自动控制原理试题库20套和答案详解

word文档精品文档分享第 1页一、填空〔每空1分，共18分〕1．自动控制系统的数学模型有、、、共4种。2．连续控制系统稳定的充分必要条件是。离散控制系统稳定的充分必要条件是。word文档精品文档分享dc(t)3．某统控制系统的微分方程为：dt+0.5C(t)=2r(t)。那么该系统的闭环传递函数word文档精品文档分享Φ(s)=；该系统超调σ%=；调节时间ts( =2%)=。4．某单位反应系统G(s)=100(s5)，那么该系统是阶s2(0.1s2)(0.02s4)型系统；其开环放大系数K=。5．自动控制系统L(ω)曲线为：L(ω)dB40[-20]那么该系统开环传递函数G(s)=；ωCω0.1ωC=。6．相位滞后校正装置又称为调节器，其校正作用是。7．采样器的作用是，某离散控制系统G(Z)(1e10T)〔单位反应T=0.1〕当输入r(t)=t时.该系统稳态误差(Z1)2(Ze10T)为。二.1.求图示控制系统的传递函数.G4+R(s)G1G2G3C(s)--G5-G6求：C(S)〔10分〕R(S)word文档精品文档分享第 2页2.求图示系统输出C〔Z〕的表达式。〔4分〕R〔s〕TG2G3C〔s〕G1-TH1H2四．反应校正系统如下图〔12分〕求：〔1〕Kfnss=0时，系统的ξ，ω和在单位斜坡输入下的稳态误差e.〔2〕假设使系统ξ=0.707，kf应取何值？单位斜坡输入下ess.=？R(s)8c(s)S(S2)kfsword文档精品文档分享第 3页.某系统L〔ω〕曲线，〔12分〕1〕写出系统开环传递函数G〔s〕2〕求其相位裕度γ〔3〕欲使该系统成为三阶最正确系统.求其K=？，γmax=?L(ω)[-20]ω10 25ωc[-40]六、控制系统开环频率特性曲线如图示。P为开环右极点个数。г为积分环节个数。判别系统闭环后的稳定性。〔要求简单写出判别依据〕〔12分〕+j+j+j+1+1+1ω=∞ω=∞ω=∞г=2г=3p=2p=0p=0word文档精品文档分享〔1〕〔2〕〔3〕word文档精品文档分享第 4页七、控制系统的传递函数为G0(s)10将其教正为二阶最正确系统，求(0.05s1)(0.005s1)校正装置的传递函数G0〔S〕。〔12分〕一.填空题。〔10分〕1.传递函数分母多项式的根，称为系统的微分环节的传递函数为word文档精品文档分享3.并联方框图的等效传递函数等于各并联传递函数之4.单位冲击函数信号的拉氏变换式5.系统开环传递函数中有一个积分环节那么该系统为6.比例环节的频率特性为。7.微分环节的相角为。8.二阶系统的谐振峰值与有关。9.高阶系统的超调量跟有关。型系统。word文档精品文档分享10.在零初始条件下输出量与输入量的拉氏变换之比，称该系统的传递函数。二．试求以下图的传第函数(7分)word文档精品文档分享5页G4R+C-G1G2G3word文档精品文档分享三．设有一个由弹簧、物体和阻尼器组成的机械系统〔如以下图所示〕输入量，位移为y〔t〕输出量，列写机械位移系统的微分方程〔，设外作用力10分〕F〔t〕为word文档精品文档分享kF〔t〕my〔t〕fword文档精品文档分享第 6页四．系统构造如下图，其中K=8，T=0.25。〔15分〕〔1〕输入信号xi〔t〕=1〔t〕，求系统的响应；〔2〕计算系统的性能指标tr、tp、ts〔5%〕、бp；〔3〕假设要求将系统设计成二阶最正确ξ=0.707，应如何改变K值word文档精品文档分享Xi〔s〕KX0〔t〕s(Ts1)word文档精品文档分享0.5五．在系统的特征式为A〔s〕=s6+2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0，试判断系统的稳定性〔8分〕word文档精品文档分享7页六．最小相位系统的对数幅频特性如下图。试求开环传递函数和相位裕量γ。〔12分〕L(w)20-20db/dec12-40db/decw01014-60-20七．某控制系统的构造如图，其中G(s)K1)(0.001s1)s(0.1sK≥1000及υ≥４５。要求设计串联校正装置，使系统具有的性能指标。〔13分〕XsX(s)i0Gc′(s)G(s)－word文档精品文档分享第8页.1八．设采样控制系统饿构造如下图，其中G(s)试判断系统的稳定性。,T0.25ss(s4)xI(t)0x(t)〔10分〕TG(s)X0(s)XI(s)九．单位负反应系统的开环传递函数为：G(s)K2,试绘制K1)2(s4)(s由0->+∞变化的闭环根轨迹图,系统稳定的K值X围。(15分)一、填空题： (每空1.5分，共15分)1.当扰动信号进入系统破坏系统平衡时，有重新恢复平衡的能力那么该系统具有。2.控制方式由改变输入直接控制输出，而输出对系统的控制过程没有直接影响，叫。3.线性系统在零初始条件下输出量与输入量的之比，称该系统的传递函数。4.积分环节的传递函数为。word文档精品文档分享5.单位斜坡函数信号的拉氏变换式。word文档精品文档分享9页系统速度误差系数Kv=。word文档精品文档分享7.系统输出由零上升到第一次穿过稳态值所需要的时间为8.二阶欠阻尼振荡系统的峰值时间为。9.二阶振荡环节的频率特性为。10.拉氏变换中初值定理为。。word文档精品文档分享二．设质量-弹簧-摩擦系统如以下图，f为摩擦系数，出量，试确定系统的微分方程。(11分)k为弹簧系数，p(t)为输入量，x(t)为输word文档精品文档分享M三.在无源网络中，R1=100k212μF。试求网络的传递函数0rΩ,R=1MΩ,C=10μF,C=1U〔s〕/U(s),说明该网络是否等效于两个RC网络串联？(12分)R12RC1Cur2u0word文档精品文档分享10页四.设单位反应控制系统的开环传递函数为K确定闭环系G(s)(s2)(s4)(s26s25)统持续振荡时的k值。(12分)五.单位反应控制系统的开环传递函数为G(s)10试中T1=0.1(s),s(1T1s)(1T2s)T2=0.5(s).输入信号为r(t)=2+0.5t,求系统的稳态误差。〔11分〕word文档精品文档分享六.最小相位系统对数幅频渐进线如下，试确定系统的传递函数。(12分)word文档精品文档分享11页word文档精品文档分享40302050-20.试求E(s)L(ω)0-20-400.1100ω-601et(12分)s2(1的z变换.s)word文档精品文档分享八.单位负反应系统的开环传递函数为G(s)Ks(s1)(0.5s1)〔1〕试绘制K由0→+∞变化的闭环根轨迹图；〔2〕用根轨迹法确定使系统的阶跃响应不出现超调的K值X围；〔3〕为使系统的根轨迹通过-1±j1两点，拟参加串联微分校正装置〔τs+1〕，试确定τ的取值。〔15分〕word文档精品文档分享12页一。填空题〔26分〕1〕开环传递函数与闭环传递函数的区别是_______________________________________________________________________________________________。2〕传递函数是指_____________________________________________________________________________________________________________________。3〕频率特性是指_____________________________________________________________________________________________________________________。4〕系统校正是指_____________________________________________________________________________________________________________________。