自动控制理论期末试题

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《自动控制原理》期末试题

《自动控制原理》期末试题一、单项选择题（本大题共30小题，每小题1分，共30分）【 A 】1．某系统的传递函数为G （s ）=52s +，则该系统的单位脉冲响应函数为 A ．-2t 5e B ． 5t C ．2t5e D ． t50，0≤t ＜5 【 B 】2．若f(t)= 其L[f(t)]=1，t≥5A ．s -s eB.s-5se C ．s 1D.se 5s 1 【 C 】3．已知f （t ）=0.5t+1，其L[f(t)]=A ． 25.0s s + B ． 25.0s C ．ss 1212+ D ．s 21 【 D 】4. 下列函数既可用初值定理求其初始值又可用终值定理求其终值的为 A ．2552+sB ．162+s s C ． 2-1sD ． 21+s 【 B 】5. 若tte t f 2)(-=，则L[f(t)]=A ．21+s B ． 2)2(1+s C ． 2-1sD ．2)2-(1s 【 C 】6. 二阶欠阻尼系统的上升时间r t 定义为A ．单位阶跃响应达到稳态值所需的时间B ．单位阶跃响应从稳态值的10%上升到90%所需的时间C ．单位阶跃响应从零第一次上升到稳态值所需的时间D ．单位阶跃响应达到其稳态值的50%所需的时间【 B 】7. 系统方框图如图示，则该系统的开环传递函数 A ．1510+s B ．1520+s s C ．)15(210+s s D ．2s 【 D 】8. 二阶系统的极点分别为S1=-0.5，S2=-4，系统增益为5，则其传递函数为A ．)4-)(5.0-(2s sB ．)4)(5.0(2++s sC ．)4)(5.0(5++s sD ．)4)(5.0(10++s s【 A 】9. 开环系统与闭环系统最本质的区别是A ．开环系统的输出对系统无控制作用，闭环系统的输出对系统有控制作用B ．开环系统的输入对系统无控制作用，闭环系统的输入对系统有控制作用C ．开环系统不一定有反馈回路，闭环系统有反馈回路D ．开环系统不一定有反馈回路，闭环系统也不一定有反馈回路【 C 】10. 线性系统与非线性系统的根本区别在于 A ．线性系统微分方程的系数为常数，而非线性系统微分方程的系数为时变函数 B ．线性系统只有一个外加输入，而非线性系统有多个外加输入 C ．线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理D ．线性系统在实际系统中普遍存在，而非线性系统在实际中存在较少【A 】11. 系统类型λ、开环增益K 对系统稳态误差的影响为 A ．系统型次λ越高，开环增益K 越大，系统稳态误差越小 B ．系统型次λ越低，开环增益K 越大，系统稳态误差越小 C ．系统型次λ越高，开环增益K 越小，系统稳态误差越小D ．系统型次λ越低，开环增益K 越小，系统稳态误差越小【 C 】12.一阶系统的传递函数为G(s)=1KTs +，则该系统时间响应的快速性 A ．与K 有关B ．与K 和T 有关C ．与T 有关D ．与输入信号大小有关【 C 】13.一闭环系统的开环传递函数为G(s)=8(3)(23)(2)s s s s +++，则该系统为A ．0型系统，开环增益为8B ．I 型系统，开环增益为8C ．I 型系统，开环增益为4D ．0型系统，开环增益为4【 B 】14.瞬态响应的性能指标是根据哪一种输入信号作用下的瞬态响应定义的 A ．单位脉冲函数 B ．单位阶跃函数 C ．单位正弦函数 D ．单位斜坡函数【 C 】15.二阶系统的传递函数为G(s)=2221KS S ++，当K 增大时，其 A ．无阻尼自然频率n ω增大，阻尼比ξ增大 B ．无阻尼自然频率n ω增大，阻尼比ξ减小 C ．无阻尼自然频率n ω减小，阻尼比ξ减小 D ．无阻尼自然频率n ω减小，阻尼比ξ增大【 B 】16.所谓最小相位系统是指 A ．系统传递函数的极点均在S 平面左半平面B ．系统开环传递函数的所有零点和极点均在S 平面左半平面C ．