湖北文理学院自动控制原理复习资料.doc

湖北文理学院机械与汽车工程学院2013-2014学年下学期机械工程控制基础重修试卷专业（班级） 学号 姓名 课程类别：适用专业：机电，车辆适用年级：题目一二三四五总分评卷人签名满分1010103040100得分一、填空题(每空1分，共10分)1、反馈控制又称 ，其控制作用是通过 与 的差值进行的。2、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为，则G(s)为 （用G1(s)与G2(s) 表示）。3、典型二阶系统的闭环传递函数为：，则无阻尼自然频率 ，阻尼比 ，该系统的特征方程 ，该系统的单位阶跃响应曲线为 。4、设某最小相位系统的相频特性为，则该系统的开环传递函数为 ，该系统是 阶系统。二、选择题(每题有四个选项，其中只有一个正确答案，每小题2分，共10分)1、系统特征方程为 ，则系统 ( )A、稳定； B、单位阶跃响应曲线为单调指数上升；C、临界稳定； D、右半平面闭环极点数。2、系统在作用下的稳态误差，说明 ( )A、 型别； B、系统不稳定；C、 输入幅值过大； D、闭环传递函数中有一个积分环节。3、若某最小相位系统的相角裕度，则下列说法正确的是 ( )。A、不稳定； B、只有当幅值裕度时才稳定；C、稳定； D、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。4、若某串联校正装置的传递函数为，则该校正装置属于( )。 A、超前校正 B、滞后校正 C、滞后-超前校正 D、不能判断5、下列串联校正装置的传递函数中，能在处提供最大相位超前角的是：A、 B、 C、 D、三、分析题(列出下图的传递函数，共10分)四、简答题(每小题10分，共30分)1.自动控制系统：2.传递函数：3.调节时间ts：五、计算题(每小题20分，共40分)1. 分别写出闭环传递函数和表达式2. a,根据对数幅频特性写出系统开环传递函数?b,简要写出求相角裕度的步骤，（不用求出具体数值，写出表达式即可）襄樊学院 2010-2011学年度下学期 机械工程控制 试题（A卷）专业：机械设计制造及其自动化系别 专业（班级） 学号 姓名 题目一二三四总分满分20 202040100得分评卷人得分 f(t)tT01题1图 一、选择题：把正确的选项代号填入 中（本大题分10小题, 每小题2分, 共20分) 1、函数f（t）图形如题1图所示，它的拉氏变换为 。A： B： C： D：2、若单位反馈闭环系统传递函数为，则系统开环传递函数为 A：B： C： D：3、某系统对抛物线的稳态误差为常数，则系统必为_ 。A：.0型系统B：I型系统C：.II型系统D：II型系统以上4、一阶系统时间常数T的意义是 。A：单位阶跃响应达到稳态值的63.2%所需要的时间 ； B:：单位阶跃响应以初速度等速上升所需要的时间； C：单位阶跃响应达到稳态值所需要的时间 D：单位阶跃响应以初速度等速上升达到稳态值的63.2%所需要的时间5、若二阶阻尼比0 1，则系统处于_工作方式。A：欠阻尼B：过阻尼C：无阻尼D：临界阻尼6、若系统开环传递函数为；其对数幅频特性图低频段折线的特征为_。A：当=1时，L() =100dB B：低频段折线斜率为-20 dB/dec C：当=1时，L() =140dB D：低频段折线斜率为-40 dB/dec7、某相位超前校正网络传递函数为 ，它能提供的最大相位超前角 为_。A：90度 B：53.1度C：41.8度 D：56.44度8、若开环传递函数为，则实轴上的根轨迹段为 。A：（-1，0），（-2，-1） B：（-2，-1），（-，-3）C：（-1，0），（-3，-2） D：（-，-3），（-1，0）9、若系统闭环传递函数为，则该系统 。A：临界稳定 B：不稳定C：稳定 D：稳定性不能直接确定10、由伯德图估计系统传递函数的方法适用于_。A：最小相位系统B：稳定系统C：非最小相位系统D：二阶以下系统得分 二、填空题：(本大题分10小题, 每空1分, 共20分) 11、自动控制系统有_ 和 两种构成形式。12、在经典控制理论中线性定常系统常用数学模型有 、 和 。13、传递函数为K 、的环节分别称为 和 环节。14、典型二阶系统的瞬态性能指标tp、Mp分别称为_，和_其计算公式为tp=_；Mp=_。15、I型系统是指系统开环传递函数中有一个_环节，它对加速度输入信号的稳态误差为_。16、设系统传递为，则其相频特性表达式为（）= _。17、在伯德图中，积分环节的对数幅频特性是一条斜率为_ 的直线，而它的相频特性是一条恒为_的直线。18、控制系统的相对稳定性用_和_来衡量。19、某系统开环传递函数为，则该系统有 条轨迹。得分三、简答题： (本大题共4小题，每小题5分, 共20分) 20、对控制系统进行相位超前校正后，可以使系统的带宽 ，因而响应速度 21、 传递函数的定义是什么？一个物理可实现的系统，其传递函数有什么特征？