5〕幅值裕量是指_____________________________________________________________________________________________________________________。6〕稳态误差是指_____________________________________________________________________________________________________________________。〔7〕图a的传递函数为G(s)=________________。〔8〕图b中的t=______。〔9〕图c的传递函数为G(s)=________________。〔10〕s3+5s2+8s+6=0此特征方程的根的实部小于-1时系统稳定的k值X围______。11〕图d的传递函数为K=__________________。12〕图e的ωc=________________。13〕图f为相位__________校正。14〕图g中的γ=________Kg=______________。15〕图h、i、j的稳定性一次为______、______、______。16〕A(s)=s6=2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0那么次系统是否稳定________。17〕开环传递G(s)=k(T1s+1)/s2(T2s+1),(T1>T2,k、T1、T2)为常数)那么γmax=______。iXo(s)C(t)1.3X(s)G1(s)——10.98G—t(s)2t图a0.1图bL(ω)L(ω)L(ω)207520[-20][-40]101050ω10ω10ωcω-201图d-20图e图cword文档精品文档分享13页ImcR1-0.61UiR2UoRe-0.6图f图gImImImReReRe-1P=3-1P=2-1P=1V=0V=1V=0图h图i图j二、判断题〔每题1分，共10分〕1.拉普拉斯变换的位移定理为0-s0()L[f(t-τ)=eF(τ+S)2.在任意线性形式下L[af(t)+bf(t)]=aF(s)+bF(s)()12123.原函数为f(t)coswt.那么象函数F〔S〕=S()S2W24.G(s)和G〔S〕为串联连接那么等效后的构造为()Gs〕.G〔S〕12125.r(t)1(t)那么R(s)1()S..tt那么X(t)t2(1e2)(6.设初始条件全部为零2X(t)X(t))7.一阶系统在单位阶跃响应下p3T()8.二阶系统在单位阶跃信号作用下当0时系统输出为等幅振荡()9.劳斯判拒判断系统稳定的充分必要条件是特斯方程各项系数大于零()word文档精品文档分享14页10.稳态误差为esslimS.E(s)()s.求系统的传递函数。Xo(s)/Xi(s)、Xo(s)/D(s)、E(s)/Xi(s)、E(s)/D(s)。〔10分〕D(s)Xi(s)E(s)1—2(s)—3Xo(s)—G(s)—GG(s)四．复合控制系统构造图如以下图所示，图中K1、K2、T1、T2是大于零的常数。〔10分〕G(s)X(s)E(s)coiX(s)K/Ts+1K/s(Ts+1)1212_a、确定当闭环系统稳定时，参数K1、K2、T1、T2应满足的条件。b、当输入γ(t)=Vot时，选择校正装置G(s)使得系统无稳态误差。word文档精品文档分享15页五．设单位负反应的开环传递函数为G(s)=K/[s(s+1)(0.25s+1)]要求系统稳态速度误差系数Kv≥5，相角裕度γ′≥40o采用串联校正，试确定校正装置的传递函数。10分〕六.F(z)=8Z3+8Z2+8Z+3判断该系统的稳定性。〔10分〕word文档精品文档分享as七．单位负反应系统的闭环传递函数为G(s)s2 as16word文档精品文档分享16页(1)试绘制参数a由0→+∞变化的闭环根轨迹图；(2)判断(3,j)点是否在根轨迹上；(3)由根轨迹求出使闭环系统阻尼比ξ=0.5时的a的值。.〔14分〕一.填空题〔每空1分，共14分〕1.当扰动信号进入系统破坏系统平衡时，用其动态过程中给定值与测量值之间产生的最大偏差来衡量系统动态过程的。2.比例环节的传递函数为。3.单位抛物线函数信号的拉氏变换式。4.系统特征方程的根具有一个根为零或实部为零时，该系统为。5.系统位置误差系数Kp=。6.一阶惯性环节的频率特性为。7.G〔s〕=1+Ts的相频特性为。8.闭环频率指标有、、。9.常用的校正装置有、、。10.z变换中的z定义为。二.分析下述系统的稳定性.〔21分〕1.系统特征方程为 : D(s)=s4+2s3+s2+2s+1=0试判断系统的稳定性;〔4分〕2.最小相角系统的开环幅相曲线如图1所示,试确定系统的稳定性;〔4分〕ω=ωImL(ω)c11ω=∞20ωωReωc-10-90ω=0-180ф(ω)1图2word文档精品文档分享17页3.开环对数频率特性如图 2所示,而且有v=1,p=1试判断系统的稳定性;〔6分〕4.最小相角系统开环增益为K时,对数幅频特性L(ω)如图3所示,现要求相角裕度为γ=45°,试确定开环增益如何变化?〔7分〕L(ω)-206ωcω0ω1-403三.系统构造如图 4所示,试求系统传递函数Ф(s)=C(s).〔8分〕R(s)R(s)G3C(s)G1H1H2G2图4四.某单位反应系统构造图如图5(a)所示,其单位阶跃响应曲线如图5(b)所示,试确定开环增益K和时间常数T1,T2。〔10分〕H(t)R(s)K1.20C(s)0.95(T1s1)(T2s1)(a)t/s01〔b〕word文档精品文档分享18页5五.系统构造如图 6所示.〔12分〕试绘制Ta=0时的闭环极点;2.确定使系统为过阻尼状态时的Ta值X围;3.确定阻尼比§=0.5时的Ta值,确定相应的闭环极点位置,并计算此时输入r(t)=t时系统的稳态误差essE(s)R(s)1C(s)1ssTa6word文档精品文档分享六.系统开环传递函数:G(s)H(s)=K(ts1)假设t>T,t=T,t<T,试分别绘制这3种情况下s2(Ts1)word文档精品文档分享第 19页的幅相曲线.〔12分〕七.求f(t)=t的Z变换.〔10分〕八.单位负反应系统的开环传递函数为G(s)(sa)/4s2(s1)1〕试绘制参数a由0→+∞变换的闭环根轨迹图；2〕求出临界阻尼比ξ=1时的闭环传递函数。〔13分〕word文档精品文档分享20页一.填空题〔每空1.5分，共15分〕1.线性系统在输出量与输入量的拉氏变换之比，称该系统的传递函数。2.一阶微分环节的传递函数为。3.系统开环传递函数中有两个积分环节那么该系统为型系统。4.二阶欠阻尼振荡系统的最大超调量为。5.频率特性包括。6.对数幅频特性 L〔ω〕=。7.高阶系统的谐振峰值与有关。8.单位阶跃信号的 z变换为。9.分支点逆着信号流向移到G〔s〕前，为了保证移动后的分支信号不变，移动的分支应串入。10.高阶系统中离虚轴最近的极点，其实部小于其他极点的实部的1/5，并且附近不存在零点，那么该极点称为系统的。二.试求以下图的传第函数(8分)word文档精品文档分享RCword文档精品文档分享-G1-G2G3word文档精品文档分享G4G5word文档精品文档分享21页.如下图有源电路，设输入电压为ui(t)，输出电压为uc(t)为运算放大器开环放大倍数，试列写出微分方程(12分)R1u(t)1i1(t)i2(t)uc(t)ui(t)C1C2四.确定以下图所示闭环系统稳定时K的取值X围。(10分)Xi〔s〕X0〔s〕Ks(s2 s1)(s4)五.单位反应系统的开环传递函数为G〔s〕=10(s1)。试求输入信号xi=2+2t+t2时，系统的s(s4)稳定误差。〔13分)word文档精品文档分享第 22页六.最小相位系统的对数幅频特性如下图。试求开环传递函数和相位裕量γ。(15分)L(w)10-20db/dec20w012-40-20七.系统的构造如下图，求系统的脉冲传递函数。(12分)x0*(t)0x(t)e(t)1X(z)iG1(s)e(t)G2(s)x0(t)Xi(s)_TTE1(s)_x0(s)word文档精品文档分享H(s)word文档精品文档分享23页八.