自动控制原理期末复习题B卷及答案

;.;.b卷一、填空题（每空1分，共 20 分）1、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面，即： 、 和 ，其中最基本的要求是 。2、线性系统的主要特点是具有性和齐次性。3、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过与反馈量的差值进行的。4、一般将0.707 时的二阶系统称为二阶系统。5、从 0 变化到时，惯性环节的频率特性极坐标图在象限，形状为。6、闭环系统的根轨迹起始于开环传递函数的，终止于开环传递函数的或无穷远。7、在经典控制理论中， 可采用、根轨迹法或等方法判断线性控制系统稳定性。8、乃氏稳定判据是根据系统的频率特性曲线判断闭环系统的。9、如果控制系统闭环特征方程的根都在s平面的平面，则该系统稳定。10、pid 控制器的输入输出关系的时域表达式是，其相应的传递函数为。11、采样系统中，分析与设计的一个重要数学工具是12、非线性系统的运动过程可能出现稳定、不稳定或二、选择题（每题2分，共 10 分） 。 三种情况。1、设系统的传递函数为g（s）125s25s，则系统的阻尼比为（）。1a 1b1c 1d 125252、已知系统的开环传递函数为50，则该系统的开环增益为()。(2 s1)(s5)a、 50b、25c、10d、53、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的：()。a、闭环零点和极点b、开环零点c、闭环极点d、阶跃响应4、伯德图中的低频段反映了系统的（）。a稳态性能b动态性能c抗高频干扰能力d. 以上都不是5、放大环节的频率特性相位移为（）。a -180b 0c90d-90三、（6 分）系统方框图如图所示，画出其信号流图，并求出传递函数c (s) 。r(s)四、(8 分)已知系统的结构如图，求系统的单位阶跃响应以及调整时间（2 0 0 ）r(s)_1s(s+1)c(s)五、(8 分) 已知系统的特征方程为明位于右半 s 平面的特征根数目。d (s)s52 s42 s34 s211s10 =0 , 判定系统的稳定性，并说六 、（9 分）已知开环零极点分布如图所示，绘出相应的闭环根轨迹概略图。jjj图a图b图c七、（ 14 分）设系统开环传递函数为g( s) h (s)s(11000.02s)(10.2 s)1） 求系统的开环频率特性。 （2 分）2） 求系统的幅频特性和相频特性。 （4 分）3） 画出系统的开环对数频率特性曲线。 （5 分）4） 确定系统的相角稳定裕量。（3 分）八、（ 13 分）设控制系统如图所示，要求：单位斜坡输入时，位置输出稳态误差ess0r.a1d,c开环剪切频率络。 4ra.4d/s,相角裕度4,5o幅值裕度h(db)10db。设计串联超前校正网九、 （12 分）以下四图中的g曲线与负倒函数曲线的交点为n0，n10， n20，判断各图中 n0，n10， n20对应的周期运动是否稳定。（a）（ b）（c）（ d）b 卷答案一、填空题（每空1分，共 20 分）1、稳定性；快速性；准确性；稳定性2、叠加3、给定值4、最佳；5、第四；半圆6、极点；零点7、劳斯判据 (或：时域分析法)； 奈奎斯特判据 (或：频域分析法)8、开环；稳定性9、左半10、m(t )k e(t)k pte(t)dtkde(t )1ppgc (s )k p ( 1s)11、z 变换ti0dt；ti s12、自激振荡二、选择题（每题2分，共 10 分）a；c；c；a；b；三、（6 分）解：.（ 2 分）.（分）四、(8 分)(s)解：1s2s1（2 分）c (t )1en t12tssin(d t 48sn)11.15e0.5 tsin( 0.866t60 )（2 分）（2 分）（2 分）五、(8 分)d(s)s52s42 s34s211s10 =0routh：s51211s42410s36s241210s6s010(4 分)第一列元素变号两次，不稳定。.(2 分)有 2 个正根。(2 分)六 、（ 9 分）七、（14 分）g ( j)h ( j)100解： 1）j(1j 0.02)(1j 0.2)(2 分)2） 幅频特性：a()1002211250025（ 2 分）相频特性：()90arctan 0.02arctan 0.2（ 2 分）3） 试画出系统的开环对数频率特性曲线幅频特性：低频段曲线：过点1, l()40db ，斜率 -20.（ 1 分）两个转折频率：15,250（.1. 分）中高频段斜率：-40， -60（ 1 分）相频特性：起点90 ，终点270（ 2 分）l( )40-2020015()90o 0 o-90o-180o-270o-4050-604） 确定系统的相角稳定裕量。由图可以看出穿越频率位于斜率为40 的中频段g(s)100l()20 lg100c中频段的近似传递函数为：s(0.2 s1)0.2c2（ 1 分）当 l()01000.2210522.36（ 1 分）c180(c )18090arctan(0.0222.36)arctan(0.222.36)11.49（ 1 分）八、（13 分）(4 分