中南大学自动控制原理2013年期末试卷及答案
（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 。
期末考试试题集自动控制原理含完整答案(供参考)
期末考试-复习重点自动控制原理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（ ）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.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（ ）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（ ） 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（ ） 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（ ）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.45° B.-45° C.90° D.-90°10.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11.设系统的特征方程为()0516178234=++++=s s s s s D ，则此系统 （ ）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 =（ ）时，闭环系统临界稳定。
期末考试试题集-自动控制原理(含完整答案)
期末考试-复习重点自动控制原理1. 2. 一、单项选择题（每小题 1分，共20分） 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 惯性环节和积分环节的频率特性在（A.幅频特性的斜率B.最小幅值C.系统分析 ）上相等。
C.相位变化率 ）D.系统设计 D.穿越频率 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 o 从0变化到+8时，延迟环节频率特性极坐标图为（ A.圆 B.半圆 C.椭圆 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， 个（）A.比例环节 3. 4.B.微分环节C.积分环节 6.若系统的开环传递函数为10 s(5s 2) ，则它的开环增益为 7.8. 9. A.1 B.2 C.5 D.放大元件 ） D.双曲线 电枢电压为输入变量时， 电动机可看作一D.惯性环节 D.10 5 s 2+2s +5 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统 Z 不变，提高o n ,则可以（） B. 减少上升时间和峰值时间 D.减少上升时间和超调量 1一阶微分环节G （s ） =1 Ts ，当频率 时，则相频特性• G （j ・）为（）T C. 90 °）B.稳定裕量越大D. 稳态误差越小二阶系统的传递函数 G(s) ，则该系统是（A.临界阻尼系统 若保持二阶系统的 A.提高上升时间和峰值时间 C.提高上升时间和调整时间 A.45 °B.-45 ° 10.最小相位系统的开环增益越大，其（ A.振荡次数越多 C.相位变化越小 con ，11.设系统的特征方程为 D s 二s 4 8s 3 17s 2 16s 5 =0 , A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定D.零阻尼系统 D.-90 °则此系统 （） D.稳定性不确定。
12.某单位反馈系统的开环传递函数为: G^s(s 1)(s 5)，当k=（）时，闭环系统临界稳定。
大学期末考试自动控制原理题集( 附带答案)
大学期末考试自动控制原理题集（附带答案）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（ 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10，则它的开环增益为（C ）s(5s?2)A.1 B.2 C.5 D.10 7. 二阶系统的传递函数G(s)?5，则该系统是（B ） 2 s?2s?5A.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G(s)?1?Ts，当频率??1时，则相频特性?G(j?)为（A） TA.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D?s??s4?8s3?17s2?16s?5?0，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：G?s??k，当k=（ C）时，闭环系s(s?1)(s?5)统临界稳定。
期末考试试题集-自动控制原理(含完整答案)