设负反应系统的开环传递函数为：G(s)K;试绘制K由0->∞变化(s0.2)(s0.5)(s1)的闭环根轨迹图。〔15分〕.填空题〔40分〕1〕控制系统的根本要求是_____________、_____________、_____________。2〕脉冲传递函数是___________________________________________________________________________________________________________________。3〕幅频特性是指_____________________________________________________________________________________________________________________。4〕系统校正是指_____________________________________________________________________________________________________________________。5〕幅值裕量是指_____________________________________________________________________________________________________________________。6〕香农定理是指_____________________________________________________________________________________________________________________。〔7〕图a的传递函数为G(s)=________________。〔8〕图b的闭环传递函数为G(s)=________________。〔9〕图c的传递函数为G(s)=________________。〔10〕s3+5s2+8s+6=0此特征方程的根的实部小于-1时系统稳定的k值X围______。word文档精品文档分享24页11〕图d的传递函数为K=__________________。12〕图e的ωc=________________。13〕图f为相位__________校正。14〕图g中的γ=________Kg=______________。15〕图h、i、j的稳定性一次为______、______、______。16〕A(s)=s6=2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0那么次系统是否稳定________。〔17〕开环传递G(s)=k(T1s+1)/s2(T2s+1),(T1>T2,k、T1、T2为常数)那么γmax=______。word文档精品文档分享L(ω)20L(ω)751050ω[-20][-40]-201图d10ω图cC(t)Xi(s)Xo(s)1.3——1—G2(s)aR1UiR2cUofImImReRe-1P=1-1P=2V=2V=1L(ω)20[-20]1010ωc-20ω图et0.1图bIm1Re-0.8gImRe-1P=1V=0word文档精品文档分享图h图i图kword文档精品文档分享25页二.判断题〔每题2分，共10分〕1.在任意线性形式下L[af(t)-bf(t)]=aF(s)-bF(s)()12122.拉普拉斯变换的终值定理为limf(t)limsF(s)()ts3.Gs〕和G〔S〕为并串联连接那么等效后的构造为GsG〔S〕()1212...2t3(t)那么X(t)2sin4.设初始条件全部为零X(t)X(t)X(t)et()325.一阶系统在单位阶跃响应下ts(5%)3T()三.求以下图对应的动态微分方程〔10分〕R1C1R2uiuoC2.求系统的传递函数。Y1(s)/X1(s)、Yo(s)/X2(s)、Y2(s)/X1(s)、Y2(s)/X2(s)。〔10分〕X1(s)Y1(s)G1(s)—G2(s)G4(s)—2(s)Y(s)X2G3(s)word文档精品文档分享第 26页五.复合控制系统构造图如以下图所示，图中K1、K2、T1、T2是大于零的常数。Gc(s)Xi(s)E(s)Xo(s)K1/T1s+1K2/s(T2s+1)_word文档精品文档分享c、确定当闭环系统稳定时，参数K1、K2、T1、T2应满足的条件。d、当输入γ(t)=Vot时，选择校正装置G(s)使得系统无稳态误差。〔10分〕word文档精品文档分享六.构造图如下，T=1s，求G(z)。〔10分〕word文档精品文档分享Xi(t)Xo(t)word文档精品文档分享(1—e-Ts)/s1/[s(s+1)]word文档精品文档分享第 27页七.设负反应系统的开环传递函数为：K;G(s)5)(s2(s1)(s6s13)试绘制K由0->∞变化的闭环根轨迹图。〔10分〕一、填空题〔每空1分，共10分〕1.线性系统在零初始条件下的拉氏变换之比，称该系统的传递函数。2.系统的传递函数，完全由系统的决定，而与外界作用信号的形式无关。3.系统特征方程的根具有一个正根或复根有负实部时，该系统为。4.系统输出超过稳态值到达第一个峰值所需的时间为。5.由传递函数怎样得到系统的频率特性。6.积分环节的频率特性为。7.纯迟延环节的频率特性为。8.G〔s〕=1+Ts的幅频特性为。9.高阶系统的调节时间跟有关。10.幅频特性最大值与零频幅值之比为。二．试求以下图的传递函数(7分)H2G4R-+C-G1-G2G3H1word文档精品文档分享第 28页三．画出以下图所示电路的动态构造图(10分)R1u1(t)i1(t)i2(t)iC1C2u(t)u(t)c四．系统的单位阶跃响应为x0〔t〕=1-1.8e4t+0.8e9t。试求：〔1〕闭环传递函数；〔2〕系统的阻尼比ξ和无阻尼自然振荡频率ωn；〔3〕系统的超调量σp和调节时间ts。(13分)word文档精品文档分享第 29页word文档精品文档分享五．在系统的特征式为A〔s〕=s6+2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0，试求系统的特征根。word文档精品文档分享(8分)word文档精品文档分享六.最小相位系统的对数幅频特性如下图。试求开环传递函数和相位裕量γ。(14分)L(w)-40db/dec10-20db/decw081-40word文档精品文档分享30页七．设单位反应系统的开环传递函数G(s)K为要求系统稳态速度误差系数s(s1)(0.25s1)。(15分)Ｋv≥5,相角裕度υ′≥４０，采用串联滞后校正，试确定校正装置的传递函数。八．F(z)z求z的反变换。(8分)0.5)(z1)2(z九、系统方框图如以下图，求〔1〕当闭环极点为s13j时的K,K1值；〔2〕在上面所确定的K1值下，试绘制K由0→+∞变化的闭环根轨迹图〔15分〕R(s)KC(s)-s2word文档精品文档分享1+K1sword文档精品文档分享31页一.选择题〔每题1分，共10分〕1.反应控制系统又称为〔〕A.开环控制系统B．闭环控制系统B.扰动顺馈补偿系统 D．输入顺馈补偿系统2.位置随动系统的主反应环节通常是〔〕A．电压负反应B．电流负反应C．转速负反应D．位置负反应3.如果典型二阶系统的单位阶跃响应为减幅振荡(又称阻尼振荡 )，那么其阻尼比〔〕A．ξ<0B．ξ=0C．0<ξ<1D．ξ≥14.G(s)=1/[(S+1)(S+2)(S+3)(S+4)]环节的对数相频特性的高频渐近线斜率为〔〕A．-20dBB．-40dBC．-60dBD．-80dB5.某自控系统的开环传递函数G(s)=1/[(S+1)(S+2)]，那么此系统为〔〕A．稳定系统B．不稳定系统C．稳定边界系统D．条件稳定系统6．假设一系统的特征方程式为(s+1)2(s－2)2+3＝0，那么此系统是〔〕A．稳定的B．临界稳定的C．不稳定的D．条件稳定的7.以下性能指标中的()为系统的稳态指标。A.σPB.tsC.ND.ess8.