系统闭环传递函数的所有零点和极点均在S 平面右半平面D ．系统开环传递函数的所有零点和极点均在S 平面左右半平面【 A 】17.一系统的传递函数为G(s)=102S +，则其截止频率b ω为 A ．2 rad/sB ．0.5 rad/sC ．5 rad/sD ．10 rad/s【 B 】18.一系统的传递函数为G(s)=(1)KS TS +，则其相位角()ϕω可表达为A ．1tg T ω--B ．190o tg T ω---C ．190o tg T ω--D ．1tg T ω-【A 】19.一阶系统的传递函数为G(s)=22S +，当输入r(t)=2sin2t 时，其稳态输出的幅值为A B 2 C ．2 D ．4【 D 】20.延时环节se τ-（τ>0），其相频特性和幅频特性的变化规律为A ．()90oϕω=，()0L ω=dB B ．()ϕωωτ=-，()1L ω= dBC ．()90o ϕω=，()L ωωτ= dBD ．()ϕωωτ=-，()0L ω= dB【 A 】21.一单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=(1)(2)Ks s s ++，当K 增大时，对系统性能的影响是 A ．稳定性降低 B ．频宽降低 C ．阶跃输入误差增大 D ．阶跃输入误差减小【 A 】22.一单位反馈系统的开环Bode 图已知，其幅频特性低频段是一条斜率为-20dB/dec 的渐进直线，且延长线与0dB 线交点频率为d ω=5，则当输入为r(t)=0.5t 时，其稳态误差为 A ．0.1 B ．0.2 C ．0 D ．0.5【 D 】23.利用乃奎斯特稳定性判断系统的稳定性时，Z=P- N 的Z 表示意义为A ．开环传递函数零点在S 左半平面的个数B ．开环传递函数零点在S 右半平面的个数C ．闭环传递函数极点在S 右半平面的个数D ．闭环特征方程的根在S 右半平面的个数【 B 】24.关于劳斯—胡尔维茨稳定性判据和乃奎斯特稳定性判据，以下叙述中正确的是 A ．劳斯—胡尔维茨判据属于代数判据，是用来判断开环系统稳定性的 B ．乃奎斯特判据属于几何判据，是用来判断闭环系统稳定性的 C ．乃奎斯特判据是用来判断开环系统稳定性的 D ．以上叙述均不正确【 D 】25.以下频域性能指标中根据开环系统来定义的是 A ．截止频率b ω B ．谐振频率r ω与谐振峰值r MC ．频带宽度D ．相位裕量λ与幅值裕量K g 【 A 】26.一单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=()Ks s K +，则该系统稳定的K 值范围为A ．K>0B ．K>1C ．0<K<10D ．K>-1【 A 】27.对于开环频率特性曲线与闭环系统性能之间的关系，以下叙述中不正确的为A ．开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳定性B ．中频段表征了闭环系统的动态特性C ．高频段表征了闭环系统的抗干扰能力D 低频段的增益应充分大，以保证稳态误差的要求【 d 】28.以下性能指标中不能反映系统响应速度的指标为 A ．上升时间t r B ．调整时间t s C ．幅值穿越频率c ω D ．相位穿越频率g ω 【 D 】29.当系统采用串联校正时，校正环节为1()21c s G s s +=+，则该校正环节对系统性能的影响为A ．增大开环幅值穿越频率c ωB ．增大稳态误差C ．减小稳态误差D ．稳态误差不变，响应速度降低【 A 】30.串联校正环节1()1c As G s Bs +=+，关于A 与B 之间关系的正确描述为 A ．若G c (S)为超前校正环节，则A>B>0 B ．若G c (S)为滞后校正环节，则A>B>0 C ．若G c (S)为超前—滞后校正环节，则A ≠B D ．若G c (S)为PID 校正环节，则A=0,B>0 二、填空题（每小题2分，共10分）31.传递函数的定义是对于线性定常系统，在___初始条件为零的条件下，系统输出量的拉变换与_输入量的拉氏变换_之比。

