自动控制原理试题库套和答案详解.doc

=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载=自动控制原理试题库20套和答案详解第 1 页 一、填空 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：dc(t)+(t)=2r(t)。则该系统的闭环传递函数 dt(s)= ；该系统超调%= ；调节时间ts(=2%)=。 4某单位反馈系统G(s)=100(s?5)，则该系统是 阶 2s(?2)(?4) 型系统；其开环放大系数K= 。 5已知自动控制系统L()曲线为： 则该系统开环传递函数G(s)= ； C= 。 L()dB 40 -20 C 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?e?10T)当输入r(t)=t时.该系统稳态误差G(Z)?2?10T(Z?1)(Z?e)为。 二. 1.求图示控制系统的传递函数. R(s) G1 - - G5 求： G4 G2 + G3 C(s) - G6 C(S) R(S)第 2 页 2.求图示系统输出C的表达式。R T G1 C - T H1G2 G3 H2 四反馈校正系统如图所示 求：Kf=0时，系统的，n和在单位斜坡输入下的稳态误差ess. 若使系统=，kf应取何值？单位斜坡输入下ess.=？ 8c(s) R(s) S(S?2) kfs 第 3 页 五.已知某系统L曲线， 写出系统开环传递函数G 求其相位裕度 欲使该系统成为三阶最佳系统.求其K=？，max=? L() 100 1025 c-40六、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。为积分环节个数。判别系统闭环后的稳定性。 +j +j +j +1 = +1 = p=2 = +1-20 =2 p=0 =3 p=0第 4 页 七、已知控制系统的传递函数为G0(s)?校正装置的传递函数G0。 一.填空题。 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) 10将其教正为二阶最佳系统，求(?1)(?1)第 5 页 GR - G14 + G G2C 3三设有一个弹簧、物体和阻尼器组成的机械系统，设外作用力F为输入量，位移为y输出量，列写机械位移系统的微分方程 f y k F m 第 21 页 三.如图所示有源电路，设输入电压为ui(t)，输出电压为uc(t)为运算放大器开环放大倍数，试列写出微分方程(12分) ui(t) R1 i1(t) u1(t) i2(t) C1 C2 uc(t) 四.确定下图所示闭环系统稳定时K的取值范围。(10分) Xi X0 Ks(s2?s?1)(s?4)五.已知单位反馈系统的开环传递函数为G=稳定误差。 K(s?)(s?)(s?1)一.填空题 控制系统的基本要求是_、_、_。 脉冲传递函数是_ _。 幅频特性是指_ _。 系统校正是指_ _。 幅值裕量是指_ _。 香农定理是指_ _。 图a的传递函数为G(s)=_ 。 图b的闭环传递函数为G(s)=_ 。 图c的传递函数为G(s)=_ 。 s3+5s2+8s+6=0此特征方程的根的实部小于-1时系统稳定的k值范围_。 第 24 页 图d的传递函数为K=_。 图e的c=_ 。 图f为相位_校正。 图g中的=_Kg=_。 图h、i、j的稳定性一次为_、_、_。 A(s)=s6=2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0则次系统是否稳定_。 开环传递G(s)=k(T1s+1)/s2(T2s+1),(T1T2,k、T1、T2为常数)则max=_。L() L() 20 20 -20 L() 10 75 -20 10 50 10 c -40 -20 -20 图e 10 图c 1 图d C(t) Xi(s) Xo(s) 1 G(s) 2 t 图b 图a Im R1 Ui R2 c Uo - 1 Re 图f 图g Im Im Im Re -1 P=1 V=2 -1 Re P=2 V=1 -1 Re P=1 V=0 图h 图i 图k第 25 页 二.判断题 1. 在任意线性形式下Laf1(t)-bf2(t)= aF1(s)-b F2(s)( ) 2. 拉普拉斯变换的终值定理为limf(t)?limsF(s) ( ) t?s?3. G1s）和G2为并串联连接则等效后的结构为G1s? G2( ) 4. 设初始条件全部为零X(t)?X(t)?X(t)?(t)则X(t)?.2e?t2sin3?t( )325. 一阶系统在单位阶跃响应下ts(5%)?3T ( ) 三.求下图对应的动态微分方程 C1 uR1 R2 i uo C2四.求系统的传递函数。Y1(s)/X1(s)、Yo(s)/X2(s)、Y2(s)/X1(s)、Y2(s)/X2(s)。 X1(s) GY1(s) 1(s) G4(s) G2(s) Y2(s) GX2(s) 3(s) 第 26 页 五.