杭电自动控制原理复习题及解答
《自动控制原理》章节习题含答案(大学期末复习资料).doc
自动控制原理(1) 生活中有哪些物理量之间是比例关系、积分关系或微分关系？答：单价一定时，总价与数量成比例；速度一定时，总路程与时间成比例。
加速度的积分是速度，速度的积分是路程；反之，速度的微分是加速度，路程的微分是路程。
(2) 常用的数学模型有哪些？答：常用的数学模型有：微分方程、传递函数、系统框图、频率特性和状态方程。
(3) 传递函数的定义是什么，定义传递函数的前提条件是什么？如何将微分方程转换为传递函数？答：传递函数(Transfer Function)定义如下，在零初始条件下，线性定常系统(或元件) 输出量的拉氏变换与其输入量的拉氏变换之比，即为线性定常系统的传递函数，记为G(s), 即u. 输出量的拉氏变换传递函数G(s)= -------------------------------输入量的拉氏变换零初始条件(4) 典型输入信号有哪些，分别适用于作为哪些控制系统的输入？答：常用的典型输入信号有：阶跃信号(Step signal)、斜坡信号(Slope signal)>加速度信号(Acceleration signal)、脉冲信号(Pulse signal)及正弦信号(sinusoidal signaDo实际的控制系统中，室温控制系统和水位控制系统，以及一些工作状态突然改变或突然受到恒定输入作用的控制系统，都可以采用阶跃信号作为典型输入信号。
跟踪通信卫星的天线控制系统、数控机床加工斜面的进给控制系统、机械手的等速移动控制系统等其输入信号随时间逐渐变化的控制系统，斜坡信号是比较合适的典型输入。
当控制系统的输入信号为冲击输入，例如脉冲电信号、撞击力、武器弹射的爆发力等, 均可视为理想脉冲信号。
实际的控制系统中，如果输入信号为周期性变化的信号，一般都可将其进行傅里叶变换为多个正弦信号的叠加，这种情况下，可用正弦函数作为系统的输入对系统进行性能分析。
(5) 比例系数、积分时间常数和微分时间常数分别对系统的时域响应有什么影响？答：当比例系数(增益)K>1时，输出量为输入量等比例放大；当K<1时，输出量为输入量等比例缩小；当K=1时，输出量与输入量相等。
2005年杭电自动控制原理真题解析
1 u R C 1 + 1 1 Ui 1 u2 1 − R C R2C2 2 2 0
u U O = [1 0] 1 u 2
(3) S = [ B
1 RC AB ] = 1 1 1 R C 2 2
项
∴
三、解
G0 ( s ) 至少含
1 s
见 2003 年 最近几年考试题目比较正规 不会出现这样一样的题目 但 考的重要知识点每年都差不太多。
题型也都很固定 四、解
见 2003 年
Copyright @tdshan. All Rights Reserved. 1
五、解
G (s) =
1 4 s + 2s + 1
3
20 lg G
10
20 20 5 100
0 幅值裕度
ω
∠G −90
相角裕度
−180 −270
ω
起始为-20dB/dec,在 20 处转变为-40dB/dec,在 100 处转变为-60dB/dec 八、解
D(s) = s 4 + 5s 3 + 9 s 2 + 3s + 2
s4 s3 s2 s1 s0
p1 = k0 k1 s ( s + 1)
k1k2 k3 ) s ( s + 1)
∆1 = 1
k0 k1 C ( s ) p1∆1 = = R( s) ∆ s ( s + 1)(1 − k3 ) + k1k 2 k3
七、解
Copyright @tdshan. All Rights Reserved.
ω =0
ω = ωn =
（完整版）自动控制原理期末考试复习题及答案
（完整版）⾃动控制原理期末考试复习题及答案⼀、填空题1、线性定常连续控制系统按其输⼊量的变化规律特性可分为_恒值控制_系统、随动系统和_程序控制_系统。
2、传递函数为 [12(s+10)] / {(s+2)[(s/3)+1](s+30)} 的系统的零点为_-10_，极点为_-2__，增益为_____2_______。
3、构成⽅框图的四种基本符号是：信号线、⽐较点、传递环节的⽅框和引出点。
4、我们将⼀对靠得很近的闭环零、极点称为偶极⼦。
5、⾃动控制系统的基本控制⽅式有反馈控制⽅式、_开环控制⽅式和_复合控制⽅式_。
6、已知⼀系统单位脉冲响应为t e t g 5.16)(-=，则该系统的传递函数为。
7、⾃动控制系统包含_被控对象_和⾃动控制装置两⼤部分。
8、线性系统数学模型的其中五种形式是微分⽅程、传递函数、__差分⽅程_、脉冲传递函数_、__⽅框图和信号流图_。
9、_相⾓条件_是确定平⾯上根轨迹的充分必要条件，⽽⽤_幅值条件__确定根轨迹上各点的根轨迹增益k*的值。
当n-m ≥_2_时, 开环n 个极点之和等于闭环n 个极点之和。
10、已知⼀系统单位脉冲响应为te t g 25.13)(-=，则系统的传递函数为__。
11、当∞→ω时⽐例微分环节的相位是： A.90 A.ο90 B.ο90- C.ο45 D.ο45-12、对⾃动控制的性能要求可归纳为_稳定性__、_快速性_和准确性三个⽅⾯，在阶跃响应性能指标中，调节时间体现的是这三个⽅⾯中的_快速性___，⽽稳态误差体现的是_稳定性和准确性_。
13、当且仅当离散特征⽅程的全部特征根均分布在Z 平⾯上的_单位圆 _内，即所有特征根的模均⼩于___1____,相应的线性定常离散系统才是稳定的。
14、下列系统中属于开环控制系统的是 D.普通数控加⼯系统A.电炉箱恒温控制系统B.雷达跟踪系统C.⽔位控制系统D.普通数控加⼯系统15、某单位负反馈系统在单位阶跃信号作⽤下的系统稳态误差0=ss e ，则： B.意味着该系统的输出信号的稳态值为1 A.意味着该系统是⼀个0型系统 B.意味着该系统的输出信号的稳态值为1 C.意味着该系统没有输出信号 D.意味着该系统具有⽐较⾼的开环增益16、⼀阶系统11)(+=Ts s G 在单位斜坡信号作⽤下，系统的稳态误差为 T 。
