自动控制原理试题库套和答案详解

第 1 页一、填空（每空 1 分，共 18 分）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： +0.5C(t)=2r(t)。则该系统的闭环传递函数dtc)(s)= ；该系统超调 %= ；调节时间 ts(=2%)= 。4某单位反馈系统 G(s)= ，则该系统是 阶)402.)(1.(52s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= 。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（单位反馈 T=0.1）当输入 r(t)=t 时.该系统稳态误差为 )()1)(102TeZG。二. 1.求图示控制系统的传递函数.求： （10 分）)(SRC400.1-20C L()dBG6G2 G3G4G5G1R(s) C(s)+- - -第 2 页G1 G2 G3H2H1TR（s） C（s）-2.求图示系统输出 C（Z）的表达式。 （4 分）四反馈校正系统如图所示（12 分）求：（1）K f=0 时，系统的 ， n 和在单位斜坡输入下的稳态误差 ess.（2）若使系统 =0.707，k f 应取何值？单位斜坡输入下 ess.=？T )2(8SkfsR(s) c(s)第 3 页+j +j +j+1 +1 +1= = =2p=0=3p=0 p=2（1） （2） （3）五.已知某系统 L（ ）曲线， （12 分）（1）写出系统开环传递函数 G（s ）（2）求其相位裕度 （3）欲使该系统成为三阶最佳系统.求其 K=？， max=?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。 （要求简单写出判别依据） （12 分）-2010 25 c100-40L()第 4 页七、已知控制系统的传递函数为 将其教正为二阶最佳系统，求校)105.)(.()0 ssG正装置的传递函数 G0（S） 。 （ 12 分）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 )第 5 页三设有一个由弹簧、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）- G1R + CG4G2G3F（t）f y（t）km第 6 页四系统结构如图所示，其中 K=8，T=0.25 。 （15 分）（1） 输入信号 xi（t） =1（t ） ，求系统的响应；（2） 计算系统的性能指标 tr、tp、t s（5% ） 、p；（3） 若要求将系统设计成二阶最佳 =0.707，应如何改变 K 值五在系统的特征式为 A（s）= +2 +8 +12 +20 +16s+16=0，试判断系统的稳定性65s43s2（8 分）X0（t）Xi（s） )1(TsK0.5第 7 页10-604-20db/dec10L(w)w-40db/dec12-2020 )10.)(1.)(ssKG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 。 （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 K1000 及 。 的性能指标。 （13 分）X0(s)Gc(s) G(s)Xis第 8 页 sTsG25.0,)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)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 。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 。T X0(s)x0(t)XI(s)xI(t) G(s) ,4(1)(2ssG第 9 页6. 系统速度误差系数 Kv= 。7.系统输出由零上升到第一次穿过稳态值所需要的时间为 。8. 二阶欠阻尼振荡系统的峰值时间为 。9. 二阶振荡环节的频率特性为 。10.拉氏变换中初值定理为 。二设质量-弹簧-摩擦系统如下图， f 为摩擦系数，k 为弹簧系数，p(t)为输入量，x(t)为输出量，试确定系统的微分方程。(11 分)三.在无源网络中，已知 R1=100k,R2=1M,C1=10F,C2=1F。试求网络的传递函数 U0（s）/U r(s),说明该网络是否等效于两个 RC 网络串联？(12 分)MR2R1C1 C2ur u0第 10 页四.设单位反馈控制系统的开环传递函数为 确定闭环系 统持续振荡时的 k 值。(12 分 )五.已知单位反馈控制系统的开环传递函数为