2019年度武汉科技大学自动控制基本原理期末考试试卷A(含答案解析)
自动控制原理考试试卷及答案30套
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自动控制原理试卷 A（3）
1、 ． （10 分）已知某单位负反馈系统的开环传递函数为 G ( s ) =
6 ，试求系统的单位脉 s ( s + 5)
冲响应和单位阶跃响应。 2、 （10 分）已知单位负反馈系统的闭环零点为 -1，闭环根轨迹起点为 0，-2，-3，试确定系 统稳定时开环增益的取值范围。 3、 （10 分）已知系统的结构图如下，试求： （1）闭环的幅相特性曲线； （2）开环的对数幅频和相频特性曲线； （3）单位阶跃响应的超调量σ%，调节时间 ts； （4）相位裕量γ，幅值裕量 h。
' 近线如图。要求校正后幅值穿越频率 wc 。试求校正装置传递 = e （ l , c, d , e ,均为给定正常数）
函数 G c ( s ) 和校正后开环传递函数 G ( s ) 。
答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html
1 和 G（jω）的交点是否为自振点。 N ( x)
答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html
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自动控制原理试卷 A（2）
1． （10 分）已知某单位负反馈系统的开环传递函数为 G ( s ) = 冲响应和单位阶跃响应。 2． （10 分） 设单位负反馈系统的开环传递函数为 G ( s ) =
K ， S ( S + 2S + 1)
2
试绘制 K 由 0→+∞变化的根轨迹。若用角平分线法进行校正（超前 ） ，使校正后有复极点
−
S + Zc 1 3 ± j ，求校正装置 Gc ( s ) = ( Z c < Pc ) 及相应的 K 值。 2 2 S + Pc
《自动控制原理》试卷（期末A卷参考答案）
《⾃动控制原理》试卷（期末A卷参考答案）试题编号：重庆邮电⼤学2009学年2学期《⾃动控制原理》试卷（期中）（A 卷）（闭卷）⼀、简答题（本⼤题共5⼩题，每⼩题4分，共20分） 1．传递函数定义及其主要性质。
答：线性定常系统在零初始条件下，输出量的拉⽒变换与输⼊量的拉⽒变换之⽐，称为传递函数。
（2分）主要性质：(每回答正确2个1分，全部正确2分)1）传递函数只适⽤于线性定常系统：由于传递函数是基于拉⽒变换，将原来的线性常系数微分⽅程从时域变换到复域，故只适⽤于线性定常系统。
2）传递函数是在零初始条件下定义的。
如果系统为⾮零初始条件，⾮零初始值V(s)，则系统新的输⼊、输出关系为：Y(s)=G(s).U(s)+ V(s)3)传递函数只表⽰了系统的端⼝关系，不明显表⽰系统内部部件的信息。
因此对于同⼀个物理系统，如果描述的端⼝不同，其传递函数也可能不同；⽽不同的物理系统，其传递函数可能相同。
4)传递函数是复变量S 的有理真分式函数，分⼦多项式的次数n 低于或等于分母多项的次数m ，所有系数均为实数。
2．线性控制系统的稳定性定义。
答：如果线性控制系统在初始扰动的影响下，其动态过程随时间的推移逐渐衰减并趋于零或原平衡点，则称系统渐进稳定，简称稳定（3分），反之，如果在初始扰动下，系统的动态过程随时间的推移⽽发散，则不稳定。
（1分）3．闭环系统的零、极点位置对于时间响应性能的超调量、调节时间的有何影响？答：（1）超调量主要取决于闭环复数主导极点的衰减率21//ξξωσ-=d ，与其他闭环零、极点接近坐标原点的程度有关；（2分）（2）条件时间主要取决于靠近虚轴的闭环复数极点的实部绝对值ξωσ=，如果实数极点距离虚轴最近，并且它附近没有实数零点，则调节时间主要取决于该实数极点的模值。
（2分）4．对于⼀个给定的开环增益为o k 最⼩相位系统，说明采⽤频率⽅法和根轨迹法判断稳定性的统⼀性。
答：频率法判断系统稳定性时，当o k 较⼩时，其副相曲线在)(ωj Go 平⾯不包围（-1，j0）这点，系统稳定，随着o k 的增加，副相曲线包围（-1，j0）这点，系统不稳定。
自动控制19套试题及答案详解(DOC)
第1页一.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。
6.比例环节的频率特性为。
7. 微分环节的相角为。
8.二阶系统的谐振峰值与有关。
9.高阶系统的超调量跟有关。
10.在零初始条件下输出量与输入量的拉氏变换之比，称该系统的传递函数。
二．试求下图的传第函数(7分)三．设有一个由弹簧、物体和阻尼器组成的机械系统（如下图所示），设外作用力F（t）为输入量，位移为y（t）输出量，列写机械位移系统的微分方程（10分）第2页四．系统结构如图所示，其中K=8，T=0.25。
（15分）（1）输入信号x i（t）=1（t），求系统的响应；（2）计算系统的性能指标t r、t p、t s（5%）、бp；（3）若要求将系统设计成二阶最佳ξ=0.707，应如何改变K值第 3 页)1001.0)(11.0()(++=s s s Ks G 五．在系统的特征式为A （s ）=6s +25s +84s +123s +202s +16s+16=0，试判断系统的稳定性（8分）（12分）七．某控制系统的结构如图，其中 要求设计串联校正装置，使系统具有K ≥1000及υ≥４５。
的性能指标。
（13分）s T s s s G 25.0,)4(1)(=+=.八．设采样控制系统饿结构如图所示，其中 试判断系统的稳定性。