自动控制原理期末考试试卷六套 (答案详解)

41.根据图示系统结构图，求系统传递函数C(s)/R(s)。（用信号流图，以及梅森公式）
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*=（）

自动控制理论试题期末考试试题.doc

一.填空题(每空2分，共10分)1、若线性系统的静态速度误差系数K，=8,则系统至少应为 ___________ 型系统?2.已知开环系统的Nyquist.图，其中P为开环右极点数，V为系统类型，则(1)图(a)系统的闭环右极点数Z= (2)图(b)系统的闭环右极点数Z=试判定闭环系统的稳定性。

求闭环右极点数Z (闭环特征方程正实部根的个其能控性与能观性为4、对数幅频特性的高频段决定了系统的性能。

C(s)二、(15分)求图示系统的传递函数R3)三、(15分)设系统如图所不：求：(1)当a=0, K=8时，确定系统的阻尼比，，无阻尼自然振荡频率3“和r(t)=t作用下系统的稳态误差；(2)当K=8,，=0. 7时，确定参数a及r(t)=t作用下系统的稳态误差；四、(20分)已知系统如下图所不，1.画出系统根轨迹(关键点要标明)。

2.求使系统稳定的K值范围，及临界状态下的振荡频率。

五、(10分)用Z变换法解差分方程，求系统响应y("T)y[(n+2)T]+8y[(n+l)T]+12y(nT)=r(nT)输入r(nT)=l ；nNO初始条件：y(O)=y(T)=O六、(10分)用描述函数法分析非线性系统的稳定性，求自持振荡的振幅和频率。

(理想继电器的描述函数为G°(S)= _?-------------- r七、(20分)设单位反馈系统开环传递函数s(s + l)(0.25s + l),试设计串联滞后校正装置GJs),使系统在r(t) = t时，<。

