《自动控制原理》开卷考试期末复习题

1、精选文档自动控制原理复习资料一、选择题1、假如系统输入的信号大多拥有突变性质时，应采纳（A）作为实验信号。A阶跃函数B斜坡函数C抛物线函数D脉冲函数2、上涨时间是指响应曲线从稳态值10%上涨到（C）所需要的时间。A50%B60%C90%D100%3、等加快度函数指的是（C）。A阶跃函数B斜坡函数C抛物线函数D脉冲函数4、（D）是单位阶跃信号对时间的一阶导数。A开环传达函数的极点B开环传达函数的零点C闭环传达函数的极点D闭环传达函数的零点5、关于高阶系统，系统的（D）决定了系统瞬态响应曲线的形状。A零点B极点C零点或极点D零点和极点6、非线性元件的描述函数近似于线性元件的（D）。A幅值特征B幅频

2、特征C斜率特征D频率特征7、与负反响系统的根轨迹方程对比，正反响根轨迹的幅值条件（B），辐角条件（）。A相同，相同B相同，不一样C不一样，相同D不一样，不一样8、定值控制系统也叫（A）。A恒值控制系统B随动控制系统C复合控制系统D伺服控制系统9、（B）反响系统响应的快速性。A峰值时间B调理时间C延滞时间D上涨时间.精选文档10、关于二阶系统，调理时间只取决于特色根的（A）。A实部B虚部C实部和虚部D不可以确立11、相平面图的对称性可以从（C）来判断。A相轨迹B相轨迹的频率C相轨迹的斜率D相轨迹的幅值12、信号流图中不含有（B）A节点B方框C支路D增益13、某系统开环传达函数为G(s)10，则当

3、输入为r(t)43t2时，系统的稳态偏差为（D）。s(s1)A10B0.1C2.5D14、根轨迹的分支数等于特色方程的阶次，即（C）。A开环零点数mB开环极点数nC开环零点数m和开环极点数n中的较大者D开环零点数m和开环极点数n中的较小者15、典型环节中，（A）的幅频特征和相频特征都是常量。A比率环节B微分环节C惯性环节D积分环节16、控制系统开环传达函数为G(s)H(s)1，则该系统根轨迹有（B）条渐近线。s(s1)A1B2C3D417、系统中常有的非线性特征，当输入为（B）时，其输出一般为同周期的（B）。A正弦函数，余弦函数B正弦函数，非正弦函数C余弦函数，正弦函数D余弦函数，非正弦函数1

4、8、将连续信号经过采样开关变换成（C）的过程称为采样过程。A数字信号B模拟信号C失散信号D脉冲信号.精选文档19、顺馈校订也称（C）。A串通校订B并联校订C前馈校订D有源校订20、关于相平面法，下边说法错误的选项是（B）。A相平面法只合用于一阶、二阶系统B相平面法仅合用于二阶系统C相平面法可以解析稳固性D相平面法可以解析系统瞬态响应21、只有输出支路没有输入支路的节点称为（B）。A输出节点B输入节点C混杂节点D前向通路C(s)222、关于标准二阶系统n，当系统处于欠阻尼01状况时，系统的特色根为R(s)s22nsn2（B）。A一对纯虚根B一对共轭复根C一对重实根D两个不相等实根1属于（C）。2

5、3、传达函数G(s)Ts1A比率环节B微分环节C惯性环节D积分环节24、线性系统的稳固性仅与系统（C）的分布有关。A开环传达函数的极点B开环传达函数的零点C闭环传达函数的极点D闭环传达函数的零点25、积分环节的传达函数为G(s)1B）。，其对数相频特征为（s.精选文档A90oB90oC45oD180o26、等加快度函数指的是(C)。A阶跃函数B斜坡函数C抛物线函数D脉冲函数27、采样过程从物理意义上可以理解为（D）。A信号调制过程B模数变换过程C数模变换过程D脉冲调制过程28、假如系统的开环传达函数在复平面s的右半面既没有极点，也没有零点，则称该传达函数为（A）。A最小相位传达函数B积分环节传

