《自动控制原理》期末考试试卷

1、目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D（s） s3 2s2 3s 6 0,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r（t） t2作用下的稳态误差ess，说明（A ）A、型别v 2B、系统不稳定C

2、、输入幅值过大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（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 G（s）H（s）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 G(s) 50,则该系统的开环增益

3、为(C )(2 s 1)(s 5)A、50B、25C、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 %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 与反馈量的差俏讲行的。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(s)与G2(s)的环节，以并联方式连接，具等效传递函数为G(s),则 G(s)为 Gi s

4、 G2 s (用 Gi(s)与 G2(s)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:图L拦制系湘吉构图(1)写出闭环传递函数 (s)2表达式;R(s)(2)要使系统满足条件:0.707 ,2,试确定相应的参数K和(3)求此时系统的动态性能指标 为, ts ；(4)r(t) 2t时，求系统由r(t)产生的稳态误差(5)解:(1)(s)C(s)R(s)2ns2 2 nskK2242240

5、.707(3)004.32002.83(4) G(s)K sKss(s1 s(s1)KkvAKk1.414(5)令:(s)C(s)N(s)1 -G s(s)(s)确定Gn(s),使干扰n(t)对系统输出c(t)无影响得：Gn(s)2.已知某单位反馈系统的开环传递函数为G(s)-: s(s 3)分离点、与虚(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、轴的交点等)；(2)、确定使系统满足01的开环增益K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、-3、-3,无开环零点(有限终点)； 实轴上的轨迹： 5, -3)及(-3, 0);3条渐近线：a 瑟一60

6、, 180八、，12一分离点：0 得：d 1d d 3Kr d| |d 32 4与虚轴交点：D(s) s3 6s2 9s Kr 0Im D(j )3 903ReD(j )6 2 Kr0K54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:KrG(s)Krs(s 3)292s s -3得 K Kr 9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：4K 69四、计算题：1.已知单位负反馈系统的传递函数为 G(s) K,试求当K=10时，系统的阻 s(0.1s 1)尼比

7、匕无阻尼自然频率n,位置误差系数Kp,速度误差系数Kv和加速度误差系数Ka o解：系统闭环传递函数为-K10KGb s2-20.1s2 s K s2 10s 10K2与二阶系统传递函数标准形式 -一n相比较，可得s2 2 ns 110K , 210即12%10K当 K=10/s 时10弧度/秒0.5位置误差系数K lim G sp s 01sm0Ks(0.1s 1)速度误差系数Kv lim sG sv s 0加速度误差系数Klim 10s 0 0.1s 12Ka lim s G sa s 0Kslim 0s 0 0.1s 12.设系统的特征方程为s4 2s3s 1 0 ,试用劳斯判据判断系统的稳定性。解：列劳斯表如下S4S3S2(2X1 1X1)/2=1/2(