湖北理工学院自动控制理论试卷

1黄石理工学院年级 专业 自动控制理论 本 试卷*班级：*学号：*姓名：*共 2 页 第 1 页考试方式 闭卷笔试 制卷份数 100题号 一 二 三 四 五 六 七 总分得分阅卷人 核分人一、填空题（每空 1 分，共 10 分）1、典型二阶振荡环节，当 0, D、 T0）：（1）绘制奈奎斯特图（5 分） ；（2）试讨论系统的稳定的稳定性（5 分） 。七、综合题 （10 分） 采样系统如图示，其中采样周期 T=1s, 当输入为单位斜坡输入时，求系统的稳 态误差 e() 。 得分 阅卷人)8.0(2sKtsR(s)E(s)C(s)- -K1 1zseT11se(t) u(t) u*(t)r(t) c(t)_e*(t)G1(s) G2(s)H1(s)G3(s)H2(s)G4(s)- -R(s) C(s) sK)2(1- -R(s) C(s)(10s3共 2 页 第 2 页黄石理工学院 年级 专业 自动控制理论 本 试卷*班级：*学号：*姓名：*考试方式 闭卷笔试 制卷份数 210题号 一 二 三 四 五 六 七 总分得分登分人 核分人一、填空题（每空 1 分，共 10 分）1、对自动控制系统的基本要求是 、 、 ；2、线性定常系统稳定的充要条件是 ;3、系统根轨迹方程式为 ;4、实轴上根轨迹段右边开环零极点数之和应为 ；5、二阶振荡环节 满足 时，其幅频无振峰。6、线性定常系统误差取决于 和 。7、理想继电特性的描述函数是 ；二、单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在题干前面的括号内。答案选错或未选者，该题不得分。每小题 2 分，共 10 分）( )1、某系统微分方程描述为 c(t)+5c(t)+3c(t)=4r(t)+2r(t)则其传函为A、 B、 C、 D、3524s432s3542s142s( )2、某单位反馈系统开环传函为 若使其成为二阶最佳模型，则 a 值为)(aA、 B、 C、2 D、22/( )3、开环放大倍数为 K 的 I 型系统的静态位置误差系数 Ka 为A、 B、0 C、K D、1/K得分 阅卷人得分 阅卷人( )4、闭环系统特征方程为 其根轨迹在实轴上的分离点为0)8(1sKA、-1.577 B、-0.423 C、-4 D、-1.414( )5、某典型二阶系统参数为 =0.5, n=2，则取 5%误差带时，其调节时间为 A、1 秒 B、3 秒 C 、4.5 秒 D、 8 秒 三、判断题（你认为下列命题是否正确，对正确的就在题干前的括号内打“”，错误的打“”，每小题 2 分，共 10 分）( )1、系统单位阶跃响应函数的拉氏变换等于系统的传递函数。( )2、某系统闭环特征方程为 s3-3s2+2s+1=0 则该系统是一不稳定系统。( )3、对同一线性定常系统，其传递函数与输入形式有关。( )4、某线性离散系统其特征方程为 D(z)=Z2-Z+1，则其稳定。( )5、采样系统的采样周期 T 越大，系统稳定性越好。四、简答题：（每小题 5 分，共 20 分）1、描述函数2、偶极子3、传递函数4、非线性控制系统五、计算题（每小题 10 分，共 20 分）1、 （10 分）某系统微分方程如下，式中 ，T，K 1K5 均为常数，r(t)为输入，c(t)为输出，画出动态结构图，并求传函。得分 阅卷人得分 阅卷人得分 阅卷人4共 2 页 第 1 页* 黄石理工学院 年级 专业自动控制理论 试卷*班级：*学号：*姓名：*x1(t)=r(t)-c(t)x2(t)= +K1x1(t)dt)(x3(t)=K2x2(t)x4(t)=x3(t)-K5c(t)()(4tKdt5txctT2、 （10 分）已知系统结构如图示：R(s) 为输入，N(s)为于拢系统单位阶跃响应的超调量为 16.3%，峰值时间为 1 秒，试求 K 及 a 值。R(s)=1(t)时，求 ess 。六、分析题（每小题 10 分，共 20 分）1、 某单位负反馈系统，开环传函为 ，试作出根轨迹,并)2(1)(sKsG讨 论其稳定性。2、图示为一单位负反馈最小相位系统对数幅频。 