河北大学 自动控制原理 考核试题 以及 答案

河 北 大 学 课 程 考 核 试 卷（2005—2006学年第一学期）考核科目 自动控制原理 课程类别 必修 考核方式 闭卷 卷别 A一、简答：（共30分，每小题10分）1、说明闭环控制系统的基本组成，并画出其典型结构方框图。

2、以闭环传递函数 )1)(1()(21++=s T s T s ks G 为例在NYQUIST 图中标出相角稳定裕量和增益稳定裕量。

3、什么叫自持振荡，说明非线性系统中自持振荡与极限环的关系。

二、已知系统结构图如图所示，试画出信号流图，求出系统的传递函数。

(共10分)三、已知反馈系统的闭环传递函数为)105.0)(1()(++=s s s Ks G 。

(共15分)（1）试确定使系统稳定的K 的取值范围。

（10分）（2）若要求系统对于输入r(t)= t 作用下的静态误差e SS ≤0.1，试确定K 的取值范围。

（5分）四、已知最小相位系统闭环对数幅頻特性图如图所示。

(共15分)（1） 画出相应的对数相频特性草图。

(3分（2） 求出其闭环截止角频率ωc 。

(2分) （3） 写出相应的传递函数。

(5分) （4） 若保持系统的静态特性不变，要在 提高系统的相角稳定裕量的同时，增强系统的抗噪能力，应采用何种校正方式 (5分)五、已知系统的闭环传递函数为2)1()(+=Ts s Ks G 绘制负反馈的根轨迹图，并确定使系统稳定的K 值范围。

(共15分)六、某采样控制系统的结构如图所示，已知τ=1.2s ，124)(1+=S s G ，161)(2+=S s G 。

试判断系统的稳定性。

(15分)河 北 大 学 课 程 考 核 试 卷（2005—2006学年第一学期）考核科目 自动控制原理 课程类别 必修 考核方式 闭卷 卷别 A 一、简答：（共30分，每小题10分）3、说明闭环控制系统的基本组成，并画出其典型结构方框图。

2、什么叫稳定裕量，在如下所示的图中标出相角稳定裕量和增益稳定裕量。

3。

二、已知系统结构图如图所示，试求出系统的传递函数。

(共10分)B-2-1三、已知反馈系统的闭环传递函数为)6)(3()1()(2+++=s s s s K s G 。

(共10分) （1）试确定使系统稳定的K 的取值范围。

（5分）（2）若要求系统对于输入r(t)= t 2作用下的静态误差e SS ≤0.5，试确定K 的取值范围。

（5分）四、已知最小相位系统闭环对数幅頻特性图如图所示，写出相应的传递函数。

(共10分)五、已知单位负反馈系统的闭环传递函数为 )1)(1()(21++=s T s T s Ks G 。

(共10分)（1）试概略画出G （s ）对应的Nyquist 图。

（5分） （2）由Nyquist 稳定判据给出闭环系统稳定的条件。

（5分）六、已知系统的闭环传递函数为)1()3(2)(+++=s s s s K s G ）（绘制负反馈的根轨迹图，并确定使系统处于欠阻尼的K 值范围。

(共15分)七、某采样控制系统的结构如图所示，已知τ=1，求： （1）求系统的脉冲传递函数。

(10分) （2）求系统稳定的K 值范围。

(5分)河 北 大 学 课 程 考 核 试 卷2006—2007学年第1学期 2004级 电气自动化、自动化 专业（类） 考核科目 自动控制原理 课程类别 必修 考核类型 考试 考核方式 闭卷 卷别A（注：考生务必将答案写在答题纸上，写在本试卷上的无效）一、简答题：（共30分）1、某系统的特征方程为0)22)(3)(1(2=+--+s s s s ，请写出系统的固有运动模态。

（5分）2、在下图中标出相角稳定裕量和增益稳定裕量。

（5分）3、说明非线性控制系统中具有哪些运动特征（与线性控制系统相比较）。

（5分）4、说明闭环控制系统的基本组成，并画出其典型结构方框图。

（10分）5、以系统的单位阶跃响应为例，说明都有哪些单项动态特性指标？（5分） 二、系统的特征方程为02223=+++S S S ，用Routh 判据判定系统的稳定性。

（10分） 三、已知系统结构图如图所示，求出系统的传递函数。

(共10分)四、某系统的动态方框图如图所示，试计算当t t r +=1)(，t t n =)(时，系统的静态误差ss e 。

（10分）五、已知最小相位系统校正前和校正后的对数幅频特性图如图所示（①为校正前，②为校正后）。

（共15分）1、试写出系统校正前后的传递函数。

（5分）2、说明应用的是什么校正方法（超前校正或滞后校正）。

（5分） 3、并画出校正环节的对数幅频特性图和对数相频特性图。

（5分） 六、已知系统的闭环传递函数为2)1()(+=Ts s Ks G 绘制负反馈的根轨迹图，并确定使系统稳定的K 值范围。

(共15分)七、某采样系统的结构框图如下，采样周期为T ＝1秒，回答下列问题。

（共10分）1、求系统的脉冲传递函数。

（5分）2、求使系统稳定的K 值。

（5分）A —2—2L )(ω河 北 大 学 课 程 考 核 试 卷2006—2007学年第1学期 2004 级 电气自动化、自动化 专业（类） 考核科目 自动控制原理 课程类别 必修 考核类型 考试 考核方式 闭卷 卷别 B（注：考生务必将答案写在答题纸上，写在本试卷上的无效）一、简答题：（共30分）2、某系统的特征方程为)22)(3)(1(2++++s s s s ，写出系统的固有运动模态。