（10分）九． 已知单位负反馈系统的开环传递函数为： 试绘制K由0 ->+∞变化的闭环根轨迹图,系统稳定的K 值范围。
(15分),)4()1()(22++=s s Ks G第5页一、填空题：(每空1.5分，共15分)1.当扰动信号进入系统破坏系统平衡时，有重新恢复平衡的能力则该系统具有。
2.控制方式由改变输入直接控制输出，而输出对系统的控制过程没有直接影响，叫。
(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。
自动控制19套试题及答案详解
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。
6.比例环节的频率特性为。
7. 微分环节的相角为。
8.二阶系统的谐振峰值与有关。
9.高阶系统的超调量跟有关。
10.在零初始条件下输出量与输入量的拉氏变换之比，称该系统的传递函数。
二．试求下图的传第函数(7分)精品资料三．设有一个由弹簧、物体和阻尼器组成的机械系统（如下图所示），设外作用力F（t）为输入量，位移为y（t）输出量，列写机械位移系统的微分方程（10分）四．系统结构如图所示，其中K=8，T=0.25。
（15分）（1）输入信号x i（t）=1（t），求系统的响应；（2）计算系统的性能指标t r、t p、t s（5%）、бp；（3）若要求将系统设计成二阶最佳ξ=0.707，应如何改变K值精品资料五．在系统的特征式为A（s）=6s+25s+84s+123s+202s+16s+16=0，试判断系统的稳定性（8分）精品资料)1001.0)(11.0()(++=s s s Ks G七．某控制系统的结构如图，其中要求设计串联校正装置，使系统具有K ≥1000及υ≥４５。
的性能指标。
（13分）精品资料sT s s s G 25.0,)4(1)(=+=.八．设采样控制系统饿结构如图所示，其中 试判断系统的稳定性。
（10分）精品资料九． 已知单位负反馈系统的开环传递函数为： 试绘制K由0 ->+∞变化的闭环根轨迹图,系统稳定的K 值范围。
(15分)一、填空题：(每空1.5分，共15分),)4()1()(22++=s s Ks G1.当扰动信号进入系统破坏系统平衡时，有重新恢复平衡的能力则该系统具有。
2.控制方式由改变输入直接控制输出，而输出对系统的控制过程没有直接影响，叫。
3.线性系统在零初始条件下输出量与输入量的之比，称该系统的传递函数。
自动控制原理期末考试试卷六套 (答案详解)
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*=（）
武汉科技大学827自动控制原理-2019(A卷答案)
2019 年攻读硕士学位研究生入学考试试题（参考答案）科目名称：自动控制原理（█A 卷□B 卷）科目代码： 827考试时间： 3 小时满分 150 分、简答题（共 4小题，每空 3分，共 30分）1、 PI控制器的中文全称是；PID 中具有相位超前特性的环节是答：比例积分控制器； D（微分）环节。
2、已知E（z）(z 15)(z z 2)，求e*(t)*k 答：e* (t) e(KT) 5 2k 53、已知某线性定常系统的单位阶跃响应为h t 5（1 e 5t），则该系统的传递函数G s 为。
5答：G（s）52s 1as 14、某单位负反馈控制系统的开环传递函数为G（s）as 1，式中 a 0.4,b 0.5系统开s（s b）环零点为开环极点为；闭环极点为答：开环零点： -2.5；开环极点： 0， -0.5；闭环极点： -0.45+0.89j,-0.45-0.89j ；2s 15、已知超前校正装置的传递函数为G c（s），则其最大超前角所对应的频率c 0.32s 1答： 1.256、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。
答：调整时间t s；快速性二、分析题（ 15 分）工业上使用的光电纠偏器常用于钢厂、纺纱厂等长距离走料场合，其功能是纠正长距离物料在走料过程中偏离中心的误差，其原理图如图 1 所示，其中，光电位置传感器的输出为电压信号。
要求：（1）指出该系统的输入量、输出量和反馈量；（2）叙述该大门开门和关门工作原理；（3）绘制系统结构图。
1) 系统的输入量：给定电位器电压 U r输出量：物料的中心位置反馈量：光电位置传感器电压 U f ； 2) 回答出偏差控制思想即可 3)三、求传递函数 (10 分)已知某系统的结构图如图 2 所示， 1)求系统的传递函数 C(s) / R r (s) ； 2)求系统的传递函数 C(s)/ R n (s)。
自动控制原理试卷及答案20套
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QQ753326843
3．当输入为
1 2 2
考研直通车
r (t ) 1(t ) t * 1(t ) t * 1(t ) 时，求稳态误差 e ss 。
R(s)
E (s)
1 e sT s
K s2
C (s)
0.5s
七、判断下列三个非线性系统闭环稳定性。 （15 分）
j
× －6 × －3 × 0
A.
1
B. K 162
C.
2.42
D.
0
答
( ) 7、(本小题 5 分) 下列线性系统判断中正确的是――
A.（1）稳定
B.（2）稳定
C.（3）稳定
D. 全不稳定 答
( ) 8、(本小题 5 分) 在采样控制系统中，为使采样信号不失真的恢复为原来的连续信号，则采样频率 应至少大于――
（10 分）
X i (s)
＋ －
K ( s 1) 3 s as 2 2 s 1
K ( s 1) W k ( s) 2 s 2s 2
