自动控制系统及应用02237

第 1 页 全国 2001 年 10 月高等教育自学考试 自动控制系统及应用试题 课程代码： 02237 第一部分 选择题 一、 单项选择题（本大题共 9 小题， 16 小题每小题 1 分， 79 小题每小题 2 分，共 12 分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 (t)的拉氏变换式 L1(t)为（ ） A. s ） A. s B. s1 此系统为（ ）系统。 e(t)，则系统稳态误差的定义式为（ ） )t e t)t e t)s E s)s E s尼比（ ）的二阶系统，其响应具有等幅振荡特性。 A.0B. ） A. 300左右时，应选用（ ）热电偶。 考铜 镍硅 铂 B、 C 任意一种均可 节器是一种（ ）校正装置。 超前 滞后 流均采用比例积分调节器的双闭环调速系统中，对恒值负载转矩扰动来说，其稳态误差为（ ） C. 二、多项选择题（本大题共 5 小题，每小题 2 分，共 10 分）在每小题列出的四个选项中有二至四个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。多选、少选、错选均无分。 组有（ ） 11. 在单相小功率交流调压电路中，可采用的元件有（ ） ）的闭环系统是稳定的。 第 2 页 A.G s s s( ) ( ) 401B.G s s( ) 502C.G s ss s( ) ( )( . ) 500 10 1 12D.G s s s( ) ( ) 500 1213. 若某系统的输入为等加速信号r t t( ) 12 2时，其稳态误差，则此系统可能为（ ） 系统 系统 C.型系统 D.型系统 14. 增大开环增益 K 将对系统频率特性曲线的影响是（ ） 第二部分 非选择题 三、填空题（本大题共 7 小题，每空 1 分，共 12 分） 15. 在控制系统中 ,若通过某种装置将反映输出量的信号引回来去影响控制信号，这种作用称为 。 16. 如果传递函数由G )和G )两个环节相串联，则其等效传递函数。 幅相频率特性曲线来判断 系统的稳定性。 上L( )的区域。 稳态误差和 稳态误差两部分构成。 动稳态误差 前向通道的积分环节的个数有关，积分环节的个数越 ，则系统的稳态性能越好。 中 的控制信号波为 波，其基波即为 波，载波通常为 波。 四、读图题（本大题共 2 小题，每空 1 分，共 12 分） 图可知： 专用集成模块； 这是一个 系统； 此系统的反馈环节有 ； 4 脚与 5 脚为运算放大器的输入与输出端，由图可知，在给定指令处的两个 100 环节； 图中 ，它的额定电压应小于 V。 此为 电路； 图中 ，它的作用是 ； 电阻 作用是 ； 作用是 ； V 管的作用是 。 五、问答题（本大题共 2 小题， 每小题 5 分，共 10 分） 的单相桥式晶闸管整流电压波形图 (电阻性负载，并设控制角 30)；并求此时的电压平均值 U（列出算式即可）。 分析它是怎样的控制波形，并说明是哪种极性？ 第 3 页 六、计算题（本大题共 4 小题，每小题 8 分，共 32 分） 用框图等效变换求C sR s( )( )。 m 为小车质量， k 为弹簧弹性系数， F(t)为对小车的作用力， x(t)为小车位移。若已知作用力 F(t)为一单位脉冲冲击力。当不考虑摩擦时，求此系统输出量的拉氏式 X(s)（设初始条件为零）。 求其传递函数G(s) 的表达式。 七、 应用题（本大题共 1 小题， 12 分） 由图可知 : 第 4 页 此系统的反馈环节有 等； 图中 电动机，它的工作频率 f= 绕组 A 为 绕组，绕组 B 为 绕组； 它的校正环节为 校正； 变压器。 全国 2001 年 10 月自考历年试卷 自动控制系统及应用答案 课程代码： 02237 一、 单项选择题（本大题共 9 小题， 1 6 小题每小题 1 分， 7 9 小题每小题 2 分，共 12 分） 、 多项选择题（本大题共 5 小题，每小题 2 分，共 10 分） 、 填空题（本大题共 7 小题，每空 1 分，共 12 分） 16.)s(G)s(G 21 闭环 或控制 ) 扰动 多 信号 (或正弦 ) 三角 四、 读图题（本大题共 2 小题，每空 1 分，共 12 分） 22. 直流电动机专用 制 直流调速 转速负反馈 惯性 （永磁式）伺服电动机 15 23. 绝缘栅双极晶体管（ 驱动 脉冲变压器 电隔离（防止干扰电信号侵入） 限制过大栅极电流（限流） 正、反栅极电压限幅 控制脉冲变压器初级通断 五、 问答题（本大题共 2 小题，每小题 5 分，共 10 分） 24. 第 5 页 U U td t 1 26 小是由幅值相同而正、负脉宽不同的脉冲列来体现的，所以它是调制波，图中的正弦形虚线表明它的基波是正弦波，所以它是正弦脉宽调制波形。 由于半周中的电压极性有正有负，所以它是双极性波形。 