自动控制原理试题库20套

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自动控制原理试卷1

一、填空（每空1分，共18分）

1．自动控制系统的数学模型有 、 、 、

共4种。

2．连续控制系统稳定的充分必要条件是 。

离散控制系统稳定的充分必要条件是 。

3．某统控制系统的微分方程为：

dc(t)+0.5C(t)=2r(t)。则该系统的闭环传递函数 dtΦ(s)= ；该系统超调σ%= ；调节时间ts(Δ=2%)= 。 4．某单位反馈系统G(s)=

100(s?5)，则该系统是 阶 2s(0.1s?2)(0.02s?4) 型系统；其开环放大系数K= 。

5．已知自动控制系统L(ω)曲线为：

则该系统开环传递函数G(s)= ；

ωC= 。

L(ω)dB 40 0.1 [-20] ωC ω 6．相位滞后校正装置又称为 调节器，其校正作用是 。

7．采样器的作用是 ，某离散控制系统

(1?e?10T)（单位反馈T=0.1）当输入r(t)=t时.该系统稳态误差G(Z)?(Z?1)2(Z?e?10T)为 。 二. 1.求图示控制系统的传递函数.

R(s) G1 - - G5 求：

G4 G2 + G3 C(s) - G6 C(S)（10分） R(S)

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2.求图示系统输出C（Z）的表达式。（4分）

R（s） T G1 C（s） - T H1

G2 G3 H2

四．反馈校正系统如图所示（12分）

求：（1）Kf=0时，系统的ξ，ωn和在单位斜坡输入下的稳态误差ess. （2）若使系统ξ=0.707，kf应取何值？单位斜坡输入下ess.=？

8c(s) R(s) S(S?2)

kfs

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五.已知某系统L（ω）曲线，（12分）

（1）写出系统开环传递函数G（s） （2）求其相位裕度γ

（3）欲使该系统成为三阶最佳系统.求其K=？，γ

max=?

L(ω) 100 ω 10 25 ω c [-40]

六、已知控制系统开环频率特性曲线如图示。P为开环右极点个数。г为积分环节个数。判别系统闭环后的稳定性。（要求简单写出判别依据）（12分）

+j +j +j +1 ω=∞ +1 ω=∞ p=2 +1 [-20] ω=∞ г=2 p=0 г=3 p=0 （1） （2） （3）

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七、已知控制系统的传递函数为G0(s)?10将其教正为二阶最佳系统，求

(0.05s?1)(0.005s?1)校正装置的传递函数G0（S）。（12分）

自动控制原理试卷2

一.填空题。（10分）

1.传递函数分母多项式的根，称为系统的 2. 微分环节的传递函数为 3.并联方框图的等效传递函数等于各并联传递函数之 4.单位冲击函数信号的拉氏变换式 5.系统开环传递函数中有一个积分环节则该系统为 型系统。 6.比例环节的频率特性为 。 7. 微分环节的相角为 。 8.二阶系统的谐振峰值与 有关。 9.高阶系统的超调量跟 有关。

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10. 在零初始条件下输出量与输入量的拉氏变换之比，称该系统的传递函数。 二．试求下图的传第函数(7分)

GR - G14 + G G2C 3

三．设有一个由弹簧、物体和阻尼器组成的机械系统（如下图所示），设外作用力F（t）为输入量，位移为y（t）输出量，列写机械位移系统的微分方程（10分）

f y（t） k F（t） m

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四．系统结构如图所示，其中K=8，T=0.25。（15分）

（1） （2） （3）

Xi（s） 输入信号xi（t）=1（t），求系统的响应； 计算系统的性能指标tr、tp、ts（5%）、б

p；

若要求将系统设计成二阶最佳ξ=0.707，应如何改变K值

Ks(Ts?1)0.5 X0（t）

五．在系统的特征式为A（s）=s+2s+8s+12s+20s+16s+16=0，试判断系统的稳定性（8分）

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六． 最小相位系统的对数幅频特性如图所示。试求开环传递函数和相位裕量γ。（12分）

L(w)

-20db/dec 20

-40db/dec w 12 10 0 4 1 -60

-20

K七．某控制系统的结构如图，其中 G (s)?s(0.1s?1)(0.001s?1)。

要求设计串联校正装置，使系统具有K≥1000及υ≥４５的性能指标。（13分） Xis － X0(s)

Gc′(s) G(s)

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.