・25,/2 38项〉12沥，(1)试求串联滞后校正装置G c(s);(2)画出Gc(s)G°(s)合成后的Bode图。

e ss < 0.25, y>38°, kg > 12db。

成人教育《自动控制理论》期末考试复习题及参考答案

成人教育《自动控制理论》期末考试复习题及参考答案一、单项选择题1.自动控制系统按输入量变化与否来分类，可分为( A)A.随动系统与自动调整系统B.线性系统与非线性系统C.连续系统与离散系统D.单输入－单输出系统与多输入－多输出系统2.自动控制系统按系统中信号的特点来分类，可分为( C )A随动系统与自动调整系统 B.线性系统与非线性系统C.连续系统与离散系统D.单输入－单输出系统与多输入－多输出系统3. 普通机床的自动加工过程是( C)A.闭环控制B.伺服控制C.开环控制D. 离散控制4. 形成反馈的测量元器件的精度对闭环控制系统的精度影响( B )A.等于零B.很大C.很小D.可以忽略5. 自动控制系统需要分析的问题主要有( A )A.稳定性、稳态响应、暂态响应B.很大C.很小D.可以忽略6. 对积分环节进行比例负反馈，则变为( D)A.比例环节B.微分环节C.比例积分环节D.惯性环节7.根据线性定常系统稳定的充要条件，必须全部位于s平面左半部的为系统全部的( C)A.零点B.临界点C.极点D.零点和极点8.根据劳斯稳定判据，系统具有正实部极点的个数应等于劳斯表中第1列元素( A)A. 符号改变的次数B. 为负值的个数C. 为正值的个数D. 为零的次数9.PD校正器又称为( B)A.比例－积分校正B.比例－微分校正C.微分－积分校正D.比例－微分－积分校正10.典型二阶系统的开环传递函数为( C )A.阻尼振荡角频率B. 阻尼特性C.时间常数D.无阻尼固有频率11时间常数T的大小反映了一阶系统的( A )A.惯性的大小B.输入量的大小C.输出量的大小D.准确性12.进行频率特性分析时，对系统的输入信号为( B )A.阶跃信号B.正弦信号C.脉冲信号D.速度信号13.系统开环奈氏曲线与负实轴相交时的频率称为( B)A.幅值交界频率B.相位交界频率C.幅值裕量D.相位裕量14.在具有相同幅频特性的情况下，相角变化范围最小的是( C )A. 快速响应系统B.非最小相位系统C. 最小相位系统D. 高精度控制系统15.微分环节的相角为( B )A.-90oB. 90oC. -180oD. 180o16.系统开环奈氏曲线与单位圆相交时的频率称为( A)A.幅值交界频率B.相位交界频率C幅值裕量 D.相位裕量17.若在系统的前向通路上串联比例－微分（PD）校正装置，可使( A)A.相位超前B.相位滞后C.相位不变D.快速性变差18.硬反馈指的是反馈校正装置的主体是( C)A. 积分环节B.惯性环节C. 比例环节D.微分环节19.比例－积分（PI）校正能够改善系统的( C )A.快速性B.动态性能C.稳态性能D.相对稳定性20.硬反馈在系统的动态和稳态过程中都起( D )A. 超前校正作用B.滞后校正作用C.滞后－超前校正作用D.反馈校正作用21. 线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下（ D ）A. 系统输出信号与输入信号之比B. 系统输入信号与输出信号之比C. 系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比D. 系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比22. 一阶系统的阶跃响应，（ D ）A. 当时间常数T较大时有振荡B. 当时间常数T较小时有振荡C. 有振荡D. 无振荡23. I型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为（ B ）A. -40(dB/dec)B. -20(dB/dec)C. 0(dB/dec)D. +20(dB/dec)24. 某二阶系统阻尼比为0.2，则系统阶跃响应为（ C ）A. 发散振荡B. 单调衰减C. 衰减振荡D. 等幅振荡25. 系统的传递函数（C ）A. 与输入信号有关B. 与输出信号有关C. 完全由系统的结构和参数决定D. 既由系统的结构和参数决定，也与输入信号有关26. 奈奎斯特稳定性判据是利用系统的（ C ）来判据闭环系统稳定性的一个判别准则。

自动控制原理期末考试复习题及答案

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统和_程序控制_系统。

2、传递函数为[12(s+10)]/ {(s+2)[(s/3)+1](s+30)}4、我们将一对靠得很近的闭环零、极点称为偶极子。

机 <：i+L5> 。

7、自动控制系统包含 _被控对象_和自动控制装置两大部分。

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,点的根轨迹增益 k*的值。

当n-m> _2_时，开环nC 1.25t10、已知一系统单位脉冲响应为g(t) 3e ，则系统的传递函数为_O11 、当时比例微分环节的相位是：A.90A.90 B.90C. 45D.4512 、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_O13、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。

为 _-2_增益为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_恒值控制_系统、随动系的系统的零点为_-10_,极点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_O6、已知一系统单位脉冲响应为g (t)6 e 1'5t,则该系统的传递函数为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_、脉冲传递而用_幅值条件—确定根轨迹上各个极点之和等于闭环 n 个极点之和。

A.电炉箱恒温控制系统B. 雷达跟踪系统16、一阶系统G(s) 1汀S 1在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差为17、惯性环节的特点是当输入量发生变化时，输出量不能突变，只能按指数规律逐渐变化。

自动控制理论试题及答案

自动控制理论试题及答案一、选择题1. 在自动控制系统中，调节器的作用是：A. 检测被控对象的信息并传递给控制器B. 把控制器的输出信号转化为执行机构的动作C. 对系统进行建模和参数辨识D. 对系统的稳定性和性能进行分析和设计2. 控制系统中的“控制器”是指：A. 传感器B. 执行机构C. 调节器D. PID调节器3. 在自动控制系统中，反馈环节的作用是：A. 改善系统的鲁棒性B. 提高系统动态性能C. 校正系统的静态误差D. 抑制系统的振荡4. 关于PID控制器的描述，以下哪个是正确的？A. 仅由比例项组成B. 仅由积分项组成C. 仅由微分项组成D. 由比例项、积分项和微分项组成5. 对于一阶惯性环节，其传递函数形式为：A. G(s) = K/(Ts + 1)B. G(s) = K/(sT + 1)C. G(s) = K/(s + T)D. G(s) = K/(s + 1)二、填空题1. 按照惯例，控制系统的输入信号通常表示为______，输出信号通常表示为______。

