自动控制原理试题库含答案Word格式.docx
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K
5、设系统的开环传递函数为
K（s
1），则其开环幅频特性为
2T22
1，相
s2（Ts
1）
频特性为arctan180arctanT
6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿
越频率c
对应时域性能指标调整时间ts，它们反映了系统动态过程的。
1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：
稳定性、快速性和准
确性。
2、控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值
称为传递函
数。
一阶系统传函标准形式是
，二阶系统传函标准形式是
G（s）
Ts
G（s）2
n
2。
2ns
3、在经典控制理论中，可采用劳斯判据、根轨迹法或奈奎斯特判据等方法判断线性控制系统稳定性。
4、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。
5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为
20lgA（
），横坐标为lg。
6、奈奎斯特稳定判据中，Z=P-R
，其中P是指开环传函中具有正实部的极
点的个数，Z是指闭环传函中具有正实部的极点的个数
，R指奈氏曲线逆时针方
向包围（-1,j0）
整圈数。
7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，
ts定义为调整时间。
%是超调。
8、PI控制规律的时域表达式是m（t）
Kpe（t）
Kpt
e（t）dt。
PID控制规律的传
Ti
递函数表达式是
GC（s）
s）。
Kp（1
Tis
9、设系统的开环传递函数为
，则其开环幅频特性为
s（T1s1）（T2s1）
A（）
，相频特性为
（）
900
tg1（T1）tg1（T2）。
（T1）2
（T2）21
1、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、准确性
和快速性，其中最基本的要求是稳定性。
2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为
G（s），则该系统的开环传递函数
为G（s）。
3、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。
4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用劳思判据、根轨迹、奈奎斯特判据等方法。
1）（T2s1）
s（T1s
（T
）2
）21
相频特性为
（
）
tg1（T1
）tg1（T2
）。
6、PID
控制
器的输入－输出关系的时域表达式是
m（t）
Kp
t
e（t）dtKp
de（t）
其相
应的传递函数为
dt
（1
7、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。
二、选择题（每题2分，共20分）
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
3s6
0，则系统（C）
A、稳定；
、单位阶跃响应曲线为单调指数上升；
C、临界稳定；
、右半平面闭环极点数Z2。
4、系统在r（t）t2作用下的稳态误差ess
，说明（A）
A、型别v2；
、系统不稳定；
C、输入幅值过大；
、闭环传递函数中有一个积分环节。
5、对于以下情况应绘制0°
根轨迹的是（D）
A、主反馈口符号为“-”；
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）1。
3
6、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
7、已知开环幅频特性如图2所示，则图中不稳定的系统是（B）。
系统①
系统②
系统③
图2
A、系统①
B、系统②
C、系统③
D、都不稳定
8、若某最小相位系统的相角裕度
0，则下列说法正确的是（C）。
、不稳定；
、只有当幅值裕度
k
g
时才稳定；
A
C、稳定；
D、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。
9、若某串联校正装置的传递函数为
10s
1，则该校正装置属于（B）。
100s
A、超前校正
B、滞后校正
C、滞后-超前校正
D、不能判断
10、下列串联校正装置的传递函数中，能在
c1处提供最大相位超前角的是（B）：
A、10s
B、10s1
C、2s
D、0.1s
0.1s
0.5s
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、下列哪种措施对改善系统的精度没有效果（C）。
A、增加积分环节B、提高系统的开环增益K
C、增加微分环节D、引入扰动补偿
3、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的（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
4
4、已知系统的开环传递函数为
50
，则该系统的开环增益为（C）。
（2s
1）（s5）
A、50
B、25
C、10
D、5
5、若某系统的根轨迹有两个起点位于原点，则说明该系统
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0
D、速度误差系数为0
6、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ess
C、调整时间ts
D、峰值时间tp
7、已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是
（B）
A、K（2
s）
B、
K（s
C、
D、K（1
s（s
s（s
5）
2－s1）
s（2
8、若系统增加合适的开环零点，则下列说法不正确的是
（B）。
A、可改善系统的快速性及平稳性；
B、会增加系统的信噪比；
C、会使系统的根轨迹向s平面的左方弯曲或移动；
D、可增加系统的稳定裕度。
9、开环对数幅频特性的低频段决定了系统的（A）。
A、稳态精度B
、稳定裕度
C
、抗干扰性能
、快速性
10、下列系统中属于不稳定的系统是（D）。
A、闭环极点为s1,2
j2的系统
、闭环特征方程为s2
2s10的系统
C、阶跃响应为c（t）
20（1
e0.4t）的系统