.25八．设采样控制系统饿结构如图所示，其中 G ( s ) ? ,T ? 0 s 试判断系统的稳定性。

x I (t) G(s) x 0 (t) （10分）

T X0(s) XI(s)

1s(s?4)

K九． 已知单位负反馈系统的开环传递函数为： ( s ) ? 2 2 , 试绘制K G(s?1)(s?4)

由0 ->+∞变化的闭环根轨迹图,系统稳定的K值范围。(15分)

自动控制原理试卷3

一、填空题：(每空1.5分，共15分)

1.当扰动信号进入系统破坏系统平衡时，有重新恢复平衡的能力则该系统具有 。 2.控制方式由改变输入直接控制输出，而输出对系统的控制过程没有直接影响， 叫 。

3.线性系统在零初始条件下输出量与输入量的 之比，称该系统的传递函数。 4. 积分环节的传递函数为 。

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5.单位斜坡函数信号的拉氏变换式 。 6. 系统速度误差系数Kv= 。

7.系统输出由零上升到第一次穿过稳态值所需要的时间为 。 8. 二阶欠阻尼振荡系统的峰值时间为 。 9. 二阶振荡环节的频率特性为 。 10.拉氏变换中初值定理为 。

二．设质量-弹簧-摩擦系统如下图， f为摩擦系数，k为弹簧系数，p(t)为输入量，x(t)为输出量，试确定系统的微分方程。(11分)

M

三.在无源网络中，已知R1=100kΩ,R2=1MΩ,C1=10μF,C2=1μF。试求网络的传递函数U0（s）/Ur(s),说明该网络是否等效于两个RC网络串联？(12分)

R1 R2

ur C1 C2 u0

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K四.设单位反馈控制系统的开环传递函数为 G ( s ) ? 2 确定闭环系

(s?2)(s?4)(s?6s?25)

统持续振荡时的k值。(12分)

10五.已知单位反馈控制系统的开环传递函数为 G ( s ) ? 试中T1=0.1(s),

s(1?T1s)(1?T2s)

T2=0.5(s). 输入信号为r(t)=2+0.5t,求系统的稳态误差。（11分）

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六.最小相位系统对数幅频渐进线如下，试确定系统的传递函数。(12分)

L(ω)

0 40 -20 30

20 -40

5

0 ω 100 0.1

-60 -20

1?e?t七.试求E(s)?2的z变换. (12分)

s(1?s)

K八.已知单位负反馈系统的开环传递函数为 G(s)?s(s?1)(0.5s?1)

（1） 试绘制K由0→+∞变化的闭环根轨迹图；

（2） 用根轨迹法确定使系统的阶跃响应不出现超调的K值范围；

（3） 为使系统的根轨迹通过-1±j1两点，拟加入串联微分校正装置（τs+1），试确定τ的取

值。

（15分）

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自动控制原理试卷4

一。填空题（26分）

（1） 开环传递函数与闭环传递函数的区别是_______________________________

________________________________________________________________。

（2） 传递函数是指_____________________________________________________

________________________________________________________________。

（3） 频率特性是指_____________________________________________________

________________________________________________________________。

（4） 系统校正是指_____________________________________________________

________________________________________________________________。

（5） 幅值裕量是指_____________________________________________________

________________________________________________________________。

（6） 稳态误差是指_____________________________________________________

________________________________________________________________。

（7） 图a的传递函数为G(s)=________________ 。 （8） 图b中的t=______。

（9） 图c的传递函数为G(s)=________________ 。

（10） s3+5s2+8s+6=0此特征方程的根的实部小于-1时系统稳定的k值范围______。 （11） 图d的传递函数为K=__________________。 （12） 图e的ωc=________________ 。 （13） 图f为相位__________校正。

（14） 图g中的γ=________Kg=______________。

（15） 图h、i、j的稳定性一次为______、______、______。

（16） A(s)=s6=2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0则次系统是否稳定________。

（17） 开环传递G(s)=k(T1s+1)/s2(T2s+1),(T1>T2,k、T1、T2)为常数)则γmax=______。

Xi(s) ——G1(s) Xo(s) 1.3 1 0.98 C(t) G2(s) 图a 20 L(ω) — 75 L(ω) t 0.1 图b 20 10 10 L(ω) t [-20] 10 50 [-40] 1 ω ω 10 ωc ω

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Im c R1 Ui R2 Uo -0.6 -0.6 1 Re 图f Im Im 图g Im Re -1 P=3 V=0 -1 Re P=2 V=1 -1 Re P=1 V=0 图h 图i 图j 二、 判断题（每题1分，共10分）

1.拉普拉斯变换的位移定理为L[f(t-τ0)=e-sF(τ0+S) ( ) 2.在任意线性形式下L[af1(t)+bf2(t)]=aF1(s)+bF2(s) ( )

