2019年《武汉科技大学》自动控制原理期末考试试卷A(含答案)
武汉科技大学827自动控制原理14-19年真题及答案
（1）分别确定当 n 2, 3, 4 时使闭环系统稳定的 k 值范围；（15 分）
（2）解释上述计算结果。（5 分） 解答：系统的闭环特征方程为
1 G(s) ( s 1)n k 0 （1）当 n 2 时，特征方程为 ( s 1)2 k 2s2 2 s 1 k 0 稳定条件为 k 0 当 n 3 时，特征方程为 3s3 3 2s2 3 s 1 k 0
G(s)
(
s
k
1)
n
,
0
（1）分别确定当 n 2, 3, 4 时使闭环系统稳定的 k 值范围；（15 分）
（2）解释上述计算结果。（5 分）
第1页共3页
五、（30 分）已知某控制系统如图 2 所示，定义 e(t) r(t) c(t) ，
图2
（1）写出系统的输出表达式 C(s) 和误差表达式 E(s) ；（12 分） （2）当 r(t) 0, n(t) 1(t) 时，求系统的稳态误差 ess ；（6 分） （3）当 r(t) 1(t), n(t) 1(t) 时，求系统的稳态误差 ess ；（6 分） （4）要减少稳态误差 ess ，应如何调整系统中的参数？（6 分）
1、对自动控制系统的基本要求是
。
答：稳（稳定、平稳）、快（动态响应快）和准（稳态误差小）。
2、 线性离散控制系统稳定的充分必要条件是
。
答：离散系统闭环特征方程所有的特征根全部位于 z 平面单位圆内部，即
zi 1, i 1, 2,n
3、 函数 eat 1(t) 的拉氏变换和 z 变换分别为
。
答：
1 sa
1
三、试简化如图所示系统方框图，并求系统的传递函数 C(s) / R(s) （15 分）
解答：
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。
自动控制原理期末试题及答案A
考场
学院
学年第二学期期末考试
级三年制高职《自动控制原理》试题
院系
题号
一
二
三
四
五
总分人
班级
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座号
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L() / dB 0dB / dec
20
20dB / dec
0dB
0.5
/ rad s1
ห้องสมุดไป่ตู้
线
2、从图(a)，求系统输入为
xi
，输出为
xo
时的传递函数
X o (s) X i (s)
。
xi
R1 R2
xo
C
图(a)中， xi , xo 是电压量。
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答案、自动控制原理 A 答案
一、闭环、负反馈 、偏差 、拉式变换、 K
）
与系统的输入信号有关；（ ），以及与系统的放大倍数有关。（
）
4．前向通道传递函数为 k ( k 0) 的单位负反馈系统能无差的跟踪斜波信号（
）。
s2
5．最小相位系统是稳定的控制系统（ ）。
6. 对控制系统的基本要求是快、稳、准。（ ）
7. 对开环极点为零的系统，要使系统稳定，开环 Nyquist 轨迹应逆时针绕(-1,j0)点旋转
、自激振荡（自持振荡、
1 T 2 2
自振） 系统中有一处或几处的信号是以脉冲或数码的形式传递的系统（含有采
样开关的系统）
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*=（）
武汉科技大学827自动控制原理-2019(A卷答案)
2019 年攻读硕士学位研究生入学考试试题（参考答案）科目名称：自动控制原理（█A 卷□B 卷）科目代码： 827考试时间： 3 小时满分 150 分、简答题（共 4小题，每空 3分，共 30分）1、 PI控制器的中文全称是；PID 中具有相位超前特性的环节是答：比例积分控制器； D（微分）环节。
2、已知E（z）(z 15)(z z 2)，求e*(t)*k 答：e* (t) e(KT) 5 2k 53、已知某线性定常系统的单位阶跃响应为h t 5（1 e 5t），则该系统的传递函数G s 为。
5答：G（s）52s 1as 14、某单位负反馈控制系统的开环传递函数为G（s）as 1，式中 a 0.4,b 0.5系统开s（s b）环零点为开环极点为；闭环极点为答：开环零点： -2.5；开环极点： 0， -0.5；闭环极点： -0.45+0.89j,-0.45-0.89j ；2s 15、已知超前校正装置的传递函数为G c（s），则其最大超前角所对应的频率c 0.32s 1答： 1.256、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率c 对应时域性能指标；它们反映了系统动态过程的。
答：调整时间t s；快速性二、分析题（ 15 分）工业上使用的光电纠偏器常用于钢厂、纺纱厂等长距离走料场合，其功能是纠正长距离物料在走料过程中偏离中心的误差，其原理图如图 1 所示，其中，光电位置传感器的输出为电压信号。
要求：（1）指出该系统的输入量、输出量和反馈量；（2）叙述该大门开门和关门工作原理；（3）绘制系统结构图。