6、达函数C惯性环节传达函数D微分环节传达函数29、反响校订也称（B）。A串通校订B并联校订C前馈校订D有源校订30、单位阶跃函数1(t)的Z变换为（C）。AZ1(t)11BZ1(t)zz1.精选文档CZ1(t)zz1二、判断题DZ1(t)11、采纳消元办理后能形象直观地表示输入信号以及各中间变量在系统的传达过程。（）A正确B错误2、任何复杂系统的结构图都不外乎由串通、并联和反响3种基本结构交错构成。（）A正确B错误3、在工程实质中机械动力系统可以近似为一阶系统（）A正确B错误4、过阻尼系统反响愚痴，动作缓慢，所以一般控制系统都不设计成过阻尼系统。（）A正确B错误5、闭环零点的分布决定了瞬态响应曲

7、线的形状及指标。（）A正确B错误6、在s平面上，凡能满足幅值条件的点都是系统的特色根。（）A正确B错误7、Z变换只好表征连续时间信号在采样时刻上的信息。（）A正确B错误8、研究非线性系统的稳固性时，只需要明确给定系统的初始状态即可。（）A正确B错误9、等倾斜线法是一种常用的绘制相平面图的图解法。（）A正确B错误10、极限环可以使系统性能变好。（）A正确B错误11、在失散系统中，一个采样周期也称为一拍。（）A正确B错误12、相平面内的所相封闭曲线都是极限环。（）A正确B错误13、负反响可加强参数变化对系统性能的影响。（）A正确B错误.精选文档14、平时称正反响系统的根轨迹为180根轨迹。（）A正

8、确B错误15、运动方程为二阶微分方程的系统称为二阶系统。（）A正确B错误16、非线性系统只有一个均衡状态。（）A正确B错误17、传达函数是在初始条件为零时定义的。（）A正确B错误18、抛物线函数可由对斜坡函数的微分而获得。（）A正确B错误19、根轨迹与虚轴的交点坐标可以应用劳斯判据列表的方法确立。（）A正确B错误20、反响校订可以除掉不行变部分的参数颠簸。（）A正确B错误21、传达函数既能表示输入与输出的函数关系，又能反响中间变量。（）A正确B错误22、假如劳斯阵列表中第一列系数均为正数，则该系统是不稳固的。（）A正确B错误23、根轨迹与虚轴的交点坐标可以应用劳斯判据的方法确立。（）A正确B错

9、误24、从s域到z域的映照关系是由zeTs确立的。（）A正确B错误25、根轨迹是连续的，且以虚轴为对称的曲线。（）A正确B错误26、一个系统也许一个零件，其结构图是独一的。（）A正确B错误27、开环极点是满足开环传达函数分子等于零的点。（）A正确B错误28、假如劳斯表中取代为0的很小正数上下元素符号相同，表示特色方程拥有一对虚根。.精选文档（）A正确B错误29、当串通环节之间无采样开关时，系统的脉冲传达函数等于各环节传达函数之积的Z变换。（）A正确B错误30、采纳演绎法时，可以满足察看数据的系统模型有无量多个。（）A正确B错误31、传达函数和微分方程相同，都可以表征系统的动向特征。（）A正确B

10、错误32、关于一阶系统，无论输入何种信号，其输出响应都不会振荡。（）A正确B错误33、信号流图可以经过等效变换求出输出量与输入量之间的传达函数。（）A正确B错误34、因为能量有限、饱和限制等，积分环节的输出不会无穷增添。（）A正确B错误35、线性系统的传达函数只取决于系统和零件的结构和参数，与外作用函数及初始条件没关。（）A正确B错误36、相平面法是一种图解法，合用于解析任何拥有严重非线性特征的系统。（）A正确B错误37、只有输入支路的节点称为输出节点，它一般表示系统的输出信号。（）A正确B错误38、在工程实质中机械动力系统可以近似为一阶系统。（）A正确B错误39、过阻尼系统反响愚痴，动作缓慢

11、，所以一般控制系统都不设计成过阻尼系统。（）A正确B错误40、Z变换只好表征连续时间信号在采样时刻上的信息。（）A正确B错误41、同一个物理系统，可以用不一样的数学模型来表达。（）A正确B错误.精选文档42、采纳演绎法时，可以满足察看数据的系统模型有无量多个。（）A正确B错误43、比率环节不失真也不延滞，故又称为放大环节。（）A正确B错误44、控制系统在稳固的状况下，一般都存在必定的稳态偏差。（）A正确B错误45、劳斯阵列表第一列有负数，说明系统是稳固的。（）A正确B错误46、根轨迹是以实轴为对称的，故根轨迹的分别、会合点均位于实轴上。（）A正确B错误47、相位差随频率变化的特征称为相频特征。

