经典控制理论考试试题.

经典控制理论习题解答

第一章考试题库

1、重庆三峡学院04至05学年度第2 期

自动控制原理课程考试试题册A卷（02级电信)

一、填空（本题共20 分，共10小题，每题各2 分）

l．自动控制是。2．反馈控制的基本原理是。3．一个反馈控制系统通常由、、、、、等几个部分组成。

4．按给定量的运动规律，控制系统可分为、、。5．系统的频率特性是指。6．一个设计性能良好的控制系统，应当满足、、三个方面的要求。7．根轨迹的模值方程为 ,相角方程为。8．非线性特性的描述函数定义为。9．对于高阶系统，系统主导极点是指。10．采样系统的脉冲传递函数定义为：。二、（本题共15 分）

某工业过程温度控制系统如图所示，电位器上设定的电压u r是系统的输入量，箱体内液体的实际温度θ为输出量，插入箱体内的热电偶的输出Uθ与θ成正比。试分析该系统的工作原理并画出方框图。

二、（本题共15分）测得某二阶系统的单位阶跃响应c(t)如图所示，已知该系统具有单位负反馈，试确

定其开环传递函数。

四、（本题共15 分，共2小题）

1）设某系统的特征方程式为：，试用劳斯稳定判据判别系统的稳定性。2）下图表示开环传递函数G(s)的奈奎斯待图，P为G(s)的正实部极点数目，判定闭环系统的稳定性。

（a）（b）

五、（本题共15分）已知最小相位开环系统的渐近对数幅频特性如图所示。试求取系统的开环传递函数。

六、（本题共20分）已知单位反馈系统的开环传递函数为：

试设计一个串联超前校正环节，使系统的相角裕量不小于45度，截止频率不低于50rad／s。

自动控制原理课程考试试题A卷评分标准

一、（本题共20 分，共10小题，每题各2 分）

1、在没有人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之达到一

定的状态和性能。

2、检测误差，用于纠正误差。

3、控制器、测量装置、比较装置、参考输入变换装置、执行机构、被控对象。

4、随动控制系统、定值控制系统、程序控制系统

5、线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。

6、稳定性、快速性、准确性

7、

8、

9、有一个或两个闭环极点距离虚轴最近，这些极点在该高阶系统时间响应中起主导作用，而其它极点距离虚轴较远，可以近似忽略。

10、G（Z）=C（Z）/R（Z）。

二、（本题共15 分）

三、（本题共15 分）

四、（本题共15 分）

1）不稳定，

2）（a）不稳定、（b）不稳定

五、（本题共15 分）

六、（本题共20 分）

2、重庆三峡学院04至05学年度第2 期

自动控制原理课程考试试题册B卷（02级电信）

一、填空（本题共20 分，共10小题，每题各2 分）

l．自动控制是。2．反馈控制的基本原理是。3．一个反馈控制系统通常由、、、、、等几个部分组成。

4．按给定量的运动规律，控制系统可分为、、。5．系统的频率特性是指。6．一个设计性能良好的控制系统，应当满足、、三个方面的要求。7．根轨迹的模值方程为 ,相角方程为。8．非线性特性的描述函数定义为。9．对于高阶系统，系统主导极点是指。10．采样系统的脉冲传递函数定义为：。二、（本题共15分）电冰箱制冷系统工作原理如图。继电器的输出电压Ua就是加在压缩机上的电压。

简述工作原理，指出控制对象、执行元件、测量元件、被控变量、参考输入，绘出系统元件框图。

三、（本题共15分）已知系统结构图如图所示，单位阶跃响应的超调量为16．3％，峰值时间tp＝1秒．

试确定参数τ、K。

四、（本题共15 分，共2小题）

1）设某系统的特征方程式为：，试用劳斯稳定判据判别系统的稳定性。2）下图表示开环传递函数G(s)的奈奎斯待图，P为G(s)的正实部极点数目，判定闭环系统的稳定性。

（a）（b）

五、（本题共15分）已知某开环系统的传递函数为：

试绘制该系统的Bode图。

六、（本题共20分）设单位反馈I型系统原有部分的开环传递函数为：

要求静态速度误差系数Kv≥8，相角裕量γ＞35度，设计串联校正装置。

自动控制原理课程考试试题B卷评分标准

一、（本题共20分，共10小题，每题各2 分）

8、在没有人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之达到一

定的状态和性能。

9、检测误差，用于纠正误差。

10、控制器、测量装置、比较装置、参考输入变换装置、执行机构、被控对象。

11、随动控制系统、定值控制系统、程序控制系统

12、线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。

13、稳定性、快速性、准确性

14、

8、

9、有一个或两个闭环极点距离虚轴最近，这些极点在该高阶系统时间响应中起主导作用，而其它极点距离虚轴较远，可以近似忽略。

10、G（Z）=C（Z）/R（Z）。

二、（本题共15分）

三、（本题共15分）

四、（本题共15分）1）不稳定，2）（a）稳定，（b）稳定。

五、（本题共15分）

六、（本题共20分）

4、重庆三峡学院 2005 至 2006 学年度第 2 期

自动控制原理 课程考试试题册A 卷

试题使用对象 ： 物理与电子信息 院（系） 03 级 电子信息工程 专业1、2班(本科)

一、（本题20 分）填空

l ．自动控制是指 。 2．PID 控制器输入输出关系表达式为：u （t ）= 。 3．改善二阶系统响应的措施有： 、 。

4．开环对数幅率特性的低频段反映了系统的 ，中频段反映了系统的 和 ， 高频段反映了系统 。

5．系统的频率特性是指 。 6．根据开环频率特性曲线绘制闭环频率特性曲线的两种图线是： 和 。

7．根轨迹的模值方程为 ,相角方程为 。 8．非线性特性的描述函数定义为 。 9．消除系统结构不稳定的措施可以有两种，一种是 ，另一种是 。 10．采样系统的脉冲传递函数定义为： 。 三、 （本题10 分）回答下列问题

1、什么是主导极点？什么是主导极点分析法？

2、简述绘制系统根轨迹图的步骤。

四、 （本题10 分）系统结构图如图所示，试求系统的闭环传递函数C （S ）/R （S ）。

四、（本题15分）设单位负反馈控制系统的开环传递函数为：

)

101.0()(+=

s s K

s G

当K=10时，试求系统在单位阶跃函数输入时系统的阻尼比ξ、无阻尼自然频率n ω、峰值时间p t 、 超调量%σ和调整时间s t 。