2. 控制系统的闭环传递函数由开环传递函数和______组成。

3. 控制系统的校正系数是指在单位______条件下，系统输出与输入的______比值。

4. 控制系统的性能指标包括超调量、上升时间、______时间和稳态误差等。

5. 自动控制理论包括频率域分析、______分析和状态空间分析等方法。

三、简答题1. 简述PID控制器的工作原理及基本调节方法。

2. 什么是系统的稳定性？常用的稳定性判据有哪些？3. 请解释闭环控制系统中的超调量、上升时间、峰值时间和调节时间的概念。

4. 什么是系统的校正系数？如何通过调节PID参数来改变系统的校正系数？5. 简述频率域分析法在控制系统分析中的应用，并说明如何绘制Bode图。

四、计算题1. 给定一个PID控制器的传递函数为：Gc(s) = Kp + Ki/s + Kds，试求其闭环传递函数表达式。

《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。

XXX《自动控制理论》20春期末考试

XXX《自动控制理论》20春期末考试1.线性定常控制系统的微分方程或差分方程的系数是（）。

A.常数B.函数C.随时间变化的函数D.都不对【参考答案】: C2.在直流电动机的电枢回路中，以电流为输出，电压为输入，两者之间的传递函数是( )。

A.比例环节B.积分环节C.惯性环节D.微分环节【参考答案】: A3.现代控制理论主要以（）为数学模型。

A.频域分析B.根轨迹C.时域分析法D.状态方程【参考答案】: D4.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【参考答案】: C5.经典控制理论主要以（）为数学模型，研究单输入单输出系统的分析和设计问题。

A.传递函数B.微分方程C.状态方程D.差分方程【参考答案】: A6.在正弦输入信号的作用下，系统输出的（）称为频率响应。

A.稳态响应B.参量C.暂态响应D.以上都不对【参考答案】: A7.恒值控制系统是指系统的给定量是（）的。

A.阶跃信号B.恒定不变，且输出量会变化大C.恒定不变，而且系统的输出量也是以一定精度等于给定值D都不对【参考答案】: A8.闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的（）。

A.低频段B.中频段C.高频段D.超高频段【参考答案】: B9.自动控制系统的根本要求包括快速性和（）。

A.稳定性B.正确性C.稳定性和准确性D.平衡性和准确性【参考答案】: C10.最小相位系统不乱的充要条件是奈奎斯特曲线（）（-1，j0）点。

A.包围B.不包围C.顺时针包围D.逆时针包围【参考答案】: B11.当两个环节的对数频率特性图（bode图）关于横轴相互对称时，这两个环节的传递函数互为（）。

A.相等B.相反C.倒数D.对称【参考答案】: C12.在一般情况下，如果根轨迹位于两相邻开环极点之间，则这两个极点之间至少存在一个（）。

A.开环极点B.分离点C.齐集点D.闭环零点【参考答案】: B13.高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的( )。

自动控制理论期末试题

班级姓名学号----------------------------装--------------------------订----------------------线-----------------------------班级姓名学号----------------------------装--------------------------订----------------------线-----------------------------班级姓名学号----------------------------装--------------------------订----------------------线-----------------------------班级姓名学号----------------------------装--------------------------订----------------------线-----------------------------班级姓名学号----------------------------装--------------------------订----------------------线-----------------------------（b ）在单位斜坡输入下的稳态误差rad e ss 151<；（c ）截止频率s rad /5.7≥ω。

要求：（1）作出校正前后的对数幅频特性；（2）计算待校正系统的稳定裕度；)(15111rad K K e ss <==υ，则有)(151->s K ，取16=K （大于15均可）待校正系统的开环传递函数为)1(16)(+=s s s G （4分）校正前Bode 图（4分）)/(4's rad c =ω， 04.14)(180'=+=c ωϕγ （4分）超前网络传递函数为：sss G c 038.01469.01)(36.12++=（4分）校正后Bode 图（2分）验算（2分）。