1) 系统的输入量：给定电位器电压 U r输出量：物料的中心位置反馈量：光电位置传感器电压 U f ； 2) 回答出偏差控制思想即可 3)三、求传递函数 (10 分)已知某系统的结构图如图 2 所示， 1)求系统的传递函数 C(s) / R r (s) ； 2)求系统的传递函数 C(s)/ R n (s)。
自动控制原理期末试卷及答案
自动控制原理期末试卷一、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、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、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）。
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)三、已知反馈系统的开环传递函数为)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、已知最小相位系统开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开环传递函数为 )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、已知系统的开环传递函数为)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)答案一、 简答：（共30分，每小题10分）1、答案：闭环控制系统的基本组成：检测元件、比较元件、放大元件、执行元件、给定元件、校正元件及被控对象。
（共6分，除被控对象外，每一个元件给1分）典型结构方框图（4分，可以没有局部反馈）2、答案：稳定裕量是系统距离稳定 的边界所具有的余量（5分）。
相角稳定裕量（3分）。
增益稳定裕量（2分）。
3、答案：与线性控制系统相比非线性控制系统表现出如下的特征： （1）非线性控制系统的运动不满足态的迭加原理。
《自动控制原理》期末试卷(A)(附答案)
—学年第一学期考试试卷课程编号：课程名称：自动控制原理试卷类型： A √、B□卷考试形式：开□ 、闭√卷考试时间：120分钟题号一二三四五六总分总分人得分得分评分人一、如图所示控制系统，为使其闭环极点s1,2 1 j ，试确定 K和α的值，并确定这时系统的超调量。
（本题 10 分）R( s )K C( s )-s21αs得分评分人二、求图2.所示系统传递函数。
（本题15分）R(s) 1G1-H3G3 1 Y(s)G2-H1-H2图2.得分三、非线性系统线性部分的极坐标图、非线性部分的负评分人倒特性如下图所示。
试判断系统是否稳定，是否存在自振荡。
（本题 15 分）Im ImA Q ReωReQ1G( j ω)N(A)ωAG ( j ω)1N( A)(a)(b)得分评分人四、系统如图所示。
（本题 20 分）1.试分析速度反馈系统 K f对系统稳定性的影响；2.试求 K p、K v、K a，并说明内反馈对稳态误差的影响。
R( s )s 110C( s)__1)s s( sK f s得分评分人五、系统如方框图所示。
（本题 20 分）1.绘制 a = 2时，K由0 ~∞变化时的根轨迹2.并确定阻尼比ζ= 0.707 时的 K 值；3.绘制 K = 4 时，a由 0 ~ ∞变化时的根轨迹4.并确定阻尼比ζ= 0.707 时的a值；R( s )K C( s )_s( s a )六、某单位反馈控制系统之开环传递函数为得分评分人1( 0 .1 s 1 ) 2 ( 0 .008 s 1 )今希望校正后的系统能具有图所示之开环频率特性。
（本题 20 分）1.试求校正后系统的相位裕量；2.确定其校正装置的传递函数；3.采用的是何校正环节，并说明校正目的。
参考答案一、 (10 分 ) 如图所示控制系统，为使其闭环极点 s 1,21 j ，试确定 K 和 α的值，并确定这时系统的超调量。
C ( s)解：① 系统闭环传递函数为R( s )K-KK( s)s 21 αsK (1 s)s2K s K1s 2s1 j2K ， 2解得nζ 1 /2 ，j n12nK2 1 ，n121nn2 ，K 2 ， α 1② 系统超调量为 %exp(12 )100% 4.32%二、（ 15 分）求图 2. 所示系统传递函数。
2019年自动控制原理期末考试试卷(含答案)
2019年自动控制原理期末考试卷与答案一、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：稳定性、快速性和准确性。
2、控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值称为传递函数。
3、在经典控制理论中，可采用劳斯判据(或：时域分析法)、根轨迹法或奈奎斯特判据(或：频域分析法)等方法判断线性控制系统稳定性。
4、控制系统的数学模型，取决于系统结构和参数,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20lg()Aω(或：()L ω)，横坐标为lgω。
