自控原理模拟试题2含答案
自动控制原理试卷、习题及答案2套
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2-5 求图示运算放大器构成的网络的传递函数。
题 2-5 图
2-6 已知系统方框图如图所示，试根据方框图简化规则，求闭环传递函数。
题 2-6 图
2-7
分别求图示系统的传递函数 C1 (s) 、 C2 (s) 、 C1 (s) 、 C2 (s) R1 (s) R1 (s) R2 (s) R2 (s)
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自动控制 (A )试卷
一、系统结构如图所示，u1 为输入， u2 为输出，试求
1．求网络的传递函数 G(s)=U1(s)/U2(s)
2． 讨论元件 R1，R2，C1，C2 参数的选择对系统的稳定性是否有影响。（15 分）
i2
i1
C1
R1
U1
R2
U2
C2
二、图示系统，试求，
（1） 当输入 r(t)=0，n(t)=1(t)时，系统的稳态误差 ess; （2） 当输入 r(t)=1(t)，n(t)=1(t)时，系统的稳态误差 ess; （3） 若要减小稳态误差，则应如何调整 K1，K2？（15 分）
（2） 三阶系数的一对主导极点为 s1,2 1 j2 ，求同时满足上述条件的开环传递函 数G(s) 。
3 – 10 系统结构图如图所示，试求当 0 时，系统的 和
n 之值，如要求 =0.7，试确定参数 。
题 3-10 图
3 – 11 设单位反馈系统的开环传递函数如下，试确定系统稳定时 K 的取值范围。
输入信号 r(t)=1 作用下，能使给定系统成为最少拍系统的数字控制器的
答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html
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(完整word版)自动控制原理试卷包含答案
自动控制原理试卷一． 是非题（5分）：（1）系统的稳态误差有系统的开环放大倍数k 和类型决定的（ ）；（2）系统的频率特性是系统输入为正弦信号时的输出（ ）；（3）开环传递函数为)0(2>k s k 的单位负反馈系统能跟深速度输入信号（ ）；（4）传递函数中的是有量纲的，其单位为 （ ）；(5)闭环系统的极点均为稳定的实极点，则阶跃响应是无 调的（ ）；二． 是非题（5分）：（1）为了使系统的过度过程比较平稳要求系统的相角裕量大于零（ ）；（2）Bode 图的横坐标是按角频率均匀分度的，按其对数值标产生的（ ）；（3）对于最小相位系统，根据对数幅频特性就能画出相频特性（ ）；（4）单位闭环负反馈系统的开环传递函数为)()()(s D s N s G =，劳斯稳定判据是根据)(s D 的系数判闭环 系统的稳定性（ ）；奈奎斯特稳定判据是根据)(s G 的幅相频率特性曲线判闭环系统的稳定性 （ ）。
三． 填空计算题（15分）：（1）如图所示：RC 网络，其输出)(t u c 与输入)(t u r 的微分方程描述为 ，假定在零初始条件下，系统的传递函数)(s φ= ，该系统在)(1)(t t u r =作用时，有)(t u c = 。
(2)系统结构如图，该系统是 反馈系统，是 阶系统，是 型系统，若要使系统的放大系数为1，调节时间为0.1秒（取%σ的误差带），0k 应为 ，t k 应为 。
（3）如果单位负反馈系统的开环传递函数是))(()()(b s a s c s k s G +++=，该系统是 阶系统，是 型系统，该系统的稳态位置误差系数为 ，稳态速度误差系数为 ，稳态加速度误差系数为速度误差系数为 。
四． 是非简答题（5分）：（1）已知某系统的开环传递函数在右半s 平面的极点数为，试叙述Nyquist 稳定判据的结论。
（2）试叙述系统稳定的充分必要条件。
（3）系统的稳定性不仅与系统结构有关，而且与输入信号有关，该结论是否正确。
自控控制原理习题王建辉第2章答案
2-1 什么是系统的数学模型在自动控制系统中常见的数学模型形式有哪些用来描述系统因果关系的数学表达式，称为系统的数学模型。
常见的数学模型形式有：微分方程、传递函数、状态方程、传递矩阵、结构框图和信号流图。
2-2 简要说明用解析法编写自动控制系统动态微分方程的步骤。
2-3 什么是小偏差线性化这种方法能够解决哪类问题在非线性曲线（方程）中的某一个工作点附近，取工作点的一阶导数，作为直线的斜率，来线性化非线性曲线的方法。
2-4 什么是传递函数定义传递函数的前提条件是什么为什么要附加这个条件传递函数有哪些特点传递函数：在零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。
定义传递函数的前提条件：当初始条件为零。
为什么要附加这个条件：在零初始条件下，传递函数与微分方程一致。
传递函数有哪些特点：1．传递函数是复变量S 的有理真分式，具有复变函数的所有性质；n m ≤且所有系数均为实数。
2．传递函数是一种有系统参数表示输出量与输入量之间关系的表达式，它只取决于系统或元件的结构和参数，而与输入量的形式无关，也不反映系统内部的任何信息。
3．传递函数与微分方程有相通性。
4．传递函数)(s W 的拉氏反变换是系统的单位脉冲响应。
2-5 列写出传递函数三种常用的表达形式。
并说明什么是系统的阶数、零点、极点和放大倍数。