六、 计算题（本大题共 4 小题，每小题 8 分，共 32 分） )s(s)1v(0ss s r e s K D s s s v s ) ) .( )0 11 01104 04 27. 432143324321 s(R )s(C 2t(t(kx)t(F 对上式拉氏变换有：)s(s(kX)s(F 2由题意知 1)s(F);t()t(F 代入上式有 s(29. )1s(10)s(G 七、应用题（本大题共 1 小题， 12 分） 30. 位置负反馈、转速负反馈、转速微分负反馈 交流伺服 400 励磁 控制 比例 微分 积分（或 同步 浙江省 2002 年 1 月高等教育自学考试 自动控制系统及应用试题 课程代码： 02237 一、单项选择题 (在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题2 分，共 20 分 ) 环控制系统通常对 ( )进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。 又称液压伺服马达 )，是液压伺服系统中常用的一种 ( )元件。 第 6 页 出量却随着时间直线上升的环节为 ( ) 4.若 f(t)(t0 时 ,f(t)=0)的拉氏变换为 F(s)，则 f(的拉氏变换为 ( ) (s) B.F( (s) D.F(s+ ) 将比例积分 (节器的反馈电容短接，则该调节器将成为 ( ) 统微分方程的特征方程的所有根 ( ) 加以下环节可改善系统稳定性的是 ( ) 使系统跟随稳态误差 ( ) ( )的 ( ) 个大惯性环节，二个小惯性环节 (四个环节相串联 )，如今要求该系统对等速输入信号也是无静差的，那么最合适引入的串联校正环节是 ( ) 、多项选择题 (在每小题的四个备选答案中，选出二至四个正确的答案，并将正确答案的序号分别填在题干的括号内，多选、少选、错选均不得分。每小题 3 分，共 15 分 ) )三个环节串联。 确的有 ( ) 条件为零时，系统输出量的拉氏变换式与输入量的拉氏变换式之比 数有关 出量的大小有关 系统的复数域模型 以下说法正确的是 ( ) 越大，上升过程越慢 t 经历 3T 时，达到稳态值的 95% 使 ( ) 可通过调整增益进行补偿 可能提高系统稳定性能的是 ( ) D 环节 I 环节 三、填空题 (每空 1 分，共 10 分 ) _检测元件。 迟环节通常可用一 个 _环节来代替。 S ，则其频率特性为 _。 a a y b b 2 0 1 0 在零初始条件下，以 r 为输入， y 为输出的系统的传递函数为 _。 中最重要的性能分析是 _性能分析。 变为 _环节。 状态下是稳定的， 则闭环系统稳定的充要条件是：它的开环幅相特性曲线 (即 第 7 页 线 )_。 _ 、 _和 _ 。 四、简答题 (每小题 5 分，共 10 分 ) 1. 电流、转速双闭环直流调速系统原理图如下图所示。试阐明当负载转矩变化时对转速的影响及自动调节过程。 含义是什么 ?功率晶体管直流调压供电电路的主要特点是什么 ? 五、计算题 (每小题 9 分，共 45 分 ) (s)=U sU )( )。 (图中运算放大器为理想运算放大器 ) 2. 简化下面框图，并求传递函数 (s)=C sR s( )( )。 t)作用下的响应函数为 K(t)=50求： (1)该系统的传递函数； (2)该系统的微分方程模型 (初始条件为 0) 4某伙表随动系统方块图如下，试求取当 r(t)=10t 时的稳态误差。 已用渐近线表示出。试求该系统的开环传递函数。 (设系统是最小相位系统 )。 第 8 页 2002 年 1 月浙江省历年自考试题 自动控制系统及应用答案 课程代码： 02237 一、单项选择题 (每小题 2 分，共 20 分 ) 、多项选择题 (多选、错选、漏选均不得分，每小题 3 分，共 15 分 ) 、填空题 (每空 1 分， 共 10 分 ) j 4.b s ba s a s 2 2 1 0 -1, h 穿越频率 c 相位裕量 四、简答题 (每小题 5 分，共 10 分 ) L 增加时，转速 n 减小，通过转速负反馈环节及转速 节器，使 |加，然后通过电流 节器，使 加 ,加， 加， n 增加。 冲宽度调制 ) 主要特点：采用高频率的方波脉冲电压供电，经电枢电感滤波后的电流脉动很小；通过调节脉冲宽度来控制供电电压的大小与极性。 五、计算题 (每小题 9 分，共 45 分 ) 1.U sU s Z sZ )( ) ( )( ) 其中， Zf(s)为反馈回路阻抗， Zi(s)为输入回路阻抗。 