自动控制理论试题及答案

自动控制理论试题及答案1. 什么是自动控制系统？请简述其基本组成。

2. 解释开环控制系统和闭环控制系统的区别。

3. 什么是PID控制器？简述其组成部分及其作用。

4. 描述系统稳定性的概念，并给出判断系统稳定性的方法。

5. 简述拉普拉斯变换在控制系统分析中的作用。

6. 什么是传递函数？如何从系统的微分方程得到传递函数？7. 解释什么是根轨迹法，并简述其在控制系统设计中的应用。

8. 什么是频率响应分析？它在控制系统设计中有何重要性？9. 描述Bode图的构成，并解释其在控制系统分析中的作用。

10. 什么是控制系统的超调量和调节时间？如何通过设计减小它们？答案1. 自动控制系统是一种能够根据输入信号自动调整其输出以满足预定目标的系统。

它通常由传感器、控制器、执行器和被控对象组成。

2. 开环控制系统是指系统输出不反馈到输入端的系统，而闭环控制系统则是指系统输出通过反馈回路影响输入信号的系统。

闭环系统能够根据输出与期望值之间的偏差自动调整，以达到更好的控制效果。

3. PID控制器是一种常见的控制器，由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成。

比例部分根据偏差的大小进行调节，积分部分消除稳态误差，微分部分则可以预测偏差的变化趋势，从而提前做出调整。

4. 系统稳定性是指系统在受到扰动后能够恢复到稳定状态的能力。

判断系统稳定性的方法有多种，如劳斯-赫尔维茨判据、奈奎斯特判据等。

5. 拉普拉斯变换是一种数学变换，它将时间域的信号转换为复频域的表达式，便于控制系统的分析和设计。

6. 传递函数是描述线性时不变系统输入和输出之间关系的数学表达式。

通过拉普拉斯变换，可以从系统的微分方程得到传递函数。

7. 根轨迹法是一种图形化的方法，用于分析系统参数变化时系统稳定性的变化。

它可以帮助设计者选择适当的参数，以确保系统的稳定性和性能。

8. 频率响应分析是一种分析系统在不同频率下响应特性的方法。

它对于理解系统的动态行为和设计高性能的控制系统至关重要。

《自动控制理论》试题及参考答案

《自动控制理论》参考资料一、单选（本大题共60小题，每小题1分，共60分）在每小题列出的备选项中只有一个符合题目要求的，请将其选出并将“答题卡”的相应代码涂黑，错涂、多涂或未涂均无分1.关于传递函数，错误的说法是(B)。

A.传递函数只适用于线性定常系统；B.传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响；C.传递函数一般是为复变量s的真分式；D.闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。

2.关于线性系统稳态误差，正确的说法是：（C）A.一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差B.增大系统开环增益K可以减小稳态误差C.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D.减小系统开环增益K可以减小稳态误差3.在各种校正方式中，______是最常见的一种，常加在系统中能量最小的地方。

(B )A.并联校正B.串联校正C.局部反馈校正D.前馈校正4.适合应用传递函数描述的系统是(A )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5.欲改善系统动性能，一般采用(A )。

A.增加附加零点B.增加附加极点C.同时增加附加零点，极点D.A,B,C均不行而用其它方法6.若某负反馈控制系统的开环传递函数为5/[s(s+5)] ，则该系统的闭环特征方程为（B）A.s(s+1)=0B.s(s+1)+5=0C.s(s+1)+1=0D.与是否为单位反馈系统有关7.已知串联校正装置的传递函数为0.2(s+5)/(s+10)，则它是（C）A.相位迟后校正B.迟后超前校正C.相位超前校正D.A、B、C都不是8.与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（B）进行直接或间接的测量，通过反馈环节去影响控制信号。

A.输入量B.输出量C.扰动量D.设定量9..单位反馈系统的开环传递函数G(s)=16/(s(s+4*sqrt(2)))，其幅值裕度h等于（D）A.0B.4sqrt(2)DbC.16dBD.无穷10.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（D）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)11.若系统增加合适的开环零点，则下列说法不正确的是（B）。