nn n n mm m m a s a s a s a b s b s b s b s W ++++++++=----11101110)( ()()∏∏==++=nj jmi i s T s T K s W 1111)( 其中nma b K =()()∏∏==++=nj jmi i g p s z s K s W 11)( 其中0a b K g =传递函数分母S 的最高阶次即为系统的阶数，i z -为系统的零点，j p -为系统的极点。
K 为传递函数的放大倍数，g K 为传递函数的根轨迹放大倍数。
2-6 自动控制系统有哪几种典型环节它们的传递函数是什么样的 1．比例环节u r2．惯性环节1/Csu r3．积分环节1/Csu r4．微分环节u r5．振荡环节6．时滞环节2-7 二阶系统是一个振荡环节，这种说法对么为什么当阻尼比10<<ξ时是一个振荡环节，否则不是一个振荡环节。
自动控制原理模拟题及答案
学习中心 姓 名 学 号西安电子科技大学网络和继续教育学院《自动控制原理》模拟试题一一、简答题（共25分）1、简述闭环系统的特点，并绘制闭环系统的结构框图。
( 8分)2、简要画出二阶系统特征根的位置和响应曲线之间的关系。
( 10分)3、串联校正的特点及其分类？( 7分)二、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为)42()(2++=s s s Ks G K ，试确定使系统产生持续振荡的K 值，并求振荡频率ω。
( 15分)三、设某系统的结构及其单位阶跃响应如图所示。
试确定系统参数,1K 2K 和a 。
( 15分)四、某最小相角系统的开环对数幅频特性如图示。
要求（20分）1）写出系统开环传递函数；2）利用相角裕度判断系统的稳定性；3）将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。
五、设单位反馈系统的开环传递函数为)1()(+=s s Ks G试设计一串联超前校正装置，使系统满足如下指标：（25分） （1）在单位斜坡输入下的稳态误差151<ss e ； （2）截止频率ωc ≥7.5(rad/s)；（3）相角裕度γ≥45°。
模拟试题一参考答案：一、简答题1、简述闭环系统的特点，并绘制闭环系统的结构框图。
解： 闭环系统的结构框图如图：闭环系统的特点：闭环控制系统的最大特点是检测偏差、 纠正偏差。
1) 由于增加了反馈通道, 系统的控制精度得到了提高。
2) 由于存在系统的反馈, 可以较好地抑制系统各环节中可能存在的扰动和由于器件的老化而引起的结构和参数的不确定性。
3) 反馈环节的存在可以较好地改善系统的动态性能。
2、简要画出二阶系统特征根的位置和响应曲线之间的关系。
解：113、串联校正的特点及其分类？答：串联校正简单, 较易实现。
设于前向通道中能量低的位置，减少功耗。
主要形式有相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后-超前校正。
二、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为)42()(2++=s s s Ks G K ，试确定使系统产生持续振荡的K 值，并求振荡频率ω。
自动控制原理试题库(含答案)
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G1(s)与G2(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G1(s)+G2(s)（用G1(s)与G2(s)表示）。
4、典型二阶系统极点分布如图1所示，ω，则无阻尼自然频率=n2、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。
3、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。
4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。
5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++，则其开环幅频特性为，相频特性为arctan 180arctan T τωω--。
6、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 ω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。
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。
Z 是指 系统的性能要求可以概括为三个方面，即：稳定性、准确性 和快速性，其中最基本的要求是稳定性。
2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为()G s ，则该系统的开环传递函数为()G s 。
3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有微分方程、传递函数等。
4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用劳思判据、根轨迹、奈奎斯特判据等方法。
自控原理第二章习题答案
自控原理第二章习题答案自控原理第二章习题答案自控原理是一门研究控制系统的学科，它关注的是如何设计和优化控制系统，以实现系统的稳定性和性能。