而 Zf(s)= Zi(s)= 1000 0C s 则U sU s R R C 0 001( )( ) =0 () =k() 其中 k=- = 9 页 2. (s)=C sR s G G G G( )( ) ( )( ) 3 1 2 43 4 (t)=50拉氏变换，得 K(s)=52 10 5 15 457 102s s ss s 对输入 r(t)= (t)取拉氏变换 ，得 R(s)=1 则传递函数 (s)= K sR s K s ss s( )( ) ( ) 15 457 102系统微分方程模型为() () () yt yt yt r 7 10 15(t)+45r(t) e(s)=11 10 444 10 s ss ss s( )( )( )对输入 r(t)=10t 取拉氏变换，得 R(s)=102(s)= e(s) R(s) s ss s( )( )44 10102s=10 44 10( ) ( ) ss s s 故稳态误差为 e(t)= sE(s)= s10 44 10( ) ( ) ss s s =4 2 12 2T S 其中 T=13由低频渐近线与横轴交点为 =10,得 k=10 修正量 L( )= )=10,得 = 故所求开环传递函数为1019 0 105 12s s s( . ) 或记为 s )2 2 2 1 (k=10,T=13, =全国 2005 年 10 月高等教育自学考试 自动控制系统及应用试题 第 10 页 课程代码： 02237 一、单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 1 分，共 10 分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1反馈控制系统又称为（ ） A开环控制系统 B闭环控制系统 C扰动顺馈补偿系统 D输入顺馈补偿系统 2在快速位置随动系统中 ，若直线位移精度要求达到 要求采用非接触式检测，应选择哪种测量装置较合适 ?（ ） A差动变压器 B感应同步器 C伺服电位器 D旋转变压器 3在电力电子线路中，表示绝缘栅双极晶体管的文字符号为（ ） A B D 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 5单位斜坡函数 f(t)=t 的拉氏变换式 F(s)=（ ） A s B 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 0 B =0 C 0 1 D 1 7 G(s)= 环节的对数相频特性的高频渐近线为（ ） A的水平直线 B的水平直线 C的水平直线 D的水平直线 8某自控系统的开环传递函数 G(s)= )1(s) ，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 9已知某系统输入量的象函数 R(s)=1，输出量的象函数 C(s)= 1初始值为 0)，则该系统的传递函数为（ ） A B 1 2D 20下图 所示电路为（ ） A单相可逆直流供电电路 B单相不可逆直流供电电路 C三相可逆直流供电电路 D三相不可逆直流供电电路 第 11 页 二、多项选择题（本大题共 5 小题，每小题 2 分，共 10 分） 在每小题列出的四个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选、少选或未选均无分。 11交流伺服电动机的定子绕组有 （ ） A控制绕组 B电枢绕组 C励磁绕组 D换向绕组 12 在单相小功率交流调压电路中，可采用的元件有（ ） A一只普通晶闸管 B一只双向晶闸管 C两只同向并联的普通晶闸管 D两只反向并联的普通晶闸管 13能表达线性、连续系统内在特性的数学模型有（ ） A微分方程 B传达函数 C系统框图 D频率特性 14已知某单位负反馈控制系统前向通路的传递函数 G1(s)= )1(，由 G1(s)可知，此系统可能的情况有（ ） A稳定 B不稳定 C稳定边界 D一会儿稳定，一会儿不稳定 15比例系数为 1 的比例微分 (正对系统性能的影响有（ ） A系统稳态性改善 B系统相对稳定性改善 C系统快速性改善 D系统抗高频干扰能力改善 三、填空题（本大题共 10 小题，每空 2 分，共 20 分） 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 16由系统对数幅频特性 L( )求系统传递函数的前提是：该系统为 _系统。 17对位置随动系统，通常以 _信号，作为典型输入信号，来研究系统输出对时间的响应。 18采用比例积分 (节器的主要目的是改善系统的 _性能。 19开环传递函数 G(s)= )1sT(s)1122 的三阶系统，它稳定的条件是 _。 20 G(s)= 1环节的对数幅频特性 L( )高频渐近线的斜率为 _。 21转速、电流双闭环直流调速系统，对转速来说是 _静差调速系统。 22电流截 止负反馈环节的作用是 _。 第 12 页 23 栅、源极间的控制线，通常采用 _导线。 24在晶闸管直流调速电路中，设置电阻、电容吸收电路的目的是吸收侵入电路中的 _电压。 25若 L f(t) =