2014春12H《自动控制原理》期末试卷A

xxx学院考试试卷

2013 - 2014 学年 第二学期 （A卷）

xxx 学院 xxx专业 《自动控制原理》试卷

班级 学号 姓名 一、填空题（本大题20空 ,每空1分,共20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 。

3．系统瞬态响应的基本特征主要取决于系统 在s复平面上的位置，而在整个响应过程中起主要的决定性作用的是 。 4．某反馈控制的特征函数F(s)?1?G(s)H(s)?(1?0.1s)(1?0.5s)则该系统的

(1?0.2s)(1?5s)开环极点为 ，闭环极点为 。 5．如图1所示系统中，当输入信号r(t)?4时，系统稳态误差为 ；当输入信号r(t)?4t时，系统稳态误差为 。

图1

??t1?e6．已知单位反馈系统的单位阶跃响应为 ，则单位脉冲响应为 ，

闭环传递函数为 。

1

7．已知系统的传递函数为

K

，其幅频特性G(j?)应为 ，相频特TS?1

性?G(j?)为 。

8．对于最小相位系统，开环对数幅频特性的低频段决定了系统的 性能；中频段决定了系统的 性能；高频区决定了系统 性能。 9．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 。

10．设某最小相位系统的相频特性为?(?)?tg?1(5?)?900?tg?1(3?)，则该系统的开环传递函数为 。

二、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20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

s2R(s)B、稳态误差计算的通用公式是ess?lim

s?01?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．系统特征方程为 D(s)?s3?2s2?3s?6?0，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Z?2 3．对于以下情况应绘制180°根轨迹的是( )

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

2

4. 若某系统的Bode图已知，其低频处的幅频特性是一条斜率为-20dB/dec的直线，且当??1时幅值为20dB，相频?(0)??90?，则该系统（ ） A、是0型系统，开环放大倍数为10 B、是I型系统，开环放大倍数为10 C、是0型系统，开环放大倍数为10 D、是I型系统，开环放大倍数为10

5．高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，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 6．已知系统的开环传递函数为

100，则该系统的开环增益为 ( )

(2s?1)(s?5)A、 50 B、100 C、20 D、5 7．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 8．已知开环幅频特性如图2所示， 则图中不稳定的系统是( )

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

?9．若某最小相位系统的相角裕度??0，则下列说法正确的是 ( )

3

A、不稳定 B、只有当幅值裕度kg?1时才稳定 C、稳定 D、不能判用相角裕度判断系统的稳定性 10．若某串联校正装置的传递函数为

100s?1，则该校正装置属于( )

10s?1A、超前校正 B、滞后校正 C、滞后-超前校正 D、不能判断

三、判断题 (对划“√”，错划“×”，本大题共5小题 ,每小题2分，共10分)

1．二阶系统的阻尼比越大，超调量变大，响应的平稳性变差，快速性变好。( ) 2．在根轨迹图中，只要有一支根轨迹全部在s平面的右半平面，闭环系统就一定不稳定。 ( )

3.系统闭环特征根远离虚轴，动态过程将具有较大的超调或响应速度过慢，可能导致系统不稳定。（ ）

4．对于线性定常的负反馈控制系统，它的传递函数与外输入信号无关。（ ） 5．从滤波器的角度看，PD控制器是低通滤波器，它属于超前校正。 （ ） 四、作图分析题 (本大题共2小题 ,每小题10分，共20分) 1.已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)H(s)?5，要求：

s(0.1s?1)(0.4s?1)1）绘制概略开环幅相曲线（要求确定起点，终点，与实轴的交点）； 2）确定系统的幅值裕度。

2．已知某系统的开环传递函数为G(s)H(s)?K，

s(s?1)(s?2)1）画出以K为参数的闭环系统根轨迹图；(要求写出基本规则) 2）求出使系统稳定的K值范围。

4

五、计算题 (本大题共3小题 , 每小题10分，共30分)

1、已知控制系统的结构图如图3所示，单位阶跃响应的超调量?p?9.5%，峰值时间tp?1s，试求：

1）根据已知性能确定参数k和?；

2）计算输入信号为r(t)?1.5t时的稳态误差。

R(s) - K - 10 s(s?1)C(s) ?s

图3

2．试用梅逊公式求如图4所示控制系统的传递函数

C(s)。 R(s)

图4

5

3. 已知某单位负反馈最小相位系统的对数幅频特性曲线如图5所示，试: 1）写出该系统的开环传递函数；

2）求该系统的剪切频率?c和相位裕量?。

图5

6

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