吉首大学自动控制题库

F、已知系统特征方程式为 s 5 s 4 2 s 3 2 s 2 3s 5 0 试判断系统稳定性。
四、综合计算题（本大题共 3 小题，共 40 分） 1、(10 分)单位反馈控制系统的开环传递函数为
G ( s) K s (as 1)(bs 2 cs 1)
试求：
10(2 s 1)(4 s 1) ， 其速度误差系 s 2 ( s 2 2 s 10)
4. 已知单位反馈系统的开换传递函数为 G ( s ) 数 Kv 为： （） A. 0
B. ∞
C. 10
D. 1
5. 单位负反馈控制系统的开环传递函数 G ( s ) 用下，系统的稳态误差为： （） A. 0.1 B. 0.01 C. 0 6. 系统中增加开环零点可以： （） A. 增加系统响应的调整时间 B. 增加系统响应的超调量
如图 3 所示： （本题 20 分） （1） 写出原系统的开环传递函数 G(S),并求其相角裕度 （2） 写出校正装置的传递函数 G
C
C
( )
；
(S )；
。
（3） 画出校正后系统的开环对数幅频特性 LGC ( ) ，并求其相角裕度
LG ( )
50db 40db 30db -20
10db 0 0.01 0.1 0.32 1 10
R(S)
25 s( s 5)
C(S)
图2 3、某单位反馈系统的开环传递函数为 （本题 10 分）
G (S ) H (S )
（1） 绘制 K
K * ( S 1) S ( S－3)
从 0 ~ 变化的根轨迹（要求出：分离点、与虚轴的交点等） ；
求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益 K 的取值范围。
4、 已知单位负反馈系统的开环传递函数为 G ( S ) 分） a) b) 使系统稳定的 K 值；
K ，试求： （本题 10 s (0.1s 1)(0.2s 1)
若 r(t) = 2t ＋2 时，要求系统的稳态误差为 0.25，问 K 应取何值。
)和串联校正装置的对数幅频特性 L 5、 已知最小相位系统的开环对数幅频特性 LG (
课程试卷库测试试题（编号：001 ）
一、填空题(每空 1 分，共 20 分)
1、在水箱水温控制系统中，受控对象为 联系时， 称为 称为 统 分析中采用 4、传递函数是指在 ，被控量为 。 2、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 ； 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， ；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用 。 初始条件下、线性定常控制系统的 与 之比。 ，相频特性 。 ；在频域
对于一阶、二阶系统来说，系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的（） A、充分条件 C、充分必要条件 B、必要条件 D、以上都不是
7.
开环传递函数为 G ( s ) H ( s ) A、 [ 4, )
K ，则实轴上的根轨迹为（） s ( s 4)
3
B、 [ 4,0]
C、 ( ,4]
A、
2 4
B、 4 2
5.
设开环传递函数 G ( s ) H ( s )
K , 0, K 0 ，随着 K 增大， ( s j )( s j )
C、相对稳定性不变，快速性变好 D、相对稳定性变差，快速性变差
闭环系统（） A、相对稳定性变差，快速性不变 B、相对稳定性变好，快速性不变 6.
-40 20
3
-20db
-30db
-60
-40db
L C ( )
课程试卷库测试试题（编号：002 ）
一、填空题(本大题共 9 小题，每空 1 分，共 20 分) 1. 一 个 控 制 系 统 包 含 __________ 和 控 制 装 置 两 大 部 分 , 控 制 装 置 由 __________、给定元件、__________、__________、执行元件、校正元件等 几部分组成。 2. 对自动控制系统的基本要求为：__________、__________、__________。 3. 线性系统稳定的充分必要条件是：__________。 4. 已知控制系统的单位阶跃响应为： h(t ) 1 e
10. 用频域法分析控制系统时，最常见的典型输入信号是（） A、脉冲函数 B、斜坡函数 C、阶跃函数
D、正弦函数
三、分析应用题（本答题共 5 小题，共 60 分）
(S ) 1、已知系统结构如图 1 所示，求传递函数 C （本题 10 分） R(S )
G4
R(S)
G1
G2
G3
C(S)
H1
图1 2、系统结构如图 2 所示，试求系统的超调量 % 和调节时间 t s 。 （本题 10 分）
： E、填空题（本大题共 10 小题，每空 1 分，共 20 分） E、自动控制是指在无人直接参与的情况下，利用___________，使被控对象 的___________自动地 变化。 E、一 个 自 动 控 制 系 统 主 要 由 以 下 几 个 基 本 元 件 构 成 ： 给 定 元 件 、 ___________、___________、放大元件、校正元件、能源元件等。 E、对控制系统的基本要求：___________、___________、___________。 E、经 典 控 制 理 论 的 主 要 研 究 方 法 有 ___________ 、 ___________ 、 ___________。 E、传递函数与只适用于_____系统,特征多项式的根称为传递函数的_____。 E、在阶跃响应的性能指标中，按 5%误差所得出的调节时间___________，按 2%误差所得出的调节时间_______，超调量的表达式为___________。 E、欠阻尼二阶系统的闭环特征根是___________根。 E、系统稳定的充要条件是闭环特征式所有根______。 E、在劳斯稳定判据中，第一列数值符号改变的次数等于___________。 E、偶极子是指一对靠的很近的________。 F、判断题（本大题共 20 小题，每题 1 分，共 20 分） F、传递函数不仅取决于系统的结构、元件参数，还与输入信号的形式有关。 （ ） F、劳斯表中第一列元素全大于零时，系统是稳定的。 （ ）
D、 [0, )
8.
进行串联滞后校正后，校正前的穿越频率 c 与校正后的穿越频率 c ' 的关系，通常是 （） A、 c c ' B、 c c ' C、 c c ' D、 c与c ' 无关
9.