X o (s)
三、已知负反馈系统的开环传递函数为， 的根轨迹；并求系统稳定时 K 的取值范围。
试画出以 K 为参数系统 （15 分）
W K ( s)
10 c K1
-2
-3
0
c
c
-1
c
10 c K1
-2
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QQ753326843
图（a） 要求： 1. 写出系统的开环传递函数。
考研直通车
图（b）
s ）和恒速输入下的稳态误差。 2. 比较两系统的稳定性，暂态性能（ 3. 将图（a）所示的系统校正为图(b)所示的系统，应采用什么形式的串联校正装
《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。
2019年自动控制原理期末考试试卷(含答案)
2019年自动控制原理期末考试卷与答案一、填空题（每空1分，共20分）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。
2、控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值称为传递函数。
3、在经典控制理论中，可采用劳斯判据(或：时域分析法)、根轨迹法或奈奎斯特判据(或：频域分析法)等方法判断线性控制系统稳定性。
4、控制系统的数学模型，取决于系统结构和参数,与外作用及初始条件无关。
5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为20lg()Aω(或：()L ω)，横坐标为lgω。
6、奈奎斯特稳定判据中，Z=P-R，其中P是指开环传函中具有正实部的极点的个数，Z是指闭环传函中具有正实部的极点的个数，R指奈氏曲线逆时针方向包围(-1,j0)整圈数。
7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，s t定义为调整时间。
%σ是超调量。
8、设系统的开环传递函数为12(1)(1)Ks T s T s++，则其开环幅频特性为()Aω=频特性为01112()90()()tg T tg Tϕωωω--=---。
9、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。
10、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1050.20.5s s s s+++。
11、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。
12、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。
13、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。
14、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越频率cω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快速性二、(8分)试建立如图3所示电路的动态微分方程，并求传递函图3解：1、建立电路的动态微分方程根据KCL有200i10i)t(u)]t(u)t(d[u)t(u)t(u R dt C R=-+-(2分)即)t(u)t(du)t(u)()t(du i2i21021021R dtC R R R R dt C R R+=++(2分)2、求传递函数对微分方程进行拉氏变换得)(U)(U)(U)()(U i2i21021021s R s Cs R R s R R s Cs R R +=++(2分)得传递函数2121221i0)(U)(U)(R R Cs R R R Cs R R s s s G+++==(2分)三、（共20分）系统结构图如图4所示：1、写出闭环传递函数()()()C s s R sΦ=表达式；（4分）2、要使系统满足条件：707.0=ξ,2=nω,试确定相应的参数K和（4分）3、求此时系统的动态性能指标s t,00σ；（4分）图44、t t r2)(=时，求系统由()r t产生的稳态误差ss e；（4分）5、确定)(s G n，使干扰)(t n对系统输出)(t c无影响。
自动控制原理科目考试题A卷（开卷）及答案
⾃动控制原理科⽬考试题A卷（开卷）及答案级（学⽣填写）：姓名：学号：命题：审题：审批： ------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ----------------------------------------------------------- （答题不能超出密封装订线）2009～2010学年第⼀学期控制⼯程基础科⽬考试题A 卷（开卷）)(1s G------------------------------------------------------ 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ----------------------------------------------------------- 班级（学⽣填写）：姓名：学号：3、6. 为2型系统，p K =∞， v K = ∞， a K =K=20当输⼊r( t )分别为1( t )、t 和t 2时，e ss 分别为0，0，1/10 ；当r(t)=1( t )+ t + t 2时，根据线性系统的叠加原理，e ss =0+0+1/10=1/10 。