22、 简要说明欲降低由输入和干扰信号引起的稳态误差，采取的措施有何不同？23、 控制系统开环频率特性的三个频段是如何划分的？它们各自反映系统哪方面的性能？24、 简述劳斯稳定判据和奈奎斯特稳定判据在使用方法和功能上的区别?得分 四、综合题：(本大题共5小题，每小题8分, 共40分) 题25图F（t）BY（t）K1K2m1m225、 机械悬挂系统如题图25图所示。图中m1、m2是质量，B是粘性阻尼系数。设m1受到的作用力F（t）为系统的输入信号，m2上的位移y(t)为系统输出信号，求该系统的传递函数。 R(S) G2(S) G3(S) G1(S) C(S)+_题26图26、 已知控制系统结构图如题图26图所示，求闭环传递函数C(s)/R(s)。27、 已知单位反馈系统的开环传递函数为试根据下述要求确定K的取值范围；（1）使闭环系统稳定；（2）当输入信号r(t)=2t时，其稳态误差ess0.5。-20-40-20-4010102200800110350dBL()60题28图28、 已知最小相位系统的开环对数幅频特性（折线）如题图28图所示.（1）写出开环传递函数Gk(s)的表达式；（2）求相角裕度，说明该系统的稳定性。j(a)j(b)j(d)j(c)j(e)29、 已知系统开环零极点分布如题图29图所示。试分别绘出根轨迹的大致形状。湖北文理学院机械与汽车工程学院2013-2014学年度下学期机械工程控制试卷A专业（班级） 学号 姓名 课程类别： 适用专业： 适用年级：题目一二三四五总分满分402012820100得分评卷人一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40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组成RLC电路的元件是（） A有源元件 B无源元件 C有源和无源元件 D有源或无源元件2线性控制系统特征方程的所有根均在根平面虚轴的左半部分，是系统稳定的（） A充分条件 B必要条件 C充分必要条件 D基本条件3在A,B,C,D四个选项中，滞后校正装置是（） A B C D4已知控制系统的结构和参数，从而得出系统性能的过程称为（） A系统的校正 B系统的设计 C系统的分析 D系统的综合5单位抛物线输入函数r(t)的数学表达式是r(t)（） Aat2BRt2 Ct2Dt26当二阶系统特征方程的根为具有负实部的复数根时，系统的阻尼比为（） A0 B0 C01 D17已知单位反馈控制系统在阶跃函数作用下，稳态误差ess为常数，则此系统为（） A0型系统 BI型系统 C型系统 D型系统8设某环节的传递函数为G(s)，当0.5rads时，其频率特性相位移(0.5)=（） AB CD9超前校正装置的最大超前相角可趋近（） A90 B45 C45 D9010单位阶跃函数的拉氏变换是（） AB CD111比例微分控制器中，微分时间常数越大，则系统的（） A动态偏差越小B动态偏差越大 C振荡越小 D过渡过程缩短12同一系统，不同输入信号和输出信号之间传递函数的特征方程（） A相同 B不同 C不存在 D不定13型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为（） A60dBdec B40dBdec C20dBdec D0dBdec14已知某单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)，则相位裕量的值为（） A30 B45 C60 D9015在串联校正中，校正装置通常（） A串联在前向通道的高能量段B串联在前向通道的低能量段 C串联在反馈通道的高能量段D串联在反馈通道的低能量段16设某闭环传递函数为，则其频带宽度为（） A010rads B05rads C01rads D00.1rads17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 D条件稳定的18.由伯德图估计系统传递函数的方法适用于（）。 A：最小相位系统B：稳定系统 C：非最小相位系统D：二阶以下系统 19. 一阶系统时间常数T的意义是 （） 。 A：单位阶跃响应达到稳态值的63.2%所需要的时间 ； B:：单位阶跃响应以初速度等速上升所需要的时间； C：单位阶跃响应达到稳态值所需要的时间 D：单位阶跃响应以初速度等速上升达到稳态值的63.2%所需要的时间 20. 下列函数既可用初值定理求其初始值又可用终值定理求其终值的为（） A B C D 二、填空题（本大题共10小题，每小题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。 21从控制系统稳定性要求来看，系统一般是具有_反馈形式的系统。 22惯性环节G(s)的对数幅频渐近特性在高频段范围内是一条斜率为20dB dec，且与轴相交于_的渐近线。 