在学习自控原理的过程中，习题是一个非常重要的组成部分，通过解答习题可以帮助我们更好地理解和掌握自控原理的知识。
在本文中，我将为大家提供自控原理第二章习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。
1. 什么是反馈控制系统？它有哪些特点？答：反馈控制系统是一种通过测量输出信号，并将其与期望输出信号进行比较，然后根据比较结果对系统进行调整的控制系统。
它的特点包括：- 反馈环节：反馈控制系统中包含了一个反馈环节，通过测量输出信号，将其反馈给系统进行调整，以实现期望的输出。
- 自动调节：反馈控制系统能够根据反馈信号自动地对系统进行调节，无需人工干预。
- 稳定性：反馈控制系统能够提高系统的稳定性，使系统能够快速地恢复到期望状态。
- 抗干扰性能：反馈控制系统能够减小外部干扰对系统的影响，提高系统的抗干扰能力。
2. 什么是比例控制器？它的传递函数是怎样的？答：比例控制器是一种最简单的控制器，它根据误差的大小与比例增益之间的关系来调节系统的输出。
比例控制器的传递函数可以表示为：Gc(s) = Kp其中，Gc(s)为比例控制器的传递函数，Kp为比例增益。
3. 什么是积分控制器？它的传递函数是怎样的？答：积分控制器是一种根据误差的累积值来调节系统的输出的控制器。
积分控制器的传递函数可以表示为：Gc(s) = Ki/s其中，Gc(s)为积分控制器的传递函数，Ki为积分增益，s为复变量。
4. 什么是微分控制器？它的传递函数是怎样的？答：微分控制器是一种根据误差的变化率来调节系统的输出的控制器。
微分控制器的传递函数可以表示为：Gc(s) = Kd*s其中，Gc(s)为微分控制器的传递函数，Kd为微分增益，s为复变量。
5. 什么是比例积分控制器？它的传递函数是怎样的？答：比例积分控制器是一种同时具有比例和积分控制功能的控制器。
自控考试题及答案
自控考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 自控系统的基本组成包括哪些部分？A. 传感器、控制器、执行器B. 传感器、控制器、执行器、被控对象C. 控制器、执行器、被控对象D. 传感器、控制器、被控对象答案：B2. 闭环控制系统与开环控制系统的主要区别是什么？A. 是否有反馈回路B. 控制器的类型C. 执行器的类型D. 传感器的类型答案：A3. 比例控制（P）的特点是什么？A. 响应速度快，无稳态误差B. 响应速度慢，存在稳态误差C. 响应速度快，存在稳态误差D. 响应速度慢，无稳态误差答案：C4. 积分控制（I）的主要作用是什么？A. 提高系统的响应速度B. 消除稳态误差C. 增加系统的阻尼D. 减少系统的超调答案：B5. 微分控制（D）的主要作用是什么？A. 增加系统的稳定性B. 减少系统的超调C. 提高系统的响应速度D. 预测系统的未来行为答案：D6. 什么是系统的稳定性？A. 系统在受到干扰后能够恢复到平衡状态的能力B. 系统在没有干扰的情况下能够保持平衡的能力C. 系统在受到干扰后能够保持平衡的能力D. 系统在没有干扰的情况下能够恢复到平衡状态的能力答案：A7. 什么是系统的超调？A. 系统响应过程中的最大偏差B. 系统响应过程中的最小偏差C. 系统响应过程中的偏差速度D. 系统响应过程中的偏差时间答案：A8. 什么是系统的稳态误差？A. 系统响应过程中的最大偏差B. 系统响应过程中的最小偏差C. 系统在达到稳态时的偏差D. 系统在达到稳态时的响应速度答案：C9. 什么是系统的动态特性？A. 系统在受到干扰后的行为B. 系统在没有干扰时的行为C. 系统在受到干扰后和没有干扰时的行为D. 系统在达到稳态时的行为答案：A10. 什么是系统的静态特性？A. 系统在受到干扰后的行为B. 系统在没有干扰时的行为C. 系统在受到干扰后和没有干扰时的行为D. 系统在达到稳态时的行为答案：B二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 自控系统中常见的干扰包括哪些？A. 电源波动B. 温度变化C. 负载变化D. 人为操作错误答案：ABC2. 以下哪些因素会影响系统的稳定性？A. 控制器参数B. 执行器性能C. 被控对象特性D. 传感器精度答案：ABCD3. 以下哪些是控制系统设计时需要考虑的因素？A. 响应速度B. 稳态误差C. 抗干扰能力D. 经济性答案：ABCD4. 以下哪些是控制系统分析时常用的方法？A. 时域分析B. 频域分析C. 状态空间分析D. 根轨迹法答案：ABCD5. 以下哪些是控制系统可能存在的问题？A. 过冲B. 振荡C. 延迟D. 非线性答案：ABCD三、判断题（每题1分，共10分）1. 开环控制系统没有反馈回路。
自动控制原理考试试卷及答案
自动控制原理考试试卷及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪项不是自动控制系统的基本组成部分？A. 控制器B. 被控对象C. 执行机构D. 操作人员答案：D2. 在自动控制系统中，下列哪项属于反馈环节？A. 控制器B. 执行机构C. 被控对象D. 反馈元件答案：D3. 下列哪种控制方式属于闭环控制？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制答案：D4. 下列哪种控制方式属于开环控制？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分控制答案：A5. 在自动控制系统中，下列哪种控制规律不会产生稳态误差？