写出开环传函 G(s)； 判别系统稳定性并求出 得分 阅卷人七、综合题 （10 分）求图示系统输出 Z 变换 c(z)得分 阅卷人)1(sas- -R(s)C(s)K-E(s)L(dB)-40-20-20-401 2 1040R(S) G3(s)H(s)G1(s) G2(s) C(s)-5共 2 页 第 2 页黄石理工学院年级 专业 自动控制理论 本 试卷*班级：*学号：*姓名：*考试方式 闭卷笔试 制卷份数题号 一 二 三 四 五 六 七 总分得分阅卷人 核分人一、填空题（每空 1 分，共 10 分）1、对自动控制系统的基本要求是 、 、 ；2、传函分别为 G1(s)和 G2(s)的两环节串联后的等效传函为 ；3、负反馈系统根轨迹方程标准式为 ;4、根轨迹起于开环 点，终于开环 点；5、线性定常系统的稳定的必要条件是 ；6、零阶保持器的传递函数是 ；7、理想继电特性的描述函数是 ；二、单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在题干前面的括号内。答案选错或未选者，该题不得分。每小题 2 分，共 10 分）( )1、某系统微分方程描述为 c(t)+5c(t)+c(t)=r(t)则其传函为A、 B、 C、 D、1234s432s152s1432s( )2、某单位反馈系统开环传函为 若使其成为二阶最佳模型，则 a 值为)(1aA、 B、 C、2 D、22/( )3、开环放大倍数为 K 的 I 型系统的静态速度误差系数 KV 为A、 B、0 C、K D、1/K得分得分( )4、闭环系统特征方程为 其根轨迹在实轴上的分离点为0)4(1sKA、-1.577 B、-0.423 C、-2 D、-1.414( )5、某典型二阶系统参数为 =0.6, n=5，则取 5%误差带时，其调节时间为 A、1 秒 B、3 秒 C 、1 秒 D、8 秒 三、判断题（你认为下列命题是否正确，对正确的就在题干前的括号内打“”，错误的打“”，每小题 2 分，共 10 分）( )1、系统的乃氏曲线不包围(-1,j0)时,系统一定稳定。( )2、某系统闭环特征方程为 3s2+2s+1=0 则该系统是一稳定系统。( )3、线性定常系统的传递函数与输入形式有关。( )4、线性离散系统的特征方程的根位于 Z 平面单位圆内。( )5、采样系统的采样周期 T 越大，系统稳定性越好。四、简答题：（每小题 6 分，共 18 分）1、谐波线性化2、主导极点3、脉冲传递函数五、计算题（每小题 10 分，共 20 分）1、 （10 分）图示系统，画出动态结构图，并求传函。得分得分得分u1 u0CR RRCC6共 2 页 第 1 页* 黄石理工学院 学年度 年级 专业自动控制理论*班级：*学号：*姓名：*2、 （10 分）图示系统中，定义误差为 e(t)=r(t)-c(t)；1）当 n(t)=0 时，r(t)=1(t)，取 K=10sec-1，求 c(t)及阶跃响应指标 ts 和 ；2)当%r(t)=1(t)， 时，求系统的稳态误差。)(1.0)(ttn六、分析题（每小题 10 分，共 20 分）1、某负反馈系统，开环传函为 ，试作出根轨迹,并讨论其稳定性并)2(1)(sKsG求系统的临界 K 值。 2、某单位负反馈最小相位系统其 bode 图如图示。写出开环传函。得分七、综合题 （12 分）求图示系统输出 Z 变换 c(z)得分)1.0(Ks- +r(t) n(t) c(t)L(dB)-40-20-20-401 2 1040R(S) G3(s)H(s)G1(s) G2(s) C(s)-7共 2 页 第 2 页黄石理工学院 年级 专业 自动控制理论 本 试卷*班级：*学号：*姓名：*考试方式 闭卷笔试 制卷份数题号 一 二 三 四 五 六 七 总分得分阅卷人 核分人一、填空题（每空 1 分，共 10 分）1、对自动控制系统的基本要求是 、 、 ；2、线性定常系统的特征位于 则系统稳定；3、系统根轨迹方程标准形式为 ；4、对 1800根轨迹，实轴上根轨迹段右边开环零极点数之和应为 ；5、二阶振荡环节当 时的幅频为 ；n6、线性定常系统误差取决于 和 。7、理想继电特性的描述函数是 ；二、单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在题干前面的括号内。答案选错或未选者，该题不得分。