以下系统中属于开环控制的为：( )A.自动跟踪雷达B.数控加工中心C.普通车床D.家用空调器9.RLC串联电路构成的系统应为 ()环节。A比例B.惯性C.积分D.振荡10.输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系是()。A.幅频特性B.相频特性C.传递函数D.频率响应函数二．试求以下图的传递函数 (6分)G3RG1++C-G2-word文档精品文档分享H3word文档精品文档分享32页H1H2三．画出如下图电路的动态构造图(10分)LsIL(s)IR(s)1Ui〔t〕Uc〔s〕sc四．某单位反应系统构造如以下图所示，xi〔t〕=t，d〔t〕=-0.5。试计算该系统的稳态误差。(11分)D(s)word文档精品文档分享X(s)4i0.2s10.5X0(s)s(3s1)word文档精品文档分享第 33页五．设复合控制系统如以下图所示。其中，K1=2K2=1，T2=0.25s，K2K3=1。要求〔1〕当r〔t〕=1+t+〔1/2〕t2时，系统的稳态误差；〔2〕系统的单位阶跃响应表达式(11分)K3SR+k2C-k1s(T2s1)_六.最小相位系统的对数幅频特性如下图。试求开环传递函数和相位裕量γ。(15分)L(w)-20db/decword文档精品文档分享34页1010w01-40-20K七．某Ⅰ型单位反应系统固有的开环传递函数为,G(s)1)要求系统在单位斜坡输入信s(se减切频率ωc’≥4.4rad/s,。号时，位置输入稳态误差相角裕度υ’≥４５幅值裕ss≤0.1,度Ｋg(dB)≥100Db.试用以下图无源和有源相位超前网络矫正，系统，使其满足给定的指标要求。(13分)word文档精品文档分享八．系统构造如下图，求输出量z的变换X0(z).(10分)word文档精品文档分享第35页G5Tx0*(t+X0(z)xI(tG1G2G3x0(t)XI(s)_TG4X0(s)九.系统方框图如图2-4-21所示，绘制 a由0→+∞变化的闭环根轨迹图，并要求：1〕求无局部反应时系统单位斜坡响应的稳态误差、阻尼比及调节时间；2〕讨论a=2时局部反应对系统性能的影响；〔3〕求临界阻尼时的a值。〔15分〕word文档精品文档分享R(s)E(s)1C(s)word文档精品文档分享s(s1)word文档精品文档分享--as2-4-21word文档精品文档分享36页一．选择题〔每题1分，共10分〕1.利用奈奎斯特图可以分析闭环控制系统的〔〕A.稳态性能B.动态性能C.稳态和动态性能D.抗扰性能2.有一线性系统，其输入分别为u1(t)和u2(t)时，输出分别为y1(t)和y2(t)。当输入为a1u1(t)+a2u2(t)时(a1,a2为常数)，输出应为〔〕A.ay(t)+y(t)B.ay(t)+a2y(t)C.ay(t)-ay(t)D.y(t)+ay(t)11211211221223.某串联校正装置的传递函数为c1TS(0<β<1)，那么该装置是〔〕G(S)=KTS超前校正装置B.滞后校正装置C.滞后——超前校正装置D.超前——滞后校正装置4.1型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为〔〕A.-40(dB/dec)B.-20(dB/dec)C.0(dB/dec)D.+20(dB/dec)K(sz1)，其中p2>z1>p1>0，那么实轴上的根轨迹为〔〕5.开环传递函数G(s)H(s)=(sp1)(sp2)21,-p12]A.〔-∞，-p],[-z]B.(-∞,-pC.[-p1,+∞]D.[-z1,-p1]6.设系统的传递函数为G(s)=1，那么系统的阻尼比为〔〕5s25s211B.1C.1D.1A.52257.设单位负反应控制系统的开环传递函数KGo(s)=，其中K>0,a>0，那么闭环控制系统的稳s(sa)定性与〔〕A.K值的大小有关B.a值的大小有关C.a和K值的大小有关D.a和K值的大小无关8.在伯德图中反映系统动态特性的是()。A.低频段B.中频段C.高频段D.无法反映9.设开环系统的频率特性G(jω)=1，当ω=1rad/s时，其频率特性幅值G(1)=()。(1j)2A.1B.211C.D.24word文档精品文档分享第37页10.开环传递函数为G(s)H(s)=K,那么实轴上的根轨迹为()。s3(s3)A.［-3,∞］B.［0,∞］C.(-∞,-3)D.［-3,0］二．系统的构造图如下：试求传递函数C〔s〕/R〔s〕。〔15分〕。word文档精品文档分享R__GGword文档精品文档分享三．系统特征方程为65432试判断系统的稳定性〔6分〕s+30s+20s+10s+5s+20=0word文档精品文档分享38页四．系统的闭环传递函数222e=r-c,试求系统C〔s〕/R〔s〕为ωn/(s+2ξωns+ωn)误差定义为在r(t)为l(t)、tl(t)时的稳态误差。〔15分〕10(s1)五．控制系统的开环传递函数G(s)s2(0.01s1)画出幅频特性曲线，试判断系统的稳定性，并计算稳定裕度γ。〔15分〕六．系统校正前后的开环传递函数如图，试求校正装置。〔15分〕L-40-20-20ω0.111020word文档精品文档分享-40word文档精品文档分享39页七．设系统的构造如以下图所示，采样周期T=1s，设K=10，设分析系统的稳定性，并求系统的临界放大系数。〔15分〕R(s)eTsKC(s)1s(s1)_s八．假设某系统，当阶跃输入作用r(t)=l(t)时，在零初始条件下的输出响应为C(t)=1-e-2t+e-t.试求系统的传递函数和脉冲响应。〔9分〕一．判断题〔每题1分，共10分〕1．在任意线性形式下L[af(t)+bf(t)]=aF(s)+bF(s)〔〕12122．拉普拉斯变换的微分法那么L[d2f(t)]S2F(s).〔〕dt2word文档精品文档分享40页3．G1s〕和G2〔S〕为并串联连接那么等效后的构造为G1sG2〔S〕〔〕4．一阶系统在单位阶跃响应下ts(5%)3T〔〕5．二阶系统在单位阶跃信号作用下当0时系统输出为等幅振荡〔〕6.劳斯判拒判断系统稳定的充分必要条件是特斯方程各项系数大于零〔〕7．系统的特征方程为3s410s35s2s20那么该系统稳定〔〕8．单位负反应系统中G(s)2当r(t)1t2时ess0〔〕s(s1)(0.5s1)29．.典型比例环节相频特性(w)00〔〕1的转折频率为4〔〕10．G(s)4s1二．仓库大门自动控制系统的工作原理如下图，试说明自动控制大门开启和关闭的工作原理，并画出系统的原理方框图。(10分)绞盘放大器电动机电位器关门开关大门开门开关word文档精品文档分享41页三．电路如下图， ur(t)为输入量，uc(t)为输出量，试列写该电网络的动态方程并求传递函uc(s)/ur(s)。(13分)R1u0Luri1+i2Ci1i2R2uc四．控制系统如下图，试确定系统的稳态误差。(13分)n=0.1word文档精品文档分享r=1+te-1s10cs(0.2s1)word文档精品文档分享0.5word文档精品文档分享第42页五．单位负反应系统的构造图如下图，试画出K>0时闭环系统的根轨迹图〔要求按步骤作〕。(13分)R(s)K(s2)C(s)s(s20)2s22六．系统的闭环传递函数为(s)n2当输入r(t)=2sint时，测得输出s22nsnc(t)=4sin(t-45)，试确定系统的参数ζ，n。(13分)sword文档精品文档分享43页七．系统构造如下图，当K=10，T=0.1时，系统的截止频率ωc=5假设要求ωc不变，要求系统的相稳定裕度提高45，问应如何选择K，T？(15分)word文档精品文档分享r(t)e-K(Ts1)c(t)s1G(s)word文档精品文档分享10z八．(13分)试求F(z)=(z 1)(z 2)的Z反变换。word文档精品文档分享一.判断题(每题1.5分，共15分)1.拉普拉斯变换的积分法那么2]1L[f(t)(dt)s2F(S)一阶系统在单位阶跃响应下ts(2%)3T3.二阶系统在单位阶跃信号作用下当01时系统输出为等幅振荡4.稳态误差为esslime(t)s5.