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制答案：B6. 下列哪种控制方式适用于一阶惯性环节？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制答案：A7. 在自动控制系统中，下列哪种环节不会产生相位滞后？A. 比例环节B. 积分环节C. 微分环节D. 比例-积分环节答案：A8. 下列哪种控制方式可以使系统具有较好的稳定性和快速性？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制答案：D9. 在自动控制系统中，下列哪种环节可以使系统具有较好的阻尼效果？A. 比例环节B. 积分环节C. 微分环节D. 比例-积分环节答案：C10. 下列哪种控制方式可以使系统具有较好的跟踪性能？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 自动控制系统的基本组成部分有：控制器、被控对象、执行机构、________。
答案：反馈元件2. 在自动控制系统中，反馈环节的作用是________。
答案：减小系统的稳态误差3. 闭环控制系统的特点有：________、________、________。
答案：稳定性好、快速性好、准确性高4. 开环控制系统的缺点有：________、________、________。
自动控制原理第2章练习题
第二章 控制系统的数学模型习题及答案2-1 试建立图2-27所示各系统的微分方程。
其中外力)(t F ，位移)(t x 和电压)(t u r 为输入量；位移)(t y 和电压)(t u c 为输出量；k （弹性系数），f （阻尼系数），R （电阻），C （电容）和m （质量）均为常数。
解（a ）以平衡状态为基点，对质块m 进行受力分析（不再考虑重力影响），如图解2-1(a)所示。
根据牛顿定理可写出22)()(dty d m dt dy f t ky t F =-- 整理得)(1)()()(22t F m t y m k dt t dy m f dt t y d =++（b ）如图解2-1(b)所示，取A,B 两点分别进行受力分析。
对A 点有 )()(111dtdydt dx f x x k -=- （1） 对B 点有 y k dtdydt dx f 21)(=- （2） 联立式（1）、（2）可得：dtdx k k k y k k f k k dt dy2112121)(+=++(c) 应用复数阻抗概念可写出)()(11)(11s U s I cs R cs R s U c r ++= （3） 2)()(R s Uc s I = （4） 联立式（3）、（4），可解得： CsR R R R Cs R R s U s U r c 212112)1()()(+++=微分方程为: r r c c u CR dt du u R CR R R dt du 121211+=++(d) 由图解2-1（d ）可写出[]Css I s I s I R s U c R R r 1)()()()(++= （5） )()(1)(s RI s RI Css I c R c -= （6） []Css I s I R s I s U c R c c 1)()()()(++= （7）联立式（5）、（6）、（7），消去中间变量)(s I C 和)(s I R ，可得：1312)()(222222++++=RCs s C R RCs s C R s U s U r c 微分方程为 r r r c c c u RC dt du CR dt du u R C dt du CR dt du 222222221213++=++2-2 试证明图2-28中所示的力学系统(a)和电路系统(b)是相似系统（即有相同形式的数学模型）。
自动控制原理试题库20套和答案详解
一、填空（每空1分，共18分）1．自动控制系统的数学模型有 、 、 、共4种。
2．连续控制系统稳定的充分必要条件是 。
离散控制系统稳定的充分必要条件是 。
3．某统控制系统的微分方程为：dtt dc )(+0.5C(t)=2r(t)。
则该系统的闭环传递函数 Φ(s)= ；该系统超调σ%= ；调节时间t s (Δ=2%)= 。
4．某单位反馈系统G(s)=)402.0)(21.0()5(1002+++s s s s ，则该系统是 阶 型系统；其开环放大系数K= 。
5．已知自动控制系统L(ω)曲线为：则该系统开环传递函数G(s)= ；ωC = 。
6．相位滞后校正装置又称为 调节器，其校正作用是 。
7．采样器的作用是 ，某离散控制系统)()1()1()(10210T T e Z Z e Z G -----=（单位反馈T=0.1）当输入r(t)=t 时.该系统稳态误差为 。
二. 1.求图示控制系统的传递函数.求：)()(S R S C （10分）R(s)2.求图示系统输出C（Z）的表达式。
（4分）四．反馈校正系统如图所示（12分）求：（1）K f=0时，系统的ξ，ωn和在单位斜坡输入下的稳态误差e ss.（2）若使系统ξ=0.707，k f应取何值？单位斜坡输入下e ss.=？五.已知某系统L（ω）曲线，（12分）（1）写出系统开环传递函数G（s）（1） （2） （3）（2）求其相位裕度γ（3）欲使该系统成为三阶最佳系统.求其K=？，γmax =?六、已知控制系统开环频率特性曲线如图示。
P 为开环右极点个数。
г为积分环节个数。
判别系统闭环后的稳定性。