燕山大学期末《自动控制理论》考卷及答案

科目自动控制理论班级姓名学号时间燕山大学试卷密封线共7页第1页燕山大学试卷密封线共7页第2页燕山大学试题标准答案院(系):电气工程学院自动化系教研室:自动化教研室考核课程：自动控制理论学年：（春、秋）季学期考核类型：闭卷开卷涂卡考核专业年级：由系数对应相等可得21025nnK K ωζω==+当系统阻尼比22=ζ时，可求得5=K 从而根据系统特征方程可求得此时系统的闭环极点为：5j 5±-(3)要使系统响应中不含有衰减振荡分量，即求系统根轨迹处于负实轴上时K 取值范围。

根据根轨迹分离点和会合点的值可以求得，系统相应中不含有衰减振荡分量的K 值范围为86.00<<K 或29>K 6、解（1）根据题意可知24.11212=-=ζζr M ，可求得447.01=ζ，89.02=ζ(舍去)所以77.0212=-=ζωωn r （2）12.112==Tn ζω12.11=⇒==K T Kn ω（2）对应于幅频特性1)(=ωA 的频率为剪切频率即83.011)(22=⇒=+=c cc c T KA ωωωω（3）相角裕度γ为3.48arctan 90180)(180=--=+=c c T ωωϕγ（4）当707.0>ζ时，不产生谐振峰值，因此63.012.1707.02121=⨯⨯==T n ζω398.063.0=⇒==K TKn ω355.012.1398.0=所以在T 不变的情况下，K 值至少要变为原来的0.355倍7、解由系统结构图可得))(1()1(1 111)1()(TT T e z z e Kz e z z z zK s s K z s s K z z G ------=⎪⎭⎫ ⎝⎛---=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=科目自动控制原理班级姓名学号时间燕山大学试卷密封线共8页第1页燕山大学试卷密封线共8页第2页2分）、无阻尼振荡角频率ω、有阻尼振荡角频率的值。

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。

自动控制基础学习知识原理期末试题3套及规范标准答案一套

自动控制理论（A/B 卷闭卷）一、填空题（每空 1 分，共15分）1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过与反馈量的差值进行的。

2、复合控制有两种基本形式：即按的前馈复合控制和按的前馈复合控制。

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()105t t g t e e --=+，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101()()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 。

临沂大学自动控制理论期末考试复习题

自动控制理论期末考试复习题(1)注：可利用查找功能复制部分题干查询对应题目和解析。

查找按键：Ctrl+F一、单选题 (共30题，60分)1、单位反馈的控制系统中，系统输入端定义的系统误差和系统()定义的系统误差是一样的A、输出端B、线性系统C、非线系统D、非性系统正确答案：A2、气值越小，()响应振荡越强。

A、输出B、动态结构图C、静态结构图D、结构正确答案：A3、3.频率特性中常用来判断系统稳定性的几何表示有奈氏图和()。

A、伯德图B、复变量SC、变量eD、多变量正确答案：A4、由非线性方程所描述的系统称为()。

A、非线性系统B、线性系统C、非线系统D、非性系统正确答案：A5、幅相频率特性曲线又称奈奎斯特曲线，也称()。

A、非线性系统B、极坐标图C、非线系统D、非性系统正确答案：B6、传递函数一般为()的有理分式。

A、单变量tB、复变量SC、变量eD、多变量正确答案：B7、系统的动态结构图直观地反映了系统内部各变量之间的动态关系。

将复杂的动态结构图进行化简可求出()。

B、线性系统C、传递函数D、线性定常正确答案：C8、传递函数只适用于()系统。

A、线性系统B、非线性系统C、非线定常系统D、线性定常正确答案：D9、研究控制系统的性能，主要的()函数为：系统的开环传递函数A、线性系统B、非线性系统C、非线定常系统D、传递正确答案：D10、对于RLC电路，可以运用电流和电压平衡定律及复阻抗的概念，直接画出系统的()。