期末考试-复习重点自动控制原理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（)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.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（)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,则它的开环增益为（)A.1B.2C.5D.107。
二阶系统的传递函数，则该系统是（）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（）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,当频率时，则相频特性为( )A。
45° B.—45° C.90°D。
—90°10。
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11。
设系统的特征方程为，则此系统（）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：，当k=（）时，闭环系统临界稳定.A。
10 B.20 C。
30 D.4013。
设系统的特征方程为，则此系统中包含正实部特征的个数有( ）A.0B.1C.2 D。
314.单位反馈系统开环传递函数为,当输入为单位阶跃时,则其位置误差为( ）A。
2 B.0.2 C。
0。
5 D.0。
0515。
《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。
中南大学 自控原理试题 A 答案
中南大学考试试卷（A）答案2014—2015学年下学期时间120分钟 2015 年6月24日自动控制理论课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷专业年级：自动化、电气工程、测控技术2013级总分100分，占总评成绩 70 %（注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上）第一题、判断题（15分，每小题3分）1. 任何控制系统必须是稳定的，除了绝对稳定性之外，控制系统还必须具有适当的相对稳定性；控制系统的响应速度必须相当快，同时响应还应当具有合理的阻尼；控制系统应能使误差减小到零或某一允许的最小值。
任何有实用价值的控制系统，都必须满足这些要求。
（1）对√（2）错2. 反馈控制系统具有抑制任何内、外扰动对被控量产生影响的能力。
所有反馈控制系统在任何输入信号作用下的稳态误差都会等于零。
（1）对（2）错√3. 传递函数是一种用系统参数表示输出量与输入量之间关系的表达式，它不仅取决于系统的结构和参数，而且还与系统输入量的形式有关。
（1）对（2）错√4. 描述函数分析是把线性方法应用于非线性系统研究的一种推广，所以，它只适应于非线性程度低的系统。
在非线性程度高的系统的分析中，应用描述函数可能导致非常错误的结论。
（1）对√（2）错5. 在设计离散控制系统时，为使系统具有良好的动态特性，应当把系统的闭环极点配置在z平面的右半单位圆之内，且尽量靠近坐标原点。
（1）对√（2）错第二题（15分）、控制系统的结构如第二题图所示， （1）求系统闭环传递函数()()()C s G s R s =；（10分） （2）H 2(s) 应满足什么关系，才能使干扰N (s) 对输出C (s) 没有影响？（5分）第二题图解：梅逊增益公式1nk kk P P =Δ=Δ∑（2分）1）令()0,N s =则n =2即两条前向通道11121243341312313112412342113()()()()()()(),1()2()()(),1()(),1()()L G s H s L G s G s G s L G s G s L L L L L L L P G s G s G s P G s G s G s H s =−=−=−Δ=−+++=Δ==Δ=+个回路增益：，，两两互不接触回路：条前向通道增益：(5分)124341111124341134()()()()()()(1()())()=()1()()()()()()()+()()()()C s G s G s G s G s G s G s H s P G s R s G s H s G s G s G s G s G s G s H s G s G s ++==+++ （1分） 2）令()0,R s =则n =3即3条前向通道111212433413123131212412234211343113()()()()()()(),1()3()()()(),1()()(),1()()(),1()()L G s H s L G s G s G s L G s G s L L L L L L L P H s G s G s G s P H s G s G s G s H s P G s G s H s =−=−=−Δ=−+++=−Δ==−Δ=+=Δ=+个回路增益：，，两两互不接触回路：条前向通道增益：212442341111124341134()()()()()(()()()())(1()())=()1()()()()()()()+()()()()C s H s G s G s G s G s H s G s G s G s H s N s G s H s G s G s G s G s G s G