3.原函数为f(t)?coswt.则象函数F（S）=

S ( ) 22S?W4.G1(s)和G2（S）为串联连接则等效后的结构为G1s）. G2（S） ( ) 5.r(t)?1(t)则R(s)?..1 ( ) S?t26.设初始条件全部为零2X(t)?X(t)?t则X(t)?t?2(1?e7.一阶系统在单位阶跃响应下

) ( )

?p?3T ( )

8.二阶系统在单位阶跃信号作用下 当??0时系统输出为等幅振荡 ( )

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9.劳斯判拒判断系统稳定的充分必要条件是特斯方程各项系数大于零 ( ) 10.稳态误差为ess?limS.E(s) ( )

s??三.求系统的传递函数。Xo(s)/Xi(s)、Xo(s)/D(s)、E(s)/Xi(s)、E(s)/D(s)。（10分）

D(s) —

Xi(s) —E(s) G1(s) ——G2(s) G3(s) Xo(s)

四．复合控制系统结构图如下图所示，图中K1、K2、T1、T2是大于零的常数。（10分）

G (s) c Xi(s) E(s) Xo(s) K1/T1s+1 K2/s(T2s+1) _

a、 确定当闭环系统稳定时，参数K1、K2、T1、T2应满足的条件。 b、 当输入γ(t)=Vot时，选择校正装置G(s)使得系统无稳态误差。

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五．设单位负反馈的开环传递函数为G(s)=K/[s(s+1)(0.25s+1)]要求系统稳态速度误差系数Kv≥5，相角裕度γ′≥40o采用串联校正，试确定校正装置的传递函数。（10分）

六.已知F(z)=8Z3+8Z2+8Z+3判断该系统的稳定性。（10分）

as七．已知单位负反馈系统的闭环传递函数为 G(s)?2s?as?16

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五.复合控制系统结构图如下图所示，图中K1、K2、T1、T2是大于零的常数。

G (s) c Xi(s) E(s) Xo(s) K1/T1s+1 K2/s(T2s+1) _

c、 确定当闭环系统稳定时，参数K1、K2、T1、T2应满足的条件。 d、 当输入γ(t)=Vot时，选择校正装置G(s)使得系统无稳态误差。（10分）

六. 结构图如下，T=1s，求G(z)。（10分）

Xo(t) Xi(t) 1/[s(s+1)] (1—e-Ts)/s

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七. 设负反馈系统的开环传递函数为： K

G(s)?(s?1)(s?5)(s2?6s?13);试绘制K由0 ->∞变化的闭环根轨迹图。（10分）

自动控制原理试卷8

一、填空题 （每空1分，共10分）

1.线性系统在零初始条件下 的拉氏变换之比，称该系统的传递函数。 2.系统的传递函数，完全由系统的 决定，而与外界作用信号的形式无关。 3. 系统特征方程的根具有一个正根或复根有负实部时，该系统为 。 4.系统输出超过稳态值达到第一个峰值所需的时间为 。 5.由传递函数怎样得到系统的频率特性 。 6. 积分环节的频率特性为 。 7. 纯迟延环节的频率特性为 。 8.G（s）=1+Ts的幅频特性为 。

9. 高阶系统的调节时间跟 有关。 10. 幅频特性最大值与零频幅值之比为 。

二．试求下图的传递函数(7分)

HR - - 2 - G GG4 + C G123 H

1

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三． 画出下图所示电路的动态结构图(10分)

ui(t) R1 i1(t) u1(t) i2(t) C1 C2 uc(t) 四． 已知系统的单位阶跃响应为x0（t）=1-1.8e试求：（1）闭环传递函数；

?4t+0.8e

?9t。

（2）系统的阻尼比ξ和无阻尼自然振荡频率ωn； （3）系统的超调量σp和调节时间ts。 (13分)

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五． 在系统的特征式为A（s）=s+2s+8s+12s+20s+16s+16=0，试求系统的特征根。

65432(8分)

六. 最小相位系统的对数幅频特性如图所示。试求开环传递函数和相位裕量γ

L(w) 。(14分)

-40db/dec

10 0 1 -20db/dec 8 -40 w

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七．设单位反馈系统的开环传递函数系数

G(s)?Ks(s?1)(0.25s?1)为要求系统稳态速度误差

。

Ｋv≥5,相角裕度υ′≥４０，采用串联滞后校正，试确定校正装置的传递函数。(15分)

八．已知F(z)?z(z?0.5)(z?1)2求z的反变换。(8分)

九、系统方框图如下图，求

（1） 当闭环极点为s??1?3j时的K,K1值；

（2） 在上面所确定的K1值下，试绘制K由0→+∞变化的闭环根轨迹图

R(s) K2C(s) - s 1+K1s

15分） （

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/dcd.html