23二阶闭环控制系统稳定的充分必要条件是该系统的特征多项式的系数_。 24正弦函数sint的拉氏变换为_。 25就线性和非线性而言，实际的自动控制系统的数学模型应该是_的。 26单位脉冲函数又称为函数，它的数学表达式是_。 27在利用奈奎斯特稳定判据判别系统稳定性的同时，还可以确定两个性能指标， 它们是_和 。 28劳斯判据和赫尔维茨判据均是_判据。 29若线性定常系统输入端作用一个正弦信号，则系统的_输出也为 正弦信号，且频率与输入信号相同。 30就相角而言，PI调节器是一种_校正装置。三、名词解释题（本大题共4小题，每小题3分，共12分） 31自动控制系统 32试写出典型二阶系统的开环和闭环传递函数，并画出其结构图。 33二阶系统的临界阻尼状态 34. 带宽频率b四、问答题（本大题共2小题，每小题4分，共8分） 35在绘制对数坐标图时，总是要把开环传递函数的形式先改写成标准因子相乘的形式，为什么? 36设系统的奈奎斯特图如题36图所示，试判别闭环系统的稳定性，并简要说明原因。P表示开环传递函数中右半S平面的极点数五、计算题(本大题共3小题，第37小题7分，第38、39小题每小题6分，共20分)37弹簧质量阻尼器系统如题37图所示。图中，M重块的质量，f阻尼系数，K弹簧系数，L(t)重块的位移，P(t)加在系统上的外力。求系统输出输入的传递函数。38设控制系统的方框图如题38图所示，当输入信号r1(t)1(t)，r2(t)2t同时作用时，试计算系统的稳态误差essr 。39设某系统方框图如题39图所示，若系统以n2rads的频率作等幅振荡，试确定等幅振荡时的参数k与a的值。2014年10月自动控制理论试题浙江省2014年4月自学考试自动控制理论(二)试题课程代码：02306请考生按规定用笔将所有试题的答案涂、写在答题纸上。选择题部分注意事项： 1. 答题前，考生务必将自己的考试课程名称、姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸规定的位置上。2. 每小题选出答案后，用2B铅笔把答题纸上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。不能答在试题卷上。一、单项选择题(本大题共15小题，每小题2分，共30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，请将其选出并将“答题纸”的相应代码涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。1.传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？A.输入信号B.初始条件C.系统的结构参数D.输入信号和初始条件2.下列性能指标中的_为系统的稳态指标。A.B.tsC.ND.ess3.电阻R和电感L串联，构成的系统应为_环节。A.比例B.惯性C.积分D.振荡4.某函数拉氏变换后为，求原函数f（t）的稳态值。A.0B.C.5D.5.某开环传递函数G(s)=，在斜坡输入作用下该系统的稳态误差为A.KB.0C.D.6.已知惯性环节G（s）=，则该极坐标频率特性图，位于第_象限。A.一B.二C.三D.四7.某单位负反馈系统的开环传递函数为G（s）=，如系统串联一个PD校正环节后，对于校正后的系统下列描述不正确的是A.系统的稳定性得到改善B.系统的快速性得到改善C.系统的抗高频能力明显提高D.系统的相位前移8.关于绘制根轨迹图，以下描述错误的是A.根轨迹始于开环极点，终于开环零点B.根轨迹的分指数等于特征方程的阶数C.根轨迹图对称于y轴D.有时根轨迹图没有会合点9.关于状态空间描述，以下描述正确的是A.只能描述系统内部状态和行为B.只能描述系统的外部行为C.既能描述系统内部状态和行为，又能描述系统的外部行为D.既不能描述系统内部状态和行为，也不能描述系统的外部行为10.关于状态转移矩阵(t)的重要性质，以下描述错误的是A.-1（t）=（-t）B.k（t）=（kt）C.（t1+t2）=（t1）（t2）D.（0）=011.已知某系统的状态空间标准形表达式，矩阵，则该系统的特征方程为A.6s3+11s2+6sB.-6s3-11s2-6sC.s3+6s2+11s+6D.-s3-6s2-11s-612.根据奈氏判据，系统的开环传递函数没有极点在右半s平面上和闭环系统的开环幅相频率特性（即奈氏曲线）不包围（-1，j0），他们之间的关系是A.充分条件B.必要条件C.充分必要条件D.没有关系13.已知系统的特征方程为s4+2s3+s2+2s+1=0，根据劳斯判据判断该系统为A.稳定B.不稳定C.临界稳定D.无法判断14.谐振频率的数学表达式为A.B. C.D.15.某系统开环传递函数G（s）=，则以下描述错误的是A.低频段斜率为-40dB/decB.转角频率分别为10rad/s，50rad/sC.在=1出高度为43.5dBD.相频曲线位于0度到-90度之间非