系统的特征方程为s320s29s1000那么该系统稳定6.单位负反应系统中G(s)2当r(t)1(t)时ess0s(s1)(0.5s1)7.系统输出的振幅与输入振幅之比称为幅频特性8.频率特性只对系统适用，对控制元件，部件，控制装置不适用9.在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的参数比称为频率特性10.对幅频特性的纵坐标用 L〔ω〕表示且L〔ω〕=20LgA(ω)( )( )( )( )( )( )( )( )( )( )word文档精品文档分享第44页二.化简构造图，求系统传递函数C(s)?〔10分〕R(s)〔2〕①.当A〔s〕=G〔s〕时，求C(s)〔8分〕R(s)N〔s〕=0N(s)R(s)+++C(s)G〔s〕+A〔s〕H〔s〕-②...上题中当100,r〔t〕=0，n〔t〕=1〔t〕时，选择HG〔s〕=A〔s〕=(s1)(s2)〔s〕使limc(t)=0。〔7分〕t三.系统如右，K* 0，画根轨迹。〔13分〕word文档精品文档分享45页四.传递函数G〔s〕=s4s33s22s5，试判断此传递函数是否为最22s3164s2458s315小相位传递函数。〔12分〕五.开环传递函数500(s2)Gk〔s〕=2(s,画出对数幅频特性曲线〔用分段直线近似(s1)50)表示〕。〔12分〕word文档精品文档分享46页六.s2〔13分〕F(s)2求f(t)?s(s1)(s3)七．序列3z31.2z20.52zx(n)和y(n)的Z变换为X(z)0.4z0.12)(z1)(z2Y(z)10z〔10分〕试确定序列x(n)和y(n)的初值和终值(z1)(z2)一.判断题(每题1.5分，共15分)1.拉普拉斯变换的微分法那么L[d2f(t)]S2F(s)〔〕dt2word文档精品文档分享第47页t2.一阶系统在单位阶跃响应为y(t)1eT〔〕T3.二阶系统在单位阶跃信号作用下当0时系统输出为等幅振荡〔〕4.系统的特征方程为3s410s35s2s20那么该系统稳定〔〕5.单位负反应系统中G(s)2当r(t)3(t)时ess0〔〕s(s1)(0.5s1)6.系统输出的相位与输入相位之差称为相频特性〔〕7.频率特性适用于线性正常模型.〔〕8.典型比例环节相频特性(w)00〔〕9.开环对数幅频特性曲线低频积的形状只决定于系统的开环增益K和积分环节的数目V〔对最小相位系统而言〕〔〕10.谐振峰值反映了系统的平稳性〔〕二.对于图所示系统，假设运算放大器是理想的运算放大器，被控对象是不可改变的。〔1〕.画出系统方块图，写出传递函数Vo(s)；(10分)Vi(s)〔2〕.求系统单位阶跃响应。分析系统是否处于欠阻尼状态，如果不是，如何改善系统才能既不提高系统的阶次又能使系统处于欠阻尼状态。(10分)被控对象1MΩ1μFVi1MΩ1MΩ1MΩVo---V1V21MΩword文档精品文档分享48页三.判断特征方程为 s3+7s2+17s+11=0的系统是否具有=1的稳定裕度。(10分)四．反应控制系统如下图，被控对象及测量环节传递函数不可改变，Gc〔s〕为控制器传递函数，R〔s〕为控制输入，C〔s〕为输出，N1〔s〕、N2〔s〕分别为加在被控对象输入、输出上的干扰，N3〔s〕为测量干扰。要求系统分别在响应：1〕r(t)=t*1(t),n1(t)=n2(t)=n3(t)=02〕r(t)=1(t),n1(t)=1(t),n2(t)=n3(t)=03〕r(t)=1(t),n2(t)=1(t),n1(t)=n3(t)=04〕r(t)=1(t),n3(t)=1(t),n1(t)=n2(t)=0时，稳态误差为零。试求以上4钟情况各对控制器传递函数Gc〔s〕有何要求？(14分)N1(s)N2(s)控制器被控对象+C(s)R(s)++2+G〔s〕+s(s2)-N3(s)测量环节10+s 10+word文档精品文档分享第 49页五.系统闭环特征方程为s3-3s2+2s+K(s+10)=0，试概略绘制K由0→+∞变化的闭环根轨迹图。(12分)六.设单位负反应系统的开环传递函数为K(1s)Gk(s)其中K>0，假设选定奈奎斯路径如下图：s(5s1)1〕画出系统与该奈氏路径的奈氏曲线[即该奈氏路径在Gk〔s〕平面中的映射；2〕根据所画奈氏曲线即奈奎斯特稳定判断闭环系统稳定的条件；〔3〕当闭环系统不稳定时计算闭环系统在右半s平面的极点数。(15分)Im=+∞①②ω=0+R→∞④0Reω=0-③Γs=-∞word文档精品文档分享第50页七.一单位反应系统的开环对数频率特性如下图：(14分)〔1〕系统的开环传递函数；〔2〕以梅逊增益公式为根底，画出与该系统相应的信号流图〔也可用直接分解法〕；L(ω),dB0-20dB/dec3ω2/3rad/s-40dB/dec一．选择题：(每题1.5分，共15分)实验中可以从()获取频率特性。A.稳定的线性和非线性系统B.不稳定的线性和非线性系统word文档精品文档分享C.不稳定的线性系统D.稳定的线性系统word文档精品文档分享2.传递函数的概念适用于〔〕系统。word文档精品文档分享A．线性、非线性C．非线性定常B.D.线性非时变线性定常word文档精品文档分享3．系统的动态性能包括〔〕。word文档精品文档分享A．稳定性、平稳性C．快速性、稳定性B.D.平稳性、快速性稳定性、准确性word文档精品文档分享第 51页word文档精品文档分享4．确定系统根轨迹的充要条件是〔〕。word文档精品文档分享A．根轨迹的模方程B.根轨迹的相方程word文档精品文档分享C．根轨迹增益D.根轨迹方程的阶次word文档精品文档分享5．正弦信号作用于线性系统所产生的频率响应是〔〕。word文档精品文档分享A．输出响应的稳态分量B.输出响应的暂态分量word文档精品文档分享C．输出响应的零输入分量D.输出响应的零状态分量word文档精品文档分享6．系统的传递函数完全决定于系统的()。word文档精品文档分享A．输入信号B.输出信号word文档精品文档分享C.构造和参数D.扰动信号word文档精品文档分享7．控制系统的相位稳定裕量反咉了系统的( )。word文档精品文档分享A．稳定性B.稳态性能word文档精品文档分享C.快速性D.动态性能word文档精品文档分享8．一般来说，系统增加积分环节，系统的稳定性将〔〕。word文档精品文档分享A．变好B.变坏C.不变D.可能变好也可能变坏word文档精品文档分享9．系统开环对数幅频特性L(ω)中频段主要参数的大小对系统的〔〕性能无影响。word文档精品文档分享A.动态B.稳态C.相对稳定性D.响应的快速性word文档精品文档分享10．反应控制系统又称为〔〕word文档精品文档分享A．开环控制系统C．扰动顺馈补偿系统BD．闭环控制系统．输入顺馈补偿系统word文档精品文档分享二．系统构造图如下，试求〔1〕当k10时系统的动态性能；〔2〕使系统阻尼比0.707的k值；〔3〕当k1.6时系统的动态性能。(15分)word文档精品文档分享第 52页三.系统方框如下图，E〔s〕=R〔s〕—C〔s〕,试求传递函数：〔10分〕1〕C(s)，C(s)，C(s)；R(s)N1(s)N2(s)〔2〕E(s)，E(s)，E(s)。G2N2(s)1R(s)N1(s)N2(s)R(s)+N1(s)-C(s)G1G2G3--.〔15分〕系统构造如下图：求K* 0时的根轨迹。word文档精品文档分享第 53页五.系统方框图如下图，设r〔t〕=n〔t〕=1〔t〕，系统中各环节传递函数如下：word文档精品文档分享K1G1〔s〕=，G2〔s〕=0.05s1s5H〔s〕=2.5word文档精品文档分享试求：〔1〕系统的稳态误差；〔2〕在扰动作用点左侧的前向通路中串入积分因子1，后，求系统的稳态误差；s〔3〕在扰动作用点右侧的前向通路中串入积分因子1，后，求系统的稳态误差；s〔4〕在〔3〕所述的情况下，拟对扰动加装补偿环节，以使扰动对输出无影响，试求补偿环节的传递函数并画出补偿后的方框图。〔15分〕N(s)R(s)E(s)1G2(s)C(s)G(s)-H(s)word文档精品文档分享54页六.