自动控制原理(二)试卷二

一、单项选择题

1、铁磁元件的磁滞现象所表现的非线性为【 C 】

A.饱和非线性

B.死区非线性

C.间隙非线性

D.继电型非线性

2、开环传递函数为k/[s(s+2)(s+4)] 的单位负反馈系统，其根轨迹的渐进线与实轴的交点横坐标为【 B 】

A. -3

B. -2

C. -1

D. 0

3、开环传递函数为1/(s+1)，其根轨迹起点为【B 】

A. 0

B. -1

C. -2

D. -3

4、开环控制的优点是【 B 】

A. 精度高

B. 结构简单

C. 灵活

D. 占用空间小

5、有一线性系统，其输入分别为u1(t) 和u2(t) 时，输出分别为y1(t ) 和y2(t) 。当输入为a1u1(t)+a2u2(t) 时 (a1,a2 为常数)，输出应为【 B 】

A. a1y1(t)+y2(t)

B. a1y1(t)+a2y2(t)

C. a1y1(t)-a2y2(t)

D. y1(t)+a2y2(t)

6、二阶系统的传递函数为16/(s2+4s+16) ，其阻尼比为【D 】

A. 4

B. 2

C. 1

D. 0.5

7、如果系统中加入一个微分负反馈，系统的超调量将【B 】

A. 增加

B. 减小

C. 不变

D. 不定

8、若系统的特征方程式为 s3+4s+1=0 ，则此系统的稳定性为【C 】

A. 稳定

B. 临界稳定

C. 不稳

D. 无法判断

9、在经典控制理论中，临界稳定被认为是【 D 】

A. 稳定

B. BIBO稳定

C. 渐近稳定

D. 不稳定

10、设控制系统的开环传递函数为k/[s(s+1)(s+2)] ，该系统为【B 】

A. 0型系统

B. 1型系统

C. 2型系统

D. 3型系统

11、若两个环节的传递函数分别为G1和G2 ，则串联后的等效传递函数为【 A 】

A. G1G2

B. G1/G2

C. G1/(1+G1G2)

D. G1/(1-G1G2)

12、运算放大器的优点是【 B 】

A. 输入阻抗高，输出阻抗高

B. 输入阻抗高，输出阻抗低

C. 输入阻抗低，输出阻抗高

D. 输入阻抗低，输出阻抗低

13、单位阶跃函数在t>=0 时的表达式为【A 】

A. 1

B. t

C. t^2

D. 1/t

14、二阶系统的传递函数为1/(0.01s^2+0.1s+1) ，其对数幅频特性渐近线的转折频率为【B 】

A. 100rad/s

B. 10rad/s

C. 0.1rad/s

D. 0.01rad/s

15、下列频域性能指标中，反映闭环频域性能的是【A 】

A. 谐振峰值Mr

B. 相位裕量γ

C. 增益裕量Kg

D. 剪切频率

二、填空题

1、0型系统对于抛物线输入的稳态误差为无穷大。

2、根轨迹起始于开环极点。

3、系统特征方程的根称为系统的极点。

4、线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的

拉氏变换的比。

5、二阶系统的阶跃响应曲线为振荡衰减过程时，阻尼比ξ为0<ξ<1。

6、状态空间表达式包括状态方程和输出方程两部分。

7、响应曲线达到过调量的最大值所需的时间，称为峰值时间。

8、微分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为 20 dB/dec。 9、若二阶系统的特征方程为a0s^2+a1s+a2=0 ，则系统稳定的充要条件是 a0,a1,a2均大于零。。

10、滞后-超前校正装置奈氏图的形状为一个圆。

三、问答题

1、根轨迹的若干条分支相交于一点时，交点表示特征方程有何性质？

在增益K为某一数值时有重根

2、对自动控制系统的性能主要有哪几方面的要求？

稳定性

3、为什么在控制系统分析中，常采用阶跃函数作为典型输入信号？

由于阶跃函数输入信号在起始时变化非常迅速，对系统来说是一种最不利的输入信号形式。如果系统在阶跃函数输入下的性能满足要求，则可以说，系统在实际输入信号下的性能也一定能令人满意。故常采用其作为典型输入信号。

4、闭环频率特性的性能指标主要有哪些？

四、名词解释

1、负载效应

环节的负载对环节传递函数的影响。

2、带宽

闭环频率特性幅值为初始值的0.707倍时所对应的频率称为截止频率或带宽频率，频率范围称为带宽。

3、开环控制

输入信号中不包含被控对象输出量反馈信号的控制方式。

4、调整时间

五、计算题

1、系统结构图如图所示，试求传递函数

解：采用梅森公式求解，此系统的信号流图如下图所示。

在此信号流图中有前向通路1条，通路总增益

,

此系统有3 闭环回路，回路增益分别为：

单独回路总增益之和L=L1+L2+L3=−1

R1C1S

−1

R2C2S

−1

R2C1S

此系统有两个互不接触的回路L1L2，增益之和L′=1

R1R2C1C2S2

信号流图的特征式

△=1−L+L′=1+

1

R1C1S

+

1

R2C2S

+

1

R2C1S

+

1

R1R2C1C2S2余子式△1=1

所以由梅森增益公式可得传递函数C(S)

R(S)

=1

△

P1△1

=1

1+R1C1S+R2C2S+R1C2S+R1R2C1C2S2

2、设反馈控制系统的开环传递函数为

试求根轨迹渐近线与实轴的交点与夹角。

R

-1 -1

-1

C

1

1