（要求简单写出判别依据）（12分）七、已知控制系统的传递函数为)1005.0)(105.0(10)(0++=s s s G 将其教正为二阶最佳系统，求校正装置的传递函数G0（S）。
（12分）一.填空题。
（10分）1.传递函数分母多项式的根，称为系统的2. 微分环节的传递函数为3.并联方框图的等效传递函数等于各并联传递函数之4.单位冲击函数信号的拉氏变换式5.系统开环传递函数中有一个积分环节则该系统为型系统。
自控原理习题解答(第二章)
[答2 （ 31 ） 1 ） ] (t) x(t) (t) Tx T sx(s) x (s) 1 1 1 T x (s) 1 T s 1 s T 1 t 1 T 1 1 T x ( t ) L x (s) L e 1 s T T
答2 4(c)
e y (s) e x (s) C2 1 1 I(s) R 1 R2 C1s C 2s R 2 C 1 C 2 s 2 C 1s 1 R 2 C1 C 2 s C1 2 (R1 R 2 )C1C 2 s C 2 s C1s (R1 R 2 )C1C 2 s C 2 C1 R 2 C1 C 2 s C1 (R1 R 2 )C1C 2 s C 2 C1 (R1 R 2 )C1C 2 s C 2 C1 R 2 C1 C 2 C1 s K d Td s C 2 C1 C 2 C1 K (R1 R 2 )C1C 2 s (R1 R 2 )C1C 2 s Td s 1 T s 1 1 1 C 2 C1 C 2 C1 为实际微分环节 惯性环节 1 I(s) （R 2 ) C 2s
X(s) G1 G1 H3 H2 H1
-
Y(s) G2
G3
G4 X(s)
G1
-
-
G2 H3
-
Y(s) G3 G4
-
H2
G4 H3
1 2e 2t e t cos 3t 3s2 2s 8 8 A s 1 2 s(s 2)(s 2s 4) s 0 2 4 3s2 2s 8 B (s 2) 2 2 s(s 2)(s 2s 4) s 2
自控模拟面试题及答案
自控模拟面试题及答案一、单选题1. 自控系统的基本组成包括哪些部分？A. 传感器、控制器、执行器B. 传感器、控制器、执行器和反馈回路C. 执行器、控制器、反馈回路D. 传感器、控制器、执行器和控制算法答案：B2. 下列哪个不是控制系统的分类？A. 开环控制系统B. 闭环控制系统C. 线性控制系统D. 非线性控制系统答案：C3. 自控系统中的稳定性是指什么？A. 系统能够快速响应外部变化B. 系统能够在给定时间内达到稳态C. 系统在受到干扰后能够恢复到原来的状态D. 系统在任何情况下都不会失控答案：C二、多选题1. 自控系统的常见性能指标包括哪些？A. 精度B. 稳定性C. 响应速度D. 抗干扰能力答案：ABCD2. 以下哪些因素会影响自控系统的稳定性？A. 系统参数B. 外部干扰C. 控制算法D. 执行器的精度答案：ABCD三、判断题1. 自控系统的设计目标是实现系统的最优控制。
（）答案：错误2. 闭环控制系统比开环控制系统具有更好的稳定性和精度。
（）答案：正确3. 自控系统中的传感器仅用于检测系统状态，不参与控制。
（）答案：错误四、简答题1. 简述自控系统设计的基本步骤。
答案：自控系统设计的基本步骤包括需求分析、系统建模、控制器设计、系统仿真、硬件实现和系统调试。
2. 描述开环控制系统和闭环控制系统的主要区别。
答案：开环控制系统没有反馈回路，系统输出不依赖于输出结果的反馈；而闭环控制系统包含反馈回路，系统输出会根据反馈信号进行调整，以达到更好的控制效果。
五、计算题1. 已知一个自控系统的开环传递函数为 G(s) = 3/(s+1)，试求当 s= 2 时的系统增益。
答案：当 s = 2 时，系统增益为 G(2) = 3/(2+1) = 1。
六、案例分析题1. 某工厂的生产线需要实现温度控制，设计一个简单的闭环控制系统，并说明其工作原理。
答案：设计一个闭环温度控制系统，包括温度传感器、控制器、加热器和冷却器。
自动控制操作与原理复习题第2套
（勤奋、求是、创新、奉献）2011～2012 学年第二学期考试试卷主考教师：__ ______学院班级__________ 姓名__________ 学号___________ 《自控原理与系统》课程试卷B参考答案及评分标准（本卷考试时间120 分钟）一、判断题（本题共10小题，每小题1分，共10分）1. 开环控制系统与闭环控制系统最大的差别在于闭环控制系统存在一条从被控量到输入端的反馈通道（√）2. 直流电动机改变电枢电压调速是恒功率调速，弱磁调速是恒转矩率调速（×）3. 调速范围是指电动机在空载情况下，电动机的最高转速和最低转速之比（×）4. 当系统的机械特性硬度相同时，理想空载转速越低静差率越小（×）5. 电流截止负反馈是一种只在调速系统主电路过电流下起负反馈调节作用的方法，用来限制主回路过电流（√）6. 在转速负反馈系统中若要使开环和闭环系统的理想空载转速相同，则闭环时给定电压比开环时给定电压相同相应地提高1+K倍（√）7. 在电枢反并联可逆系统中，当电动机正向制动时，正向晶闸管交流器的控制角α＞90度处于逆变状态(×)8. 电压负反馈调速系统调速精度要比转速负反馈调速系统好些（×）9. 通常情况下，他励直流电动机额定转速以下的转速调节，靠改变加在电枢两端的电压，而在额定转速以上的转速调节靠减弱磁通（√）10.速度电流双闭环直流调速系统，在突加负载时，调节作用主要靠电流调节器来消除转速偏差（×）二、选择题（本题共15小题，每小题1分，共15分）1. 控制系统输出量【被控量】只能受控于输入量,输出量不反送到输入端参与控制的系统称为（C）A.