某控制系统的开环传递函数为6;G〔s〕=s(0.2s1)(0.5s1)试求系统的相位裕量和幅值裕量；b)c10.4s的串联超前校正装置，试绘制校正后系统的伯德如采用传递函数G〔s〕=10.08s图〔不用修正〕，并求此时的相位裕量；c)讨论校正后系统的动态性能有何改良。〔15分〕word文档精品文档分享55页七、采样控制系统框图如下：其中T=1.K=10.试分析该系统的稳定性。并求该系统临界稳定时K值。〔15分〕R(S)tskC(S)1ess(s1)一.选择题〔.每题2分，共20分〕1.单位斜坡函数f(t)=t的拉氏变换式F(s)=〔〕A．sB．1C．S2D．1/S22．单位抛物线输入函数r(t)的数学表达式是r(t)＝〔〕A．at2B．1/2Rt2C．t2D．1/2t23．当二阶系统特征方程的根为具有负实部的复数根时，系统的阻尼比为〔〕A．ζ<0B．ζ＝0C．0<ζ<1D．ζ≥14．单位反应控制系统在阶跃函数作用下，稳态误差e为常数，那么此系统为〔〕ssA．0型系统B．I型系统C．Ⅱ型系统D．Ⅲ型系统5．设某环节的传递函数为G(s)＝1，当ω＝0.5rad／s时，其频率特性相位移θ(0.5)=2s1〔〕A．－B．－C．D．46646．超前校正装置的最大超前相角可趋近〔〕A．－90°B．－45°C．45°D．90°7．单位阶跃函数的拉氏变换是〔〕word文档精品文档分享第56页A．1B．1C．1D．1s3s2s8．比例微分控制器中，微分时间常数越大，那么系统的〔〕A．动态偏差越小B．动态偏差越大C．振荡越小D．过渡过程缩短9．同一系统，不同输入信号和输出信号之间传递函数的特征方程〔〕A．一样B．不同C．不存在D．不定10．2型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为〔〕A．－60dB／decB．－40dB／decC．－20dB／decD．0dB／dec二.判断题〔每题2分，共10分〕1..f(t)=1-e-2t的Z变换为1〔〕1Z2.频率特性的中频段反映系统的动态性能。幅值穿越频率ωc决定着系统的放大系数和系统型别。〔〕3.系统开环零点数等于系统的根轨迹的条数。〔〕4.假设系统的穿越频率ωc大，那么调节速度快，即ts就小。〔〕5.特征方程的根s=σ，为实数根有m重极点那么对应的时域表达式为12mm-1σt(k+kt+⋯⋯+kt)e〔〕三.系统构造图如下图。假设要求系统阶跃响应的性能指标：超调量δ%=16.3%，调节时间ts=1.75s(5%误差带)，试选择参数k1,k2。并计算此时系统在单位斜坡信号作用下的稳态误差。〔15分〕R(s)E(s)kC(s)1s2K2sword文档精品文档分享57页K*(s4)试画出K>0时闭环系统的根轨迹四.单位负反应系统的开环传递函数为G(s)1)2s(s图，并求出有一个闭环极点为-3时开环增益K的值和这时另外两个闭环极点。15分〕五、单位负反应系统的开环传递函数为G(s)，设G(s)无右半面的极点和零点，其对应的对数幅频渐近曲线如下图〔ωc为值〕，试写出开环传递函数G(s)的表达式并作出相频特性曲线，分析闭环系统的稳定性。〔13分〕(ω)/dB-20/(rad/s)c-60系统对数幅频渐近曲线word文档精品文档分享58页K(0.4s1)这里K>0。试用奈奎斯判特判据六.单位负反应系统的开环传递函数为G(s)s(s1)2讨论闭环系统的稳定性〔要求作出奈奎斯判特曲线〕。〔14分〕七.采用系统的构造框图如下所示，采用周期T=1s，试确定控制器的脉冲传递函数D(z)，使该系统在单位阶跃信号作用下为最小拍无差系统。〔13分〕r(t)**1eTs1c(t)e(t)e(t)u(t)u(t)D〔z〕ss(10s1)-一.判断题：(每题1.5分共15分)1t1.一阶系统在单位斜坡响应为y(t)tTeT〔〕T2.二阶系统在单位阶跃信号作用下当0时该系统输出稳定〔〕3.系统的特征方程为s43s33s22s10那么该系统稳定〔〕word文档精品文档分享第59页4.单位负反应系统中G(s)21)当r(t)1t2时ess0〔〕s(s1)(0.5s25.典型积分环节相频特性()900〔〕6.频带频率反映系统的快速性〔〕7.系统谐振峰值越大.超调量越大〔〕8.三频段适用的前提是系统闭环稳定〔〕9.1的转折频率为4〔〕G(s)4s111.8e4t0.8e9t(t10.单位阶跃响应为(t)0)对应的频率特性为G(j)36〔〕13(j)36(j)2二.系统构造如下图。假设要求闭环系统的阻尼比ξ=22，阶跃响应的调节时间ts=1,试确定k1,k2的数值。〔13分〕R(s)K15C(s)s(s1)K2sword文档精品文档分享三．系统构造如下图，图中T1=0.1，T2=0.2。为了保证r(t)=t3作用下系统的稳态误差word文档精品文档分享60页ess<0.05，K应如何选取。〔13分〕R(s)EK(T1s1)(T2s1)C(s)―T1T22四.单位负反应系统的开环传递函数为G(s)K(s1)试画出K由零变到正无穷时闭环系统s3的根轨迹，并确定闭环系统稳定时K的取值X围。〔14分〕k其中T、k均为大于零，试绘制系统五.单位负反应系统的开环传递函数为G(s)s2(Ts1)word文档精品文档分享的概略幅相特性曲线并用奈奎斯特稳定判据判别闭环稳定性。(15分)word文档精品文档分享61页六.系统构造如图(a)所示。其中原有开换传递函数Go(s)和校正装置Gc(s)的对数幅频渐近特性曲线如图(b)中Lo,Lc所示。并设Go(s)、Gc(s)均没有负平面右半部的零点、极点。〔15分〕〔1〕分别写出Go(s)、Gc(s)的表达式；R(s)Gc(s)oC(s)word文档精品文档分享G(s)word文档精品文档分享―图(a)word文档精品文档分享第 62页〔2〕画出Go(s)Gc(s)对应的对数幅频渐近特性曲线和相频特性曲线，并分析Gc(s)对系统的校正作用L(ω)/dB[-40]Lc[+20]0110ω/(rad/s)100Lo(b).采样系统的构造如以下图所示，采样周期T=1s，输入为单位阶跃信号，试问：〔1〕统的闭环满冲传递函数；〔2〕系统的输出响应c*(t)〔算至n=5〕〔15分〕word文档精品文档分享r(t)e(t)e*(t)1eTsu(t)1-ss(s1)*(t)c(t)word文档精品文档分享一.选择题〔每题1.5分，共15分〕1．实轴上根轨迹右端的开环实数零点、极点的个数之和为〔〕A．零B．大于零C．奇数D．偶数2．PID控制器的传递函数形式是〔〕A．5+3s1B．5+3word文档精品文档分享sword文档精品文档分享第 63页C．5+3s+31D．5+1ss 13．拉氏变换将时间函数变换成〔〕A．正弦函数B．单位阶跃函数C．单位脉冲函数D．复变函数4．线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下〔〕A．系统输出信号与输入信号之比B．系统输入信号与输出信号之比C．系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比D．系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比5．假设某系统的传递函数为G(s)=K，那么其频率特性的实部R(ω)是〔〕Ts1A．KB．K2T2-2T211KD．KC．T-T116．系统的特征方程为(s+1)(s+2)(s+3)=s+4，那么此系统的稳定性为〔〕A．稳定B．临界稳定C．不稳定D．无法判断10，当闭环临．系统前向通道和反应通道的传递函数分别为〔〕,H(s)1Khs7Gs=s(s1)界稳定时，Kh值应为〔〕A．-1B．-0.1C．0.1D．18．闭环系统特征方程为G(s)H(s)=-1,其中G(s)H(s)的矢量表示为〔〕A．1/〔2l+1〕πB．1/±(2l+1)πC．1/〔±2lπ〕D．1/(±lπ)〔各备选项中l=0,1,2⋯⋯〕9．某串联校正装置的传递函数为1Ts,1，该校正装置为〔〕Gc(s)=kTs1A．滞后校正装置B．超前校正装置C．