s H s G s G s −+−++++(5分)若2124423411()()()()(()()()())(1()())0H s G s G s G s G s H s G s G s G s H s −+−+=，则干扰N (s)对输出C (s)没有影响，即44112124341341()()()()()()()()()()()()()()G s G s G s H s H s G s G s G s G s G s G s G s G s H s +=++ （2分）第三题（15分）、已知系统结构如第三题图所示，（1）要求系统动态性能指标%20%=σ，s t s 1=，试确定参数K 1、K 2的值；（10分）（2）在上述K 1、K 2值下，计算系统在t t r =)(作用下的稳态误差。
中南大学自动控制原理期末试卷
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，s t 定义为 。
%σ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12(1)(1)Ks T s T s ++，则其开环幅频特性为 ，相频特性为 。
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20()lim 1()()ss s s R s e G 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(1)s s +，则该系统的闭环特征方程为 ( )。
A 、(1)0s s +=B 、 (1)50s s ++=C 、(1)10s s ++=D 、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 ( )。
中南大学10级现代控制理论试卷
中南大学10级现代控制理论试卷中南大学考试试卷A2013~2014学年上学期时间110分钟 2013年11月 23 日现代控制理论课程 32 学时 2 学分考试形式：闭卷专业年级：自动化、电气、智能、测控11级总分100分占总评成绩70% 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上一、判断题。
判断下例各题的正误，正确的打√，错误的打×。
（每小题1分，共10分）1、状态方程表达了输入引起状态变化的运动，输出方程则表达了状态引起输出变化的变换过程。
（）2、对于给定的系统，状态变量个数和选择都不是唯一的。
（）3、连续系统离散化都没有精确离散化，但近似离散化方法比一般离散化方法的精度高（）4、系统的状态转移矩阵就是矩阵指数。
（）5、若系统的传递函数存在零极点相消，则系统状态不完全能控。
（）6、状态的能控性是系统的一种结构特性，依赖于系统的结构，与系统的参数和控制变量作用的位置有关。
（）7、状态能控性与输出能控性之间存在必然的联系。
（）8、一个传递函数化为状态方程后，系统的能控能观性与所选择状态变量有关。
（）9、系统的内部稳定性是指系统在受到小的外界扰动后，系统状态方程解的收敛性，与输入无关。
（）10、若不能找到合适的李雅普诺夫函数，那么表明该系统是不稳定的。
（）二、已知系统的传递函数为322()103132()()(56)(1)Y s s s s G s U s s s s +++==+++ 试分别用以下方法写出系统的实现：（1）串联分解；（2）并联分解；（3）直接分解；（4）能观测性规范型。
（20分）三、给定一个二维连续时间线性定常自治系统,0x x A t =≥。
现知，对应于两个不同初态的状态响应分别为33333153124444(0),() (0),()1311532222t t t t t t t t e e e e x x t x x t e e e e ----++====---+-+；试据此定出系统矩阵A 。
期末考试试题集-自动控制原理(含完整答案)
期末考试—复习重点自动控制原理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( )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.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（）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，则它的开环增益为（)A。
1 B。
2 C。
5 D.107. 二阶系统的传递函数，则该系统是（)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( )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，当频率时，则相频特性为（)A。
45° B.—45°C。
90° D.—90°10.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11.设系统的特征方程为,则此系统（）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：,当k=（）时，闭环系统临界稳定。
A。
