经典控制理论考试试题.docx

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经典控制理论考试试题

经典控制理论习题解答

第一章考试题库

1、重庆三峡学院04至05学年度第2期

自动控制原理课程考试试题册A卷（02级电信）

一、填空（本题共20分，共10小题，每题各2分）

l．自动控制是。

2．反馈控制的基本原理是。

3．一个反馈控制系统通常由、、、、

、等几个部分组成。

4．按给定量的运动规律，控制系统可分为、、。

5．系统的频率特性是指。

6．一个设计性能良好的控制系统，应当满足、、三个方面的要求。

7．根轨迹的模值方程为,相角方程为。

8．非线性特性的描述函数定义为。

9．对于高阶系统，系统主导极点是指。

10．采样系统的脉冲传递函数定义为：

。

二、（本题共15分）

某工业过程温度控制系统如图所示，电位器上设定的电压ur是系统的输入量，箱体内液体的实际

温度θ为输出量，插入箱体内的热电偶的输出Uθ与θ成正比。

试分析该系统的工作原理并画出方框图。

二、（本题共15分）测得某二阶系统的单位阶跃响应c（t）如图所示，已知该系统具有单位负反馈，试确

定其开环传递函数。

四、（本题共15分，共2小题）

1）设某系统的特征方程式为：

，试用劳斯稳定判据判别系统的稳定性。

2）下图表示开环传递函数G（s）的奈奎斯待图，P为G（s）的正实部极点数目，判定闭环系统的稳定性。

（a）（b）

五、（本题共15分）已知最小相位开环系统的渐近对数幅频特性如图所示。

试求取系统的开环传递函数。

六、（本题共20分）已知单位反馈系统的开环传递函数为：

试设计一个串联超前校正环节，使系统的相角裕量不小于45度，截止频率不低于50rad／s。

自动控制原理课程考试试题A卷评分标准

一、（本题共20分，共10小题，每题各2分）

1、在没有人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之达到一定的状态和性能。

2、检测误差，用于纠正误差。

3、控制器、测量装置、比较装置、参考输入变换装置、执行机构、被控对象。

4、随动控制系统、定值控制系统、程序控制系统

5、线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。

6、稳定性、快速性、准确性

7、

8、

9、有一个或两个闭环极点距离虚轴最近，这些极点在该高阶系统时间响应中起主导作用，而其它极点距离虚轴较远，可以近似忽略。

10、G（Z）=C（Z）/R（Z）。

二、（本题共15分）

三、（本题共15分）

四、（本题共15分）

1）不稳定，

2）（a）不稳定、（b）不稳定

五、（本题共15分）

六、（本题共20分）

2、重庆三峡学院04至05学年度第2期

自动控制原理课程考试试题册B卷（02级电信）

一、填空（本题共20分，共10小题，每题各2分）

l．自动控制是。

2．反馈控制的基本原理是。

3．一个反馈控制系统通常由、、、、

、等几个部分组成。

4．按给定量的运动规律，控制系统可分为、、。

5．系统的频率特性是指。

6．一个设计性能良好的控制系统，应当满足、、三个方面的要求。

7．根轨迹的模值方程为,相角方程为。

8．非线性特性的描述函数定义为。

9．对于高阶系统，系统主导极点是指。

10．采样系统的脉冲传递函数定义为：

。

二、（本题共15分）电冰箱制冷系统工作原理如图。

继电器的输出电压Ua就是加在压缩机上的电压。

简述工作原理，指出控制对象、执行元件、测量元件、被控变量、参考输入，绘出系统元件框图。

三、（本题共15分）已知系统结构图如图所示，单位阶跃响应的超调量为16．3％，峰值时间tp＝1秒．

试确定参数τ、K。

四、（本题共15分，共2小题）

1）设某系统的特征方程式为：

，试用劳斯稳定判据判别系统的稳定性。

2）下图表示开环传递函数G（s）的奈奎斯待图，P为G（s）的正实部极点数目，判定闭环系统的稳定性。

（a）（b）

五、（本题共15分）已知某开环系统的传递函数为：

试绘制该系统的Bode图。

六、（本题共20分）设单位反馈I型系统原有部分的开环传递函数为：

要求静态速度误差系数Kv≥8，相角裕量γ＞35度，设计串联校正装置。

自动控制原理课程考试试题B卷评分标准

一、（本题共20分，共10小题，每题各2分）

8、在没有人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之达到一定的状态和性能。

9、检测误差，用于纠正误差。

10、控制器、测量装置、比较装置、参考输入变换装置、执行机构、被控对象。

11、随动控制系统、定值控制系统、程序控制系统

12、线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。

13、稳定性、快速性、准确性

14、

8、

9、有一个或两个闭环极点距离虚轴最近，这些极点在该高阶系统时间响应中起主导作用，而其它极点距离虚轴较远，可以近似忽略。

10、G（Z）=C（Z）/R（Z）。

二、（本题共15分）

三、（本题共15分）

四、（本题共15分）1）不稳定，2）（a）稳定，（b）稳定。

五、（本题共15分）

六、（本题共20分）

4、重庆三峡学院2005至2006学年度第2期

自动控制原理课程考试试题册A卷

试题使用对象：

物理与电子信息院（系）03级电子信息工程专业1、2班（本科）

一、（本题20分）填空

l．自动控制是指。

2．PID控制器输入输出关系表达式为：

u（t）=。

3．改善二阶系统响应的措施有：