2006年杭电自动控制原理真题解析
r (ωc'' ) = 56.3o
相角裕度变大，稳定性强，截止频率减小 调节时间变大 超调量减小 系统稳态误差减小 八、解
sx ( s ) − x(0) = Ax( s ) + Bu ( s )
x( s ) = ( sI − A) −1 x(0) + ( sI − A) −1 Bu ( s)
x(t ) = Φ(t ) x(0) + ∫ Φ(t − τ ) Bu (τ )dτ
ωc = 5 = 2.24
相角裕度 (2) ω =
r (ωc ) = −90o − arctan 0.25ωc − arctan ωc = −5o
77 '' 1 时 L ( ω ) = 2 0 lg 20 7.7
1 77 = 20 lg 7.7 20
20 lg ω c'' − 20 lg
相角裕度
⇒ ω c'' = 0 .5
G1 ( s ) = 1 + 2 s
10 10 s ( s + 1) G2 ( s ) = = 10 1+ ks s ( s + 1) + 10ks s ( s + 1)
三、解
Φ( s) =
G1G2 10( s + 2) = 1 + G1G2 s [ s( s + 1) + 10ks ] + 10( s + 2)
0 a 1 − 4a A2 B −5 = 0 1 9 1 −3
S = B
AB
1 C 1 0 V = a −3 CA = −1 1 2 CA 1 −3 −4a +10
杭电自动控制原理
【所有答案必须写在答题纸上，做在试卷或草稿纸上无效！】一、第一题（判断题，正确的打√，错误的打×。
每小题1分，共10分）1.在控制系统中，直接改变控制变量的装置称为控制器或控制元件。
（×）2.开环控制系统的控制器和控制对象之间只有正向作用，系统输出量不会对控制器产生任何影响。
（×）3.状态空间描述是线性定常系统的一种内部描述模型。
（√）4.线性定常系统的单位脉冲响应对应系统传递函数的拉普拉斯反变换。
（√）5.阻尼比为0的二阶系统称为临界阻尼系统。
（×）6.Ⅰ型系统，当过渡过程结束后，系统对斜坡输入信号的跟踪误差为零。
（×）7.频率响应是系统在正弦输入信号下的全部响应。
（√）ω=时，开环幅相8.对于线性定常系统，若开环传递函数不包括积分和微分环节，则当0特性曲线（Nyquist图）从实轴开始。
（√）9.PI控制是一种相位超前校正方式。
（×）10.线性定常系统状态方程的解由零输入响应和零状态响应两部分构成。
（√）一、判断题，正确的打√，错误的打×。
（每小题1分，共10分）11.反馈控制就是采用负反馈并利用偏差进行控制的过程。
（×）12.只有当系统中所有元件的输入——输出特性是非线性的，这系统才称为非线性控制系统。
（×）13.传递函数是线性定常系统的一种内部描述模型。
（×）14.典型二阶振荡环节的阻尼比越大，则超调量越大。
（×）15.对于Ⅱ型系统，稳态时能准确跟踪斜坡输入信号，不存在误差。
（√）16.若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，则称系统稳定。
（√）17.频域分析法是利用闭环频率特性研究系统性能的方法。
（×）18.绘制系统Bode图时，低频段曲线由系统中的比例环节（放大环节）和积分环节决定（√）19.PD环节控制是一种相位滞后校正方式。
（×）20.如果系统部分状态变量的运动可以由输入来影响和控制而由任意的初态达到原点，则状态是完全可控的。
自动控制原理复习试题库20套及答案
一、填空（每空1分，共18分）1．自动控制系统的数学模型有微分方程 、 传递函数 、 频率特性 、结构图 共4种。
2．连续控制系统稳定的充分必要条件是 闭环极点位于S 平面左侧 。
离散控制系统稳定的充分必要条件是 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．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 4 阶 二 型系统；其开环放大系数K= 62.5 。
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．相位滞后校正装臵又称为 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.求图示控制系统的传递函数.求：)()(S R S C （10分）2.求图示系统输出C （Z ）的表达式。
（4分）R(s)三、 计算1、 已知t Te tf 11)(--=求F （s ）（4分）2、 已知)5(1)(2+=s s s F 。
求原函数f （t ）（6分3．已知系统如图示，求使系统稳定时a 的取值范围。
（10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 .=？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。
自动控制原理期末考试试卷六套 (答案详解)
42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。
43.已知系统的传递函数 ，试分析系统由哪些环节组成并画出系统的Bode图。
44.电子心率起搏器心率控制系统结构如图所示，其中模仿心脏的传递函数相当于一个纯积分环节，要求：
3)离虚轴的闭环极点对瞬态响应影响很小，可忽略不计；（1分）
4)要求系统动态过程消失速度快，则应使闭环极点间的间距大，零点靠近极点。即存5）在偶极子；（1分）
5)如有主导极点的话，可利用主导极点来估算系统的性能指标。（1分）
五、计算题（第41、42题每小题5分，第43、44题每小题10分，共30分）
39.什么是偏差信号？什么是误差信号？它们之间有什么关系?
