2013年9月份考试自动控制原理三次综合作业

2013年9月份考试自动控制原理第一次作业

一、单项选择题（本大题共30分，共 10 小题，每小题 3 分） 1. 将系统的输出以一定的方式返回到系统的输入端并共同作用于系统的过程，称为（ D）。 A. 计算 B. 顺馈 C. 比较 D. 反馈

2. 微分环节的对数幅频曲线为过点(1，j0)的直线，其斜率为（B ）。 A. -20dB／dec B. 20dB／dec C. -40dB／dec D. 40dB／dec

3. 劳斯阵列第一列元素符号改变次数就是特征方程中所包含的（A ）数目。 A. 右根 B. 左根 C. 0根 D. 实根

4. 二阶系统的阻尼比 ζ=0.5, 无阻尼固有频率为 ωn ，则系统的阻尼自然频率 ωd 为 （D ） 。 A.

B. C.

D.

5. Bode 图稳定判据为：系统稳定的充要条件是在Bode图的L( w )>0dB 的范围内，开环对数相频特性曲线φ(ω)在( A)线上正负穿越次数之差等于开环右极点数的1/2。 A. -180o B. 180o C. -90o D. 90o

6. 哪种信号是使用得最为广泛的常用输入信号。（B ） A. 单位脉冲函数 B. 单位阶跃函数 C. 单位斜坡函数 D. 单位抛物线函数

7. 已知单位反馈系统传递函数 G(s)=(s+2)/(s(s-2)(s-7))，则该系统（B ）。 A. 稳定 B. 不稳定 C. 临界稳定 D. 无法确定 8. 关于系统稳定的说法错误的是（ C）。 A. 线性系统稳定性与输入无关 B. 线性系统稳定性与系统初始状态无关 C. 非线性系统稳定性与系统初始状态无关 D. 非线性系统稳定性与系统初始状态有关 9. 极坐标图与波德图之间对应关系（B ）。

A. 极坐标图上的实轴对应于波德图上的-180°线 B. 极坐标图上的负实轴对应于波德图上的-180°线 C. 极坐标图上的正实轴对应于波德图上的-180°线 D. 极坐标图上的单位圆对应于波德图上的0分贝线 E. 极坐标图上的（-1，j0）点对应于波德图上的0分贝线 10. 线性系统与非线性系统的根本区别在于（C ）。 A. 线性系统有外加输入，非线性系统无外加输入 B. 线性系统无外加输入，非线性系统有外加输入 C. 线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理 D. 线性系统不满足迭加原理，非线性系统满足迭加原理 二、多项选择题（本大题共40分，共 10 小题，每小题 4 分） 1. 属于代数稳定性判据的有（CD ）。 A. 奈奎斯特判据 B. 波德判据 C. 胡尔维兹判据 D. 劳斯判据

2. 传递函数中的零初始条件是指（ ABCD）。 A. 当t ≤ 0时，系统输入为0 B. 当t ≤ 0时，系统输出为0

C. 当t ≤ 0时，系统输入的各阶导数为0 D. 当t ≤ 0时，系统输出的各阶导数为0

3. 控制工程主要研究并解决哪几个方面问题(ABCDE ).

A. 系统分析问题 B. 最优控制问题 C. 最优设计问题 D. 滤波与预测问题 E. 系统识别问题

4. 带宽越大，快速性与过渡过程的上升时间有何特点。 A. 快速性越好 B. 上升时间越小 C. 上升时间越大 D. 快速性越差

5. 关于负阻尼系统说法正确的是（ ACD）。 A. 表示系统对能量的补充 B. 表示系统对能量的消耗 C. 单位阶跃响应发散 D. 不稳定系统

6. 选取输入信号应当考虑以下几个方面（ ABD）。 A. 典型 B. 简单 C. 复杂

D. 能使系统在最恶劣的情况下工作

7. 以下频域性能指标中根据闭环系统来定义的是( ABCD).

A. 截止频率 B. 谐振频率 C. 频带宽度 D. 谐振峰值

8. 有关系统校正，正确的说法有（ABCDE ）。

A. 所谓校正，是指在系统中增加新的环节或改变某些参数 B. 相位超前校正可以提高系统的响应速度

C. PID校正器可以有效地改善系统的瞬态性能，同时提高系统的稳定性

D. 顺馈校正主要是减少系统的误差，对系统的稳定性影响不大 E. 增大系统的增益，可能降低系统的相对稳定性 9. 以下对数幅频特性曲线是 Ⅱ 型系统的是 （CD ）

A. B.

C.

D.