A、结构图B、动态结构图C、静态结构图D、结构正确答案：B11、系统正弦信号作用下的()称为系统的频率响应。

A、稳态输出B、线性系统C、传递函数D、线性定常正确答案：A12、3.频率特性中常用来判断系统稳定性的几何表示有奈氏图和()。

A、伯德图C、变量eD、多变量正确答案：A13、一阶微分环节的频率特性与惯性环节成反比，所以它们的()对称于横轴.A、线性系统B、非线性系统C、伯德图D、线性定常正确答案：C14、给定值又称为():希望被控量趋近的数值又称为规定值。

自动控制理论期末考试复习试题.docx

动控制原理总复习第一章概论一、学习指导与要求1.基本概念自动控制、自动控制系统、反馈控制系统及原理、控制器、受控对象、扰动、控制装置、参考输入、反馈等。

2.知识点自动控制系统的组成、自动控制的基本控制方式、自动控制系统分类、对自动控制系统性能要求、控制系统工作原理分析等。

二、思考题1.自动控制定义（PD2.什么是反馈控制系统/闭环控制系统？（P2）3.自动控制系统基本控制方式有哪些？（P5）4.开环控制系统和闭环控制系统各有什么优缺点？（P5）5.对自动控制系统性能基本要求是什么？最主要的要求乂是什么？（P13-14）6.自动控制系统的基本要求是稳定性、快速性、准确性（P13）7.一个控制系统至少包括控制装置和受控对象。

（P2）8.反馈控制系统是根据被控量和给定值的偏差进行调节的控制系统。

（P2）9.自动控制系统的分类：（1）.根据自动控制系统是否形成闭合回路来分类，控制系统可分为：开环控制系统、闭环控制系统（2）.根据信号的结构特点分类，控制系统可分为：反馈控制系统、前馈控制系统和前馈■反馈复合控制系统（3）.根据给定值信号的特点分类，控制系统可分为：恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统（4）.根据控制系统元件的特性分类，控制系统可分为：线性控制系统、非线性控制系统（5）.根据控制信号的形式分类，控制系统可分为连续控制系统、离散控制系统三、系统分析（1）、请在图1中标示出a、b、c、d应怎样连接才能成为负反馈系统？（2）、试画出系统的方框图，并简要分析系统的工作原理。

例题1: 图1是一电动机转速控制系统工作原理图：解：（1） a 与d, b 与c 分别相连，即可使系统成为负反馈系统;（2）系统方框图为：（3）系统的工作原理分析（略）。

例题2：图2是…电炉温度控制系统原理示意图。

试分析系统保持电炉温度恒定的工作过程, 并指出系统的被控对象、被控量以及各部件的作用，最后画出系统方块图。

解：⑴、系统工作过程及各部件的作用（略）；⑵、被控对象：电炉；被控量：电炉炉温;⑶、系统方框图为：第二章自动控制系统数学模型给定马。

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〔每题1分，共20分〕1. 系统和输入，求输出并对动态特性进展研究，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。

A3. 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.反响元件 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. 假设系统的开环传递函数为2)(5 10+s s ，则它的开环增益为〔C 〕7. 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. 假设保持二阶系统的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 〕 A.稳定B.临界稳定C.不稳定D.稳定性不确定。

12.*单位反响系统的开环传递函数为：())5)(1(++=s s s ks G ，当k =〔 C 〕时，闭环系统临界稳定。

13.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 〕()ss s s G ++=652，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为〔 C 〕A.2B.0.2C.0.5 D 15.假设*串联校正装置的传递函数为1101)(++=s s s G c ，则它是一种〔 D 〕A.反响校正B.相位超前校正C.相位滞后—超前校正D.相位滞后校正e ss 与误差信号E (s )的函数关系为〔 B 〕A.)(lim 0s E e s ss →= B.)(lim 0s sE e s ss →=C.)(lim s E e s ss ∞→= D.)(lim s 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 〕 18.相位超前校正装置的奈氏曲线为〔B 〕 °弧线 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 〕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〔 B 〕反响的传感器。