复合控制系统B.闭环控制系统C.开环控制系统D.反馈控制系统2. 调速系统的调速范围和静差率这两个指标（B）A.互不相关B.互相制约C.互相补充D.可以任意确定3. 电压负反馈调速系统通过稳定直流电动机电枢电压来达到稳定电动机转速的目的，其原理是电枢电压的变化与（A）A.转速的变化成正比B.转速的变化成反比C.转速的变化平方成正比4. 在直流调速系统中当电流截止负反馈参与系统调节作用时说明调速系统主电路电流（ A ）A.过大B.正常C.过小D.较小5. 晶闸管——电动机系统的主回路电流继续时，其机械特性具有（C ）A.电枢电压越高，特性硬度越软B.理想空载转速不变，特性硬度显著变软C.理想空载转速升高，特性硬度显著变软D.理想空载转速不变，特性硬度逐渐变硬6. 当输入电压相同时，积分调节器的积分时间越大，则输出电压上升斜率（A ）A.越小B.越大C.不变D.可大可小7. 在转速负反馈系统中，闭环系统的静态转速降为开环系统静态转速降的（D ）A. 2+KB. 1+KC.1/（1+2k）D. 1 / (1+k)8. 转速负反馈调速系统对检测反馈元件和给定电压给定的转速扰动（A ）补偿能力A.没有B.有 C .对前者有补偿 D.对前者无补偿对后者有9. 直流调速系统中，当负载增加以后转速下降，可通过负反馈环节的调节作用使转速有所回升，系统调节前后，电动机主电路电流将（A）A.增加B.减小C.不变D.不能确定10. 在转速负反馈直流调速系统中，当负载变化时，电动机转速也跟着变化，其原因是( B )A.整流电压的变化B.电枢回路电压降的变化C.控制角的变化D.温度的变化11. 带有电流截止负反馈的调速系统为了使电流截止负反馈参与调节后机械特征曲线下垂段更陡一些，应把负反馈取样电阻阻止选得（A）A.大一些B.小一些C.接近无穷大D.等于零12. 在电压负反馈调速系统中加入电流正反馈的作用时当负载电流增加时，晶闸管变流器输出电压（B ）从而转速降减小，系统的静特性变硬A.减少B.增加C.不变D.微减少13. 在电压负反馈调速系统中加入电流正反馈的作用时当负载电流增加时，晶闸管变流器输出电压（A）从而转速将减小，系统的静特性变硬A.减少B.增加C.不变D.微减少14. 双闭环调速系统包括电流环和速度换，其中两环之间的关系是（A）A.电流环为内环，速度换为外环B.电流环为外环，速度环为内环C.电流环为内环，速度换也为内环D.电流环为外环，速度换也为外环15. 在转速电流双闭环调速系统中，如要使主回路最大允许电流值减小，应是（C）A.转速调节器输出电压限幅值增加B.电流调节器输出电压限幅值增加C.转速调节器输出电压限幅值减小D.电流调节器输出电压限幅值减小三、画图题（本题共4小题，共33分）1.如图所示为炉温自动控制系统原理示意图。
《自动控制原理》试题(卷)与答案解析(A26套)
（1）当选择校正装置 时，分析系统稳定性；
（2）当选择校正装置 时，分析系统稳定性，若系统稳定计算 和 ；
（3）确定校正后的系统型别及开环增益。
7、（15分）设离散控制系统结构如图所示。
五、（14分）系统结构图如下，要求：（1）绘出系统稳定时奈奎斯特曲线的大致图形。
（2）在奈奎斯特图上证明系统临界稳定时的 。
]
六、（14分）某最小相位系统采用串联滞后校正 ，校正前开环对数幅频特性渐近线如图。要求校正后幅值穿越频率 （ ,均为给定正常数）。试求校正装置传递函数 和校正后开环传递函数 。
4.控制系统如下图所示，已知r(t)=t，n(t)=1(t)，求系统的稳态误差，并说明要想减小稳态误差应采取什么措施。（10分）
二．综合分析计算题：（65分）
1．（13分）试求下图所示无源网络的传递函数，其中R1=R2=1Ω，L=1H，C=1F，并
求当 时系统的稳态输出。
2．（12分）求图示离散系统输出C（z）的表达式。
自动控制原理试卷A（5）
一、基本概念题：（35分）
1．某系统在单位阶跃输入及零初始条件下的输出响应为 求系统的
传递函数和单位斜坡响应。（9分）
2．单位负反馈系统开环奈氏曲线分别如下图所示，其中分别为右半平面和原点出的极点数，试确定系统右半平面的闭环极点数，并判断闭环稳定性。（6分）
3.某系统闭环特征方程为 ，试判定闭环稳定性，并确定闭环系统在右半平面、左半平面和虚轴的极点个数。（10分）
5．（12分）已知非线性系统微分方程为 ，试用直接积分法求该系统的相轨迹，并研究其极性。
参考答案A（5）
一、基本概念题
1、传递函数为 ；单位斜坡响应为 。
(完整)自动控制原理复习题20套答案
自动控制原理试卷1答案一．填空 1． 微分方程、传递函数、频率特性、结构图。
2． 闭环极点都位于S 平面左侧;系统的特性方程的根都在Z 平面上以原点为圆心的单位圆内.3． 5.02+S ;0；8。
4． 4，Ⅱ；62.5.5． 110100+S ；10。
6． P-I;利用G(s ）的负斜率使ωC 减小，改善静态性能。
7． 将连续信号变为离散信号;0。