10. 关于传递函数正确的说法有（ABDE ）。 A. 传递函数的分母与系统的输入无关

B. 传递函数分母中s的阶次不小于分子中s的阶次 C. 传递函数是无量纲的

D. 不同物理类型的系统，可以具有相同形式的传递函数

E. 在零初始条件下，系统输出的拉氏变换取决于输入和其传递函数 三、判断题（本大题共30分，共 10 小题，每小题 3 分） 1. 若ω2=10ω1，则称从ω1到ω2为10倍频程。( √)

2. 根轨迹法是由尹文斯（W.R.Evans）于1948年提出的一种求解闭环特征方程根的简便图解方法。(√)

3. 复平面上的所有零、极点是共轭的，它们到实轴上根轨迹的矢量辐角之和为零。 (√)

4. 分离点与会合点实际上是闭环特征方程的重根。(√) 5. 最小相位系统一定是稳定系统，稳定系统一定是最小相位系统。( ×)

6. 反馈校正属于并联校正，顺馈校正属于串联校正。(×)

7. 一个线性系统稳定与否取决于输入信号的形式及系统本身的结构和参数。(× )

8. 开环稳定闭环不一定是稳定的；开环不稳定闭环也不稳定。(×) 9. 若二阶系统的闭环极点是一对共轭复根，则系统超调量一定大于零。(√ )

10. 利用串联超前校正可以同时改善系统的超调量和调节时间。(√ ) 2013年9月份考试自动控制原理第二次作业

一、单项选择题（本大题共30分，共 10 小题，每小题 3 分） 1. 与根轨迹增益有关的是（ D）。 A. 闭环零、极点与开环零点 B. 闭环零、极点与开环极点 C. 开环零、极点与闭环零点 D. 开环零、极点与闭环极点

2. 微分环节的对数幅频曲线为过点(1，j0)的直线，其斜率为（B ）。 A. -20dB／dec B. 20dB／dec C. -40dB／dec D. 40dB／dec

3. 工程上通常使 在哪个取值范围之间，使其超调不大，过渡过程较短。 （ A） A. 0.4 ～0.8 B. >1 C.

0.8 ～1 D. 0 ～0.4

4. 二阶系统的阻尼比 ζ=0.5, 无阻尼固有频率为 ωn ，则系统的阻尼自然频率 ωd 为 （D ） 。 A. B. C.

D.

5. 某环节频率特性对数相频特性图如图所示，则该环节是 (D)

A. 微分环节 B. 一阶微分环节 C. 积分环节 D. 延时环节

6. 已知单位反馈系统传递函数 G(s)=(s+2)/(s(s-2)(s-7))，则该系统（B ）。 A. 稳定 B. 不稳定 C. 临界稳定 D. 无法确定 7. 关于反馈的说法正确的是( D).

A. 反馈实质上就是信号的并联 B. 正反馈就是输入信号与反馈信号相加 C. 反馈都是人为加入的

D. 反馈是输出以不同的方式对系统产生作用

8. 关于开环传递函数 、闭环传递函数GB (s) 和辅助函数 ，F(s)=1+GK (s)三者之间的关系是 ( B)。 A. 三者的零点相同 B. GB (s) 的极点与F(s)=1+GK (s) 的零点相同 C. GB (s) 的极点与F(s)=1+GK (s) 的极点相同 D. GB (s) 的零点与F(s)=1+GK (s) 的极点相同

9. 已知某串联校正装置的传递函数为(0.2s+1)/(2.0s+1),则它是什么校正装置。（A ） A. 相位滞后 B. 相位超前 C. 相位滞后-超前 D. 顺馈

10. 已知F(s)=(s+3)/(s2+3s+2)，则其拉氏反变换为（A ） A. 2e-t-e-2t B. 2e-t+e-2t C. 12e-t-e-2t D. 12e-t+e-2t 二、多项选择题（本大题共40分，共 10 小题，每小题 4 分） 1. 属于代数稳定性判据的有（ CD）。 A. 奈奎斯特判据 B. 波德判据 C. 胡尔维兹判据

D. 劳斯判据

2. 传递函数中的零初始条件是指（ ABCD）。 A. 当t ≤ 0时，系统输入为0 B. 当t ≤ 0时，系统输出为0

C. 当t ≤ 0时，系统输入的各阶导数为0 D. 当t ≤ 0时，系统输出的各阶导数为0 3. 下列哪些可以是系统的数学模型（ ABCD）。 A. 微分方程 B. 传递函数 C. 频率特性 D. 差分方程

4. 控制工程主要研究并解决哪几个方面问题(ABCDE ). A. 系统分析问题 B. 最优控制问题 C. 最优设计问题 D. 滤波与预测问题 E. 系统识别问题 5. 欠阻尼二阶系统 A. B. C.

两者都与（BCD ） 有关。

D.

