《自动控制原理》典型考试试题

《自动控制原理》典型考试试题

(时间120分钟)

院/系______________ 专业_______________ 姓名________________ 学号________________ 第二章：主要是化简系统结构图求系统的传递函数，可以用化简，也可以用梅逊公式来求

一、(共15分)已知系统的结构图如图所示。请写出系统在输入r(t)和扰动n(t)同时作用下的输出C(s)的表达式。

、(共15分)已知系统的结构图如图所示。

R(s) N(s)

三、(共15分)已知系统的结构图如图所示。试确定系统的闭环传递函数C(s)/R(s)。

四、(共15分)系统结构图如图所示，求X(s)的表达式

五、(共15分)已知系统的结构图如图所示。

试确定系统的闭环传递函数C(s)/R(s)和C(s)/D(s)

六、(共15分)系统的结构图如图所示，试求该系统的闭环传递函数C(s)

R(s) °

七、(15分)试用结构图等效化简求题图所示各系统的传递函数

C(s)

R(s)

N(s)

_ __ 1码⑸卜——

第三章：主要包括稳、准、快3个方面

稳定性有2题，绝对稳定性判断，主要是用劳斯判据，特别是临界稳定中出现全零行问题。

相对稳定性判断，主要是稳定度问题，就是要求所有极点均在s=-a垂线左测问题，就是将s=w-a代

入D(s)=O中，再判断稳定

快速性主要是要记住二阶系统在0< E <1时的单位阶跃响应公式以及指标求取的公式。

准确性主要是稳态误差的公式以及动态误差级数两方面

、(共15分)某控制系统的方框图如图所示，欲保证阻尼比=0.7和响应单位斜坡函数的稳态

误差为e ss=0.25，试确定系统参数K .。

、(共10分)设图(a)所示系统的单位阶跃响应如图( b)所示。试确定系统参数K,, K2和

a。

、(共15分)已知系统结构图如下所示。求系统在输入r(t)=t 和扰动信号d(t)=1(t)

作用下的

四、(共10分)已知单位负反馈系统的开环传递函数为：

K

G(s) -

(s + 2)(s + 4)(s +6s + 25)

试确定引起闭环系统等幅振荡时的K值和相应的振荡频率■ 五、(15分)设单位反馈系统的开环传递函数为

G(沪 5

s3 s2 +2s + 1

若系统以2rad/s频率持续振荡，试确定相应的K和：•值

六、(共15分)系统结构图如图所示。

(1) 为确保系统稳定，如何取 K 值？

(2) 为使系统特征根全部位于 s 平面S = -1的左侧，K 应取何值？ (3) 若r(t) =2t 2时，要求系统稳态误差 e ss 岂0.25，K 应取何值?

恥)盹)

—■边——

(1)

当K o =25, K f =0时，求系统的动态性能指标

-%

和t s ； (2)

若使系统 =0.5，单位速度误差e ss =0.1时，试确定K o 和K f 值。

已知系统的传递函数为衆=2 ，

N s

) S 2

+ 5S +6

C(0) = -1 C(0) =0，试求系统的单位阶跃响应

C(t)和脉冲响应h(t)。

_1 21

K

c (s

)

___________________ __ __ »

s(0 Is +1)(0.2s+ 1)

六、(15分)单位反馈系统的开环传递函数为

G(s) =

K s(s 3)(s 5)

为使系统特征根的实部不大于 -1，试确定开环增益的取值范围。

六、(15分)系统结构图如图所示

R(s)

__________ K ___________ s(0.1s 1)(0.25s 1)

C(s)

*

求：1.为使系统闭环稳定，确定 K 的取值范围。

2. 当K 为何值时，系统出现等幅振荡，并确定等幅振荡的频率。

3. 为使系统的闭环极点全部位于 s 平面的虚轴左移一个单位后的左侧，试确定 围。

K 的取值范

七、(15分)系统结构图如图 4所示,

八、

设系统初始条件为

图4题图

九、已知二阶系统的单位阶跃响应为h(t) = 10 T2.5e「sin(1.6t 53.1 ) 试求系统的超调量；「％、峰值时间t p和调节时间t s。

十、简答题(共15分) 已知一控制系统的结构图如下

(1) 确定该系统在输入信号 r(t)=1(t)下的时域性能指标： 超调量

匚% ,调节时间t s 和峰值时间

t p ；

(2) 当r(t) =2 1(t), n(t) =4 1(t)时，求系统的稳态误差。

(15分)已知系统结构图如题图所示

5 4 3 2

十四、 (15分)已知系统的特征方程 D (s )二s 2s 2s 4s 11s

0，试

判别系统的稳定性，并确定在右半 s 平面根的个数及纯虚根。

十五、(15分)已知系统的特征方程 D (s ) =S 5

- 3s 4

12s 3

- 24s 2

32s 4^ 0，试判别系

统的稳定性，并确定在右半 s 平面根的个数及纯虚根。

(1)

求引起闭环系统临界稳定的

K 值和对应的振荡频率■•；

2

(2)

r(t)二t 时，要使系统稳态误差

e ss 空0.5，试确定满足要求的

K 值范围。

十二、(15分)已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 求

系统的传递函数和脉冲响应。

c (t ) = 1 一 2e

_2t

e 4

，试

十三、(15分)单位反馈系统的开环传递函数 间

G(s)二

4 s(s 5)

求单位阶跃响应 h(t)和调节时

卜六、系统结构图如题 3-25图所示，要使系统对 r(t)而言是II 型的,

试确定参数 K o 和•的值。

N(s)

题3-25冬系统结构閔