电子科技大学自动控制原理试题1、2、3

自动

自测题（a）

一、 填空题（３０分）（其余每大题１０分）

１、自动控制系统的两种基本形式是 控制和 控制。 ２、闭环控制优点有 和 。 ３、在控制系统分析中对非线性系统在一定的条件下可近似

为 来分析。

４、系统的输出量不仅与 有关还与 特性有关。 ５、频率分析法适用于 系统。

６、根轨迹起点由系统的 决定，终点由 决定。

二、求f(t)之拉氏变换，设f(t)＝Sin(5t+)。

??

三、应用等效变换法化简系统结构图。

四、 如图所示电路系统当输入u1(t)=1(t)时， 5K 求u2(t)和系统的调节时间ts(Δ=±2%)

+ U1(t) - +

1μ

R A B C + X C

+ + - X U2(t)

5K -

五、 设系统的开环传递函数Go(s) =

试用劳斯判据判别其稳定性。 9s?200 2s(s?20)

六、 设系统传递函数，

G(s)=1S ，试画出其波特图。 七、 设系统的幅频波特图如下，求其传递函数。

+20db/dec

ω

1 20

八、 设系统开环传递函数 试绘出其根轨迹草图。

G(s)=

K(S?2)S2?2S?10 自测题（a）答案

一、 １（开环），（闭环）

２（跟踪误差小），（抑制干扰能力强） ３（线性系统） ４（输入），（系统） ５（线性定常）

６（开环极点），（开环零点） 二、 解：f(t)=Sin5tCos+Cos5tSin= ∴F(s)= 三、 解

A?B 1?BC?4?422Sin5t+Cos5t 222S?5

2S2?25R C

四、 解：

U2(S)1S=1- U2(s)=?U1(s)

S2(S?100)U1(S)1 u2(t)=1(t)-2e

-100t

ts==0.04s

4T五、 解：劳斯表：S3 1 9

S2 20 200 系统不稳定

S1 -1 S0 200

六、 解：G(s)= , 为积分环节。

L（dB） 0 -20 φ 0 -90° ω

1 10 1Sω -20dB/dec

七、 解：系统由一个微分环节和一个惯性环节构成。

G(s)=

KS Kω1=1。 1?TSω1=1 ，K=1 ，ω2=20 ， T=G(s)=

20S S?201?2=0.05

八、 解：⑴二条根轨迹起点-P1=-1+j3，-P2=-1-j3 终点：-j1=-2,-j2=∞ ⑵实轴上根轨迹???,?2? ⑶会合点坐标d=-5.15，会合角θ=±90o ⑷出射角θc1=-162o , θc2=162o

-P1 θd -5 -3 -j1 c1 -P2

自动控制原理

自测题(b)

一、 填空题（30分）（其余每大题10分）

1、开环控制系统的优点有 ， ， ，

。

2、闭环控制系统又称 系统。

3、系统的传递函数决定于 特性，而与 无关。 4、系统的稳定性能指标是 。

5、频率分析法通常使用的作图方法有 图和 图。 二、 应用拉氏变换求介微分方程（零初始条件）

2f″(t)+7f′(t)+5f(t)=1

三、 用等效变换法化简系统结构图 R + - C

X A B C + X +

四、 设系统的传递函数G(s)=

10K?1

0.2S?1?10K要求该系统调节时间ts=0.06S,(Δ=±5%) 问系统参数K=?

