的误差达到所要求的精度围。
准确性反映了系统的稳态精度。
快速性体现了系统的动态性能,即对过渡过程的形式和快慢提出要求。
表现为对过渡过程时间和超调量的要求。
2、已知在零初始条件下,系统的单位阶跃响应为 t t e e t c --+-=221)(,试求系统的传递函数。
解 单位阶跃输入时,有ss R 1)(=,依题意ss s s s s s s C 1)2)(1(2311221)(⋅+++=+++-=∴ )2)(1(23)()()(+++==s s s s R s C s G 3、简述最小相位系统与非最小相位系统的异同。
答:一个稳定系统,若其传递函数的极点和零点都位于s 平面的左半部,则称为最小相位系统,否则, 称为非最小相位系统。
对于幅频特性相同的系统, 最小相位系统的相位迟后是最小的。
最小相位系统的对数幅频特性与相频特性之间存在着唯一的对应关系。
二、已知系统的结构图如图所示,图中)(s R 为输入信号,)(s N 为干扰信号,试求传递函数)()(s R s C ,)()(s N s C 。
解:令0)(=s N ,求)()(s R s C 。
图中有3条前向通路,2个回路。
,,,,,,1113421324321421=∆==∆==∆=G G G P G G P G G P ,,,)(121432421L L G G L G G L +-=∆-=-=则有434242143423322111)()(G G G G G G G G G G G P P P s R s C ++++=∆∆+∆+∆= 令0)(=s R ,求)()(s N s C 。
有1条前向通路,回路不变。
,,1141=∆=G P则有43424111)()(G G G G G P s N s C ++=∆∆=三、某单位负反馈控制系统如图,阻尼比5.0=ζ,试求:1)、系统类型、阶次。
(2分)2)、K 、无阻尼振荡角频率n ω、有阻尼振荡角频率d ω的值。
(6分) 3)、系统的开环传递函数)(s G K 。
(2分) 4)、静态误差系数K p ,K v 和K a 。
(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ssp e ,ssv e ,ssa e 。
(3分)6)、峰值时间p t ,最大超调量%p σ。
(4分) 解:1、1型、2阶 (2分)2、K =1 (2分) n ω=1s rad / (2分)=-=21ζωωn d 866.023=s rad / (2分) 3、)1(1)(+=s s s G K (2分)4、∞==→)(lim 0s G K K s p ==→)(lim 0s sG K K s v 1 0)(lim 20==→s G s K K s a5、0)1/(1=+=p ssp K e ==v ssv K e /1 1 ∞==a ssa K e /16、====3π223ππdp t ω 3.63 %3.16%100%100%225.015.01=⨯=⨯=----πζζπσee p四、单位反馈系统的开环传递函数为)5.0)(2()52()(2-++-=*s s s s K s G试绘制系统根轨迹,确定使系统稳定的K 值围。