1. 求下图所⽰电路的传递函数及微分⽅程（10分）)1(11)()(212122Cs R R R R Cs R Cs R s U s U r c +-=+-= ； r 2c 1c21u R u R dtdu CR R -=+ 。
1、求下图所⽰电路的传递函数及微分⽅程（8分）。
⼀系统的开环传递函数为 G(S)H(S)=100/(10s+1)(2s+1)(0.2s+1) （1）绘制渐近对数幅频曲线图。
1）7. 试分别⽤幂级数法、部分分式法求以下函数的z 反变换并求x （3）：（9分）)2)(1()(--=z z zz X1）幂级数法+++-+--+--+-+---------------3213232121211127314151421767693232323z z z z z z z z z z z z z z z zz z,.....7)3(,3)2(,1)1(,0)0()(...73)2)(1()(0321=====+++=--=∑∞=----x x x x z k x z z z z z zz X k k2）、部分分式法21)2)(1(1)(-+--=--=z z z z z z X 11 21)(-+--=z zz z z X k z z z z z z 2]2[,1]1[11=- =- -- e(kT)=-1+2ke *(t)=e (0)δ(t )+e (T )δ(t -T )+e (2T )δ(t -2T )+…=0+1δ(t -T )+3δ(t -2T )+ 7δ(t -3T )+…⼀．填空题1、单输⼊单输出；线性定常系统。
《自动控制原理》章节试题及答案(大学期末复习资料)
第一章 自动控制的一般概念习题及答案1-1 根据题1-15图所示的电动机速度控制系统工作原理图，完成：(1) 将a ，b 与c ，d 用线连接成负反馈状态；(2) 画出系统方框图。
解 （1）负反馈连接方式为：d a ↔，c b ↔；（2）系统方框图如图解1-1 所示。
1-2 题1-16图是仓库大门自动控制系统原理示意图。
试说明系统自动控制大门开、闭的工作原理，并画出系统方框图。
图1-16 仓库大门自动开闭控制系统解 当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。
与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。
反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。
系统方框图如图解1-2所示。
1-3 图1-17为工业炉温自动控制系统的工作原理图。
分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。
图1-17 炉温自动控制系统原理图解 加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比，c u 增高，炉温就上升，c u 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。
炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压f u 。
f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较，得出偏差电压e u ，经电压放大器、功率放大器放大成a u 后，作为控制电动机的电枢电压。
在正常情况下，炉温等于某个期望值T °C ，热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u 。
此时，0=-=f r e u u u ，故01==a u u ，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使c u 保持一定的数值。
这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。
武汉科技大学自动控制原理2019年考研真题试题(含标准答案)
求如图 5 所示线性离散系统的输出 z 变换 C(z) 。
R(s)
G1 ( s)
C1 ( s) T
G2 (s)
C2 (s) T
H (s) 图5
C(s) G3 (s)
第4页共4页
!"#$ %& %'()* +,- .+/0 1 0
G2(s)
图2
四、计算题（30 分） 已知某单位负反馈系统的开环传递函数 G(s) K ，试选择参数 K 和 的值以满足
s(s 1)
如下指标：
①当输入信号为 t 时，系统的稳态误差 0.05 ； ②当输入信号为单位阶跃信号时，超调量 25% ，调节时间 0.4s （ 0.02 ）。
第2页共4页
defghijkl'hmnopqorstuvwxy"CzL k@stu{w |vw]^lu}~"C 1 G"C"ijB2 /j # 1M1()78 21E9Rd 3()
1()&jj U r
要条件？
R(s)
K
C(s)
T -
s(s 1)
图3
Байду номын сангаас
10
3、（10 分）已知某控制系统开环传递函数为
，试绘出该系统的 Nyquist
s(s 1)(0.25s 1)
图（幅相频率特性曲线）；并用奈氏判据判定闭环系统的稳定性。
六、计算题（25 分）
已知线性最小相位系统开环对数幅频特性如图 4 所示，
db
40dB / dec
注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考
完后试题随答题纸交回。
自动控制19套试题及答案详解.