二．（14分） 解：（1）（2）C （Z)=)()(1)()(1232321Z H Z H G G Z G G Z RG •+•三．（20分）解：（1）F （s)=[]T s st f 111)(+-=（2)F （s ）=525125151)5(122++-=+s s ss s（3）G 1（s ）=s s s s s s s s s s 321030)2(10)2(3101)2(102+=++=+⨯++G 2(s ）=ss s a s )32(10)(2+⨯+sa s s a s s s s a s a s s R s C 1010321010)32(10)(10)()()(232++++=++⨯+⨯+=∴ a s s s s A 101032)(23+++=∴ 要使系统稳定，则必须满足{{032010101032><>>⨯⇒a a a a320<<∴a （两内项系数乘积>两外项系数乘积）521634432125152125143321521251243213211352126346321251132122111)1()()(1001)()(G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G s R s C G G G G G G G G P G G G P L G G G L G G G G G G G G G G L L L L P P s R s C +-+++++++=∴+++=∆==∆==∑=∑+---=∑∑-∑+∑-=∆∆∆+∆= t e t s F 5125125151)]([f(t)--+-== (1分) (1分) (1分) (1分) (1分) (1分) (1分) (1分) (1分)(1分)(4分) (4分)(3分) (3分)(3分)(1分)(2分) (1分)(1分) (2分)（每空1分。
自动控制2习题及答案
1-3-1 已知系统的单位阶跃响应为：t te et h 10602.12.01)(−−−+=试确定系统的阻尼比和自然频率ωn 。
解：Q t te e t h 10602.12.01)(−−−+= 则 1012.16012.01)(+−++=s s s s C )10)(60()60(2.1)10(2.0)10)(60(+++−++++=s s s s s s s s s)60)(10(600++=s s s又 st r s R 1]1[)]([)(===l l 则 60070600)()()(2++==Φs s s R s C s ⎩⎨⎧==∴7026002n n ζωω 解得：⎪⎩⎪⎨⎧==1267610ζωn1-3-2 设图3-42是简化的飞行控制系统结构图，试选择参数K1和Kt ，使系统的ωn＝6，ζ＝1。
图3-42 飞行控制系统解：系统的闭环传递函数为：)1(25)8.0(25)()(11+++=s k k s s k s R s C t 112125)258.0(25k s k k s k t +++=6251==k n ωK1＝36/25＝1.442ξωn ＝0.8＋25K1KtKt=0.311-3-3 试分别求出下图各系统的自然频率和阻尼比，并列表比较其动态性能。
a ）解：11111)()()(222+=⋅+==s s s s R s C s G ∴ωn ＝1，ξ＝0 为无阻尼系统则 β＝arccos ξ＝arccos0＝π/2 (rad) td ＝1/ωn ＝1 (s)tr ＝(β－π)/ωd ＝π/2 (s) tp ＝π/ωd ＝π/1＝π (s) ts ＝∞ b ）解：1111)()()(222+++=++==s s s sss s R s C s G ∴ωn ＝1，ξd ＝0.5，z ＝1 为有零点的欠阻尼二阶系统由公式)2()(222nn d ns s zs z s ωωζω+++=Φ2221/2r d n n d z z z ζωωζ−+−＝＝3/32)/1()]/(1[22d d n d d n arctg z arctg ζζωζζωπ−+−−＋ψ＝－ =－π/3)/1(2d d d arctg ζζβ−=＝π/32n 1dd p t ζωβ−−=ψ＝π934 %100*1%21/2dp n d t d er ζωζζσ−−−=＝24.75%nd d nn d s z z z t ωζζωωζ)1ln(21ln )2ln(213222−−++−+=＝3.14c ）解：11)1(11)()()(222++=++==s s s s s s R s C s G∴ωn ＝1，ξ＝0.535.17.01=+=nd t ωζ866.012=−=ζωωn d418.2866.03arccos =−=−=ππωζπdr t tp ＝π/ωd ＝3.628σ%＝16.3%ts ＝3.5/σ＝21.471-3-4 已知系统特征方程为：试用劳斯稳定判据和赫尔维025103234=++++s s s s茨稳定判据确定系统得稳定性。
自控原理模拟试题2含答案
一、 计算传递函数1、写出图1的传递函数，（ur 为输入，uc 为输出）2、根据图2写出系统的正向通道传递函数、反馈通道传递函数、开环传递函数和闭环传递函数图2.正向通道传递函数 Wg(s)＝W1(s)+W2(s)反馈通道传递函数 Wf(s)=W3(s)-W4(s)开环传递函数 闭环传递函数3、图3 u r C2()()()c r U s W s U s =221212111R C s R R C s C s +=+++212111221212()R C C s C R C C R C C s C C +=+++1234()[()()][()()]K W s W s W s W s W s =+-121234()()()1[()()][()()]B W s W s W s W s W s W s W s +=++-1、低频段斜率为0 零型系统2、ω=1，斜率增加-20dB/dec 惯性环节3、ω=10，斜率增加-20dB/dec 惯性环节4、ω=300，斜率增加-20dB/dec 惯性环节图35、ω=1，L(ω)=60 K K =1000二、1、已知系统的单位阶跃响应为试计算系统的闭环传递函数、阻尼比ξ和自然振荡角频率ωn2、一单位负反馈系统的闭环传递函数为 试 1、判定系统类型。