滞后—超前校正装置D．超前—滞后校正装置10．设开环系统频率特性G(j)1，那么其对数幅频特性的渐近线中频段斜j(1j10)(1j0.1)word文档精品文档分享率为〔〕A．-60dB/decB．-40dB/decword文档精品文档分享64页C．-20dB/decD．0dB/d二.统构造如图一所示。求系统的闭环传递函数C(S)/R(S)。(15分)H2R(s)_C(s)G1_G2G3H1G4三．系统的构造图如图二所示。试确定阻尼比ζ=0。6时的Kf值，并求出这时系统阶跃响应的调节时间ts和超调量σp%。(15分)R(s)91C(s)__s(s2)Kfsword文档精品文档分享四．单位负反应系统的开环传递函数为试确定系统闭环稳定时的K值X围。(15分)word文档精品文档分享第 65页五．单位负反应系统的开环传递函数KG(s)2s(0.2s1)〔1〕确定K值，使系统的模稳定裕度为20dB;〔2〕确定K值，使系统的相稳定裕度为60°。(15分)六．系统构造图如图五所示。误差的定义为r-c。〔15分)word文档精品文档分享1〕确定2〕确定的r(t)_Kp值使系统在 r(t)=1(t)时的稳态误差为0.05；Kp值，求Kf值使得相当干扰d(t)为阶跃函数时的稳态误差为零。d(t)Kf11cKp3s10.4s1word文档精品文档分享第 66页七．采样系统如以下图所示。其中G(s)对应的z变换式为G(z),(10分)K(z0.76)G(z)G(z)(z1)(z0.45)一.简答题〔10分〕1.从元件的功能分类，控制元件主要包括哪些类型的元件？(5分)〞2.开环系统和闭环系统各有什么特点？〔5分〕二．判断题〔每题2分，共20分〕word文档精品文档分享1.二阶系统在单位阶跃信号作用下当1时输出为1(1nt)ent2.系统的特征方程为2s410s33s25s20那么该系统稳定。( )( )word文档精品文档分享3.单位负反应系统中G(s)2当r(t)1(t)1t2时ess0s(s1)(0.5s1)2()4.典型微分环节相频特性()900()5.三频段适用的X围是具有最小相位性质的单位负反应系统()6.G(s)0.4s1的转折频率为2.5()word文档精品文档分享第67页7.单位负反应系统开环传递函数G(s)3()s(0.01s2的相角裕量8200.04s1)8.相位超前校正装置传递函数为GC(s)TS1(1)()TS19.PID校正的传递函数为GC(s)KpKds1()TtS10.香农定理为采样频率大于等于信号最高频率的2倍().求以下图所示电网络的传递函数，图中电压u1(t)、u2(t)分别是输入变量和输出变量,求该系统的传递函数。〔11分〕CR1R0U1(t)U2(t)四.求拉普拉斯变换式F〔s〕=1的Z变换F〔z〕。〔14分〕2(ss1)word文档精品文档分享68页五.设负反应系统的开环传递函数为：G(s)K(s1);试绘制K由0->∞变化的闭环根s(2s1)轨迹图。〔15分〕六.方框图如下图，假设系统的σ%=15%，tp=0.8s。试求：〔1〕K、K值；12〔2〕r(t)=1(t)时的调节时间ts和上升时间tr。〔15分〕R(s)K1C(s)s(s1)1K2sword文档精品文档分享69页七.设系统的开环传递函数没有右平面的零点和极点，且开环渐进对数幅频特性曲线为以下图中的L0参加串联校正环节后的开环渐进对数幅频特性曲线为图中的L1求校正环节的传递函数，画出该环节的伯德图〔对数幅频特性曲线用渐进线表示〕，并说明该校正环节的作用〔15分〕L(ω)/dB-20L0L1-40-40-200ω/(rad/s)ω1ω2ω3ω5ω4-40-20-40一.选择题〔每题2分，共20分〕1.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KD.以上都不是2.开环传递函数为那么实轴上的根轨迹为()G(s)H(s)=,A.［－4,∞］S3(S4)B.［－4,0］C.(－∞,－4)D.［0,∞］3.进展串联滞后校正后，校正前的穿越频率cc的关系，通常是ω与校正后的穿越频率()cccccc无关A.ω=cB.ω>C.ω<cD.ω与word文档精品文档分享第 70页word文档精品文档分享4.PID控制规律是____控制规律的英文缩写。()word文档精品文档分享A.比例与微分B.比例与积分word文档精品文档分享C.积分与微分D.比例、积分与微分word文档精品文档分享5.比例环节的频率特性相位移θ(ω)=()word文档精品文档分享A.90°B.－90°C.0°D.－180°6.用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是()A.脉冲函数B.斜坡函数C.阶跃函数D.正弦函数word文档精品文档分享7.由电子线路构成的控制器如图，它是()超前校正装置B.滞后校正装置C.滞后—超前校正装置D.超前—滞后校正装置8.控制系统的上升时间tr、调整时间tS等反映出系统的()A.相对稳定性B.绝对稳定性C.快速性D.平稳性9.Ⅱ型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为()A.-60(dB/dec)B.-40(dB/dec)C.-20(dB/dec)D.0(dB/dec)10.以下频域性能指标中，反映闭环频域性能指标的是()A.谐振峰值MrB.相位裕量γC.增益裕量KgD.剪切频率ωc二.判断题〔每题2分，10分〕1.二阶系统在单位阶跃信号作用下当0时输出为1coswnt()2.系统的特征方程为s43s3s23s10那么该系统稳定()3.典型惯性环节相频特性(w)900()4.单位负反应系统开环传递函数G(s)3的幅值裕量为2.5DB()0.04ss(0.01s21)5.闭环采样系统的极点为PK.当0PK1时该系统瞬态分量收敛()三.简答题〔17分〕1.定值控制系统、伺服控制系统和程序控制系统各有什么特点？〔5分〕word文档精品文档分享第 71页2.线性系统和非线性系统各有什么特点？〔5分〕3.对于最小相位系统而言，采用频率特性法实现控制系统的动静态校正的根本思路是什么？静态校正的理论依据是什么？动校正的理论依据是什么？〔7分〕10z的Z反变换。〔13分〕四.试求F(z)=(z1)(z2)五.求图所示 RC网络的动态构造图。设ui(t)为输入，uo(t)为输出。〔13分〕CR1uR2uioword文档精品文档分享72页六.假设A(s)=s3+5s2+8s+6=0原系统稳定，检查是否有σ1=1的稳定裕量。〔13分〕七．设系统开环传递函数为K(T1s1)G(s);T1T2试分析系统参数与相角裕度的关系。s2(T2s1)〔14分〕word文档精品文档分享73页一.选择题：〔每个1.5分，共15分〕1.在经典控制理论中，临界稳定被认为是()A.稳定B.BIBO稳定C.渐近稳定D.不稳定2.确定根轨迹大致走向，用以下哪个条件一般就够了()A.特征方程B.幅角条件C.幅值条件D.幅值条件+幅角条件3.ω从0变化到+∞时，迟延环节频率特性极坐标图为〔〕A.圆B.半圆C.椭圆D.双曲线4.时域分析中最常用的典型输入信号是〔〕A.脉冲函数B.斜坡函数C.阶跃函数D.正弦函数5.根轨迹渐近线与实轴的交点公式为()nmnmPjZiPjZij1i1j1i1A.nmB.mnmnnmZiPjPjZii1j1j1i1C.nmD.nm6.对复杂的信号流图直接求出系统的传递函数可以采用()A.终值定理B.初值定理C.梅森公式D.方框图变换7.一般讲，如果开环系统增加积分环节，那么其闭环系统的相对稳定性将()A.变好B.变坏C.不变D.不定8.由根本功能组件并联成的PID控制器，其三种控制作用()A.可以各自独立整定B.不能独立整定C.只有积分，微分时间可独立整定D.只有比例增益可独立整定9.传递函数反映了系统的动态性能，它与以下哪项因素有关？〔〕word文档精品文档分享A.输入信号B.初始条件word文档精品文档分享C.系统的构造参数D.输入信号和初始条件word文档精品文档分享10.