每小题 2 分，共 10 分）( )1、某系统微分方程描述为 c(t)+5c(t)+3c(t)=4r(t)+2r(t)则其传函为A、 B、 C、 D、3524s432s3542s142s( )2、某单位反馈系统开环传函为 若使其成为二阶最佳模型，则 a 值为)(aA、 B、 C、2 D、22/( )3、开环放大倍数为 K 的 I 型系统的静态位置误差系数 Ka 为A、 B、0 C、K D、1/K得分得分( )4、闭环系统特征方程为 其根轨迹在实轴上的分离点为0)8(1sKA、-1.577 B、-0.423 C、-4 D、-1.414( )5、某典型二阶系统参数为 =0.5, n=2，则取 5%误差带时，其调节时间为 A、1 秒 B、3 秒 C 、4.5 秒 D、 8 秒 三、判断题（你认为下列命题是否正确，对正确的就在题干前的括号内打“”，错误的打“”，每小题 2 分，共 10 分）( )1、系统单位脉冲响应函数的拉氏变换等于系统的传递函数。( )2、某系统闭环特征方程为 s3-3s2+2s+1=0 则该系统是一不稳定系统。( )3、对同一线性定常系统，其传递函数与输入形式无关。( )4、某线性离散系统其特征方程为 D(z)=Z2+4Z+3，则其稳定。( )5、采样系统的采样周期 T 越大，系统稳定性越好。四、简答题：（每小题 5 分，共 15 分）1、描述函数2、偶极子3、传递函数五、计算题（每小题 10 分，共 20 分）1、 （10 分）某系统微分方程如下，式中 ，T，K 1K5 均为常数，r(t)为输入，c(t)为输出，画出动态结构图，并求传函。得分得分得分8共 2 页 第 1 页* 黄石理工学院 年级 专业自动控制理论 本 试卷*班级：*学号：*姓名：*x1(t)=r(t)-c(t)x2(t)= +K1x1(t)dt)(x3(t)=K2x2(t)x4(t)=x3(t)-K5c(t)()(4tKdt5txctT2、 （10 分）已知系统结构如图示：R(s) 为输入，N(s)为于拢系统单位阶跃响应的超调量为 16.3%，峰值时间为 1 秒，试求 K 及 a 值。N(s)=1(t),R(s)=1(t)时，求 ess 。六、分析题（每小题 10 分，共 20 分）2、 某单位负反馈系统，开环传函为 ，试作出根轨迹,并讨 )2()sKG论其稳定性。2、图示为一单位负反馈最小相位系统对数幅频。写出开环传函 G(s)；判别系统稳定性并求出 ；得分七、综合题 （15 分）求图示系统输出 Z 变换 c(z)得分)1(sas- -R(s)C(s)K-E(s)L(dB)-40-20-20-401 2 1040R(S) G3(s)H(s)G1(s) G2(s) C(s)-9共 2 页 第 2 页黄石理工学院 年级 专业 自动控制理论 本科 试卷*班级：*学号：*姓名：*考试方式 闭卷笔试 制卷份数题号 一 二 三 四 五 六 七 总分得分阅卷人 核分人一、填空题（每空 1 分，共 10 分）1、为改善二阶系统响应特性，可采用的措施是 、 ；2、线性定常系统稳定的充要条件是 ；3、对自动控制系统的基本要求是 、 、 ；4、实轴上根轨迹段右边开环零极点数之和应为 ；5、当开环增益一定时，采样周期越长，采样系统稳定性越 ；6、零阶保持器的传递函数是 ；7、理想继电特性的描述函数是 ；二、单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在题干前面的括号内。答案选错或未选者，该题不得分。每小题 2 分，共 10 分）( )1、某系统微分方程描述为 c(t)+2c(t)+3c(t)=r(t)+4r(t)则其传函为A、 B、 C、 D、1234s432s324s142s( )2、某单位反馈系统开环传函为 若使其成为二阶最佳模型，则 a 值为)(aA、 B、 C、2 D、22/( )3、开环放大倍数为 K 的 I 型系统的静态速度误差系数 KV 为A、 B、0 C、K D、1/K得分 阅卷人得分 阅卷人( )4、闭环系统特征方程为 其根轨迹在实轴上的分离点为0)2(1sKA、-1.577 B、-0.423 C、-0.5 D、-1.414( )5、某典型二阶系统参数为 =0.5, n=2，则取 5%误差带时，其调节时间为 A、1 秒 B、3.5 秒 C、4.5 秒 D、 8 秒 三、判断题（你认为下列命题是否正确，对正确的就在题干前的括号内打“”，错误的打“”，每小题 2 分，共 10 分）( )1、若系统稳定则其稳态误差为零。( )2、某系统闭环特征方程为 s4-s3+3s2+2s+1=0 则该系统是一不稳定系统。( )3、对同一线性定常系统，其传递函数与输入形式有关。( )4、某线性离散系统其特征方程为 D(z)=Z2+Z+1，则其稳定。( )5、线性定常系统单位阶跃响