6、奈奎斯特稳定判据中，Z=P-R，其中P是指开环传函中具有正实部的极点的个数，Z是指闭环传函中具有正实部的极点的个数，R指奈氏曲线逆时针方向包围(-1,j0)整圈数。
7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，s t定义为调整时间。
%σ是超调量。
8、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()Aω=频特性为01112()90()()tg T tg Tϕωωω--=---。
9、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。
10、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e--=+，则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s+++。
11、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。
12、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。
13、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统稳定。
判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。
14、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值越频率cω对应时域性能指标调整时间s t，它们反映了系统动态过程的快速性二、(8分)试建立如图3所示电路的动态微分方程，并求传递函图3解：1、建立电路的动态微分方程根据KCL有200i10i)t(u)]t(u)t(d[u)t(u)t(u R dt C R=-+-(2分)即)t(u)t(du)t(u)()t(du i2i21021021R dtC R R R R dt C R R+=++(2分)2、求传递函数对微分方程进行拉氏变换得)(U)(U)(U)()(U i2i21021021s R s Cs R R s R R s Cs R R +=++(2分)得传递函数2121221i0)(U)(U)(R R Cs R R R Cs R R s s s G+++==(2分)三、（共20分）系统结构图如图4所示：1、写出闭环传递函数()()()C s s R sΦ=表达式；（4分）2、要使系统满足条件：707.0=ξ,2=nω,试确定相应的参数K和（4分）3、求此时系统的动态性能指标s t,00σ；（4分）图44、t t r2)(=时，求系统由()r t产生的稳态误差ss e；（4分）5、确定)(s G n，使干扰)(t n对系统输出)(t c无影响。
自动控制原理期末考试试卷六套+(答案详解)
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 ）C.系统分析2. 惯性环节和积分环节的频率特性在（ d ）上相等。
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 ）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 ）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 ） C.57. 二阶系统的传递函数52 5)(2++=s s s G ，则该系统是（b ） B.欠阻尼系统8. 若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn ，则可以（b ）B.减少上升时间和峰值时间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°10.最小相位系统的开环增益越大，其（ d ）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。
C.3013.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ，则此系统中包含正实部特征的个数有（ ）C.214.单位反馈系统开环传递函数为()ss s s G ++=652，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（ ）D.0.0515.若已知某串联校正装置的传递函数为1101)(++=s s s G c ，则它是一种（ ） D.相位滞后校正16.稳态误差e ss 与误差信号E (s )的函数关系为（ ）B.)(lim 0s sE e s ss →=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（ ）A.减小增益18.相位超前校正装置的奈氏曲线为（ ）B.上半圆19.开环传递函数为G (s )H (s )=)3(3+s s K ,则实轴上的根轨迹为（ ） C.(-∞，-3)20.在直流电动机调速系统中，霍尔传感器是用作（ ）反馈的传感器。