10 B。
20 C.30 D.4013。
设系统的特征方程为,则此系统中包含正实部特征的个数有( ）A。
0 B.1 C。
2 D。
314.单位反馈系统开环传递函数为，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（)A。
2 B.0。
2 C。
0。
5 D。
0。
自动控制原理期末试卷(答案)
《自动控制原理》期末试卷及答案一、填空题（15分，每空0.5分）1、自动控制系统是指为了实现某种控制目的，将（被控对象）和（控制装置）按照一定的方式连接起来组成的有机整体。
2、自动控制系统的基本控制方式包括（开环控制）、（闭环控制）和（复合控制）。
3、线性连续定常系统按照输入量的变化规律不同可以划分为（恒值控制系统）、（随动控制系统）和程序控制系统。
4、自动控制系统的基本要求包括（稳定性）、（快速性）和（准确性）。
5、根据线性系统的（叠加）特性，当两个外作用同时加于系统所产生的总输出，等于各个外作用单独作用时分别产生的输出之和；为了简化研究工作，对控制系统的研究时其输入作用常取单位信号，这是利用线性系统（齐次）特性。
6、关于系统传递函数的零点和极点对输出的影响而言，（极点）决定了描述系统自由模态，（零点）只影响各模态响应所占的比重系数，因而也影响响应曲线的形状。
7、二阶系统的单位阶跃响应，其输出响应的超调量只与（阻尼比ζ）有关，而与ω）无关。
（自然振荡频率n8、控制系统的根轨迹是关于（实轴）对称的，根轨迹曲线起始于（开环极点），终止于（闭环零点）。
9、系统的幅相特性曲线，是关于（实轴）对称的，故一般只绘制ω从0变化到∞的幅相曲线；系统对数频率特性曲线的横坐标是按照（logω）的线性刻度划分的，其1个单位长度对应频率变化（10）倍。
10、常用的系统校正方式包括（串联校正）、（并联校正）和（复合校正）。
11、计算机离散控制系统的分析设计采用的主要数学模型是（Z脉冲传递函数），采样功能是由其内部的（A/D和D/A转换器）完成的；12、非线性控制系统的主要分析方法包括（线性化）、（相平面）和（描述函数法）。
二、（10分）一个控制系统结构如图，求传递函数)()(s R s C解：采用梅逊公式计算 有3个回路，111H G L -=，222H G L -=，333H G L -= 【得2分】其中，31,L L 两个回路不相交，有313131H H G G L L = 【得1分】 所有，特征式为3131332211313211)(1H H G G H G H G H G L L L L L ++++=+++-=∆ 【得2分】 前向通道只有一个，且与三个回路都相交1,13211=∆=G G G P 【得2分】 所以，传递函数为3131332211321111)()(H H G G H G H G H G G G G P s R s C ++++=∆∆= 【得3分】三、（15分）单位负反馈系统的开环传递函数为：)125.0)(11.0()(++=s s s Ks G K ，试利用劳斯判据确定使系统闭环稳定的K 的取值范围。
自动控制原理期末试卷与答案
32.反馈元件
33.最大超调量
34.频率响应
35.幅值裕量
四、简答题（每小题5分，共25分）
36.开环控制系统和闭环控制系统的主要特点是什么
)
37.如何用实验方法求取系统的频率特性函数
38.伯德图中幅频特性曲线的首段和传递函数的型次有何关系
39.根轨迹与虚轴的交点有什么作用 举例说明。
28.在扰动作用点与偏差信号之间加上能使静态误差降为0。
29.超前校正主要是用于改善稳定性和。
30.一般讲系统的加速度误差指输入是所引起的输出位置上的误差。
31.自动控制
32.传递函数
33.瞬态响应
34.最小相位传递函数
【
35.复现频率
36. 方块图变换要遵守什么原则，举例说明。
}
D.
15.系统的传递函数 ，其系统的增益和型次为 （ ）
，2 4，2 ，4 4，4
16.若已知某串联校正装置的传递函数为 ，则它是一种（ ）
A.相位滞后校正B.相位超前校正C.相位滞后—超前校正D.反馈校正
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（ ）
A. = B. > C. < D. 与 无关
:
14.单位反馈系统开环传递函数为 ，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（ ）
若已知某串联校正装置的传递函数为 ，则它是一种（ ）
A.反馈校正B.相位超前校正
C.相位滞后—超前校正D.相位滞后校正
16.稳态误差ess与误差信号E(s)的函数关系为（ ）
A. B.
C. D.
17.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（ ）
【免费下载】中南大学 自控原理试题及答案 AB卷热动
-1
c) p=1
c(t)
，绘制系统根轨迹（12 分）
（32 分）
143
中南大学考试试卷（B 卷）
2008~2009 学年 一 学期 时间 110 分钟 08 年 12 月 19 日
自动控制原理 课程 64 学时 4 学分 考试形式： 闭 卷
专业年级： 热动 06 级