、。

4．开环对数幅率特性的低频段反映了系统的，中频段反映了系统的和，

高频段反映了系统。

5．系统的频率特性是指。

6．根据开环频率特性曲线绘制闭环频率特性曲线的两种图线是：

和。

7．根轨迹的模值方程为,相角方程为。

8．非线性特性的描述函数定义为。

9．消除系统结构不稳定的措施可以有两种，一种是，另一种是。

10．采样系统的脉冲传递函数定义为：

。

三、（本题10分）回答下列问题

1、什么是主导极点？

什么是主导极点分析法？

2、简述绘制系统根轨迹图的步骤。

四、（本题10分）系统结构图如图所示，试求系统的闭环传递函数C（S）/R（S）。

四、（本题15分）设单位负反馈控制系统的开环传递函数为：

当K=10时，试求系统在单位阶跃函数输入时系统的阻尼比、无阻尼自然频率、峰值时间、

超调量和调整时间。

五、（本题共15分）已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为：

输入信号为，其中为常数。

试求系统稳态误差时，各参数应保持的

关系。

六、（本题15分，共2小题）

1）已知某调速系统的特征方程式为：

求该系统稳定的K值范围。

2）下图表示开环传递函数G（s）的奈奎斯特图，P为G（s）的正实部极点数目，试判定闭环系统的稳定性。

七、（本题15分）已知单位反馈系统的开环传递函数为：

试设计一个串联超前校正环节，使校正后系统的速度误差系数，相角裕量。

重庆三峡学院2005至2006学年度第2期

自动控制原理课程考试试题A卷评分标准

命题人廖祥学使用于物理与电子信息院（系）03级电子信息工程专业1、2班（本科）

一、（本题20分）

15、在没有人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之

达到一定的状态和性能。

16、

17、误差信号的比例-微分控制、输出量的速度反馈控制。

18、稳态精度，平稳性、快速性，对输入端高频信号的抑制能力。

19、线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。

20、等M、等N圆图，Nichole图。

21、，

8、

9、改变积分性质，引入比例-微分控制。

10、。

二、（本题10分）

1、主导极点：

如果系统中有一个（极点或一对）复数极点距虚轴最近，且附近没有闭环零点；而其它闭

环极点与虚轴的距离都比该极点与虚轴距离大5倍以上，则此系统的响应可近似地视为由这个

（或这对）极点所产生。

主导极点分析法：

对于高阶系统，用主导极点对系统进行近似分析，从而将一个高阶系统简化为一

阶或二阶的分析的方法。

2、⑴分支数；⑵连续性与对称性；⑶起点与终点；⑷实轴上的根轨迹；⑸根轨迹的渐近线

⑹根轨迹与实轴的交点；⑺出射角、入射角；⑻根轨迹与虚轴交点；（9）闭环极点和与积

三、（本题10分）四、（本题15分）、、

五、（本题15分）六、（本题15分）1），2）临界稳定

七、（本题15分）

4、重庆三峡学院05至06学年度第2期

自动控制原理课程考试试题册B（03级电信3班）

一、（本题20分）填空

l．自动控制是指。

2．反馈控制的基本原理是。

3．一个反馈控制系统通常由、、、、

、等几个部分组成。

4．按给定量的运动规律，控制系统可分为、、。

5．系统的频率特性是指。

6．一个设计性能良好的控制系统，应当满足、、三个方面的要求。

7．根轨迹的模值方程为,相角方程为。

8．非线性特性的描述函数定义为。

9．消除系统结构不稳定的措施可以有两种，一种是，另一种是。

10．采样系统的脉冲传递函数定义为：

。

二、（本题10分）回答下列问题

1、简述绘制系统根轨迹图的步骤。

2、频率特性法的主要特点是什么？

三、（本题10分）通过方框图变换，求取下图所示系统的闭环传递函数。

四、（本题15分）设一随动系统如图所示，要求系统的超调量为0.2，峰值时间，

试求：

1）增益K和速度反馈系数。

2）根据所求的值，计算该系统的。

五、（本题15分）已知单位反馈控制系统的开环传递函数为：

试求当参考输入信号为时，系统的稳态误差。

六、（本题15分）

1）设某系统的特征方程式为：

，试用劳斯判据确定系统的稳定性。

2）下图表示开环传递函数G（s）的奈奎斯待图，P为G（s）的正实部极点数目，判定闭环系统的稳定性。

七、（本题15分）设单位反馈系统原有部分的开环传递函数为：

要求静态速度误差系数，相角裕量，设计串联校正装置。

重庆三峡学院2005至2006学年度第2期

自动控制原理课程考试试题B卷评分标准（03级电信3班）

一、（本题共20分，共10小题，每题各2分）

22、在没有人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之

达到一定的状态和性能。

23、检测误差，用于纠正误差。

24、控制器、测量装置、比较装置、参考输入变换装置、执行机构、被控对象。

25、随动控制系统、定值控制系统、程序控制系统

26、线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。

27、稳定性、快速性、准确性

28、，

8、

9、改变积分性质，引入比例-微分控制。

10、。

二、（本题10分）

1、答：

⑴分支数；⑵连续性与对称性；⑶起点与终点；⑷实轴上的根轨迹；⑸根轨迹的渐近线，

⑹根轨迹与实轴的交点；⑺出射角、入射角；⑻根轨迹与虚轴交点；9）闭环极点和与积。

2、答：

（1）频率特性具有明确的物理意义，它可以用实验的方法来确定，这对于难以列写微分方程

式的元