采用系统的输入、输出微分方程对系统进展数学描述是〔〕word文档精品文档分享A.系统各变量的动态描述B.系统的外部描述word文档精品文档分享C.系统的内部描述D.系统的内部和外部描述word文档精品文档分享二．求所示系统输出信号的z变换C(z)。〔14分〕word文档精品文档分享R(s)25C(s)word文档精品文档分享s 2s5word文档精品文档分享74页三.系统开环传递函数为12s，试绘制K由0→+∞变化的闭环根轨G(s)1)(s(Ks1)迹图〔15分〕K四.系统的传递函数为G(s)，试绘制系统的开环幅相频率特性曲线，并ss14s1求闭环系统稳定的临界增益K值。〔15分〕word文档精品文档分享75页五.复合控制系统如下图其中K1、K2、T1、T2均为正数。当输入为r(t)=t2t时，希望系统的稳态误差ess=0。试确定参数a,b.〔15分〕as2bsT2s1R(s)E(s)C(s)K2K1-s(T1s1)]六.求图所示系统的ess1t2xo〕〔12分〕,输入为xi(t)t〔按定义exi2i(s)E(s)5oXs(5s1)X(s)-1+0.8sword文档精品文档分享76页.在某元件输入端加2V的阶跃信号，测得输入端响应曲线如下图，试确定其传递函数。14分〕xxi(t)G〔s〕xo(t)2Votword文档精品文档分享77页自动控制原理试卷1答案一．填空〔每空1分。共18分〕1．微分方程、传递函数、频率特性、构造图。2．闭环极点都位于 S平面左侧；系统的特性方程的根都在Z平面上以原点为圆心的单位圆内。23．；0；8。S 0.54．4，Ⅱ；62.5。5．100；10。10S16．P-I；利用G(s)的负斜率使ωC减小，改善静态性能。7．将连续信号变为离散信号；0。word文档精品文档分享二．〔14分〕解：〔1〕C(s)P11P22R(s)1L1L2L3L1G1G5G2G1G2G3G6G4G3G6L2G1G2G5L30P1G1G2G30P2G3G421G1G5G2G1G2G5C(s)G1G2G3G3G4(1G1G5G2G1G2G5)R(s)1G1G5G2G1G2G3G4G4G3G6G1G2G5RG1(Z)?G2G3(Z)〔2〕C(Z)=1 G2G3H2(Z)?H1(Z)三．〔20分〕(1分)(1分)(1分)(1分)(1分)(1分)(1分)(1分)(1分)(1分)(4分)word文档精品文档分享解：(1)F(s)=11(4分)f(t)1ssT1111(2)F(s)=52525(3分)2(s5)s2ss5sf(t)1[F(s)]1t11e5t(3分)word文档精品文档分享52525word文档精品文档分享第 78页10s(s2)1010〔3〕G1(s)=3ss(s2)30ss232s1012)s(s(s a) 10G2(s)=(s2 32s)sC(s)(sa)1010s10aR(s)(sa)10(s232s)ss332s210a10sA(s)s332s210s10a要使系统稳定，那么必须满足10a0a0321010aa320a32〔两内项系数乘积>两外项系数乘积〕四．〔12分〕反应校正系统如图示。解(1)：Kf=082nGk(s)=2)s(s2sn)s(sn28n2.82n20.03(3分)(1分)(2分)(1分)(1分)(2分)(1分)word文档精品文档分享当在单位斜坡输入下时，即r(t)=tR(s)=1s(1分)word文档精品文档分享Kv=limS?Gk(S)=limS8=4S0S0S(S2)11ess===0.25Kv4(1分)(1分)word文档精品文档分享8s(s2)888(2)：Gk=s22s8Kfss2(28Kf)ss[s(28Kf)]8Kfs12)s(sword文档精品文档分享79页(1分)word文档精品文档分享n28n2.828Kf2nKf0.512+8Kf=22222+8Kf=410.25Kf=48Gk(s)s(s4)8Kv=limS4)2S0S(S11ess=0.5Kv2五．〔12分〕某系统L(ω)曲线.解：〔1〕低频段的斜率为-40且与横坐标交于25即：ω0=25=KK625ω1=10ω2=100T1=0.1T2=0.01该系统的传递函数为G(S)=625(0.1s1)s2(0.01s1)625(0.1)21c1A(ωc)=12?(0.01)211(3分)(1分)(1分)(1分)(1分)(2分)word文档精品文档分享c62.5(1分)(2)180(c)180(290arctg0.0162.5arctg0.162.5)arctg0.625arctg6.25(2分)(3)三阶最正确c101010031.6(1分)word文档精品文档分享第80页11210(1分)c10hhT2h2T211K=11316(1分)T221h)21010(100maxtg1htg11h(2分)tg110tg1110六．〔12〕解：图一：P0为偶数起点在正实轴上nnP012系统闭环后不稳定。(4分)图二：P=0为偶数起点在正实轴3,逆转270nn0P02分)(4系统闭环后稳定。图三：当ω由0过程中nn2P12(4分)∴系统闭环后不稳定。word文档精品文档分享七．〔12分〕解：∵系统的G0(s)=10word文档精品文档分享(0.05S 1)(0.005S1)∴作出此系统的Bode图：(4分)L(ω)=20lgK=20L(ω)dB403020[-20]1020ω0.11101002001000word文档精品文档分享[-40]word文档精品文档分享第 81页设期望特性传递函数为K(T=0.005)(2分)G(s)S(TS1)∵题目要求将其校正为二阶最正确系统，那么=0.7,σ%=4.3%1又∵ζKT 0.5K1002 KT100(4分)∴G(S)=S(0.05S1)G(S)10(0.005S1)G(s)=(2分)G0(S)S自动控制原理试卷2答案一．填空〔每空1分。共10分〕极点s和1Ⅰkword文档精品文档分享第 82页90o阻尼比相角裕量线性系统二．〔7分〕cG2(G1G4)R1G1G2G3三．〔10分〕d2y(t)mdt2=F(t)-FB(t)-FK(t);dy(t);FB(t)=fdtmd2y(t)dy(t)dt2+f+ky(t)=F(t)。dt四．〔15分〕φ(s)=K；s0.5KTs2K=8,T=0.25时，ωn=0.5；x0〔t〕=2-2×1.15e2tsin〔3.46t+1π〕；3tr=0.61s；tp=0.91s；ts=1.5s；σp=16.3%；K=4。五．〔8分〕s4+6s2+8=(s2+4)(s2+2)=0;s1,2=±j2,s3,4=±j2；系统临界稳定。六．〔12分〕4s(s1)(0.25s1)1800(c)；2；〔7分〕4分〕3分〕3分〕3分〕3分〕4分〕5分〕6分〕2分〕5分〕2分〕word文档精品文档分享83页word文档精品文档分享(c)90 arctancarctan0.25c1800 90 arctan2arctan0.5=1800-1800=00。七．〔13分〕K=100。。φm=υ-υ+=45+5；=7.5c,=ωm=164.5rad/sT=0.00222；〔3分〕〔2分〕〔2分〕〔2分〕〔2分〕〔2分〕〔2分〕word文档精品文档分享Gc1 0.0167sword文档精品文档分享10.00222s八〔10分〕．G(z)1(1e4T)z/4G(z)z(z1)(ze4T)(z)s(s4)1G(z)z21.21z0.3680z1z21所以系统是稳定的。九．(15分)[解]系统有两对重极点-p1,2=-1,-p3,4=-4渐进线〔3分〕〔5分〕〔3分〕〔2分〕〔1分〕word文档精品文档分享114442.5(2k1)18045,135,225,315(k0,1,2,3)〔24分〕2〕轴上的根轨迹为两点180。分〕s=-1s=-5也为别离点。别离角均为90〔13)根轨迹与虚轴的交点坐标。系统特征方程〔2s+1〕2(s+4)2+K=0即s4+10s3+33s2+40s+16+K=0令s=jω代入特征方程，得〔2分〕4-j10ω3-33ω2+j40ω+16+K=0令上式实部虚局部别等于0，那么有word文档