一、简答题（20 分） 1、（6 分）闭环自动控制系统是由哪些环节组成的，各环节在系统中起什么作用？ 2、（8 分）比较串联超前校正和串联滞后校正的校正功能和校正原理。 3、（6分）自动控制系统的性能指标有哪些？简单说明之。
1
s 1
K0
s(0.1s 1)(0.2s 1)
K0
s(0.1s 1)(0.2s 1)
6. 图示分别为负反馈系统 Nyquist 图，判断系统是否稳定，如不稳定，指出不稳定根个数
（共 6 分）
-1
a) v=2,p=0
-1
b)v=1,p=0 题6图
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根通保据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资，配料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高与中带资负料荷试下卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并3中试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内 纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
13自动控制原理期末试卷与答案
13⾃动控制原理期末试卷与答案⾃动控制原理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（ 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（）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（ d ）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（ d ）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 10s s ，则它的开环增益为（c ）A.1B.2C.5D.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.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 ks G ，当k =（）时，闭环系统临界稳定。
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中南大学自动控制原理2013年期末试卷及答案时间120分钟2012年6月22日自动控制理论课程64学时_4_学分考试形式：闭卷专业年级：自动化、电气工程、测控、智能科学、物联网等专业2011级总分100分，占总评成绩70 %第一题、是非题(15分，每题3分)1. 经典控制理论以传递函数为基础，它主要研究单输入-单输出、线性定常系统的分析和设计问题；而现代控制理论则以状态空间法为基础，它主要研究具有高性能、高精度的多变量、变参数系统的最优控制问题。
(1) 对V (2)错2. 对恒值控制系统来说，其分析、设计的重点是研究各种扰动对被控对象的影响以及抗扰动的措施。
而随动系统分析、设计的重点则是研究被控量跟随未知输入信号的快速性和准确性。
(1) 对V (2)错3. 对于一个线性系统来说，两个输入信号同时加于系统所产生的总输出，等于这两个输入信号单独作用时分别产生的输出之和；且输入信号的数值增大或减小若干倍时，系统的输出亦相应地增大或减小同样的倍数。
(1)对V (2)错4. 离散系统是指系统的某处或多处的信号为脉冲序列或数码形式，因而信号在时间上是离散的。
连续信号经过采样开关的采样就可以转换成离散信号。
一般来说，离散系统是采用微分方程来描述。
(1)对(2)错V5. 采用主导极点法，在设计中所遇到的绝大多数有实际意义的高阶系统，都可以简化为只有一、两个闭环零点和两、三个闭环极点的低阶系统，从而可用比较简便的方法来分析和估算高阶系统的性能。
(2) 错(1)对V第二题(15分)、系统结构如第二题图所示，试用结构图化简的方法或梅逊增益公式求取系统的闭环传递函数C(s)/R(s)第二题图【解】(1)采用结构图化简的方法:C(s) 123 4R(s) 1 G 3G 4G 5 G 2G 3G 6 G 1G 2G 3G 4G 7(2) 采用梅逊增益公式：R (s) +—条前向通道：P-i G1G2G3G4三个回路：l l(s) G2G3G6, 12(S)G3G4G5」3(S)G1G2G3G4G7无互不接触回路；1 l1(s) l2(s) l3(s) 1 G2G3G6 G3G4G5 G1G2G3G4G7所有回路均与前向通道相接触，因此1 1泪C(s) P 1 G1G2G3G4得：R(s) 1 G2G3G6 G3G4G5 G1G2G3G4G7第三题(15分)、设单位反馈系统的开环传递函数为：2G(s) ns(s 2 n)已知系统在单位阶跃作用下的误差响应为e(t) 2e 2t e 4t，试求系统的阻尼比自然频率n和在单位斜坡输入作用下的稳态误差。