2、判定系统稳定性3、并求出位置误差系数、速度误差系数和加速度误差系数6010()10.2 1.2t t c x t e e --=+-3250(2)()251100B s W s s s s +=+++10.2 1.2()6010c X s s s s =+-++600(60)(10)s s s =++()()()c B r X s W s X s =600(60)(10)s s =++260070600s s =++2600270n n ωξω==24.51.43n ωξ==100011s +11110s +111300s +()W s =三、系统动态结构图如图4所示，试利用奈式判据和劳斯判据分析闭环系统的稳定性图4四、 设一单位反馈系统的开环传递函数为试设计超前校正装置，使校正后系统的稳态速度误差系数Kv ≥100，相位裕量不小于50度。
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计算传递函数
1、写出图1的传递函数，（ur为输入，uc为输出）
2、根据图2写出系统的正向通道传递函数、反馈通道传递函数、开环传递函数和闭环传递函数
2.正向通道传递函数反馈通道传递函数开环传递函数
Wg(s) = W1(s)+W2(s)
Wf(s)=W3(s)-W4(s)
W K(S)二[W(S)W2(S)][W3(S)-W4(S)]
闭环传递函数W B(S) 叽也⑶
1 [W(S)W2(s)][W3(s) -W4(s)]
开环传递函数的分子
F\s) = 50(5 + 2)
开环传递函数的分母 E(s)二f+2/+5山+ 100 — 50(&+2) =芒+2疋
+$ = s(s + 1)-
开环传递函数 W K G)二知佔+刀二1°°(°・5卄1)
1、 低频段斜率为0零型系统
2、 s =1,斜率增加-20dB/dec 惯性环节
3、 s =10,斜率增加-20dB/dec 惯性环节
4、 s =300,斜率增加-20dB/dec 惯性环节
5、s =1, L( s )=60 K K =1000
1
W(s) -1000^1
10
1 300
1、已知系统的单位阶跃响应为
60t
10t
x c (t) = 1 0.2e - 1.2e
试计算系统的闭环传递函数、阻尼比 E 和自然振荡角频率
1 0.
2 1.2 600
—~1~ --------------------- — -------------------- = ---------------------------------------------------
s s 60 s 10 s(s 60)(s 10)
W B (S )
二
X c (s)
X r (s)
600 (s 60)(s 10)
600 s 1 2
70s 600
2 ''n =600
n
=24.5
2 n =70
=1.43
2、一单位负反馈系统的闭环传递函数为
试
50(s 2) 2s 2 51s 100
心+ 1)2 S(S + I)2
因此该系统为I型系统
位置误差系数Kp=8 速度误差系数 Kv=Kk = 100 加連度渓差系数Ka=0
频率特性= —一-
jTco-l
幅频待性相频特性
"（Q）= Jf 讪2 0（力）=一180° + arctan TG）
闭坏稳定性的判定
W （s）=------
抵-1
开环不稳宦.右一个开环一特征根位于
复平面的右半-1 平面
K>1
开环幅相频率特性逆时针包围（-1, jo）圈
开环幅相频率特性不包用（-L ]0）厅环传递函数fr（5）=
Ts -1
开环幅相频率特性的绘制
e = 0A(0) = K^(0) = -
180°
1
® ——
T
4罕
T V2
畔）=-曲
® = g g) = 0 0(g) = _90‘
-• -------
-K. jO -1
闭环系统不稳定
四、
设一单位反馈系统的开环传递函数为
K
W(S
八 s(s/10 1)
试设计超前校正装置，使校正后系统的稳态速度误差系数
Kv > 100,相位裕量不小于
50
度。
1）计算系统的开坏增益和相位裕量
K 二瓦“00
用⑶=———
$（5/10+1） 系统校正前的
相位裕量计算
y(^tf ) = 18O o
+ (-90" - arctan 3.19) =17.5" 2）计算需要附加的相角位移0昨=50°-115°+7.y =40°
A(co)=
100
讪+⑹门吟
100
畋J 应丽=1
© 二 31.6
叭»10
幽）=-90 一層右
1、 判定系统类型。
2、 判定系统稳定性
3、并求出位置误差系数、速度误差系数和加速度误差系数
3）计算校正装置的Y d _l + sin40° “ 一 1-鈕
40°
二
4.6 4）确疋转折频率L0 ［和频率U 2
占/® +1
+1 160 亿 (乞y / io
loo
J ⑷；山丫十1
乞 J(q"/ioy + 1 J (瓦
+ 1
二 1
叫=46.32
◎ /例=厲二
纠=皱/拆=21,6色=化扬= 99.36
S/21.6 + 1 5/99.36 + 1
5）校验校正后系统的相位裕量
校正后系纯的传j 递函敕
W(s)W £(s) =
100 S/2L6 +
1
X7/10 + l)579936 + l
校正肓系址的相位裕量
了(氓)二 180n
+(-90" - arctan
4632 4632 4632
----- F arctan ----- arc tan ---- 10 2L6 99.36。