经典控制理论考试试题

经典控制理论习题解答第一章考试题库1、重庆三峡学院04至05学年度第2 期自动控制原理课程考试试题册A卷（02级电信)一、填空（本题共20 分，共10小题，每题各2 分）l．自动控制是。

2．反馈控制的基本原理是。

3．一个反馈控制系统通常由、、、、、等几个部分组成。

4．按给定量的运动规律，控制系统可分为、、。

5．系统的频率特性是指。

6．一个设计性能良好的控制系统，应当满足、、三个方面的要求。

7．根轨迹的模值方程为 ,相角方程为。

8．非线性特性的描述函数定义为。

9．对于高阶系统，系统主导极点是指。

10．采样系统的脉冲传递函数定义为：。

二、（本题共15 分）某工业过程温度控制系统如图所示，电位器上设定的电压u r是系统的输入量，箱体内液体的实际温度θ为输出量，插入箱体内的热电偶的输出Uθ与θ成正比。

试分析该系统的工作原理并画出方框图。

二、（本题共15分）测得某二阶系统的单位阶跃响应c(t)如图所示，已知该系统具有单位负反馈，试确定其开环传递函数。

四、（本题共15 分，共2小题）1）设某系统的特征方程式为：，试用劳斯稳定判据判别系统的稳定性。

2）下图表示开环传递函数G(s)的奈奎斯待图，P为G(s)的正实部极点数目，判定闭环系统的稳定性。

（a）（b）五、（本题共15分）已知最小相位开环系统的渐近对数幅频特性如图所示。

试求取系统的开环传递函数。

六、（本题共20分）已知单位反馈系统的开环传递函数为：试设计一个串联超前校正环节，使系统的相角裕量不小于45度，截止频率不低于50rad／s。

自动控制原理课程考试试题A卷评分标准一、（本题共20 分，共10小题，每题各2 分）1、在没有人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之达到一定的状态和性能。

2、检测误差，用于纠正误差。

3、控制器、测量装置、比较装置、参考输入变换装置、执行机构、被控对象。

4、随动控制系统、定值控制系统、程序控制系统5、线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。

6、稳定性、快速性、准确性7、8、9、有一个或两个闭环极点距离虚轴最近，这些极点在该高阶系统时间响应中起主导作用，而其它极点距离虚轴较远，可以近似忽略。

10、G（Z）=C（Z）/R（Z）。

二、（本题共15 分）三、（本题共15 分）四、（本题共15 分）1）不稳定，2）（a）不稳定、（b）不稳定五、（本题共15 分）六、（本题共20 分）2、重庆三峡学院04至05学年度第2 期自动控制原理课程考试试题册B卷（02级电信）一、填空（本题共20 分，共10小题，每题各2 分）l．自动控制是。

2．反馈控制的基本原理是。

3．一个反馈控制系统通常由、、、、、等几个部分组成。

4．按给定量的运动规律，控制系统可分为、、。

5．系统的频率特性是指。

6．一个设计性能良好的控制系统，应当满足、、三个方面的要求。

7．根轨迹的模值方程为 ,相角方程为。

8．非线性特性的描述函数定义为。

9．对于高阶系统，系统主导极点是指。

10．采样系统的脉冲传递函数定义为：。

二、（本题共15分）电冰箱制冷系统工作原理如图。

继电器的输出电压Ua就是加在压缩机上的电压。

简述工作原理，指出控制对象、执行元件、测量元件、被控变量、参考输入，绘出系统元件框图。

三、（本题共15分）已知系统结构图如图所示，单位阶跃响应的超调量为16．3％，峰值时间tp＝1秒．试确定参数τ、K。

四、（本题共15 分，共2小题）1）设某系统的特征方程式为：，试用劳斯稳定判据判别系统的稳定性。

2）下图表示开环传递函数G(s)的奈奎斯待图，P为G(s)的正实部极点数目，判定闭环系统的稳定性。

（a）（b）五、（本题共15分）已知某开环系统的传递函数为：试绘制该系统的Bode图。

六、（本题共20分）设单位反馈I型系统原有部分的开环传递函数为：要求静态速度误差系数Kv≥8，相角裕量γ＞35度，设计串联校正装置。

自动控制原理课程考试试题B卷评分标准一、（本题共20分，共10小题，每题各2 分）8、在没有人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之达到一定的状态和性能。

9、检测误差，用于纠正误差。

10、控制器、测量装置、比较装置、参考输入变换装置、执行机构、被控对象。

11、随动控制系统、定值控制系统、程序控制系统12、线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。

13、稳定性、快速性、准确性14、8、9、有一个或两个闭环极点距离虚轴最近，这些极点在该高阶系统时间响应中起主导作用，而其它极点距离虚轴较远，可以近似忽略。

10、G（Z）=C（Z）/R（Z）。

二、（本题共15分）三、（本题共15分）四、（本题共15分）1）不稳定，2）（a）稳定，（b）稳定。

五、（本题共15分）六、（本题共20分）4、重庆三峡学院 2005 至 2006 学年度第 2 期自动控制原理 课程考试试题册A 卷试题使用对象 ： 物理与电子信息 院（系） 03 级 电子信息工程 专业1、2班(本科)一、（本题20 分）填空l ．自动控制是指 。

