自动控制原理试题及答案.docx

1、自动控制原理试题及答案一、 单项选择题(每小题1分,共20分)1、 系统与输入已知,求输出并对动态特性进行研究,称为( C )A、系统综合 B、系统辨识 C、系统分析 D、系统设计 2、 惯性环节与积分环节的频率特性在( A )上相等。A、幅频特性的斜率 B、最小幅值 C、相位变化率 D、穿越频率3、 通过测量输出量,产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为( C )A、比较元件 B、给定元件 C、反馈元件 D、放大元件4、 从0变化到+时,延迟环节频率特性极坐标图为( A )A、圆 B、半圆 C、椭圆 D、双曲线5、 当忽略电动机的电枢电感后,以电动机的转速为输出变量,电枢电压为输

2、入变量时,电动机可瞧作一个( B )A、比例环节 B、微分环节 C、积分环节 D、惯性环节6、 若系统的开环传 递函数为,则它的开环增益为( C )A、1 B、2 C、5 D、107、 二阶系统的传递函数,则该系统就是( B )A、临界阻尼系统 B、欠阻尼系统 C、过阻尼系统 D、零阻尼系统8、 若保持二阶系统的不变,提高n,则可以( B )A、提高上升时间与峰值时间 B、减少上升时间与峰值时间C、提高上升时间与调整时间 D、减少上升时间与超调量9、 一阶微分环节,当频率时,则相频特性为( A )A、45 B、-45 C、90 D、-9010、最小相位系统的开环增益越大,其( D )A、振荡次

3、数越多 B、稳定裕量越大 C、相位变化越小 D、稳态误差越小11、设系统的特征方程为,则此系统 ( A )A、稳定 B、临界稳定 C、不稳定 D、稳定性不确定。12、某单位反馈系统的开环传递函数为:,当k=( C )时,闭环系统临界稳定。A、10 B、20 C、30 D、4013、设系统的特征方程为,则此系统中包含正实部特征的个数有( C )A、0 B、1 C、2 D、314、单位反馈系统开环传递函数为,当输入为单位阶跃时,则其位置误差为( C )A、2 B、0、2 C、0、5 D、0、0515、若已知某串联校正装置的传递函数为,则它就是一种( D )A、反馈校正 B、相位超前校正 C、相位滞

4、后超前校正 D、相位滞后校正16、稳态误差ess与误差信号E(s)的函数关系为( B )A、 B、 C、 D、17、在对控制系统稳态精度无明确要求时,为提高系统的稳定性,最方便的就是( A )A、减小增益 B、超前校正 C、滞后校正 D、滞后-超前18、相位超前校正装置的奈氏曲线为( B )A、圆 B、上半圆 C、下半圆 D、45弧线19、开环传递函数为G(s)H(s)=,则实轴上的根轨迹为( C )A、(-3,) B、(0,) C、(-,-3) D、(-3,0)20、在直流电动机调速系统中,霍尔传感器就是用作( B )反馈的传感器。A、电压 B、电流 C、位移 D、速度二、 填空题(每小题1

5、分,共10分)1、闭环控制系统又称为 反馈系统 系统。2、一线性系统,当输入就是单位脉冲函数时,其输出象函数与 传递函数 相同。3、一阶系统当输入为单位斜坡函数时,其响应的稳态误差恒为 时间常数T(或常量) 。4、控制系统线性化过程中,线性化的精度与系统变量的 偏移程度 有关。5、对于最小相位系统一般只要知道系统的 开环幅频特性 就可以判断其稳定性。6、一般讲系统的位置误差指输入就是 阶跃信号 所引起的输出位置上的误差。7、超前校正就是由于正相移的作用,使截止频率附近的 相位 明显上升,从而具有较大的稳定裕度。28、二阶系统当共轭复数极点位于 45 线上时,对应的阻尼比为0、707。29、PI

6、D调节中的“P”指的就是 比例 控制器。30、若要求系统的快速性好,则闭环极点应距虚轴越 远 越好。 一、填空题(每空 1 分,共15分) 1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用就是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。2、复合控制有两种基本形式:即按 输入 的前馈复合控制与按 扰动 的前馈复合控制。3、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为,则G(s)为 G1(s)+ G2(s) (用G1(s)与G2(s) 表示)。4、典型二阶系统极点分布如图1所示,则无阻尼自然频率,阻尼比,该系统的特征方程为 S+2S+2=0 ,该系统的单位阶跃响应曲线为 衰减振动

7、。5、若某系统的单位脉冲响应为,则该系统的传递函数G(s)为。6、根轨迹起始于 开环极点 ,终止于 开环零点 。7、设某最小相位系统的相频特性为,则该系统的开环传递函数为 。8、PI控制器的输入输出关系的时域表达式就是,其相应的传递函数为,由于积分环节的引入,可以改善系统的稳态 性能。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

8、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 ,则系统 ( C )A、稳定; B、单位阶跃响应曲线为单调指数上升;C、临界稳定; D、右半平面闭环极点数。4、系统在作用下的稳态误差,说明 ( A )A、 型别; B、系统不稳定;C、 输入幅值过大; D、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根轨迹的就是( D )A、主反馈口符号为“-” ; B、除外的其她参数变化时;C、非单位反馈系统; D、根轨迹方程(标准形式)为。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 C、调整时间 D、峰值时间7、已知开

9、环幅频特性如图2所示, 则图中不稳定的系统就是( B )。 系统 系统 系统图2A、系统 B、系统 C、系统 D、都不稳定8、若某最小相位系统的相角裕度,则下列说法正确的就是 ( C )。A、不稳定; B、只有当幅值裕度时才稳定;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,则该校正装置属于( B )。 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,能在处提供最大相位超前角的就是:( B )A、 B、 C、 D、1.如图示系统结构图1,试用结构图化简方法求传递函数。(15分)图1解:得传递函数为 2 控制系

10、统如图2所示,系统单位阶跃响应的峰值时间为3s 、超调量为20%,求K,a值。(15分)图2解:开环传递函数 闭环传递函数已知 所以K,a分别为 1 已知系统特征方程为,试求系统在S右半平面的根的个数及虚根值。(10分)解:列Routh表 S5 1 12 32 S4 3 24 48 S3 0 S2 48 S 0 辅助方程 , S 24 求导:24s=0 S0 48答:系统没有正根。对辅助方程求解,得一对虚根,其值为。4、 单位负反馈系统的开环传递函数,绘制K从 0到+ 变化时系统的闭环根轨迹图。(15分)解 =系统有三个开环极点:,= -2, = -51 实轴上的根轨迹: , 2 渐近线: 3 分离点: 解得:,(舍去)。4 与虚轴的交点:特征方程为 D(s)=令 解得 与虚轴的交点(0,)。 根轨迹如图示。 5 已知单位负反馈系统开环传递函数,试概略绘制系统的概略伯德(Bode)图。(15分)解: