《自动控制原理》期末考试试卷

1、自动控制原理期末考试试卷一、选择题：1. 采用负反馈形式连接后，则（ d ）a、一定能使闭环系统稳定b、系统动态性能一定会提高c、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除d、需要调整系统的结构参数， 才能改善系统性能2下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果（ a ）a、增加开环极点 b、在积分环节外加单位负反馈c、增加开环零点 d、引入串联超前校正装置3系统特征方程为，则系统（ c ）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、右半平面闭环极点书z=24系统在作用下的稳态误差，说明（ a ）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5. 对

2、于一下情况应绘制根轨迹的是（ d ）a、主反馈符号位“-” b、除kr外的其他参数变化时c、非单位反馈系统 d、根轨迹方程（标准形式）为6. 关于传递函数，错误的说法是（ b ）a、传递函数只适用于线性定常系统b、传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响c、传递函数一般是为复变量s的真分式d、闭环传递函数的几点决定了系统的稳定性7. 高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统（ d ）a、准确度越高 b、准确度越低c、响应速度越快 d、响应速度越慢8. 已知系统的开环传递函数为，则该系统的开环增益为（ c ）a、50 b、25 c、10 d、5 9. 若某题的根轨迹有两

3、个起点位于原点，则说明该系统（ b ）a、含两个理想微分环节 b、含两个积分环节c、位置误差系数为0 d、速度10. 开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标（ a ）a、超调 b、稳态误差 c、调整时间 d、峰值时间二、填空题：1. 反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。2. 复合控制有两种基本形式：即按 输入 的前馈复合控制和按 扰动 的前馈复合控制。3两个传递函数分别为与的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为，则为 （用与表示）。4根轨迹起始于 开环极点 ，终止于 开环零点 。5判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用 劳斯判据 、 根轨迹 、 奈奎

4、斯特判据 等方法。6最小相位系统是指 s右半平面不存在系统的开环极点及开环零点 。三、分析设计：1. 系统结构图如图1所示：（1）写出闭环传递函数表达式； （2）要使系统满足条件：, ,试确定相应的参数和； （3）求此时系统的动态性能指标； （4）时，求系统由产生的稳态误差； （5）确定，使干扰对系统输出无影响。解：（1） （2） （3）（4） （5）令：得：2. 已知某单位反馈系统的开环传递函数为: （1）、绘制该系统以根轨迹增益kr为变量的根轨迹（求出：渐近线、分离点、与虚轴的交点等）； （2）、确定使系统满足的开环增益的取值范围。解：(1)绘制根轨迹 系统有有3个开环极点（起点）：0、-

5、3、-3，无开环零点（有限终点）； 实轴上的轨迹：（-，-3）及（-3，0）； 3条渐近线： 分离点： 得： 与虚轴交点： 绘制根轨迹如右图所示。（2）开环增益k与根轨迹增益kr的关系：得系统稳定时根轨迹增益kr的取值范围：，系统稳定且为欠阻尼状态时根轨迹增益kr的取值范围：， 系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益k的取值范围： 四、计算题：1. 已知单位负反馈系统的传递函数为，试求当k=10时，系统的阻尼比，无阻尼自然频率，位置误差系数，速度误差系数和加速度误差系数。解： 系统闭环传递函数为与二阶系统传递函数标准形式相比较，可得,即 当k=10/s时 位置误差系数速度误差系数加速度误差系数2. 设系统的特征方程为，试用劳斯判据判断系统的稳定性。解：列劳斯表如下s4 1 1 1s3 2 1 0s2 (2×11×1)/2=1/2 (2×21×0)/(2)=0 s1 (1×12×2)/1=3 s0 (3