偏差信号：输入信号与反馈信号之差；（1.5分）误差信号：希望的输出信号与实际的输出信号之差。（1.5分）
两者间的关系： ，当 时， （2分）
40.根轨迹的分支数如何判断？举例说明。
根轨迹S平面止的分支数等于闭环特征方程的阶数，也就是分支数与闭环极点的数目相同
B.输入量
3.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D.执行元件C.比较元件
4.某典型环节的传递函数是 ，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
5.已知系统的单位脉冲响应函数是 ，则系统的传递函数是（）
A. B. C. D.
6.梅逊公式主要用来（）
A.判断稳定性B.计算输入误差
17.进行串联超前校正前的穿越频率 与校正后的穿越频率 的关系，通常是（）
B. >
18.已知系统开环传递函数 ，则与虚轴交点处的K*=（）
杭电自动化自动控制原理课后答案 自动控制原理(第2版) 薛安克 等 详尽版
2-1 解：显然，弹簧力为)(t kx ，根据牛顿第二运动定律有：22)()()(dtt x d m t kx t F =- 移项整理，得机械系统的微分方程为：)()()(22t F t kx dt t x d m =+对上述方程中各项求拉氏变换得：)()()(2s F s kX s X ms =+所以，机械系统的传递函数为：2()1()()X s G s F s ms k==+ 2-2 (b) 解一：由图易得：11121221()()()()()()()()c c i t R u t u t u t i t R u t du t i t Cdt=-+== 由上述方程组可得无源网络的运动方程为：2112221()()()()()++=+du t du t C R R u t CR u t dt dt对上述方程中各项求拉氏变换得：1222211()()()()()C R R sU s U s CR sU s U s ++=+所以，无源网络的传递函数为：22112()1()()1()U s CR sG s U s C R R s+==++ 解二（运算阻抗法或复阻抗法）：222112121()11()1()++==++++R U s R Cs Cs U s R R CsR R Cs(c) 解一：设总电流为i 1(t )，R 2中的电流为i 2(t )，则由基尔霍夫定律，有12112122222()()()()()()()()()-==-+=u t u t i t R du t Ci t i t dt di t L R i t u t dt消去中间变量i 1(t )和i 2(t )，得22221222121111()()()()(1)()()++++=+d u t du t R du t R L L LC R C u t u t R dt R R dt R dt 对上式进行拉氏变换可得222111212()()()()()+==++++U s Ls R G s U s R LCs R R C L s R R 解二：（运算阻抗法或复阻抗法）：222221112122121()1()()1()()()()1()++++==++++++++R Ls CsR Ls U s Ls R Cs U s R LCs R R C L s R R R Ls Cs R R Ls Cs2-5 解：按照上述方程的顺序，从输出量开始绘制系统的结构图，其绘制结果如下图所示：依次消掉上述方程中的中间变量,,,321X X X 可得系统传递函数为：)]()()[()()()()()()()()()(1)()()()()()(8743215436324321s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s R s C -+++=（也可由结构图化简方法，求得上述传递函数）2-6 解：① 将)(1s G 与)(1s G 组成的并联环节和)(1s G 与)(1s G 组成的并联环节简化，它们的等效传递函数和简化结构图为：)()()()()()(43342112s G s G s G s G s G s G -=+=② 将)(),(3412s G s G 组成的反馈回路简化便求得系统的闭环传递函数为：121121223434()()1[()()()(1()()][()())(])G s C s R s G G s G s G s G s G s G s G s s ++-==++ 2-7 （a ）解：由上图可列方程组：)()()()()()()()]()()()([21221s E s G s C s H s R s C s G s H s C s G s E =-=-联列上述两个方程，消掉)(s E ，得传递函数为：121122()()()()1()()()()G s G s C s R s H s G s H s G s =++ 联列上述两个方程，消掉)(s C ，得传递函数为：2211221()()()()1()()()()H s G s E s R s H s G s H s G s +=++2-8 解：将①反馈回路简化，其等效传递函数和简化图为：351125.0*4.01124.0)(1+=+++=s s s s G将②反馈回路简化，其等效传递函数和简化图为：4.39.55.4535)35)(13.0(4.0113.01)(23222++++=++++++=s s s s s s s s s s G将③反馈回路简化便求得系统的闭环传递函数为：3232320.7*(53)()5 4.5 5.9 3.40.7*(53)()15 4.5 5.93 3.5 2.15(4.5 3.5)(5..9 2.1)34.4o i s s s s s s Ks s s s s s K s K s s +Θ+++==+Θ++++++++++2-9 （a ）一个前向通道 P 1=G 1G 2, Δ1=1 两个回路 L 1=-G 1H 1，L 2=-G 2H 2 所以1211221=++G G P G H G H（b ）两个前向通道 P 1=G 1G 2, Δ1=1P 2=G 3G 2 Δ2=1一个回路 L 1=-G 1G 2H 1 所以213121()1=++G P G G G G H3-1 解：设系统开环传递函数为()G s ，则有 ()()()()()()()1()C s G s R s G s C s G s R s C s =⇒=-+ 因为 ()1()r t t t =+；5()0.80.8t c t t e -=-+ 所以22111()s R s s s s+=+=；2210.80.855()5(5)s C s s s s s s +=-+=++ 因此255()+=+s G s s s 5?s=3-3 解：该二阶系统的最大超调量：%100*21/ζζπσ--=ep当%5=p σ时，可解上述方程得：69.0=ζ当%5=p σ时，该二阶系统的过渡时间为：3(5%)s n t ζω≈∆=或4(2%)s nt ζω≈∆=所以，该二阶系统的无阻尼自振角频率33 2.170.69*2n s t ωζ≈==或442.90.69*2n s t ωζ≈==3-4 解：由上图可得系统的传递函数：10)51(*2)1(*10)2()1(*101)2()1(*10)()(2++++==+++++=s K s Ks s s Ks s s Ks s R s C所以n ω15d n K ζω=+ ⑴ 若0.5d ζ=时，10.15162=≈K 所以0.1162K ≈时，0.5d ζ=⑵加入)1(Ks +相当于加入了一个比例-微分环节，将使系统的阻尼比增大，可以有效地减小原系统的阶跃响应的超调量；同时由于微分的作用，使系统阶跃响应的速度（即变化率）提高了，从而缩短了过渡时间：总之，加入比例-微分)1(Ks +环节后，系统响应性能得到改善。
杭州电子科技大学自动控制原理期末复习课-2014-2015
对于给定输入为单位斜坡函数时
r(t) t
则
R(s)
1 s2
e s r l s i m 0 1 G s o (s )R (s ) l s i m 0 1 G 1 o (s )1 s K 1 v
Kv为静态速度误差系数，或称斜坡误差常数.
Kv lism 0sGo(s)
对于给定输入为单位抛物线函数时
Δk ——Pk的余因式。在特征式Δ中，将其与第k条前向 通道接触的回路所在项后除去后余下部分。
➢ 信号流图的特征式Δ，它是信号流图所表示的方程 组的系数矩阵的行列式。在同一个信号流图中不论 求图中任何一对节点之间的增益，其分母总是Δ， 变化的只是其分子。
1 L ( 1 ) L ( 2 ) L ( 3 ) ( 1 ) m L ( m )
置，则只需概要画出形状和走势
➢ 规则一 ： 根轨迹各条分支是连续、关于实轴对称
➢ 规则二 ：系统的根轨迹起点为开环极点，终点为 开环零点（或无穷远处）。
➢ 规则三：实轴上根轨迹区段右侧的开环零极点数 目之和为奇数。
➢ 规则四：分离点方程
dK 0 ds
或 d d s(M N ((s s)))N (s)M (M s) 2(N s)(s)M (s) 0
K
C(s)
s(s2s1)(s2)
解 由图可知，系统的闭环传递函数为
C(s)
K
R(s) s(s2s1)(s2)K
所以系统的特征方程为 D (s ) s 4 3 s 3 3 s 2 2 s K 0
由稳定的必要条件可知，K>0 。列劳斯表如下
s4
1
3K
s3
3
20
s2 7 3 K
s1 2 9K 7
自动控制原理试题及答案[2]
![自动控制原理试题及答案[2]](https://img.taocdn.com/s3/m/44e4f6c2192e45361166f5a1.png)
自动控制原理试题及答案(word版可编辑修改)编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（自动控制原理试题及答案(word 版可编辑修改)）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为自动控制原理试题及答案(word版可编辑修改)的全部内容。
自动控制原理：参考答案及评分标准一、 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。
《自动控制原理》章节试题及答案(大学期末复习资料)
第一章 自动控制的一般概念习题及答案1-1 根据题1-15图所示的电动机速度控制系统工作原理图，完成：(1) 将a ，b 与c ，d 用线连接成负反馈状态；(2) 画出系统方框图。
解 （1）负反馈连接方式为：d a ↔，c b ↔；（2）系统方框图如图解1-1 所示。
1-2 题1-16图是仓库大门自动控制系统原理示意图。
试说明系统自动控制大门开、闭的工作原理，并画出系统方框图。
图1-16 仓库大门自动开闭控制系统解 当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。
与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。
反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。
系统方框图如图解1-2所示。
1-3 图1-17为工业炉温自动控制系统的工作原理图。
分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。
图1-17 炉温自动控制系统原理图解 加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比，c u 增高，炉温就上升，c u 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。
炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压f u 。
f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较，得出偏差电压e u ，经电压放大器、功率放大器放大成a u 后，作为控制电动机的电枢电压。
在正常情况下，炉温等于某个期望值T °C ，热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u 。
此时，0=-=f r e u u u ，故01==a u u ，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使c u 保持一定的数值。
这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。
杭电自动控制原理复习试题和解答
机械工程控制基础复习题第一部分 选择题1. 关于反馈正确的说法是：（ D ）。
A ．反馈实质上就是信号的并联B ．正反馈就是输入信号与反馈信号相加C ．反馈都是人为加入的D ．反馈是输出以不同的方式对系统作用2.对于控制系统，反馈一定存在于（ B ）中。
A ．开环系统 B ．闭环系统 C ．线性定常系统 D ．线性时变系统 3. 闭环自动控制的工作过程是（ C ）。
A ．测量系统输出的过程B ．检测系统偏差的过程C ．检测偏差并消除偏差的过程D ．使系统输出不变的过程 4. 某典型环节的 5. 传递函数是Tss G 1)(=，则该环节是（ B ）。
A ．惯性环节 B ．积分环节 C ．微分环节 D ．比例环节 6. 关于叠加原理说法正确的是（ C ）。
A ．对于作用于系统同一点的几个作用才能用叠加原理求系统的总输出B ．叠加原理只适用于线性定常系统C ．叠加原理只适用于线性系统D ．叠加原理适用于任何系统7. 设一阶系统的传递函数为523+s ，则其时间常数和增益是（ C ）。
A ．2,3 B ．2,32 C ．52,53 D ．25,238. 设一个系统的传递函数为e ss τ-⋅+121，则该系统可看作是由（ A ）串联而成。
A ．惯性环节和延时环节B ．比例环节、惯性环节和延时环节C ．惯性环节和导前环节D ．比例环节、惯性环节和导前环节 9. 以下传递函数属于振荡环节的是（ C）。
A ．23122+++s s s B ．2312++s sC ．112++s sD ．1122+++s s s10. 以下关于线性系统时间响应正确的说法是（ C）。
A ．时间响应就是系统输出的稳态值B ．由单位脉冲响应和单位阶跃响应组成C ．由强迫响应和自由响应组成D ．与系统初始状态无关11. 一阶系统的传递函数为27+s ，若允许误差为2%，则其调整时间为（ B ）。
A ．8B ．2C ．7D ．3.512. 二阶欠阻尼系统的上升时间为（ C ）。
(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。
自动控制原理期末复习题
2014~2015第一学期《自动控制原理》期末复习题（本科）一、填空题1、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________________________。
2、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____________________________________，相频特性为____________________________________。
3、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面，即：____________、____________和____________，其中最基本的要求是____________。
4、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____________。
5、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____________、____________等。
6、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用____________、____________、___________________等方法。
7、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____________________________________，相频特性为____________________________________。
8、PID控制器的输入－输出关系的时域表达式是____________________________________，其相应的传递函数为____________________________________。
9、最小相位系统是指____________________________________。
10、传递函数反映了系统内在的固有特性，与____________无关。
杭电自动化过程控制各章习题 考试够用了
第一章习题1、过渡过程的品质指标有哪些？请结合下图解释各种品质指标的含义。
调节时间ts;衰减比：B/B’；超调量：B/C*100%;第二章习题1、已知某换热器被控变量是出口温度θ，操纵变量是蒸汽流量Q 。
在蒸汽流量作阶跃变化时，出口温度响应曲线如图所示。
该过程通常可以近似作为一阶滞后环节来处理。
试估算该控制通道的特性参数K 、T 、τ，写出该控制通道的动态方程。
K=（56-50）/（140-120）=0.3;通过作图可得：T=1.8，τ=1.5.第三章习题1、如图3-28所示蒸汽加热器，利用蒸汽将物料加热到所需温度后排出。
物料在温度过低时会凝结，影响物料出口温度的主要因素有蒸汽流量和温度、物料流量和温度，如果要设计一个温度控制系统，试问：a)确定控制目标b)选择被控变量c)选择操纵变量d)选择扰动变量e)选择控制阀的气开/气闭形式，并确定控制阀的正、反作用。
f)确定控制器的正、反作用g)画出工艺控制流程图和相应的系统方框图。
h)如果蒸汽阀前压力突然增大，分析该控制系统如何克服扰动。
i)如果物料流量突然增大，分析该控制系统如何克服扰动。
图3-28 蒸汽加热器工艺流程图解：控制目标：物料出口温度达到所需温度值。
被控变量：物料出口温度；操纵变量：蒸汽流量；扰动变量：蒸汽温度、物料流量、物料入口温度；控制阀：为避免温度过低，所以蒸汽流量调节阀为气关阀，在无气状态下阀门打开，保证物料处于加热状态，该控制阀为反作用特性。
控制器：由于蒸汽流量越大，物料出口温度越高；且阀门选择的气关阀；因而控制器选择正作用的控制器，以保证闭环负反馈。
如果蒸汽阀前压力突然增大，则蒸汽流量会增大，从而引起物料出口温度变高，此时通过正作用的控制器，控制器输出会增大；而由于选择的是气关阀，所以蒸汽阀门开度会减小，从而将蒸汽流量降低，进而达到降低物料出口温度的目的，使得物料出口温度回到设定值附近。
如果物料流量突然增大，由于蒸汽流量不变，从而引起物料出口温度降低，此时通过正作用的控制器，控制器输出会减小；而由于选择的是气关阀，所以蒸汽阀门开度会加大，从而将蒸汽流量增大，进而达到提高物料出口温度的目的，使得物料出口温度回到设定值附近。
自动控制原理期末考试题库(含答案)
自动控制原理 1
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（ ）
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（ ）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
，
其
最
大
超
前
角
所
对
应
的
频
率
m =
。
30.若系统的传递函数在右半 S 平面上没有
，则该系统称作最小相位系统。
三、计算题（第 41、42 题每小题 5 分，第 43 、44 题每小题 10 分，共 30 分）
41.根据图示系统结构图，求系统传递函数 C(s)/R(s)。
R(s) +
−
+
C(s)
G1(s)
A.7
B.2
C. 7
D. 1
2
2
9. 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.最大超调量
10. 二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为（ ）
A.谐振频率
B.截止频率
C.最大相位频率 D.固有频率
11.设系统的特征方程为 D(s) = s4 + 2s3 + s2 + 2s +1 = 0 ，则此系统中包含正实部特征的个数为（ ）
发生变化。
25.若要全面地评价系统的相对稳定性，需要同时根据相位裕量和
来做出判断。
26.一般讲系统的加速度误差指输入是
0206杭州电子科技大学 自动控制原理期末试卷
自动控制原理一、设控制系统如图1所示，试用劳斯判据确定使系统稳定的K 值（１０分）图1令 G 1(s)=)3(21)3(2+++s s Ks s =K s s 2)3(2++= Ks s 2322++则 )()(s R s C =)(11)(111s G ss G s +=K s s s K s s s 23211232122++⋅+++⋅=223223+++Ks s s控制系统的特征方程为 22323+++Ks s s =0劳斯表为s 31 2K s 23 2s 1326-K s 02∴ 稳定的充要条件是⎪⎩⎪⎨⎧>> 032-6K 02K ⇒⎪⎩⎪⎨⎧>> 31K K ⇒31>K 即，使系统稳定的K 值为31>K 二、已知一控制系统如图2所示。
图2 试求（1）确定Ｋh 值，使系统的阻尼比ξ=2/２。
（2）对由（１）所确定的Ｋh 值，求当输入信号为r(t)=10t 时，系统输出的稳态误差 终值（20分）（1）令 G(s)=)2(81)2(8+++s s sK s s h = s K s s h 8282++=)]82([8h K s s ++则 )()(s R s C =)(1)(s G s G +=sK s s K s h h )82(81)82(822+++++=8)82(82+++s K s h =2222nn ns s ωξωω++ ∴ n ω=8，n ξω2=h K 82+，即8ξ=h K 41+K h =418-ξ今 ξ=2/2，∴ K h =1/4（2）E(s)=)()(11s R s G +r(t)=10t ∴R(s)=210s e(∞)=0lim →s sE(s)=lim →s s210)2(811s s s n ⋅++ξω=0lim →s 22108)2()2(ss s s s n n ⋅+++ξωξω=8210n ξω⋅=88 /2210⋅⋅=5 又解：系统为Ⅰ型系统∴K v ==0lim →s sG(s)= 0lim →s )2(8n s s sξω+=nξω4当r(t)=t 时 e(∞)=vK 1=4nξω= 48 /22⋅=21今r(t)=10t 时 ∴e(∞)=vK 10=1021=5三、设单位反馈控制系统的开环传递函数为2 Ｇ（Ｓ）＝Ｓ（Ｓ＋１）试求当输入信号r(t)=2sin(t-45°)时，其闭环系统的稳态输出c(t)。