D、脉冲响应为h（t）
8e0.4t的系统
1、关于线性系统稳态误差，正确的说法是：
（C）
A、
一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差
；
B、
稳态误差计算的通用公式是ess
lim
s2R（s）
G（s）H（s）
01
C、
增大系统开环增益K可以减小稳态误差；
D、
增加积分环节可以消除稳态误差，而且不会影响系统稳定性。
2、适合应用传递函数描述的系统是
A、单输入，单输出的线性定常系统
B、单输入，单输出的线性时变系统；
C、单输入，单输出的定常系统；
D、非线性系统。
3、若某负反馈控制系统的开环传递函数为
，则该系统的闭环特征方程为
s（s1）
（B）。
A、s（s1）0B、s（s1）50
C、s（s1）
10
D、与是否为单位反馈系统有关
4、非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G（S），反馈通道传递函数为H（S），
当输入信号为R（S），则从输入端定义的误差E（S）为（D）
A、E（S）
R（S）G（S）
B、E（S）
R（S）G（S）
H（S）
C、E（S）
R（S）G（S）H（S）
D、E（S）
R（S）
G（S）H（S）
5、已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是
A、K*（2
K*
D、K*（1s）
1）（s5）
s（s2－3s1）
s（2s）
6、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的
（D）：
A、低频段
B、开环增益
C、高频段
D、中频段
7、已知单位反馈系统的开环传递函数为
G（s）
10（2s
，当输入信号是
6s
100）
s2（s2
r（t）
22t
t2时，系统的稳态误差是（D）
A、0
、∞；
、10
D、20
8、关于系统零极点位置对系统性能的影响，下列观点中正确的是
（A）
A、如果闭环极点全部位于
S左半平面，则系统一定是稳定的。
稳定性与闭环
零点位置无关；
如果闭环系统无零点，且闭环极点均为负实数极点，则时间响应一定是衰
减振荡的；
C、超调量仅取决于闭环复数主导极点的衰减率，与其它零极点位置无关；
D、如果系统有开环极点处于S右半平面，则系统不稳定。
1、关于奈氏判据及其辅助函数F（s）=1+G（s）H（s）
，错误的说法是（A）
A、F（s）
的零点就是开环传递函数的极点
B、F（s）
的极点就是开环传递函数的极点
C、F（s）
的零点数与极点数相同
D、F（s）
的零点就是闭环传递函数的极点
2、已知负反馈系统的开环传递函数为
2s
，则该系统的闭环特征
s2
100
方程为（B）。
A、s2
B、（s2
6s100）
（2s1）
C、s2
3、一阶系统的闭环极点越靠近S平面原点，则（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
、已知系统的开环传递函数为
，则该系统的开环增益为
（C）。
（0.1s
1）（s
6
A、100
B、1000
C、20
D、不能确定
5、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的
（C）：
A、闭环零点和极点
B、开环零点
C、闭环极点
D、阶跃响应
6、下列串联校正装置的传递函数中，能在
c1处提供最大相位超前角的是（B）。
B、10s
7、关于PI控制器作用，下列观点正确的有（A）
A、可使系统开环传函的型别提高，消除或减小稳态误差
B、积分部分主要是用来改善系统动态性能的；
C、比例系数无论正负、大小如何变化，都不会影响系统稳定性；
D、只要应用PI控制规律，系统的稳态误差就为零。
8、关于线性系统稳定性的判定，下列观点正确的是（C）。
A、线性系统稳定的充分必要条件是：
系统闭环特征方程的各项系数都为正数；
B、无论是开环极点或是闭环极点处于右半S平面，系统不稳定；
C、如果系统闭环系统特征方程某项系数为负数，系统不稳定；
D、当系统的相角裕度大于零，幅值裕度大于1时，系统不稳定。
9、关于系统频域校正，下列观点错误的是（C）
A、一个设计良好的系统，相角裕度应为45度左右；
B、开环频率特性，在中频段对数幅频特性斜率应为20dB/dec；
C、低频段，系统的开环增益主要由系统动态性能要求决定；
D、利用超前网络进行串联校正，是利用超前网络的相角超前特性。
10、已知单位反馈系统的开环传递函数为
r（t）2
2tt2时，系统的稳态误差是（D）
、∞
三、（8
分）试建立如图3所示电路的动态微分方程，并求传递函数。
图3
解：
1、建立电路的动态微分方程
根据KCL有
ui（t）
u0（t）
d[ui（t）u0（t）]
u0（t）
R1
R2
du
（t）
R2）u0
dui（t）
R2ui（t）
即R1R2C
（R1
（t）R1R2C
2、求传递函数
7
对微分方程进行拉氏变换得
R1R2CsU0（s）
（R1R2）U0（s）
R1R2CsUi（s）
R2Ui（s）
得传递函数
U0（s）
R1R2Cs
Ui（s）R1R2CsR1
三、（8分）写出下图所示系统的传递函数C（s）（结构图化简，梅逊公式均可）。
R（s）
传递函数G（s）:
根据梅逊公式
C（s）
Pii
i
R（s）
4条回路:
L1
G2（s）G3（s）H（s）,
L2
G4（s）H（s），
L3
G1（s）G2（s）G3（s）,
L4
G1（s）G4（s）
无互不接触回路。
特
征
式
：
1Li1
G2（s）G3（s）H（s）
G4（s）H（s）G1（s）G2（s）G3（s）
G1（s）G4（s）
i1
2条前向通道:
P1
G1（s）G2（s）G3（s）,
P2
G1（s）G4（s）,
C（s）
P11P2
G1（s）G2（s）G3（s）
1G2（s）G3（s）H（s）
G4（s）H（s）
G1（s）G2（s）G3（s）G1（s）G4（s）
8
三、（16分）已知系统的结构如图1
k（0.5s1）
，输入信号
所示，其中G（s）
s（s1）（2s1）
为单位斜坡函数，求系统的稳态误差
（8分）。
分析能否通过调节增益
k，使稳
态误差小于0.2（8分）。
R（s）
C（s）
一
图1
Ⅰ型系统在跟踪单位斜坡输入信号时，稳态误差为ess
Kv
而静态速度误差系数
limsG（s）H（s）
lims
K（0.5s
s0
s（s1）（2s
稳态误差为
ess
要使ess0.2
必须
，即K要大于5。
0.2
但其上限要符合系统稳定性要求。
可由劳斯判据决定其上限。
系统的闭环特征方
程是D（s）s（s
1）（2s1）0.
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