（5）幅值裕量是指_____________________________________________________
________________________________________________________________。
1.当扰动信号进入系统破坏系统平衡时，有重新恢复平衡的能力则该系统具有。
2.控制方式由改变输入直接控制输出，而输出对系统的控制过程没有直接影响，
叫。
3.线性系统在零初始条件下输出量与输入量的之比，称该系统的传递函数。
4.积分环节的传递函数为。
5.单位斜坡函数信号的拉氏变换式。
6.系统速度误差系数Kv=。
一.填空题（40分）
（1）控制系统的基本要求是_____________、_____________、_____________。
（2）脉冲传递函数是___________________________________________________
________________________________________________________________。
________________________________________________________________。
（2）传递函数是指_____________________________________________________
________________________________________________________________。
武科大期末考试试题
武科大期末考试试题# 武汉科技大学期末考试试题## 第一部分：选择题### 题目1在计算机科学中，以下哪个术语与数据加密有关？A) 算法B) 协议C) 加密D) 接口### 题目2在经济学中，"边际成本"是指：A) 生产第一单位产品的成本B) 每增加一单位产品的平均成本C) 每增加一单位产品的成本D) 固定成本### 题目3在化学中，原子的哪个部分决定了元素的化学性质？A) 原子核B) 质子C) 中子D) 电子## 第二部分：简答题### 题目1简要说明牛顿第二定律的内容，并举例说明其在日常生活中的应用。
### 题目2解释什么是“可持续发展”，并讨论其在现代城市规划中的重要性。
## 第三部分：计算题### 题目1一个物体在自由落体运动中，从静止开始下落，经过5秒后，求其下落的高度。
（重力加速度取9.8m/s²）### 题目2一个电路中，有一个电阻为100欧姆，通过的电流为0.5安培，求该电路的电压。
## 第四部分：论述题### 题目1论述互联网技术对现代教育的影响，包括其带来的机遇和挑战。
### 题目2分析全球化对经济、文化和社会的影响，并讨论在全球化背景下各国应如何平衡本土文化与全球趋势的关系。
## 第五部分：案例分析题### 题目1假设你是一名环境科学家，被要求评估一个大型工业项目对当地环境的潜在影响。
请列出你需要考虑的主要环境因素，并说明如何评估这些因素。
### 题目2一家企业计划采用新的生产技术来提高效率，但担心这可能会对员工造成影响。
请分析企业在实施新技术时需要考虑的伦理问题，并提出相应的解决方案。
注意：以上内容仅为示例，实际考试题目会有所不同。
考生应根据学校发布的具体考试大纲和要求准备考试。
自动控制原理期末考试复习题及答案
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_恒值控制_系统、随动系统和_程序控制_系统。
2、传递函数为[12(s+10)] / {(s+2)[(s/3)+1](s+30)} 的系统的零点为_-10_，极点为_-2_ _，增益为_________ 2__________ 。
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。
4、我们将一对靠得很近的闭环零、极点称为偶极子。
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_。
6、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6/ <s+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。
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，而用—幅值条件—确定根轨迹上各点的根轨迹增益k*的值。
当n-m>_2_时，开环n个极点之和等于闭环n个极点之和。