复合控制系统结构图如下图所示，图中K1、K2、T1、T2是大于零的常数。 G (s)c Xi(s) E(s) Xo(s) K1/T1s+1 K2/s(T2s+1)_ c、 确定当闭环系统稳定时，参数K1、K2、T1、T2应满足的条件。 d、 当输入(t)=Vot时，选择校正装置G(s)使得系统无稳态误差。六. 结构图如下，T=1s，求G(z)。 Xo(t) Xi(t) 1/s(s+1) (1e-Ts)/s 第 27 页 七. 设负反馈系统的开环传递函数为：K G(s)?(s?1)(s?5)(s2?6s?13);试绘制K0 -变化的闭环根轨迹图。 一、填空题1.线性系统在零初始条件下的拉氏变换之比，称该系统的传递函数。 2.系统的传递函数，完全系统的 决定，而与外界作用信号的形式无关。 3. 系统特征方程的根具有一个正根或复根有负实部时，该系统为。 4.系统输出超过稳态值达到第一个峰值所需的时间为。 5.传递函数怎样得到系统的频率特性 。 6. 积分环节的频率特性为。 7. 纯迟延环节的频率特性为。 =1+Ts的幅频特性为 。 9. 高阶系统的调节时间跟有关。 10. 幅频特性最大值与零频幅值之比为。 二试求下图的传递函数(7分) HR - - 2- G GG4 + C G123 H1第 28 页 三 画出下图所示电路的动态结构图(10分) ui(t) R1 i1(t) u1(t) i2(t) C1 C2 uc(t) 四 已知系统的单位阶跃响应为x0=试求：闭环传递函数； ?4t+?9t。 系统的阻尼比和无阻尼自然振荡频率n； 系统的超调量p和调节时间ts。 (13分) 第 29 页 五 在系统的特征式为A=s+2s+8s+12s+20s+16s+16=0，试求系统的特征根。65432(8分) 六. 最小相位系统的对数幅频特性如图所示。试求开环传递函数和相位裕量L(w) 。(14分) -40db/dec 10 0 1 -20db/dec 8 -40 w第 30 页 七设单位反馈系统的开环传递函数系数 G(s)?Ks(s?1)(?1)为要求系统稳态速度误差。v5,相角裕度，采用串联滞后校正，试确定校正装置的传递函数。(15分) 八已知F(z)?z(z?)(z?1)2求z的反变换。(8分) 九、系统方框图如下图，求 当闭环极点为s?1?3j时的K,K1值； 在上面所确定的K1值下，试绘制K0+变化的闭环根轨迹图R(s) K2C(s) - s 1+K1s 15分） （ 第 31 页 一.选择题 1. 反馈控制系统又称为 A.开环控制系统 B闭环控制系统 B.扰动顺馈补偿系统 D输入顺馈补偿系统 2.位置随动系统的主反馈环节通常是 A电压负反馈 B电流负反馈 C转速负反馈 D位置负反馈 3.如果典型二阶系统的单位阶跃响应为减幅振荡(又称阻尼振荡)，则其阻尼比 A(s)= 1/(S+1)(S+2)(S+3)(S+4)环节的对数相频特性的高频渐近线斜率为 A -20dBB-40dBC-60dBD -80dB5.某自控系统的开环传递函数G(s)= 1/(S+1)(S+2) ，则此系统为 A稳定系统 B不稳定系统 C稳定边界系统D条件稳定系统 6若一系统的特征方程式为(s+1)2(s2)2+30，则此系统是 A稳定的 B临界稳定的 C不稳定的 7.下列性能指标中的( )为系统的稳态指标。 A.P8.下列系统中属于开环控制的为：( ) A.自动跟踪雷达B.数控加工中心 C.普通车床D.家用空调器 串联电路构成的系统应为( )环节。 A比例B.惯性C.积分D.振荡 10.输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系是( )。 A.幅频特性B.相频特性C.传递函数D.频率响应函数 二试求下图的传递函数(6分) D条件稳定的 GR - G- 13 + G2 + C H3第 32 页 H1 H2三画出如图所示电路的动态结构图(10分) LsIR(s) IL(s) 1Ui Uc sc 四某单位反馈系统结构如下图所示，已知xi=t，d=-。试计算该系统的稳态误差。 (11分) D(s) X0(s) Xi(s) 4?1s(3s?1) 第 33 页 五设复合控制系统如下图所示。其中，K1=2K2=1，T2=，K2K3=1。要求 当r=1+t+t2时，系统的稳态误差； 系统的单位阶跃响应表达式(11分) K3S + C R kk1 - s(Ts?1)_ 22六. 最小相位系统的对数幅频特性如图所示。试求开环传递函数和相位裕量。(15分)L(w) -20db/dec第 34 页 10 10 w 0 1 -40 -20KG(s)?七某型单位反馈系统固有的开环传递函数为, 要求系统在单位斜坡输入信。号时，位置输入稳态误差ess,减切频率c/s,相角裕度幅值裕s(s?1)度g(dB)100Db.试用下图无源和有源相位超前网络矫正，系统，使其满足给定的指标要求。 (13分) 八系统结构如图所示，求输出量z的变换X0(z). (10分) 第 35 页 G5 T