6. 以下频域性能指标中根据闭环系统来定义的是(ABCD ). A. 截止频率 B. 谐振频率 C. 频带宽度 D. 谐振峰值

7. 以下校正方案中属于串联校正的是（ ABCD）。 A. 增益调整 B. 相位超前校正 C. 相位滞后校正 D. 相位滞后—超前校正 E. 顺馈校正

8. 有关系统校正，正确的说法有（ABCDE ）。

A. 所谓校正，是指在系统中增加新的环节或改变某些参数 B. 相位超前校正可以提高系统的响应速度

C. PID校正器可以有效地改善系统的瞬态性能，同时提高系统的稳定性

D. 顺馈校正主要是减少系统的误差，对系统的稳定性影响不大 E. 增大系统的增益，可能降低系统的相对稳定性

9. 关于传递函数正确的说法有（ ABDE）。 A. 传递函数的分母与系统的输入无关

B. 传递函数分母中s的阶次不小于分子中s的阶次 C. 传递函数是无量纲的

D. 不同物理类型的系统，可以具有相同形式的传递函数

E. 在零初始条件下，系统输出的拉氏变换取决于输入和其传递函数 10. 劳斯阵列中如果某行全部元素值为零，则（ ABCD）。 A. 存在两个符号相异，绝对值相同的实根

B. 存在实部符号相异、虚部数值相同的两对共轭复根 C. 存在一对共轭纯虚根 D. 以上几种根的组合。

三、判断题（本大题共30分，共 10 小题，每小题 3 分） 1. 若ω2=10ω1，则称从ω1到ω2为10倍频程。(√)

2. 根轨迹法是由尹文斯（W.R.Evans）于1948年提出的一种求解闭环特征方程根的简便图解方法。 (√)

3. 劳斯判据为：系统稳定的充要条件是特征方程系数所组成的劳斯阵列第一列元素符号一致，则系统稳定。(√)

4. 分离点与会合点实际上是闭环特征方程的重根。 (√) 5. 最小相位系统一定是稳定系统，稳定系统一定是最小相位系统。(× )

6. 反馈校正属于并联校正，顺馈校正属于串联校正。(×) 7. 一个线性系统稳定与否取决于输入信号的形式及系统本身的结构

和参数。(×)

8. 系统的稳态误差趋于∞，说明系统是不稳定的。(× )

9. 利用串联超前校正可以同时改善系统的超调量和调节时间。(√ ) 10. 振荡环节的取值不同时极坐标图形状也不同，如图所示。 则

(√ )

2013年9月份考试自动控制原理第三次作业

一、填空题（本大题共45分，共 15 小题，每小题 3 分） 1. 校正的实质是改变系统的 ___零___ ____极点__ 分布。

2. 传递函数定义为：线性定常系统在 ___零初始条件___ 条件下，输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。

3. 系统稳定的充要条件是，其特征根的实部必须 __小于____ 零，也即是系统传递函数的极点均分布在复平面的 ___左___ 半平面。

4. 系统在外界作用下，从一定初始状态出发，经历由其内部的固有特性的动态历程，在这一过程中， ____系统__ 及其 ____输入__ 、 ____输出__ 三者之间的动态关系即为系统的动力学问题。

5. 通常将 __幅频特性____ 和 ____相频特性__ 统称为频率特性。

6. 拉氏变换存在的条件是：原函数必须满足 __狄里赫利____ 条件。

7. 在平面上，如果有一些闭环极点往左移动，则必有另外一些闭环极点向 ___右移动___ ，以保持每个闭环极点之和恒等于 ___开环极点之和___ 。这一性质可用来估计根轨迹分支的变化趋势。

8. 线性定常系统对正弦信号(谐波输入)的 ___稳态响应___ 称为频率响应。 9. 按控制系统有无反馈进行分类，控制系统分为： __开环系统____ 、 ____闭环系统__ 。

10. 时间响应由 ___瞬态响应___ 和 ___稳态响应___ 两部分组成。

11. 控制系统的三个基本要求是： ____稳定性__ 、 __快速性____ 、 ___准确性___ 。

12. 频率特性G(jω)与传递函数G(s)的关系为 ___s=jw___ 。

13. 环节有三种基本联接方式，为： _串联_____ 、 __并联____ 、 ____反馈联接__ 。

14. 二阶系统的响应特性完全由无阻尼固有频率和阻尼比 两个特征量来描述。 15. 稳态误差的定义式为 __

____ 。

二、综合题（本大题共55分，共 5 小题，每小题 11 分） 1. 化简如下方块图,并确定其传递函数。

解：

（1）

（2）

(3)传递函数为：

G2G31?G3H3?G2G3H2G1G2G3C??

G2G3R1?G?1?GH?GGH?GGGH332321231?H111?G3H3?G2G3H2G1?

2. 由实验得到的系统对数幅频特性曲线如图所示，写出其传递函数，并指出系统的型次和

组成环节。

解:

系统中包含有一个比例环节，两个惯性环节，不包含积分环节，为0型系统 201Gk=40，所以K=100 一个惯性环节转角频率为1，即

3. 设控制系统如图所示，试分析参数b的取值对系统阶跃响应调整时间的影响。

解：闭环传递函数为：

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