PID 控制规律是__________控制规律的英文缩写。 （） A、比例与微分 C、积分与微分 B、比例与积分 D、比例、积分与微分
100 ，在单位加速度信号作 s ( s 10)
D. 0.09 E. ∞
C. 改善系统稳定性 D. 破坏系统稳定性
7. 已知某最小相位系统的开环传递函数的 Nyquist 图如下，该系统为： （） A. 0 型系统 B. I 型系统 C. II 型系统 D. 有静差系统 E. 以上答案都不对 8. 已知零、极点分布图如下，实轴上闭环根轨迹区域为： （） A. I、II、III、IV、V、VI B. II、III、IV、V、VI C. II、IV、VI D. I、III、V
7
F、系统的稳定性不仅与系统自身结构有关，还与初始条件、外作用大小有 关。 （ ） F、系统的稳定性只取决于系统特征根（极点） 。而与系统的零点无关。 （ ） K Kp lim G ( s ) H ( s ) lim v 1 。 F、位置误差系数的表达式为： （ ） s 0 s 0 s F、对于典型二阶系统来说当ζ=1 时，称为临界阻尼状态，特征根为一对纯 虚数。 （ ） F、典型二阶系统的最大超调量仅由阻尼比ζ决定，ζ越大，σ%越大。 （ ） F、对于非单位反馈系统而言，两种稳态误差的关系为： E ' ( s
2.
C、输入阻抗高，输出阻抗高 D、输入、输出阻抗都低
3.
在相频和幅频图中反映系统高频抗干扰能力的是（） A、低频段 B、中频段 C、高频段 设开环系统频率特性 G ( j )
D、无法反映
4.
4 ，当 1 时，其频率特性幅值 M(1)=（） (1 j ) 3
C、 2 D、 2 2
7、系统可控的充分必要条件是
，系统可观测的充分必要条件是
8、若系统（A、b，c）是渐近稳定的，则也是
输出稳定的，且又是可控和可观测的，则系统（A、b，c）是
9、BIBO 稳定是
。
二、单项选择题(本大题共 10 小题，每空 2 分，共 20 分)
1. 如果系统中加入一个微分负反馈，将使系统的超调量 p （） A、增加 B、减小 运算放大器具有____________优点。 （） A、输入阻抗高，输出阻抗低 B、输入阻抗低，输出阻抗高 C、不变 D、不定
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
5、设系统的开环传递函数为 为 。
K ( s 1) ，则其开环幅频特性为 s 2 (Ts 1)
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 对 应时域性能指标 ，它们反映了系统动态过程的 。 。 的，若系统（A、b，c）是输入、 的。
5
9. 单位反馈系统的开环传递函数为 G ( s ) A. K>0 B. K<6 C. K<0 或 K>6
K ，K 的稳定范围是： （） s ( s 1)( s 2)
D. 0<K<6 E. 不能确定
10. 二阶系统的闭环极点为两个相等的负实数，请问该系统的阶跃响应为（） A. 临界阻尼运动 B. 过阻尼运动 C. 欠阻尼运动 D. 无阻尼运动 E. 不能确定 三、分析简答题（本大题共 2 小题，每题 10 分，共 20 分） E、化简下面结构图，求出该系统的传递函数。
j 3
4
2. 已知系统的开环传递函数为 G ( s ) 迹增益 K*为： （） A. 4
4( s 4) ， 则系统的开环根轨 s ( s 2 s 2)(3s 1)
2来自百度文库2
B. 8
C. 4/3
D. 1
3. 根轨迹的模值方程可用于（） A. 绘制根轨迹； B. 确定根轨迹上某点对应的开环增益； C. 确定实轴上的根轨迹； D. 确定根轨迹的起始角与终止角。
2 t
2e t ，则系统的阻尼比ζ
为__________，自然频率ωn 为__________。 5. 实轴上的某一区域若为根轨迹，则其_____边开环实数零、极点个数之和为 ____数。 6. 非最小相位系统，是指在 s 右半平面具有__________的控制系统。 7. 频 域 相 对 稳 定 性 指 标 ， 相 角 裕 度 公 式 ： __________ ， 幅 值 裕 度 公 式 ： __________。 8. 期望对数幅频特性的要求为：低频段尽量__________；中频段以__________ 的斜率穿过 0GB 线，并占有一定带宽；高频段斜率越高越好，以抑制高频噪 声。 9. s 域中的稳定区映射到 z 域中为：__________。 10. 香农采样定理是设计离散系统时必须严格遵守的一条准则，其定理的表达式 为__________，它的含义是：__________。 E、单项选择题(本大题共 10 小题，每空 2 分，共 20 分) 1. 某二阶系统无零点， 其闭环极点的分布如下图所示， 在单位阶跃信号作用下， 系统的超调量σp 为： （） j 3 A. σp=36.7% B. σp=17.7% C. σp=16.3% D. 无法确定σp
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3、 （15 分）设开环传递函数 G ( s )
k 单位斜坡输入 R(t)= t，输入 s ( s 1)(0.01s 1)
产生稳态误差 e 0.0625。若使校正后相位裕度*不低于 45，截止频率c* > 2(raG/s)，试设计校正系统。
课程试卷库测试试题（编号：003 ）
（1）位置误差系数，速度误差系数和加速度误差系数； （2）当参考输入为 r 1(t ) ，rt 1(t ) 和 rt 2 1(t ) 时系统的稳态误差。
2、 （15 分）已知单位负反馈系统的开环传递函数 G(s)无右半品面的零点和极点， 且 G(s)的对数渐进幅频特性曲线如下图所示。试写出个 G(s)的表达式，并近似 作出相频特性曲线， 用对数频率稳定判据判断闭环系统的稳定性。 如果系统稳定， 求出对应的稳定裕量。