自动控制原理试题及答案(9)

课程教学

大纲编号： 100102

课程名称： 自动控制原理 学分 4.5 试卷编号：100102033 考试方式： 闭卷考试 考试时间： 120 分钟 满分分值： 100 组卷年月： 2000/5 组卷教师： 向峥嵘 审定教师； 陈庆伟

一．（13分）简答题

1. 2.

试举一例负反馈控制的基本原理。（要求画出方框图） 写出PID控制律的数学表达式；

3. 系统的开环对数幅频率特性的中频段反映了控制系统的什么性能？通常应如何设置？

4. 为什么要建系统的数学模型？常用的系统数学模型有哪些？（至少三种）。

二．（10分）选择题

1．线性系统的传递函数与系统的（ ）有关；

（1） 输入及输出； （2）输入； （3）结构； （4）输入及结构。

2．开环稳定的系统，其闭环（ ），开环不稳定的系统，其闭环（ ）；

（1） 不一定稳定； （2）不一定不稳定； （3）一定稳定； （4）一定不稳定； 3．传递函数中s的量纲为（ ）； （1）秒； （2）无量纲； （3）秒?1 （4）与具体的物理元件有关； 4．静态误差系数描述了系统 稳态误差的大小，动态误差系数描述了系统动态过程误差大小，该说法（ ）。

（1）正确； （2）不正确； （3）不一定正确；

5．当???时，各型系统的幅相曲线均趋于零，从第几象限趋于零取决于（ ）； （1）分母的阶次； （2）分子的阶次；

（2） 分母与分子的阶次和； （4）分母与分子的阶次和。

6．两个二阶系统系统的超调量相等，则此两个系统具有相同的（ ）； (1)?n(2)?(3)k(4)?d

7．系统的幅频特性和相频特性取决于（ ）；

（1）系统的输入； （2）系统本身的结构和参数； （3）系统的输出； （4）初始条件。

8．一阶系统的时间常数越大，系统（ ）； （1）响应速度越快； （2）精确度越高； （3）响应速度越慢； （4）精确度越低。 9．已知系统的传递函数为 G(s)?e?0.2ss，其相频特性G(j?)为（ ）

(4)?90??? (1)?90??0.2?(2)?90??0.2?(3)90??0.2?

三．（5分）

如图所示系统，试画出其方框图，并求出传递函数。

四．（5分）

利用梅逊公式求图示系统的传递函数。

五．（10分）

设某控制系统的方框图如图所示，试确定磁铁单位阶跃响应的超调量?%?30%，调整时间ts(2%)?1.8s时的参数k及?的值。

六．（8分）

如图系统为稳定的反馈控制系统，当给定量为r(t)?a1(t)?bt?t2时，求系统的稳态误差，若要求稳态误差为零，应如何考虑系统的改善。

c2七．（10分）

某系统结构如图所示：

1. 为使系统满足稳定要求，k1应满足什么条件；

2. 若k2?1,T2?0.1,T1?0.1,??0.1 试分别判断当k1?0和k1?20时系统的稳定性。

八．（12分）

已知单位负反馈控制系统的开环传递函数G(s)?2.6，作以 T为参量的

s(1?0.1s)(1?Ts)根轨迹图（ 0?T??），并分析T值对系统稳定性的影响。

九．（6分）

设某系统的开环传递函数为G(s)H(s)?k(?s?1)s(1?Ts)2，其中k?0,T?0,??0，试画出

T??及T??两种情况时频率特性的极坐标图，并判别闭环系统的稳定性。

十．（6分）

对于图示RC电路，求该电路的传递函数和频率特性；当输入Ui(t)?2sin5t时，求

电路的稳态输出U0(t)，图中R1?50k?R2?50k?C?2?f。

十一．（15分）

单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)?2500k，若要使系统的速度误差系数

s(s?25)kv?100秒?1，相位裕量??45?，试确定系统的校正装置。

课程名称： 自动控制原理 学分 4.5 教学大纲编号： 100102

试卷编号：100102033 考试方式： 闭卷考试 满分分值 100 考试时间： 120 分钟 一．（13分） 二．（10分）

1． 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. (3) ; (1) (2); (3); (2); (4) ; (2) (2); (3); (2) 三.(5分)

Uc(s)1?Ur(s)TcTLs2?Tcs?1Tc?RC,TL?LR

四.(5分)

G1G2G3?G1G4C(s)? R(s)1?G1G2G3?G1G2H1?G2G3H2?G1G4?G4H2五.(10分)

k?38.75六．（8分）

??0.115

b???? k改善：应考虑III型系统，可配零点保证系统的稳定性。 七．（10分）

I型系统，ess?0?(1)0?k1?(T1??T1k2?T2)(1??k2)

T1T2k2（2）k1?10时，系统稳定，k1?20时，系统不稳定。 八．（12分）

0.1s2?s?2.611 以为参量的根轨迹方程()??1

Ts2(1?0.1s)T 零点：?5?j1

极点：0,0,?10 实轴轨迹：(??,?10] 终止角：?78.7?

无论T为何值，只要取值范围0?T??内均是稳定的。

九．（6分）

不稳定，

稳定， 十．（6分）

G(s)?

U0(s)0.1s?Ui(s)0.2s?11sin5(t?45?)G(s)?0.1j?0.2j??1

2十一．（15分）

U0(t)? 串联超前校正 G(s)?0.02s6?1 （答案不唯一）。

0.010s6?1

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