自动控制原理期末试卷与答案
自动控制原理期末试卷与答案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（d）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10，则它的开环增益为（c ）s(5s2)7. 二阶系统的传递函数G(s)5，则该系统是（b ）2 s2s5A.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)1Ts，当频率1时，则相频特性G(j)为（a ）T°°°°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Dss48s317s216s50，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：Gsk，当k=（）时，闭环系统s(s1)(s 5)临界稳定。
13.设系统的特征方程为Ds3s410s35s2s20，则此系统中包含正实部特征的个数有（）14.单位反馈系统开环传递函数为Gs差为（）5，当输入为单位阶跃时，则其位置误2s6ss若已知某串联校正装置的传递函数为Gc(s)s1，则它是一种（）10s1A.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（）limE(s) limsE(s) s0s0limE(s) limsE(s) ss17.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（）A.减小增益B.超前校正C.滞后校正D.滞后-超前18.相位超前校正装置的奈氏曲线为（）A.圆B.上半圆C.下半圆°弧线19.开环传递函数为G(s)H(s)=K,则实轴上的根轨迹为（）3s(s3)A.(-3，∞)B.(0，∞)C.(-∞，-3)D.(-3，0)20.在直流电动机调速系统中，霍尔传感器是用作（）反馈的传感器。
2019年度武汉科技大学自动控制基本原理期末考试试卷A(含答案解析)
（３分）
下面步骤二选一都得４分
而 （３分）
综合： ； ； 可以选择： （１分）
或者选择 ，验算得此时 ，计算 满足要求（４分）
（五a、五b任选一题，不重复计分。）
五a、(15分)某单位负反馈系统开环传递函数为
（1）(2分)确定根轨迹的起点、终点及实轴上的根轨迹分布；
（2）(2分)计算根轨迹的渐近线；
（5）闭环采样系统稳定的充要条件为：闭环采样系统的闭环脉冲传函的全部极点位于Z平面上以原点为圆心的单位园内。
二、(10分)工业上使用的光电纠偏器常用于钢厂、纺纱厂等长距离走料场合，其功能是纠正长距离物料在走料过程中偏离中心的误差，其原理图如图1所示，其中，光电位置传感器的输出为电压信号。
图1
（1）（3分）指出该系统的输入量、输出量和反馈量；
答案：
（1）系统的型次：I型；开环增益为50；（２分）
（2）系统开环传递函数 ；（３分）
（3相位裕量； （３分）
（4） ，其闭环系统稳定；(2分)
（5）(5分)假设系统输入为 ，确定系统的稳态输出。
系统闭环传递函数 ， (2分)
， (2分)
所以系统的稳态输出为：
(１分)
八、（10分）已知某采样系统结构图如图7所示，采样周期 ：
（2）（3分）简述该系统工作原理；
（3）（4分）绘制系统原理方块图。
答案：
（1）系统的输入量：给定电位器电压
输出量：物料的中心位置
反馈量：光电位置传感器电压 ；
（2）回答出偏差控制思想即可
（3）
三、(10分)已知某系统的动态结构图如图2所示，
（1）（5分）求系统的传递函数 ；
（2）（5分）求系统的传递函数 。
自动控制原理期末试卷与答案
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（d）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10,则它的开环增益为（c ) s（5s?2)A.1 B。
2 C。
5 D。
107. 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。
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=( ）时,闭环系统s（s? 1）(s？5）临界稳定.A.10 B。
20 C。
30 D。
4013。
自动控制原理_期末试卷及答案
一、填空题（每空 1 分，共15分）1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。
2、复合控制有两种基本形式：即按 输入 的前馈复合控制和按 扰动 的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)为 （用G 1(s)与G 2(s) 表示）。
4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 则无阻尼自然频率=n ω ，阻尼比=ξ，该系统的特征方程为 ， 该系统的单位阶跃响应曲线为 。
