自动控制理论试卷答案

自动控制理论试卷答案

自动控制理论试卷B答案一、填空题（每空1分，共20分）1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。3、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统稳定。4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出的拉氏变换与输入拉氏变换之比。5、控制系统的数学模型，取决于系统结构和参数,与外作用及初始条件无关。6、在二阶系统的单位阶跃响应图中，st定义为调节时间。%σ是超调量。7、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面，即：稳定性、快速性、和准确性，其中最基本的要求是稳定性。8、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为()Gs，则该系统的开环传递函数为()Gs。9、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有微分方程、传递函数等。二、选择题（每题2分，共10分）1、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闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。2、已知单位负反馈系统的开环传递函数为221()6100sGsss+=++，则该系统的闭环特征方程为(B)。A、261000ss++=B、2(6100)(21)0sss++++=C、2610010ss+++=D、与是否为单位反馈系统有关3、已知系统的开环传递函数为50(21)(5)ss++，则该系统的开环增益为(C)。A、50B、25C、10D、54、二阶系统的性能指标中表示超调量的参数为(A)。A、%σB、rtC、stD、pt5、下列系统中属于不稳定的系统是(D)。A、闭环极点为1,212sj=-±的系统B、闭环特征方程为2210ss++=的系统C、阶跃响应为0.4()20(1)tcte-=+的系统D、脉冲响应为0.4()8thte=的系统三、试建立如图所示机械位移系统的动态微分方程，并求传递函数，其中位移ix为输入，位移ox为输出。(15分)解：的引出点作为辅助点，根据力的平衡原则，可列出如下原始方程：移项整理得系统微分方程：对上式进行拉氏变换，并注意到运动由静止开始，即：则系统传递函数为：四、对下面系统结构图进行化简，求出其传递函数。（共15分）解：所以：五、已知某单位反馈系统的开环传递函数为1()(1)KGsss=+，试求系统的动态性能指标rt、stpt%σ。（共20分）解：系统的闭环传递函数为：2222()1()1()12nKBKnnGsGsGsssssωξωω===+++++可得：21nω=，21nξω=所以：2.5rtsπθ-==，cos1.047θξ==3(5%)6sntsξω==3.6pts==%100%16.4%eσ=?=六、若某系统在单位阶跃输入r(t)=1(t)时，零初始条件下的输出响10.5nωξ==应，试求系统的传递函数和脉冲响应。（共20分）解：对输出响应取拉氏变换的：因为：所以系统的