自动控制原理试题库含答案.docx

1、自动控制原理试题库含答案课程名称: 自动控制理论 (A/B 卷 闭卷)一、填空题(每空 1 分,共15分)1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过 与反馈量的差值进行的。2、复合控制有两种基本形式:即按 的前馈复合控制和按 的前馈复合控制。3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为()G s ,则G(s)为 (用G 1(s)与G 2(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=n , 阻尼比= ,该系统的特征方程为 , 该系统的单位阶跃响应曲线为 。5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e

2、 -=+, 则该系统的传递函数G(s)为 。6、根轨迹起始于 ,终止于 。7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T -=-,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 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 ( )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 、增加开环极点;

3、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 0632)(23=+=s s s s D ,则系统 ( ) 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2=Z 。4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差=ss e ,说明 ( )A 、 型别2,则下列说法正确的是 ( )。A 、不稳定;B 、只有当幅值裕度1g k 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1011001s s +,则该校正装置属于( )。A 、超前校正B 、滞后校

4、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1c =处提供最大相位超前角的是:A 、1011s s + B 、1010.11s s + C 、210.51s s + D 、0.11101s s +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3四、(共20分)系统结构图如图4所示:1、写出闭环传递函数()()()C s s R s =表达式;(4分) 2、要使系统满足条件:707.0=,2=n ,试确定相应的参数K 和;(4分) 3、求此时系统的动态性能指标s t ,00;(4分)4、t t r 2)(=时,求系统由()r t 产生的稳态误差s

5、s e ;(4分)5、确定)(s G n ,使干扰)(t n 对系统输出)(t c 无影响。(4分)五、(共15分)已知某单位反馈系统的开环传递函数为2()(3)rK G s s s =+:1、绘制该系统以根轨迹增益K r 为变量的根轨迹(求出:渐近线、分离点、与虚轴的交点等);(8分)2、确定使系统满足10的开环增益K 的取值范围。(7分)六、(共22分)某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线0()L 如图5所示:图41、写出该系统的开环传递函数)(0s G ;(8分)2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性。(3分)3、求系统的相角裕度 。(7分)4、若系统的稳定裕度不够大,

6、可以采用什么措施提高系统的稳定裕度?(4分)试题二一、填空题(每空 1 分,共15分)1、在水箱水温控制系统中,受控对象为 ,被控量为 。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 ;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 ;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于 。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 。判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用 ;在频域分析中采用 。4、传递函数是指在 初始条件下、线性定常控制系统的 与 之比。5、设系统的开环传递函数为2(1)(1

7、)K s s Ts +,则其开环幅频特性为 ,相频特性为 。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 ,它们反映了系统动态过程的 。二、选择题(每题 2 分,共20分)1、关于传递函数,错误的说法是 ( )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 ( )。A 、增加积分环节B 、提高系统的开环增益KC 、增加微分环节D 、引入扰动补偿3、高阶系统的主导闭

8、环极点越靠近虚轴,则系统的 ( ) 。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、已知系统的开环传递函数为50(21)(5)s s +,则该系统的开环增益为 ( )。A 、 50B 、25C 、10D 、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0D 、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 、超调%B 、稳态误差ss eC 、调整时间s tD 、峰值时间p t 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( ) A 、(2)(

9、1)K s s s -+ B 、(1)(5K s s s +-+) C 、2(1)K s s s +- D 、(1)(2)K s s s -8、若系统增加合适的开环零点,则下列说法不正确的是 ( )。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 、稳态精度B 、稳定裕度C 、抗干扰性能D 、快速性 10、下列系统中属于不稳定的系统是( )。A 、闭环极点为1,212s j =-的系统B 、闭环特征方程为2210s s +=的系统C 、阶跃响应为0.4(

10、)20(1)t c t e -=+的系统D 、脉冲响应为0.4()8t h t e =的系统三、(8分)写出下图所示系统的传递函数()()C s R s (结构图化简,梅逊公式均可)。四、(共20分)设系统闭环传递函数 22()1()()21C s s R s T s Ts =+,试求: 1、0.2=;s T 08.0=; 0.8=;s T 08.0=时单位阶跃响应的超调量%、调节时间s t 及峰值时间p t 。(7分)2、4.0=;s T 04.0=和4.0=;s T 16.0=时单位阶跃响应的超调量%、调节时间s t 和峰值时间p t 。(7分)3、根据计算结果,讨论参数、T 对阶跃响应的

11、影响。(6分)五、(共15分)已知某单位反馈系统的开环传递函数为(1)()()(3)r K s G S H S s s +=-,试: 1、绘制该系统以根轨迹增益K r 为变量的根轨迹(求出:分离点、与虚轴的交点等);(8分)2、求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K 的取值范围。(7分)六、(共22分)已知反馈系统的开环传递函数为()()(1)KG s H s s s =+ ,试:1、用奈奎斯特判据判断系统的稳定性;(10分)2、若给定输入r(t) = 2t +2时,要求系统的稳态误差为0.25,问开环增益K 应取何值。 (7分)3、求系统满足上面要求的相角裕度。(5分)试题三一、填空题(每空

12、1 分,共20分)1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面,即: 、快速性和 。2、控制系统的 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 。3、在经典控制理论中,可采用 、根轨迹法或 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 和 , 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 ,横坐标为 。6、奈奎斯特稳定判据中,Z = P - R ,其中P 是指 ,Z 是指 ,R 指 。7、在二阶系统的单位阶跃响应图中,s t 定义为 。%是 。 8、PI 控制规律的时域表达式是 。P I D 控制规律的传递函数表达式是 。 9、设系

13、统的开环传递函数为12(1)(1)Ks T s T s +,则其开环幅频特性为 ,相频特性为 。二、判断选择题(每题2分,共 16分)1、关于线性系统稳态误差,正确的说法是:( )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20()lim 1()()ss s s R s e G s H s =+;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

14、系统。 3、若某负反馈控制系统的开环传递函数为5(1)s s +,则该系统的闭环特征方程为 ( )。A 、(1)0s s +=B 、 (1)50s s +=C 、(1)10s s +=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 ( )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 、 *(2)(1)