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=（）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机械工程控制基础复习题第一部分 选择题1. 关于反馈正确的说法是：（ D ）。
A ．反馈实质上就是信号的并联B ．正反馈就是输入信号与反馈信号相加C ．反馈都是人为加入的D ．反馈是输出以不同的方式对系统作用2.对于控制系统，反馈一定存在于（ B ）中。
A ．开环系统 B ．闭环系统 C ．线性定常系统 D ．线性时变系统 3. 闭环自动控制的工作过程是（ C ）。
A ．测量系统输出的过程B ．检测系统偏差的过程C ．检测偏差并消除偏差的过程D ．使系统输出不变的过程 4. 某典型环节的 5. 传递函数是Tss G 1)(=，则该环节是（ B ）。
A ．惯性环节 B ．积分环节 C ．微分环节 D ．比例环节 6. 关于叠加原理说法正确的是（ C ）。
A ．对于作用于系统同一点的几个作用才能用叠加原理求系统的总输出B ．叠加原理只适用于线性定常系统C ．叠加原理只适用于线性系统D ．叠加原理适用于任何系统7. 设一阶系统的传递函数为523+s ，则其时间常数和增益是（ C ）。
A ．2,3 B ．2,32 C ．52,53 D ．25,238. 设一个系统的传递函数为e ss τ-⋅+121，则该系统可看作是由（ A ）串联而成。
A ．惯性环节和延时环节B ．比例环节、惯性环节和延时环节C ．惯性环节和导前环节D ．比例环节、惯性环节和导前环节 9. 以下传递函数属于振荡环节的是（ C）。
A ．23122+++s s s B ．2312++s sC ．112++s sD ．1122+++s s s10. 以下关于线性系统时间响应正确的说法是（ C）。
A ．时间响应就是系统输出的稳态值B ．由单位脉冲响应和单位阶跃响应组成C ．由强迫响应和自由响应组成D ．与系统初始状态无关11. 一阶系统的传递函数为27+s ，若允许误差为2%，则其调整时间为（ B ）。
A ．8B ．2C ．7D ．3.512. 二阶欠阻尼系统的上升时间为（ C ）。
A ．系统的阶跃响应曲线第一次达到稳态值的98%的时间B ．系统的阶跃响应曲线达到稳态值的时间C ．系统的阶跃响应曲线第一次达到稳态值的时间D ．系统的阶跃响应曲线达到稳态值的98％的时间13. 以下二阶欠阻尼系统性能指标只与其阻尼比有关的是（ D ）。
A ．上升时间B ．峰值时间C ．调整时间D ．最大超调量14. 单位反馈系统的开环传递函数为)5)(1(500)(++=s s s s G ，则在单位斜坡输入下的稳态误差是（ D ）。
A ．500 B ．0.02C ．100D ．0.0115. 已知典型二阶系统的阻尼比5.0=ξ，则系统的单位阶跃响应呈现为（ C）。
A ．等幅的振荡B ．发散的振荡C ．收敛的振荡D ．恒定值16. 要想减少二阶欠阻尼系统的上升时间，可以采取的方法是（ D ）。
A ．n ω不变，增大ξB ．ξ不变，减小n ωC ．减小n ω，增大ξD ．减小ξ，增大n ω17. 要想减少二阶欠阻尼系统的最大超调量，可以采取的方法是（ A ）。
A ．n ω不变，增大ξB ．n ω不变，减小ξC ．ξ不变，增大n ωD ．ξ不变，减小n ω18. 已知系统的开环传递函数为)2(7+s s ，则系统的增益和型次分别是（C ）。
A ．7，I 型B ．7，II 型C ．3.5，I 型D ．3.5，II 型 19. 线性系统对输入信号的时间响应（ C ）。
A ．只与输入信号有关B ．只与系统本身的固有特性有关C ．反映系统本身的固有特性及在输入作用下的行为D ．会随干扰信号所引起的输出而变化 20.以下说法正确的是（ C ）。
A ．时间响应只能分析系统瞬态响应B ．频率特性只能分析系统稳态响应C ．时间响应分析和频率特性分析都能揭示系统动态特性D ．频率特性没有量纲21. 系统的传递函数为2.03+s ，则其频率特性为（ D ）。
A ．2.03+sB ．2.03+ωC ．04.032+ωD ．()ωωj -+2.004.03222. 二阶振荡系统的阻尼比707.00<<ξ，则无阻尼固有频率n ω，有阻尼固有频率d ω和谐振频率r ω之间的关系是（ C ）。
A ．n ω<d ω<r ωB ．n ω<r ω<d ωC ．r ω<d ω<n ωD ．d ω<n ω<r ω23. 以下系统中属于最小相位系统的是（ B）。
A ．s01.011-B ．s01.011+C ．101.01-sD ．)1.01(1s s -24. 已知某环节对数幅频特性曲线如图所示，则该环节为（D）。
A ．比例环节B ．微分环节C ．积分环节D ．惯性环节25. 系统ss G 01.011)(-=的Nyqu ist 图为（B ）。
A ．B ．B ．D ．25. 一个系统稳定与否取决于（ A）。
