自动控制原理试卷

1、课程试卷库测试试题（编号：001 ）一、填空题(每空1分，共20分)1. 通常稳定裕度以及谐振峰值反映了系统的_，而截止频率以及谐振频率反映了系统的_。2. 典型二阶系统的标准式为_。3. 开环控制与闭环控制的主要区别在于闭环控制需要_。4. 构成动态结构图的基本符号通常是_、_、_、_。5. 二阶系统的阶跃信号响应的主要动态指标有_、_、_。6. 根据三频段概念，中频段集中反应了闭环系统动态响应的_和_。7. 线性定常系统在_条件下，输出量的拉氏变换与_之比，称为传递函数。8. 自动控制是在_的直接参与下，利用_操纵被控对象，以使被控量按给定要求运行。9. 典型一阶系统的传递函数是_，其中T

2、称为_，具有_量纲。2、 单项选择题(本大题共10小题，每空2分，共20分)1. 如果系统中加入一个微分负反馈，将使系统的超调量（）16 / 16文档可自由编辑打印A、 增加B、 减小C、 不变D、 不定2. 运算放大器具有_优点。（）A、 输入阻抗高，输出阻抗低B、 输入阻抗低，输出阻抗高C、 输入阻抗高，输出阻抗高D、 输入、输出阻抗都低3. 在相频和幅频图中反映系统高频抗干扰能力的是（）A、 低频段B、 中频段C、 高频段D、 无法反映4. 设开环系统频率特性，当时，其频率特性幅值M(1)=（）A、B、C、D、5. 设开环传递函数，随着K增大，闭环系统（）A、 相对稳定性变差，快速性不变

3、B、 相对稳定性变好，快速性不变C、 相对稳定性不变，快速性变好D、 相对稳定性变差，快速性变差6. 对于一阶、二阶系统来说，系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的（）A、 充分条件B、 必要条件C、 充分必要条件D、 以上都不是7. 开环传递函数为，则实轴上的根轨迹为（）A、B、C、D、8. 进行串联滞后校正后，校正前的穿越频率与校正后的穿越频率的关系，通常是A、B、C、D、9. PID控制规律是_控制规律的英文缩写。（）A、 比例与微分B、 比例与积分C、 积分与微分D、 比例、积分与微分10. 用频域法分析控制系统时，最常见的典型输入信号是（）A、 脉冲函数B、 斜坡函数C、 阶跃函数D

4、、 正弦函数3、 分析应用题（本答题共5小题，共60分）1、已知系统结构如图1所示，求传递函数（本题10分）R(S) C(S)2、系统结构如图2所示，试求系统的超调量和调节时间。 （本题10分） R(S) C(S) 3、某单位反馈系统的开环传递函数为 （本题10分） （1） 绘制从0 变化的根轨迹（要求出：分离点、与虚轴的交点等）；求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益的取值范围。 a) 已知单位负反馈系统的开环传递函数为 ，试求： b) 使系统稳定的值；c) 若r(t) = 2t 2时，要求系统的稳态误差为0.25，问应取何值。5、已知最小相位系统的开环对数幅频特性和串联校正装置的对数幅频特性

5、如图3所示：（本题20分） （1） 写出原系统的开环传递函数G(S),并求其相角裕度 ； （2） 写出校正装置的传递函数； （3） 画出校正后系统的开环对数幅频特性，并求其相角裕度 。 50db -2040db30db 10db -4000.010.1 0.321 10 20 -20db -60-30db-40db课程试卷库测试试题（编号：002 ）一、填空题(本大题共9小题，每空1分，共20分)E、 一个控制系统包含_和控制装置两大部分,控制装置由_、给定元件、_、_、执行元件、校正元件等几部分组成。F、 对自动控制系统的基本要求为：_、_、_。G、 线性系统稳定的充分必要条件是：_。H、

6、已知控制系统的单位阶跃响应为：，则系统的阻尼比为_，自然频率n为_。I、 实轴上的某一区域若为根轨迹，则其_边开环实数零、极点个数之和为_数。J、 非最小相位系统，是指在s右半平面具有_的控制系统。K、 频域相对稳定性指标，相角裕度公式：_，幅值裕度公式：_。L、 期望对数幅频特性的要求为：低频段尽量_；中频段以_的斜率穿过0dB线，并占有一定带宽；高频段斜率越高越好，以抑制高频噪声。M、 s域中的稳定区映射到z域中为：_。N、 香农采样定理是设计离散系统时必须严格遵守的一条准则，其定理的表达式为_，它的含义是：_。2、 单项选择题(本大题共10小题，每空2分，共20分)1. 某二阶系统无零点