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_3/(S+L25)-11 、当时比例微分环节的相位是： A.90A. 90B. 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_。
13、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。
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A.电炉箱恒温控制系统B. 雷达跟踪系统C.水位控制系统D. 普通数控加工系统15、某单位负反馈系统在单位阶跃信号作用下的系统稳态误差e ss 0，则：一B.意味着该系统的输出信号的稳态值为 1 _A.意味着该系统是一个0型系统B.意味着该系统的输出信号的稳态值为 1C.意味着该系统没有输出信号D.意味着该系统具有比较高的开环增益16、一阶系统G(S)1 Ts 1在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差为T 。
自动控制原理试卷、习题及答案2套
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）2二、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e ss;（2） 当输入r(t)=1(t)，n(t)=1(t)时，系统的稳态误差e ss; （3） 若要减小稳态误差，则应如何调整K 1，K 2？（15分）三．已知单位负反馈系统的开环传递函数为.)())(()(1Ts s 1s 12s K s G 2+++=试确定当闭环系统稳定时，T ，K 应满足的条件。
（15分）四、已知系统的结构图如图所示，（1） 画出当∞→0:K 变化时，系统的根轨迹图；（2） 用根轨迹法确定，使系统具有阻尼比50.=ζ时，K 的取值及闭环极点（共轭复根）。
（15分）五、已知最小相位系统的对数幅频特性渐近特性曲线，1.试求系统的开环传递函数G （s ）;2.求出系统的相角裕量γ;3．判断闭环系统的稳定性。
（15分）六、设单位反馈系统的开环传递函数如下，2s158s -+=)()(s H s G 1. 试画出系统的乃奎斯特曲线;2. 用乃氏判据判断系统的稳定性（15分） 七、已知单位反馈系统的开环传递函数为1)s(2s 4G +=)(s使设计一串联滞后校正装置，使系统的相角裕量040≥γ，幅值裕量10db K g≥，并保持原有的开环增益值。
（10分）自动控制理论B一． 试求图示系统的输出z 变换C(z).（20分）(b)(a)二.闭环离散系统如图所示，其中采样周期T =1s ，（20分）1． 试求系统的开环脉冲传递函数G(z); 2． 求系统的闭环脉冲传递函数)z (Φ； 3． 确定闭环系统稳定时K 的取值范围。
（注：()T 22e z z )s 1(Z ,1z Tz )s 1(Z ,1z z )s1(Z αα--=+-=-=）三. 设单位反馈线性离散系统如图所示，其中T ＝1秒，试求取在等速度 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脉冲传递函数D (z )。
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（３分）
下面步骤二选一都得４分
而 （３分）
综合： ； ； 可以选择： （１分）
或者选择 ，验算得此时 ，计算 满足要求（４分）
（五a、五b任选一题，不重复计分。）
五a、(15分)某单位负反馈系统开环传递函数为
（1）(2分)确定根轨迹的起点、终点及实轴上的根轨迹分布；
（2）(2分)计算根轨迹的渐近线；
（5）闭环采样系统稳定的充要条件为：闭环采样系统的闭环脉冲传函的全部极点位于Z平面上以原点为圆心的单位园内。
二、(10分)工业上使用的光电纠偏器常用于钢厂、纺纱厂等长距离走料场合，其功能是纠正长距离物料在走料过程中偏离中心的误差，其原理图如图1所示，其中，光电位置传感器的输出为电压信号。
图1
（1）（3分）指出该系统的输入量、输出量和反馈量；
答案：
（1）系统的型次：I型；开环增益为50；（２分）
（2）系统开环传递函数 ；（３分）
（3相位裕量； （３分）
（4） ，其闭环系统稳定；(2分)
（5）(5分)假设系统输入为 ，确定系统的稳态输出。
系统闭环传递函数 ， (2分)
， (2分)
所以系统的稳态输出为：
(１分)
八、（10分）已知某采样系统结构图如图7所示，采样周期 ：
（2）（3分）简述该系统工作原理；
