《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、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D （sAs3 2s2 3s八0,贝U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r（t）旦2作用下的稳态误差ess=：,说明（A ）A、型别v： 2B、系统不稳;EC、输

2、入幅值过大D、闭环传递函数中有一个积分环节5,对于一下情况应绘制 0根轨迹的是（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G （s） H （s） F16 .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2 /5C、响应速度越快D、响应速度越慢11/58 ,已知系统的开环传递函数为G(s)=50(2s1)

3、(s 5)则该系统的开环增益为(A、50 B、25 C、10 D、59 .若某题的根轨迹有两个起点位于原点，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0D、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、超调匚B、稳态误差essC、调整时间tsD、峰值时间tp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Gi与G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为G(s),则 G(s)为 GsG2s (用 G(

4、s)与 G2(s)表示G4.根轨迹起始于开环极点,终止于开环零点o5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o三、分析设计：1 .系统结构图如图1所示：I耶)誓！ I、囹上昌阿1rls 卜图1控制系统结构图写出闭环传递函数表达式；R(s)要使系统满足条件：=0.707,八2,试确定相应的参数K和(3)求此时系统的动态性能指标c °o, ts ;(4) r(t)=2t时,求系统由r产生的稳态误差ess；(5)确定Gn(s),使干扰n(t)对系统输出c无影响。解.：俗一少sL.)(s FR(

5、s F.OE s12 sK小、K =国；=22 =4 KO(2) j宁2-'nS SK=4 匕=0.707二。2 =4.320ots=' =-A= = 2.83.n ，2K(4) G(s)_ ( K-s(s K-fs(s1)sAk414Kk令:叮S(s)二血 N(s)得：Gn (s) = s K ，KX1Gn(S) £：(s)2 ,已知某单位反馈系统的开环传递函数为G(s)Kr2s(s 3)G(s)二 J s(s 3)s - L<3J3-323条渐近线： 7 ="±60: 1801 2分离点： 一- 。得：d = 1d d +32Kr= d

6、'd+3 =4与虚轴交点：D(s) =s3 6s解：系统闭环传递函数为Gb S/0.1s2 s Ks210s 10K 与二阶系统传递函数标准形式=苛相比较，可得 9s - Kr =0Im Dj)二(4)3 + 阪=08=3ReD(jco) =6 豹 2 +Kr =0( =54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：Kr系统稳定时根轨迹增益Kr的取值范围：Kr <54,系统稳定且为欠阻尼状态时根轨迹增益 Kr的取值范围：4： ： ： Kr： : : 54,系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围：-< K:6 9四、计算题：尼比右无阻尼自然频率叫，位置

7、误差系数Kp,速度误差系数Kv和加速度误差系数1,已知单位负反馈系统的传递函数为G(s)=* ，试求当K=1。时，系统的阻s(0.1s 1)Kao：n = 10K , 2 4 n =10 即二2J10K当K=1O/s时n =10 弧度，秒 =0.5位置误差系数Kp = limGs= "叫 s(0.1s 1) 一速度误差系数KKv =lim sG s =lim10s0s) 00.1s 1加速度误差系数Ka =lim s2G s =lim 竺 0 s0s00.1s 1s八0 ,试用劳斯判据判断系统的稳定性。2.设系统的特征方程为s4 2s3 s2解：列劳斯表如下S4S3S2 (2X 1- 1 X 1 )/2=1/2(2X 2 - 1 X 0)/(2)=0S1 (1 X 1-2X 2)/1 = -3由于劳斯表第一列的系数变号两特痣方程有两个根在S平面右半部分,SO (-3X 2- 1 X 0)/(3)=2一次由1/2变成一 3,另一次由一 3变成2,故系统是不稳定、绘制该系统以根轨迹增益Kr为期量的根轨迹（求出：渐近线、分离点、