12、（）A正确B错误48、在正弦输入信号作用下，线性定常系统的稳态输出也是一个同频率的正弦信号，所以幅值和相位不变。（）A正确B错误49、前馈校订是在系统主反响回路以外采纳的校订方式。（）A正确B错误50、保持器的外推作用表现为过去时刻的输出信号是当前时刻失散信号的外推。（）A正确B错误答案：1B2A3B4A5B6B7A8B9A10B11A12B13B14B15A16B17A18B19A20A21B22B23A24A25B26B272B8A29A30B31A32B33A34A35A36B37A38B39A40A41A42B43A44A45B.精选文档46B47A48B49A50B三、简答题1、最小

13、相位系统的定义是什么？答：假如系统开环传达函数在复平面s的右半面既没有极点，也没有零点，则称该传达函数为最小相位传达函数，拥有最小相位传达函数的系统称为最小相位系统。2、控制系统的稳固裕量用什么衡量？答：幅值裕量和相角裕量3、模数变换器的定义是什么？答：将连续信号经过采样并变换成失散的数字信号的变换环节称为模数变换器。4、简述Shannon定理的主要内容。答：假如对一个拥有有限频谱(maxmax)的连续信号进行采样，当采样角频率s2max或采样频率fs2fmax时，则由采样获得的失散信号可以无失真地恢复到本来的连续信号。5、闭环频域性能指标有哪几种？答：谐振峰值、谐振频率和带宽频率。6、对数频

14、率特征曲线由哪两部分构成？答：对数幅频特征和对数相频特征。7、针对开环频率特征所提出的指标有哪几种？答：剪切频率、相角裕度和幅值裕度。8、试归纳非线性系统在工程上常用的三种解析方法。答：相平面法、描述函数法和逆系统法。9、针对闭环幅频特征所提出的指标有哪几种？答：闭环谐振峰值、谐振角频率和带宽频率。10、应用劳斯判据可以鉴识系统的哪几部分性能？答：系统的相对稳固性、系统的绝对稳固性、求解系统稳固的临界参数、解析系统参数对稳定性的影响。四、计算题.精选文档1、某单位负反响系统的开环传达函数为G(s)20s(s28s15)试用劳斯判据鉴识系统的稳固性。解：系统的闭环传达函数为：(s)204分8s2

15、15ss3所以，系统的特色方程为：s38s215s200s3115s2820列写劳斯阵列表以下：s12520s20第一列系数都是正数，故系统是稳固的。2、某负反响控制系统开环传达函数为G(s)H(s)3(s1)。试确立使闭环系统稳s(Ts1)(2s1)定的T值范围。解：闭环特色方程：23(2)s2430TsTss32T4s22T3s146Ts02T3由第1列元素符号大于0，得使闭环系统稳固的T值范围：0T4。3、以下两串通环节G1(s)和G2(s)之间无采样开关，试求串通环节等效的脉冲传达函数G(z)。aG21G1(s)(s)sas解：串通系统的脉冲传达函数为G(z)G1G2(z)ZG1(s)

16、G2a1(s)Zass.Z精选文档1assa依据线性定理我们可知G(z)Z1azzssaz1zeaTz(1eaT)(z1)(zeaT)24、设单位反响控制系统的开环传达函数为G(s)n。已知系统的偏差响应为s(s2n)e(t)1.4e1.07t0.4e3.73t，试求系统的阻尼比、自然振荡频率n。解：闭环特色方程为s22nsn20由已知偏差响应e(t)看出，输入必为r(t)1(t)，且系统为过阻尼二阶系统。故e(t)1.4et/T10.4et/T21.4e1.07t0.4e3.73t系统时间常数为T10.93,T20.27令s22nsn2(s1)(s1)T1T2得1T1/T2，n212T1/T