5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105tt g t ee --=+，则该系统的传递函数G(s)为 。
6、根轨迹起始于 ，终止于 。
7、设某最小相位系统的相频特性为11()()90()tg tg T ϕωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为 。
8、PI 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 ，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态 性能。
二、选择题（每题 2 分，共20分）1、采用负反馈形式连接后，则 ( )A 、一定能使闭环系统稳定；B 、系统动态性能一定会提高；C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。
2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。
A 、增加开环极点；B 、在积分环节外加单位负反馈；C 、增加开环零点；D 、引入串联超前校正装置。
3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ，则系统 ( )A 、稳定；B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升；C 、临界稳定；D 、右半平面闭环极点数2=Z 。
4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明 ( )A 、 型别2<v ；B 、系统不稳定；C 、 输入幅值过大；D 、闭环传递函数中有一个积分环节。
5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是( )A 、主反馈口符号为“-” ；B 、除r K 外的其他参数变化时；C 、非单位反馈系统；D 、根轨迹方程（标准形式）为1)()(+=s H s G 。
(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.90 B.90- C. 45 D.45-12、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 。
自动控制原理期末试卷与答案
4. ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极
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10，则它的开环增益为（c）s(5s?2)
6.梅逊公式主要用来（）
A.判断稳定性B.计算输入误差
C.求系统的传递函数D.求系统的根轨迹
7.已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，则其阻尼比可能为（）
A.0.6 B.0.707 C.0 D.1
8.在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（）指标密切相关。
A.允许的稳态误差B.允许的超调量
C.(0，1)和(2，∞) D.(-∞，0)和(1，2)
20. A、B是高阶系统的二个极点，一般当极点A距离虚轴比极点B距离虚轴大于（）时，分析系统时可忽略极点A。
A.5倍B.4倍C.3倍D.2倍
二、填空题（每小题1分，共10分）
21.“经典控制理论”的内容是以
22.控制系统线性化过程中，变量的偏移越小，则线性化的精度。
44.系统开环频率特性由实验求得，并已用渐近线表示出。试求该系统的开环传递函数。(设系统是最小相位系统)。
自动控制原理2
一、单项选择题（每小题1分，共20分）
1.系统已给出，确定输入，使输出尽可能符合给定的最佳要求，称为（）
A.最优控制B.系统辨识C.系统分析D.最优设计
2.与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。
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）T
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（3）（4分）绘制系统原理方块图。
答案：
（1）系统的输入量：给定电位器电压
输出量：物料的中心位置
反馈量：光电位置传感器电压 ；
（2）回答出偏差控制思想即可
（3）
三、(10分)已知某系统的动态结构图如图2所示，
（1）（5分）求系统的传递函数 ；
（2）（5分）求系统的传递函数 。
2） 与 比较，可知： ，
（３分）
下面步骤二选一都得４分
而 （３分）
综合： ； ； 可以选择： （１分）
或者选择 ，验算得此时 ，计算 满足要求（４分）
（五a、五b任选一题，不重复计分。）
五a、(15分)某单位负反馈系统开环传递函数为
（1）(2分)确定根轨迹的起点、终点及实轴上的根轨迹分布；