（5分）3、在下面的Nyquist 图中标出相角稳定裕量和增益稳定裕量。

（5分）4、什么叫自持振荡，说明自持振荡产生的原因。

（5分）4、说明反馈控制系统的基本组成，并画出其典型结构方框图。

（10分）5、以系统的单位阶跃响应为例，说明都有哪些单项动态特性指标？（5分） 二、已知系统结构图如图所示，求出系统的传递函数。

(共10分)三、已知反馈系统的闭环传递函数为)105.0)(1()(++=s s s Ks G ，试确定使系统稳定的K 的取值范围。

（10分）B —2—1(-1，j0)ReIm四、如图所示系统，假设输入信号是斜坡函数，试证明通过适当地调节d K ，可使系统关于输入量响应的静态误差为零(系统的误差定义为)()()(t c t r t e -=)。

（10分）五、已知最小相位系统校正前和校正后的对数幅频特性图如图所示（①为校正前，②为校正后）。

（15分） 1、试写出系统校正前后的传递函数。

（10分）2、说明应用的是什么校正方法（超前校正或滞后校正）。

（5分）六、已知系统的闭环传递函数为)1()3(2)(+++=s s s s K s G ）（ ，绘制负反馈的根轨迹图，并确定使系统处于欠阻尼的K 值范围。

（15分）七、某采样系统的结构框图如下，采样周期为T ＝1秒，回答下列问题。

（共10分）1、求系统的脉冲传递函数。

（5分）2、求使系统稳定的K 值。

（5分）L )(ω河 北 大 学 课 程 考 核 试 卷2007—2008学年第一学期2005级自动化、电气工程及其自动化专业（类） 考核科目 自动控制原理 课程类别 必修课 考核类型 考试 考核方式 闭卷（注：考生务必将答案写在答题纸上，写在本试卷上的无效）一、填空题（共20分）1、建立控制系统的数学模型的方法有 方法和 方法。

（4分）2、已知系统的特征方程为0)1)(1(2=+++λλλ则系统固有的运动模态为 、 和 。

（6分）3、已知系统的传递函数为se S 3111-+，则系统的单位阶跃响应为 。

（4分） 4、1型系统可以 跟踪阶跃输入信号， 跟踪斜坡输入信号， 跟踪加速度输入信号。

（6分）二、简答题（共20分）1、炉温控制系统原理图如下所示。

画出系统方框图，说明各元器件的作用。

（10分）2、什么是极限环，说明极限环可能对系统运动产生的影响。

（10分）三、求解下图所示系统的传递函数C(s)/R(s)。

（10分）2—1四、已知最小相位系统的闭环对数幅频特性曲线如图下图所示，试确定系统的闭环传递函数，并求出相角稳定裕量。

（10分）五、系统的闭环传函为)1)(1()()(21++=s T s T s Ks H s G 试判别其闭环系统的稳定性。

（10分）六、单位负反馈系统闭环传递函数为)7)(3()(++=s s s ks G ，绘根轨迹图并确定使系统阶跃响应具有欠阻尼特性的k 的取值范围。

（15分）七、采样系统如下图所示，采样周期T=0.4s 。

试求使系统稳定的K 值范围。

（15分）20 5 L 4030河 北 大 学 课 程 考 核 试 卷2007—2008学年第一学期5005级自动化、电气工程及其自动化专业（类） 考核科目 自动控制原理 课程类别 必修课 考核类型 考试 考核方式闭卷 卷别B（注：考生务必将答案写在答题纸上，写在本试卷上的无效）一、填空题（共20分）1、建立控制系统的数学模型的方法有 方法和 方法。

（4分）2、已知系统的特征方程为0)23)(3(2=+++λλλ，则系统固有的运动模态为 、 和 。

（6分）3、已知系统的传递函数为121+S ，则系统的单位阶跃响应为 。

（4分） 4、设单位反馈系统的闭环传递函数为)1(10)(2+=Ts s s G ，当系统的输入为单位阶跃信号)(1t 时，系统的静态误差为 ，当系统的输入为t t 5.0)(1+时，系统的静态误差为 ，当系统的输入为221t t +时，系统的静态误差为 。

（6分）二、简答题（共20分）1、说明反馈控制系统的基本组成，并画出其典型结构方框图。

（10分）2、什么是自激振荡？说明自激振荡产生的原因。

（10分） 三、求解下图所示系统的传递函数C(s)/R(s)。

（10分）B 2－1四、最小相位系统闭环对数幅频特性如下图所示，求系统的闭环传递函数。

（10分）五、系统的闭环传函为)1)(12(5.4)()(++=s s s s H s G ，试用奈氏判据判别其闭环系统的稳定性。

（10分）六、已知系统的闭环传递函数为：)1()3)(2()(+++=s s s s K s G ， 0≥K 。

试画出系统的根轨迹，并分析增益对系统阻尼特性的影响。

（15分）七、某采样系统的结构框图如下，采样周期为T ＝1秒。

（共15分）1、求系统的脉冲传递函数。

（10分）2、求使系统稳定的K 值范围。

（5分）)/sdB L /)(ω－河 北 大 学 课 程 考 核 试 卷2008—2009学年第1学期 2006级 电气自动化、自动化 专业（类） 考核科目 自动控制原理 课程类别 必修 考核类型 考试 考核方式 闭卷 卷别A（注：考生务必将答案写在答题纸上，写在本试卷上的无效）一、填空题（共13分）5、经典控制理论，系统性能分析主要包括三方面内容，即 、 和 。

（3分）6、按输入/输出信号的数目分类，控制系统可分为 系统和 系统。