【解】：®e(s)=i S咗十21+G(s)护+2^n s+o)n当r(r)三时, e Ct) =2e^t_e-4t，E(s)2 1 s 6 s22 s 4 s 6s 8而E(s) = <D e(s)R(s) =s所以sE(s)=①即5-1- 6S2 + 2^tL»n SS2+63+fl S2+Z^0J n S+a>J 所以n 2.828(rad/s)1.061又.二I ■■-5—0 3所以= t时，e S5= 1/K V = 0.75第四题(15分)、设负反馈系统的开环传递函数为：*K G(s)H(s)s(s 1)(s 3)(1) 作系统的根轨迹(10分)；(2) 试求使系统单位阶跃响应呈振荡衰减的 K *的取值范围(5分)m(s Z j )*j 1 ___________ 1K |s R| |0|冷 1||®3| 0.63n1i 1(s R)i 1第五题(15分)、已知系统的开环传递函数为:［解］(1)作出系统准确的根轨迹: G(s)H(s)K s(s 1)(s 3)1) 根轨迹起点：p 1 = 0, p 2 = 1 , p 3 = 3 2) 实轴上根轨迹：［1,0］,(, 3)3) 渐进线：a 一 ------------- =( 4)/3 = 1.33n ma=(2k+1) 180°/3= 60°, 180°1 114) 分离点：一一—0 d d 1 d 3d 2 6d 3 0d 10.56,d 25.44(舍去)5) 与虚轴交点：令 s=j 代入特征方程：D(s)= s 3+4s 2+3s+K *=0,得:即：1.732, K * 12, s j1.732作根轨迹如右图所示(2)将分离点S 1 =0.56代入幅值条件:使系统单位阶跃响应呈振荡衰减的K *的取值范围为：0.63 K121500s(s 5)( s 10)(1)试绘制该系统的开环对数幅频渐近特性曲线，并在图中标出截止频率 c (不需计算)(6分)；(2)试绘制系统的概略开环幅相曲线，确定幅值裕度h，并利用奈氏判据确定系统的闭环稳定性(6分)；(3)若在前向通道中串接最小相位的校正网络G c(s)，G c(s)的对数幅频渐近特性曲线如第五题图所示，试写出该校正网络的传递函数，并分析G c(s)对系统的作用。
(3分)G(s)［解］(1)G s30s 0.2s 1 0.1s 11 5,2 10，斜率变化：—1/—2/—33015,L 1 20lg 15.56dB1第五题图（3）校正网络的传递函数GJs ） 丝丄，为串联滞后校正，其主要作用是既能40s 1提高相角裕度（改善系统的稳定性），动特性平稳，减小截止频率，快速性降低, 抗干扰能力增加。
第六题（15分）、采样系统的结构如第六题图所示，采样周期 T=1s 。
试求:（1） 系统的闭环脉冲传递函数（7分）； （2） 使系统稳定的K 值范围（8分）；30 1 0.02(2) G jj0.3 1 0.010.04 令虚部为0得穿越频率:x. 507.07 ( rad/s )幅相曲线与负实轴交点为G j 2, h 0.5作增补曲线，幅相曲线包围1,j0点，因P 0,所以闭环系统不稳定七 “ 舟 巧 」 心丄j uReal .tkxiaDaanr rr (t ) +--- •(2)求使系统稳定的K 值范围。
系统闭环特征方程为1 G(z) 0，即:z 2 (0.632K 1.368)z 0.368 0利用w 域劳斯判据进行判稳。
令z —_1，有：w 12w 1 w 1(0.632K1.368)0.368 0w 1w 1即：0.632KW 2 1.264w (2.736 0.632 K) 0列写劳斯表：2s0.632K 2.736 0.632 Ks 1 1.246 s 02.736 0.632K系统稳定的条件为:第六题图1 z 1【提示】 Z 1 — , Z —s z 1 s a【解】：z Z a (1 e aT )zaT ，aTz es(s a) (z 1)(z e )(1)求系统的闭环脉冲传递函数。
系统开环脉冲传递函数为：G(z) sT1 1 e K— Z -s s s 1 z 1)Z1 s(s 1)K(1 e T )z (z 1)(z e T ) 0.632 Kz (z 1)(z 0.368)系统闭环脉冲传递函数为:(z)G ⑵ 1 G(z)0.632 Kz(z 1)(z 0.368) 0.632 Kz0.632 Kz2z (0.632 K 1.368) z 0.3680.632K2.736 0.632K即：0 K 4.33。
第七题（10分）、考虑如第七题图所示的非线性系统，试分析系统的稳定性和 自激振荡的稳定性，并确定稳定自激振荡的振幅和频率。
（要求画出线性部分的奈魁斯特图与非线性部分的负倒描述函数曲线，N （A ） 纱）A(1分)(1分)由此可以画出系统的开环幅相曲线即乃氏曲线如下图所示:［解］由 N(A) 晋，得非线性特的负倒特性,1 A ； N(A)4M ；由 A=0,-=0； A N （A ）'在幅相曲线上为左半实轴;（2分）1，NA可知非线性部分的负倒特性曲线再由G(jw)4 jw(1 jw)2 w 2 (1 w 2)28w 2 j (4w 3 4w)w 2(1 w 2)2可知 w 0, G( jw)G( jw) 90°; w，G(jw) 0, G(jw)2700 , (2 分)G(jw)］令Im[G（j ）]=0，得到=1;此时Re[G（j ）]= 2;故奈氏曲线与实轴交点为（2, j0）；（2分）由Re[G（j ）]= 1得到A 8M ;所以1,A 8M为稳定的自激振荡。
（2 分）N（A）（注：在（8, 2）段为稳定的，（2, 0）段是不稳定的。
）。