（2）(2分)计算根轨迹的渐近线；
答案：
（1）系统的型次：I型；开环增益为50；（２分）
（2）系统开环传递函数 ；（３分）
（3相位裕量； （３分）
（4） ，其闭环系统稳定；(2分)
（5）(5分)假设系统输入为 ，确定系统的稳态输出。
系统闭环传递函数 ， (2分)
， (2分)
所以系统的稳态输出为：
(１分)
八、（10分）已知某采样系统结构图如图7所示，采样周期 ：
（3）根轨迹分离点的大致位置：[-1,0]；(2分)
（4）根轨迹与虚轴的交点，并确定要求系统稳定时， 的取值范围；
利用劳斯判据或 代如特征方程均可，得到： ， (2分)
系统稳定时， 的取值范围为 (2分)
（5）系统临界稳定时的开环放大系数为 (2分)
（6）绘制根轨迹。(３分)
五b、(15分)
（1）(2分)设多项式 的系数满足如下条件： 和 给定， 根据Kharitonov定理，判断该区间多项式稳定性的充分必要条件为判断有限个确定多项式的稳定性，这几个确定多项式的系数仅与 和 有关。问需判断多少个确定的多项式？
（3）可以从数学模型、稳定性和运动形式三方面来区别非线性系统与线性系统。
数学模型
稳定性
运动形式
线性系统
线性微分方程
系统固有特性，与外力无关
稳定、不稳定
（临界稳定）
非线性系统
非线性微分方程
与系统固有特性、输入及初始条件有关
稳定、不稳定、自振
（4）香农采样定理：要使采样信号不失真地恢复为原来信号，采样角频率 s必须满足 s≥2 max（ max:连续信号最大频率）
（5）闭环采样系统稳定的充要条件为：闭环采样系统的闭环脉冲传函的全部极点位于Z平面上以原点为圆心的单位园内。
二、(10分)工业上使用的光电纠偏器常用于钢厂、纺纱厂等长距离走料场合，其功能是纠正长距离物料在走料过程中偏离中心的误差，其原理图如图1所示，其中，光电位置传感器的输出为电压信号。
图1
（1）（3分）指出该系统的输入量、输出量和反馈量；
图2
答案：
（1）系统的传递函数 ；
（2）系统的传递函数
四、（10分）已知单位负反馈某系统的开环传递函数 ，试选择参数 和 的值以满足如下指标：
1）当输入信号为 时，系统的稳态误差 ；
2）当输入信号为单位阶跃信号时，超调量 ，调节时间 （ ）。
答案：
1）系统为1型系统，当输入信号为 时，系统的稳态误差 ，因此有 （３分）
（2）(5分)已知某线性系统开环幅相频率特性如图4所示，已知系统开环稳定且为III型系统，即 ，试判断闭环系统的稳定性。
图4
（3）(5分)在某非线性系统中，已知负倒描述函数 与开环频率特性 曲线如图5所示，试判断 曲线与 曲线的交点 、 哪个为稳定的自振点。
图5
答案：
（1）(5分)
系统不稳定，有两个根在s右半平面
（2）(7分)如图3所示反馈系统，设 ，设计比例积分（PI）控制器 ，使得闭环系统的极点为-2，-5。
图3
（3）(6分)如图五b所示反馈系统，设输入 为单位阶跃信号且 ，设计比例控制器C(s)=K，使得代价函数 最小，给出K和最小的J值。
六、(15分)判断稳定性
（1）(5分)某闭环系统特征方程为 ，试用劳斯判据分别判定其稳定性，并说明特征根在复平面上的分布。
（1）（5分）求系统闭环脉冲传递函数；
（2）（5分）求闭环系统 的稳定域。
图7
答案：
（1）系统闭环脉冲传递函数；
（２分）
由 计算（１分）（分）（2）闭环系统 的稳定域。
对特征方程 （２分）
令 得 或利用 计算（２分）
利用劳斯判据可得：闭环系统 的稳定域为 （１分）
（2）按照校正装置在系统中的连接方式，说说校正分哪几种方式；按照校正原理的不同，串联校正又分为哪几种方式？
（3）简述线性系统和非线性系统区别。
（4）简述香农采样定理。
（5）简述闭环采样系统稳定的充要条件。
答案：
（1）频率特性是线性系统正弦输入信号作用下，系统稳态输出与输入的复数之比。
（2）按照校正装置在系统中的连接方式，校正分为：串联校正、反馈校正和前馈校正；按照校正原理的不同，串联校正分为串联超前校正、串联滞后校正和串联滞后-超前校正。
2019年《武汉科技大学》自动控制原理期末考试试卷（含答案）
课程名称：自动控制原理适用专业年级：
考生学号：考 生 姓 名：
试卷类型：A卷■B卷□ 考试方式：开卷 □ 闭卷 ■
………………………………………………………………………………………………………
一、(15分，每小题3分)简答题
（1）简述频率特性的定义。
（2）(5分) ，系统不稳定
（3）(5分)N点为稳定的自振点
七、(15分)已知单位负反馈最小相位系统开环对数幅频特性如图6所示：
图6
（1）(2分)求系统的型次和开环增益；
（2）(3分)求系统开环传递函数 ；
（3）(3分)求相位裕量 ；
（4）(2分)根据相位裕量判定其闭环系统的稳定性；
（5）(5分)假设系统输入为 ，确定系统的稳态输出。
（3）(2分)根据根轨迹的走向法则，判断根轨迹分离点的大致位置；
（4）(4分)计算根轨迹与虚轴的交点，并确定要求系统稳定时， 的取值范围；
（5）(2分)确定系统临界稳定时的开环放大系数；
（6）(3分)绘制根轨迹。
答案：
（1）根轨迹的起点 、终点 及两个无穷远点，实轴上的根轨迹分布 ；(2分)
（2）根轨迹的渐近线 ， ；(2分)