A ．系统的结构和参数B ．系统输入C ．系统干扰D ．系统的初始状态 26. 一个系统稳定的充要条件是（ B ）。
A ．系统的全部极点都在[S]平面的右半平面 B ．系统的全部极点都在[S]平面的左半平面 C ．系统的全部零点都在[S]平面的右半平面D ．系统的全部零点都在[S]平面的左半平面27. 已知系统的特征方程是025103234=++++s s s s ，则该系统包含正实部特征根的个数是（ B）。
A ．0B ．1C ．2D ．328. 系统的传递函数为Ks s s s s s G +++++=2322332)(，则使系统稳定的K 值范围是（ C ）。
A ．K ＜0 B ．K ＞0C ．0＜K ＜2D ．0＜K ＜2029. 设单位反馈系统的开环传递函数为)3)(1()(++=s s s Ks G K ，则使该系统稳定的K 值范围是（ D ）。
A ．K ＜0 B ．K ＞0 C ．0＜K ＜2 D ．0＜K ＜12 30. 已知系统的相位裕度是45°，则（ C ）。
A ．系统稳定 B ．系统不稳定 C ．当其幅值裕度大于0分贝时，系统稳定 D ．当其幅值裕度小于或等于0分贝时，系统稳定 31. 对于二阶系统，阻尼比越大，则系统（ B ）。
A ．相对稳定性越小 B ．相对稳定性越大 C ．稳态误差越小 D ．稳态误差越大 32. 一个系统开环增益越大，则（ A ）。
A ．相对稳定性越小，稳态误差越小 B ．相对稳定性越大，稳态误差越大 C ．相对稳定性越小，稳态误差越大 D ．相对稳定性越大，稳态误差越小 33. 已知系统特征方程是0964234=++++s s s s ，则系统（ B ）。
A ．稳定B ．不稳定C ．临界稳定D ．无法判断34. 延时环节串联在闭环系统的前向通道中，则系统的稳定性（ B ）。
A ．变好B ．变坏C ．不会改变D ．时好时坏 35.系统稳定的充要条件是（ C ）。
A ．幅值裕度大于0分贝 B ．相位裕度大于0C ．幅值裕度大于0分贝，且相位裕度大于0D ．幅值裕度大于0分贝，或相位裕度大于0 36. 以下方法可以增大系统相对稳定性的是（ B ）。
A ．增加系统的开环增益B ．减小系统的开环增益C ．增加系统的型次D ．减小系统的输入37. 增大系统开环增益可以（ B ）。
A ．提高系统的相对稳定性B ．降低系统的相对稳定性C ．降低系统的稳态精度D ．加大系统的带宽，降低系统的响应速度 38. 以下环节中可以作为相位超前校正环节的是（ A ）。
A ．112)(++=s s s G C B ．13123)(++⋅=s s s G C C ．121)(++=s s s G CD ．1213)(++⋅=s s s G C39. 下图所示网络可以作为（ C ）装置。
A ．PID 校正B ．相位超前校正C ．相位滞后校正D ．相位滞后－超前校正40. 下图所示网络可以作为（ D ）装置。
A ．P 校正B ．PI 校正C ．PD 校正 D ．PID 校正41. 下图所示网络可以作为（ D ）装置。
A ．PID 校正B ．相位超前校正C ．相位滞后校正D ．相位滞后－超前校正42. 关于顺馈校正说法正确的是（ C ）。
A ．提高系统稳定性B ．降低系统稳定性C ．对系统稳定性无影响D ．系统稳定性取决于是否引入干扰43. 以下关于系统性能指标的说法错误的是（ C ）。
A ．系统性能指标可分为时域性能指标、频域性能指标和综合性能指标B ．时域性能指标可分为瞬态性能指标和稳态性能指标C ．瞬态性能指标和稳态性能指标可以相互转化D ．时域性能指标和频域性能指标之间存在一定关系 44. 对于传递函数为110)(1+=s s G 和131)(2+=s s G 两个系统，（ A ）。
A ．系统1的带宽宽，响应速度快B ．系统1的带宽宽，响应速度慢C ．系统2的带宽宽，响应速度快D ．系统2的带宽宽，响应速度慢 45. 串联校正环节的传递函数为21)(++=s s s G C ，则它属于（ B ）。
A ．增益调整 B ．相位超前校正 C ．相位滞后校正 D ．相位滞后－超前校正 46.关于相位滞后校正作用和特点的说法正确的是（ A ）。
A ．增加系统稳定性 B ．加大了带宽 C ．降低系统稳态精度 D ．加快系统响应速度47.设模拟信号的取值范围是0～10V ，若采用10位A/D 转换器，其量化单位和最大量化误差分别是（ A ）。
A ．9.77mV ，4.89mV B ．4.89mV ，9.77mV C ．0.833V ，0.416V D ．0.416V ，0.833V 48. 闭环控制系统中（ B ）反馈作用。
A. 依输入信号的大小而存在 B. 必然存在 C. 不一定存在 D. 一定不存在 49.开环控制系统的控制信号取决于（ D ）。
A. 系统的实际输出 B. 系统的理想输出与实际输出之差 C. 输入与输出之差 D. 输入50.系统和输入已知，求系统的输出，并分析系统的动态性能，称之为（ B ）。
A. 系统综合 B. 系统分析 C. 系统辨识 D. 系统设计 51. 对控制系统的首要要求是（ C ）。
A. 快速性 B. 准确性C. 稳定性D. 经济性52. 系统的单位脉冲响应函数是t t w 1.0)(=，则系统的传递函数为（ B）。
A.s 1.0 B.21.0s C. s1D. 21s53. 对于一个线性系统，（ C ）。
A. 不能在时域中判别其稳定性。
B. 不能在频域中判别其稳定性。
C. 若有多个输入，则系统输出是它们共同作用的结果。
D. 每个输入所引起的输出不能单独计算。
54. 系统的单位脉冲响应函数是te t w 2.03)(-=，则系统的传递函数为（ A ）。