7、，其闭环极点的分布如下图所示，在单位阶跃信号作用下，系统的超调量p为：（）A. p=36.7%B. p=17.7%C. p=16.3%D. 无法确定p2. 已知系统的开环传递函数为，则系统的开环根轨迹增益K*为：（）A. 4B. 8C. 4/3D. 13. 根轨迹的模值方程可用于（）A. 绘制根轨迹；B. 确定根轨迹上某点对应的开环增益；C. 确定实轴上的根轨迹；D. 确定根轨迹的起始角与终止角。4. 已知单位反馈系统的开换传递函数为，其速度误差系数Kv为：（）A. 0B. C. 10D. 15. 单位负反馈控制系统的开环传递函数，在单位加速度信号作用下，系统的稳态误差为：（）A. 0.1B.

8、 0.01C. 0D. 0.09E. 6. 系统中增加开环零点可以：（）A. 增加系统响应的调整时间B. 增加系统响应的超调量C. 改善系统稳定性D. 破坏系统稳定性7. 已知某最小相位系统的开环传递函数的Nyquist图如下，该系统为：（）A. 0型系统B. I型系统C. II型系统D. 有静差系统E. 以上答案都不对8. 已知零、极点分布图如下，实轴上闭环根轨迹区域为：（）A. I、II、III、IV、V、VIB. II、III、IV、V、VIC. II、IV、VID. I、III、V 9. 单位反馈系统的开环传递函数为，K的稳定范围是：（）A. K>0B. K<6C. K&l

9、t;0或K>6D. 0<K<6E. 不能确定10. 二阶系统的闭环极点为两个相等的负实数，请问该系统的阶跃响应为（）A. 临界阻尼运动B. 过阻尼运动C. 欠阻尼运动D. 无阻尼运动E. 不能确定三、分析简答题（本大题共2小题，每题10分，共20分）1. 化简下面结构图，求出该系统的传递函数。2. 已知系统特征方程式为试判断系统稳定性。四、综合计算题（本大题共3小题，共40分）1、(10分)单位反馈控制系统的开环传递函数为试求： （1）位置误差系数，速度误差系数和加速度误差系数；（2）当参考输入为，和时系统的稳态误差。2、（15分）已知单位负反馈系统的开环传递函数G(s)无右

10、半品面的零点和极点，且G(s)的对数渐进幅频特性曲线如下图所示。试写出个G(s)的表达式，并近似作出相频特性曲线，用对数频率稳定判据判断闭环系统的稳定性。如果系统稳定，求出对应的稳定裕量。3、（15分）设开环传递函数单位斜坡输入R(t)= t，输入产生稳态误差e £ 0.0625。若使校正后相位裕度g*不低于45°，截止频率wc* > 2(rad/s)，试设计校正系统。课程试卷库测试试题（编号：003 ）E、 填空题（本大题共10小题，每空1分，共20分）F、 自动控制是指在无人直接参与的情况下，利用_，使被控对象的_自动地 变化。G、 一个自动控制系统主要由以下几个

11、基本元件构成：给定元件、_、_、放大元件、校正元件、能源元件等。H、 对控制系统的基本要求：_、_、_。I、 经典控制理论的主要研究方法有_、_、_。J、 传递函数与只适用于_系统,特征多项式的根称为传递函数的_。K、 在阶跃响应的性能指标中，按5%误差所得出的调节时间_，按2%误差所得出的调节时间_，超调量的表达式为_。L、 欠阻尼二阶系统的闭环特征根是_根。M、 系统稳定的充要条件是闭环特征式所有根_。N、 在劳斯稳定判据中，第一列数值符号改变的次数等于_。O、 偶极子是指一对靠的很近的_。P、 判断题（本大题共20小题，每题1分，共20分）Q、 传递函数不仅取决于系统的结构、元件参数，还

12、与输入信号的形式有关。 （ ）R、 劳斯表中第一列元素全大于零时，系统是稳定的。 （ ）S、 系统的稳定性不仅与系统自身结构有关，还与初始条件、外作用大小有关。 （ ）T、 系统的稳定性只取决于系统特征根（极点）。而与系统的零点无关。（ ）U、 位置误差系数的表达式为：。 （ ）V、 对于典型二阶系统来说当=1时，称为临界阻尼状态，特征根为一对纯虚数。 （ ）W、 典型二阶系统的最大超调量仅由阻尼比决定，越大，%越大。（ ）X、 对于非单位反馈系统而言，两种稳态误差的关系为：。（ ）Y、 根轨迹起始于开环零点，终止于开环极点。 （ ）Z、 绘制根轨迹的两个基本条件为：幅值条件和相角条件。其中相