17、2T1T2将T1,T2代入上式得1.2，n25、已知最小相位系统Bode图的幅频特征以以下图所示，试求当10.2,20.5时，系统的开环传达函数。.精选文档dB20lg|G(j)|400-20dB/dec21-40dB/dec解：由图可知，初步斜率为零，所以系统开环传达函数中应不含积分环节；1,2应为两个惯性环节的转折频率。由此可写出系统的开环传达函数为G(s)K（1）1s11s112此中开环增益K由图幅频特征低频初步斜率为零求得：20lgK40(dB),K100再将10.2,20.5，K100代入（1）式，获得系统的开环传达函数为：G(s)1005s12s16、设单位负反响控制系统的开环传达

18、函数为G(s)1000，试求系统阶跃响应性能s(s34.5)指标tp、ts和%。21000解：系统开环传达函数为G(s)n2n)s(s34.5)s(s由上式可以获得：n100031.6,34.50.5452n则可以求得：tp0.12s12n30.17stsn%e12100%13%.精选文档7、按步骤化简以以下图所示系统结构图，并求传达函数C(s)/R(s)。解：步骤1：第一将前面的综合点后移，后边引出点前移获得以以下图所示结构。步骤2：再将G2,G1H1以及G3,G4H2构成的小回路实行反响变换，获得以下结构图。再将上图实行串通及反响变换，获得总的传达函数为C(s)G1G2G3G4R(s)1G

19、1G2H1G3G4H2G1G2G3G4H1H2G2G38、以以下图（a）所示系统的单位阶跃响应如图(b)所示。试确立系统参数K和a。（计算结果保留到小数点后1位。）(a)(b)K2解：系统传函：W(s)n2asKs22ns2sn-1-21.251由图知：百分比超调量=e100110025.精选文档峰值时间tp120.1n所以：0.4，103.4。所以a2n2.7，K2n12n11.69、已知单位负反响控制系统的开环传达函数为G(s)K，若要求闭环极点的s(s3)(s5)实部均小于1，试确立K的取值范围。Ph148解：系统的闭环特色方程为：s38s215sK0由题意可令s1s1，马上ss11代入

20、闭环特色方程，有(s11)38(s11)215(s11)K0整理得：s135s122s1K80列劳斯表以下：s1312s125K8s1118K05s10K818K则使系统稳固的K的取值范围为：50，解得8K18K8010、某最小相位系统的开环对数幅频特征以以下图。.精选文档1）写出系统开环传达函数；2）试求系统的相位裕度，并判断系统的稳固性。解：（1）设开环传达函数为：KG(s)H(s)s(0.05s1)(10s1)由系统的开环对数幅频特征曲线可知，两个转角频率分别为10.1,220由lgK40，求得K=10。0.120所以：G(s)H(s)10s(0.05s1)(10s1)（2）由GH(j)

21、101，得c1)21(10)2(0.051所以，180G(jc)3系统是稳固的，但裕度很小。11.二阶失散系统以以下图所示。试求使系统稳固的最大K值。设采样周期T=0.5s。解:开环脉冲传达函数G(z)ZKKZ0.50.5s(s2)ss20.5K(1e2T)z0.316Kz(z1)(ze2T)(z1)(z0.368)闭环特色方程为1G(z)(z1)(z0.368)0.316Kz0对上式进行W变换，简化后得0.316Kw21.264w2.7360.316K0由劳斯判据知，若使系统稳固，则要求2.7360.316K0所以K8.658，系统稳固。.精选文档五、综合题1、设单位负反响系统的开环传达函数

22、为G(s)10(s1)，若要求系统截止频率s2(2s1)试求相应的值及相角裕度。4，解：由题意可列：G(j)10(1j)2(12j)(j其幅频特征与相频特征为：A()G(j)101()22142()G(j)180arctanarctan2令A(c)1，有464100cc10c于是相角裕度180(c)arctancarctan2c由c4代入以上式子获得：3.215，2.682、已知最小相位系统Bode图的渐近幅频特征以以下图所示，试计算该系统在r(t)1t2作用2下的稳固偏差和相角裕度。.精选文档dB20lg|G(j)|40-4020-20dB/dec0110021410c2001000-20-40-40解：由题图可确立系统开环传达函数：K1s1G(s)41s2s1200此中K满足方程20lgK40K1001001s1G(s)4s21s1200即，系统开环传达函数为：由系统开环传达函数可以看出系统为型，且开环增益K100。则当r(t)1t2作用下系统的稳态偏差为：2ess110.01K100由题意我们可得剪