五、 设系统开环传递函数G0(s)=198S?866.25 22S(S?12S?69)试用劳斯判据判别其稳定性。

六、 设系统传递函数G(s)=11?S

，试画波特图。 七、 设系统的幅频波特图，如下求其传递函数。

L(ω) -20dB/dec ω

10 31.6 -40dB/dec

八、 设系统开环传递函数G0(s)=试绘其根轨迹草图。

KS

S2?2S?10

自测题(b)答案

一、 1（结构简单），（维护容易），（成本低），（无稳定性问题）

2（反馈控制） 3（系统自身），（输入） 4（稳态误差）

5（极坐标），（对数坐标） 二、 解：2S2F(S)+7SF(S)+5F(S)=1/S F(S)=

1141=-+ 25S15(2S?5)3(S?1)S(2S?7S?5)1513 f(t)=-三、 解

e

-t

+

215e

-2.5t

R A?B 1?C(A?B)C

四、 解：G(s)=

10.2 , ×3=0.06 , K=0.9 0.21?10K1?S1?10K五、 解：劳斯表 S4 1 69 866.25 S3

12 198

S2 52.5 866.25 S1 0 S0 866.25 系统为临界稳定

六、 解：G(jω)=

L(ω) 0 -0.1 1 1 1?j?ω

10 -20dB/dec Φ(ω) 0 -45° -90° ω

七、解：由积分环节 G(S)=

K1 和一阶惯性环节 组成 S1?TS1K100 K=100 T= G(S)=

10S(!?TS)S(1?0.1S)八、解：⑴起点-P1=-1+j3, -P2=-1-j3 ⑵终点 –Z1=0, -Z2=∞ ⑶实轴上根轨迹???,0?

⑷会合点d=-3.16,会合角θ=±90o ⑸出射角θc1=-162o,θc1=162o

3 θc1 2 1 -3 -1 0 d -5 θc2

自动控制原理

自测题(c)

一、 填空题：（30分）（其余每大题10分）

1、开环控制系统的缺点有 和 。 2、自动控制分类有恒值控制系统和 系统，非线性系统和 系统，连续时间系统和 系统，及单输入-单输出系统和 系统。

3、自动控制理论发展可分为 控制论、 控制论和 控制论三个阶段。

4、开环传递函数，当m

三、 应用梅逊公式求系统的传递函数。

C

R X G1 G2 + X + + -

四、 设系统闭环特征方程为0.02S+0.3S+S+K=0 试用劳斯判据求K的稳定域。

3

2

五、 设系统开环传递函数G0(S)=

100

S(S?1)(4S?1)2

试求当r(t) 分别为⑴1(t),⑵2t,⑶t 时ess=? 。

六、 设 G(s)=s 试画出其波特图。

七、 设系统幅频波特图如下，试求其传递函数。

-2-1 1 3 -3

八、 设系统的开环传递函数G0(S)=试画出根轨迹草图。

Kg

(S?1)(S?0.5)(S?0.2)10 ω

自测题(c)答案

一、 1（对元件精度要求高），（抗干扰能力差）

2（随动控制），（线性），（离散时间），（多输入-多输出） 3（经曲），（现代），（智能） 4（无穷远）

二、 解：f(t)=2-2Cost ,F(s)=-2S2S2= 22S?1S(S?1)三、 解：P1=G1 ,P2=G2 ,L1=-G2 ,Δ=1+G2 ,Δ1=1 ,Δ2=1 G(s)=??iPi?=

G1?G2 1?G2四、 解：劳斯表

S 1 50 稳定条件50K>0 ,50-S 15 50K 得0

S 50-0123

10K>0 310K 3 S 50K

五、 解：⑴r(t)=1(t) ,ess=

1 Kp=∞ ,ss=0 1?Kpe

⑵r(t)=2t ,Kv=100 , ess=2/Kv=0.02 ⑶r(t)=t ,Ka=0 , ess=2/Ka=∞

2

六、 解：G(jω)=jω

L(ω) 0 φ 90o 0 20dB/dec 1 ω

ω

七、 解：G(s)= 20lg

K01??S? T1=1 , T2=0.1 S2(1?T2S)2K033(1?S)=20lg K0=3 G(s)=2 211S(1?0.1S)八、解：⑴-P1=-0.2 ,-P2=-0.5 ,-P3=-1 ⑵Z=∞（终点）

⑶实轴上根轨迹???,?1? ,??0.5,?0.2? ⑷分离点d=-0.33 分离角±90o ⑸渐近线坐标σ=-0.57 ,θ=±60o ⑹虚轴交点ω1,2=±0.89

1 0.89 0.6 σ -1 -0.6 d -0.2 0.2 -0.89

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