13、角条件是决定根轨迹的充分必要条件。 （ ）AA、 按照相角条件，若实轴上某点s1右方的实数极点和实数零点的总个数为奇数时，则该点s1就在根轨迹上。 （ ）BB、 开环不稳定的系统，闭环后一定不稳定。 （ ）CC、 频率特性的概念和定义只适用于线性定常系统或元件，同样适用于不稳定系统。 （ ）DD、 I型系统的开环奈奎斯特曲线起点是在相角为-180度，幅值为无穷大处。 （ ）EE、 如果系统开环有P个特征根在S平面虚轴的右侧，当频率由零变到无穷大时，若开环幅相特性G(j)H(j)顺时针饶（-1，j0）点的转角为P，则系统在闭环状态下是稳定的。反之，系统闭环后不稳定。 （ ）FF、 幅值裕度的物理

14、意义为：如果系统的开环增益增大到原来的K倍，系统处于临界稳定状态。 （ ）GG、 相位裕度的物理意义为：如果开环系统截止频率c处的相位再超前角度，系统处于临界稳定状态。HH、 系统开环波特图基本确定了系统的时域性能指标。具体来说：中频段基本决定了系统的动态特性指标，低频段决定了系统的精度，高频段反映出抑制高频干扰的能力。 （ ）II、 从频率特性来看，相位超前校正装置是一种低通滤波器，而相位滞后校正装置则是一种高通装置。 （ ）JJ、 非线性系统的稳定性除了与系统本身的结构和参数有关，还依赖于初始条件和输入的性质。KK、 选择题（不定项选择，本大题共10小题，每题2分，共20分）LL、 自动控

15、制系统按工作原理分类可以分为： （ ）A 开环控制系统B 闭环控制系统C 线性系统D 复合控制系统E 时变系统MM、 控制系统典型环节中，具有滞后相位特性的环节是： （ ）E、 比例环节F、 微分环节G、 积分环节H、 惯性环节I、 振荡环节NN、 系统结构图等效变换必须遵循的原则是： （ ） 3. 各传递函数形式保持不变原则4. 变换前后数学关系保持不变的原则5. 各环节结构保持不变的原则6. 变换前后结构保持不变的原则OO、 典型二阶系统的特征根若为两个负实数，则系统处于什么状态：（ ）5、 欠阻尼状态6、 过阻尼状态7、 临界阻尼状态8、 无阻尼状态PP、 调整时间与闭环极点的位置之间的

16、关系是： （ ）E、 极点距离虚轴越远，系统调整时间越短F、 极点距离实轴越远，系统调整时间越短G、 极点距离虚轴越近，系统调整时间越短H、 极点距离实轴越近，系统调整之间越短I、 没有直接关系QQ、 系统稳定性和稳态误差之间的关系是： （ ）3、 没有关系4、 稳定性越高，稳态误差越大5、 稳态误差越小，稳定性越差RR、 根轨迹与虚轴如果相交，则对应交点上系统的状态为： （ ）11. 稳定状态12. 不稳定状态13. 临界稳定状态14. 不能确定SS、 增加一个开环零点对系统根轨迹的影响有： （ ）3、 改变根轨迹在实轴上的分布4、 改变了渐近线的条数、倾角和分离点5、 可以抵消有损于系统性

17、能的极点6、 根轨迹曲线将左移，有利于改善系统的动态性能TT、 非线性系统特有的现象有： （ ）A 衰减谐振B 发散谐振C 极限环（自持振荡）D 跳跃谐振UU、 给定系统具有较满意的动态性能，但稳态精度不能满足指标要求，应采用哪种串联校正方法。 （ ）E、 超前校正F、 滞后校正G、 滞后-超前校正H、 反馈校正VV、 分析计算题（本大题共4小题，每题10分，共40分）WW、 典型二阶系统单位阶跃响应曲线如下图所示，如果该系统属单位反馈系统，试确定其开环传递函数并计算调整时间。01131t(s)y(t)XX、 给出某系统的特征方程为：，判断系统的稳定性。若不稳定请指出不稳定的原因。YY、 已知

18、单位反馈系统的开环传递函数为：，求出系统输入时的稳态误差。ZZ、 大致画出下列系统的根轨迹图，并判断系统的稳定性。 (a) (b) (c)课程试卷库测试试题（编号：004）一、（15分）试简化图中的系统结构图，并求传递函数C(s)/R(s )和C(s)/N(s)。二、（10分）已知二阶系统的单位阶跃响应为 试求系统的超调量、峰值时间p和调节时间s。三、（10分）已知控制系统的单位阶跃响应为 试确定系统的阻尼比和自然频率。四、（10分）已知系统特征方程如下，试求系统在s右半平面的根数及虚根值。 五、（10分）已知单位反馈系统的开环传递函数 试求输入分别为 和 时，系统的稳态误差。六、（15分）当

19、r(t)=2t时，稳态误差为0；当r(t)=2+2t+时，稳态误差为20。设单位反馈控制系统的开环传递函数 要求(1) 画出准确根轨迹(至少校验三点)；(2) 确定系统的临界稳定开环增益K；(3) 确定与系统临界阻尼比相应的开环增益K。七、（10分）已知系统开环传递函数为 试分别计算.和时，开环频率特性的幅值A()和相位（）八、（20分）某最小相位系统的开环对数幅频特性如图5-66所示。要求：(1) 写出系统开环传递函数；(2) 利用相位裕度判断系统稳定性；(3) 将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。课程试卷库测试试题（编号：005 ）一、填空题(每空1分，共20分)1、

20、典型二阶系统极点分布如图1所示，则 无阻尼自然频率 ； 阻尼比 ；2、最小相位系统的开环对数幅频特性三频段分别反映的系统性能是 低频段反映 ； 中频段反映 ； 高频段反映 。E 设系统开环传递函数为，则 开环根轨迹增益 ; 静态速度误差系数 。4、已知开环幅频特性如图2所示，试分别求出相应闭环系统在右半平面的极点数。图2 E、 单项选择题(本大题共10小题，每空2分，共20分)1、适合应用传递函数描述的系统是：A、单输入，单输出的线性定常系统；B、单输入，单输出的线性时变系统；C、单输入，单输出的定常系统； D、非线性系统。2、系统的开环传递函数为两个“S”多项式之比 ,则闭环特征方程为： A

21、、N(S) = 0 B、 N(S)+M(S) = 0 C、1+ N(S) = 0 D、与是否为单位反馈系统有关3、非单位反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，则输入端定义的误差E(S)与输出端定义的误差之间有如下关系：A、 B 、C 、 D、4、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的：A、低频段 B、开环增益 C、高频段 D、中频段5、一阶系统的闭环极点越靠近S平面原点：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6、已知系统的传递函数为，其幅频特性应为：A、 B 、 C 、 D、 7、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的：A、闭环零点

22、和极点 B、开环零点 C、闭环极点 D、阶跃响应8、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、 9、系统特征方程为 ，则系统 A. 稳定； B. 临界稳定；C. 右半平面闭环极点数； D. 型别。10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。F、 分析应用题（本答题共5小题，共60分）1. （15分）化简下面结构图，求出该系统的传递函数。2. （10分）已知系统特征方程式为试判断系统稳定性。若不稳定，试求：（1）在右半平面的根的个数；（2）虚根。3. （10分）设系统的开

23、环传递函数为试绘制系统根轨迹的大致图形,并简单说明系统稳定性。4. （10分）系统开环频率特性分别为如图的(a)和(b)所示，试判断闭环系统的稳定性。 5. （15分）已知单位负反馈系统的开环传递函数G(s)无右半平面的零点和极点，且G(j)的对数幅频特性如下图所示。试写出G(s)的表达式，并用对数频率稳定判据判定闭环系统的稳定性。 课程试卷库测试试题（编号：006 ）（单选题（每小题2分，共20分）采用负反馈形式连接后 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. 关于系统

24、传递函数，以下说法不正确的是 A. 是在零初始条件下定义的； B. 只适合于描述线性定常系统；C. 与相应s平面零极点分布图等价； D. 与扰动作用下输出的幅值无关。3系统特征方程为 ，则系统 A. 稳定； B. 临界稳定；C. 右半平面闭环极点数； D. 型别。4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。5. 对于以下情况应绘制0°根轨迹的是 A. 主反馈口符号为“+”； B. 除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。O、 线性定常二阶系统的闭环增益加大： A、系统的快速性愈好 B、超调量愈大C、峰值时间提前 D、对系统的动态性能没有影响7对于单位反馈的最小相位系统，依据三频段理论可得出以下结论 A. 低频段足够高，就能充分小； B. 以-20