2．PID 控制器输入输出关系表达式为：u （t ）= 。

3．改善二阶系统响应的措施有： 、 。

4．开环对数幅率特性的低频段反映了系统的 ，中频段反映了系统的 和 ， 高频段反映了系统 。

5．系统的频率特性是指 。

6．根据开环频率特性曲线绘制闭环频率特性曲线的两种图线是： 和 。

7．根轨迹的模值方程为 ,相角方程为 。

8．非线性特性的描述函数定义为 。

9．消除系统结构不稳定的措施可以有两种，一种是 ，另一种是 。

10．采样系统的脉冲传递函数定义为： 。

三、 （本题10 分）回答下列问题1、什么是主导极点？什么是主导极点分析法？2、简述绘制系统根轨迹图的步骤。

四、 （本题10 分）系统结构图如图所示，试求系统的闭环传递函数C （S ）/R （S ）。

四、（本题15分）设单位负反馈控制系统的开环传递函数为：)101.0()(+=s s Ks G当K=10时，试求系统在单位阶跃函数输入时系统的阻尼比ξ、无阻尼自然频率n ω、峰值时间p t 、 超调量%σ和调整时间s t 。

五、（本题共15 分）已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为：)1)(1()(213210++=s T s T s K K K K s G输入信号为)(1)()(t bt a t r +=，其中b a ,为常数。

试求系统稳态误差ε≤ss e 时，各参数应保持的 关系。

六、（本题15 分，共2小题） 1） 已知某调速系统的特征方程式为：0)1(16705175.4123=++++K s s s求该系统稳定的K 值范围。

2）下图表示开环传递函数G(s)的奈奎斯特图，P 为G(s)的正实部极点数目，试判定闭环系统的稳定性。

七、（本题15分）已知单位反馈系统的开环传递函数为：)2(4)(+=s s Ks G试设计一个串联超前校正环节，使校正后系统的速度误差系数120-=s K v ，相角裕量45γ≥。

重庆三峡学院 2005 至 2006 学年度 第 2 期 自动控制原理 课程考试试题A 卷评分标准命题人 廖祥学 使用于 物理与电子信息 院（系） 03 级 电子信息工程专业 1、2班（本科 ） 一、（本题20 分） 15、在没有人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之达到一定的状态和性能。

16、 )()()()(0t e Kd e Kt e K t u dtdD tI P ⎰++=ττ17、 误差信号的比例-微分控制、输出量的速度反馈控制。

18、 稳态精度，平稳性、快速性，对输入端高频信号的抑制能力。

19、 线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。

20、 等M 、等N 圆图，Nichole 图。

21、111-=--=∏∏==*ni imi ips zs K，⋅⋅⋅±±=+=-∠--∠∑∑==,2,1,0,)12()()(11k k p s z s ni im i iπ8、11212111arctanB A XB A XYN∠+=∠=φ9、改变积分性质，引入比例-微分控制。

10、)(/)()(z R z C z G = 。

二、（本题10 分）1、 主导极点：如果系统中有一个(极点或一对)复数极点距虚轴最近，且附近没有闭环零点；而其它闭环极点与虚轴的距离都比该极点与虚轴距离大5倍以上，则此系统的响应可近似地视为由这个 （或这对）极点所产生。

主导极点分析法：对于高阶系统，用主导极点对系统进行近似分析，从而将一个高阶系统简化为一 阶或二阶的分析的方法。

2、⑴分支数；⑵连续性与对称性；⑶起点与终点；⑷实轴上的根轨迹；⑸根轨迹的渐近线 ⑹根轨迹与实轴的交点；⑺出射角、入射角；⑻根轨迹与虚轴交点；（9)闭环极点和与积 三、（本题10分）12121211)()(H G G G G G G s R s C +++=四、（本题15 分）s t P 36.0=、%3.16%=σ、s t S 7.0=五、（本题15分）21213210T T T T K K K K b+<≤ε六、（本题15 分）1）9.111<<-K ，2）临界稳定 七、（本题15 分） sss s s G 054.01277.014.184.42.4)(++=++=4、重庆三峡学院05至06学年度第 2 期自动控制原理课程考试试题册B （03级电信3班)一、（本题20 分）填空l ．自动控制是指 。

2．反馈控制的基本原理是 。

3．一个反馈控制系统通常由 、 、 、 、 、 等几个部分组成。

4．按给定量的运动规律，控制系统可分为 、 、 。

5．系统的频率特性是指 。

6．一个设计性能良好的控制系统，应当满足 、 、 三个方面的要求。

7．根轨迹的模值方程为 ,相角方程为 。

8．非线性特性的描述函数定义为 。

9．消除系统结构不稳定的措施可以有两种，一种是 ，另一种是 。

10．采样系统的脉冲传递函数定义为： 。

二、（本题10分）回答下列问题 1、 简述绘制系统根轨迹图的步骤。

2、 频率特性法的主要特点是什么？三、（本题10分）通过方框图变换，求取下图所示系统的闭环传递函数。

四、（本题15分）设一随动系统如图所示，要求系统的超调量为0.2，峰值时间s t p 1.0=，试求：1）增益K 和速度反馈系数τ。

2）根据所求的 值，计算该系统的 。

s r t t ,τ,K五、（本题15分）已知单位反馈控制系统的开环传递函数为：)104()12(10)(22+++=s s s s s G 试求当参考输入信号为221)(t t t r ++=时，系统的稳态误差。