（3）（4分）绘制系统原理方块图。
答案：
（1）系统的输入量：给定电位器电压
输出量：物料的中心位置
反馈量：光电位置传感器电压 ；
（2）回答出偏差控制思想即可
（3）
三、(10分)已知某系统的动态结构图如图2所示，
（1）（5分）求系统的传递函数 ；
（2）（5分）求系统的传递函数 。
（2）(5分) ，系统不稳定
（3）(5分)N点为稳定的自振点
七、(15分)已知单位负反馈最小相位系统开环对数幅频特性如图6所示：
图6
（1）(2分)求系统的型次和）(3分)求相位裕量 ；
（4）(2分)根据相位裕量判定其闭环系统的稳定性；
（5）(5分)假设系统输入为 ，确定系统的稳态输出。
（3）可以从数学模型、稳定性和运动形式三方面来区别非线性系统与线性系统。
数学模型
稳定性
运动形式
线性系统
线性微分方程
系统固有特性，与外力无关
稳定、不稳定
（临界稳定）
非线性系统
非线性微分方程
与系统固有特性、输入及初始条件有关
稳定、不稳定、自振
（4）香农采样定理：要使采样信号不失真地恢复为原来信号，采样角频率 s必须满足 s≥2 max（ max:连续信号最大频率）
（2）(7分)如图3所示反馈系统，设 ，设计比例积分（PI）控制器 ，使得闭环系统的极点为-2，-5。
图3
（3）(6分)如图五b所示反馈系统，设输入 为单位阶跃信号且 ，设计比例控制器C(s)=K，使得代价函数 最小，给出K和最小的J值。
六、(15分)判断稳定性
（1）(5分)某闭环系统特征方程为 ，试用劳斯判据分别判定其稳定性，并说明特征根在复平面上的分布。
（1）（5分）求系统闭环脉冲传递函数；
（2）（5分）求闭环系统 的稳定域。
图7
答案：
（1）系统闭环脉冲传递函数；
（２分）
由 计算
（１分）
（２分）
（2）闭环系统 的稳定域。
对特征方程 （２分）
令 得 或利用 计算（２分）
利用劳斯判据可得：闭环系统 的稳定域为 （１分）
（2）按照校正装置在系统中的连接方式，说说校正分哪几种方式；按照校正原理的不同，串联校正又分为哪几种方式？
（3）简述线性系统和非线性系统区别。
（4）简述香农采样定理。
（5）简述闭环采样系统稳定的充要条件。
答案：
（1）频率特性是线性系统正弦输入信号作用下，系统稳态输出与输入的复数之比。
（2）按照校正装置在系统中的连接方式，校正分为：串联校正、反馈校正和前馈校正；按照校正原理的不同，串联校正分为串联超前校正、串联滞后校正和串联滞后-超前校正。
（2）(5分)已知某线性系统开环幅相频率特性如图4所示，已知系统开环稳定且为III型系统，即 ，试判断闭环系统的稳定性。
图4
（3）(5分)在某非线性系统中，已知负倒描述函数 与开环频率特性 曲线如图5所示，试判断 曲线与 曲线的交点 、 哪个为稳定的自振点。
图5
答案：
（1）(5分)
系统不稳定，有两个根在s右半平面
2019年《武汉科技大学》自动控制原理期末考试试卷（含答案）
课程名称：自动控制原理适用专业年级：
考生学号：考 生 姓 名：
试卷类型：A卷■B卷□ 考试方式：开卷 □ 闭卷 ■
………………………………………………………………………………………………………
一、(15分，每小题3分)简答题
（1）简述频率特性的定义。
（3）根轨迹分离点的大致位置：[-1,0]；(2分)
（4）根轨迹与虚轴的交点，并确定要求系统稳定时， 的取值范围；
利用劳斯判据或 代如特征方程均可，得到： ， (2分)
系统稳定时， 的取值范围为 (2分)
（5）系统临界稳定时的开环放大系数为 (2分)
（6）绘制根轨迹。(３分)
五b、(15分)
（1）(2分)设多项式 的系数满足如下条件： 和 给定， 根据Kharitonov定理，判断该区间多项式稳定性的充分必要条件为判断有限个确定多项式的稳定性，这几个确定多项式的系数仅与 和 有关。问需判断多少个确定的多项式？
（3）(2分)根据根轨迹的走向法则，判断根轨迹分离点的大致位置；
（4）(4分)计算根轨迹与虚轴的交点，并确定要求系统稳定时， 的取值范围；
（5）(2分)确定系统临界稳定时的开环放大系数；
（6）(3分)绘制根轨迹。
答案：
（1）根轨迹的起点 、终点 及两个无穷远点，实轴上的根轨迹分布 ；(2分)
（2）根轨迹的渐近线 ， ；(2分)
图2
答案：
（1）系统的传递函数 ；
（2）系统的传递函数
四、（10分）已知单位负反馈某系统的开环传递函数 ，试选择参数 和 的值以满足如下指标：
1）当输入信号为 时，系统的稳态误差 ；
2）当输入信号为单位阶跃信号时，超调量 ，调节时间 （ ）。
答案：
1）系统为1型系统，当输入信号为 时，系统的稳态误差 ，因此有 （３分）