自动控制工程基础复习题及参考答案

中南大学网络教育课程考试（专科）复习题及参考答案

自动控制工程基础

一、单项选择题：

1. 某二阶系统阻尼比为0，则系统阶跃响应为 [ ]

A. 发散振荡 B. 单调衰减 C. 衰减振荡 D. 等幅振荡

K2． 一阶系统G(s)=的时间常数T越小，则系统的输出响应达到稳态值的时间

Ts+1[ ]

A．越长 B．越短 C．不变 D．不定 3. 传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？ [ ]

A.输入信号 B.初始条件 C.系统的结构参数 D.输入信号和初始条件

4．惯性环节的相频特性?(?)，当???时，其相位移?(?)为 [ ]

A．-270° B．-180° C．-90° D．0° 5．设积分环节的传递函数为G(s)=

A.

1，则其频率特性幅值M(?)= [ ] sKK B. 2

??11C. D. 2

??6. 有一线性系统，其输入分别为u1(t)和u2(t)时，输出分别为y1(t)和y2(t)。当输入为a1u1(t)+a2u2(t)时(a1,a2为常数)，输出应为 [ ]

A. a1y1(t)+y2(t) B. a1y1(t)+a2y2(t) C. a1y1(t)-a2y2(t) D. y1(t)+a2y2(t)

7．拉氏变换将时间函数变换成 [ ]

A．正弦函数 B．单位阶跃函数 C．单位脉冲函数 D．复变函数

8．二阶系统当0

A.增加 B.减小 C.不变 D.不定

9．线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下 [ ]

A．系统输出信号与输入信号之比 B．系统输入信号与输出信号之比

C．系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 D．系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比

10．余弦函数cos?t的拉氏变换是 [ ]

?1A. B.2

s??2s?? 1

s??s??11. 微分环节的频率特性相位移θ(ω)= [ ]

A. 90° B. -90° C. 0° D. -180°

12. II型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为 [ ]

A. -40(dB/dec) B. -20(dB/dec) C. 0(dB/dec) D. +20(dB/dec) 13．令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的 [ ]

A．代数方程 B．特征方程 C．差分方程 D．状态方程

14. 主导极点的特点是 [ ]

A.距离实轴很远 B.距离实轴很近 C.距离虚轴很远 D.距离虚轴很近

15．采用负反馈连接时，如前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则其等效传递函数为 [ ]

1G(s)A． B．

1?G(s)1?G(s)H(s)G(s)G(s)C． D．

1?G(s)H(s)1?G(s)H(s)

二、填空题：

C.

s22 D.

122

1．线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为__ __。

2．积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为__ __dB／dec。

3．对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、__快速性__和准确性。。 4．单位阶跃函数1（t）的拉氏变换为 。 5．二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为 。

6．当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是__ __时，系统是稳定的。 7．系统输出量的实际值与_ __之间的偏差称为误差。 8．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差ess=__ ___。

9．设系统的频率特性为G(j?)?R(j?)?jI(?)，则I(?)称为 。 10. 用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是_ _。

11.线性控制系统最重要的特性是可以应用___ __原理，而非线性控制系统则不能。 12.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和__ _连接。

13.分析稳态误差时，将系统分为0型系统、I型系统、II型系统…，这是按开环传递函数的__ __环节数来分类的。

14.用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标图示法和__ _图示法。 15. 决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和_ 。

2

三、设单位负反馈系统的开环传递函数为 Gk(s)?25

s(s?6)求（1）系统的阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn；

（2）系统的峰值时间tp、超调量σ％、 调整时间tS(△=0.05)；

四、设单位反馈系统的开环传递函数为

GK(s)?16s(s?4)（1）求系统的阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn；

（2）求系统的上升时间tp、 超调量σ％、 调整时间tS(△=0.02)；。

五、某系统如下图所示，试求其无阻尼自然频率ωn，阻尼比ζ，超调量σ％，峰值时间调整时间

tp，

ts(△=0.02)。

六、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下： GK(s)?20(s?1)

s(s?2)(s2?2s?2)求：(1) 试确定系统的型次v和开环增益K；

（2）试求输入为r(t)?1?2t时，系统的稳态误差。

七、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下： GK(s)?100

s(s?2)求：(1) 试确定系统的型次v和开环增益K；

（2）试求输入为r(t)?1?3t?2t时，系统的稳态误差。 八、 已知单位负反馈系统的开环传递函数如下：

2 3

GK(s)?20

(0.2s?1)(0.1s?1)求：(1) 试确定系统的型次v和开环增益K；

（2）试求输入为r(t)?2?5t?2t2时，系统的稳态误差。

九、设系统特征方程为

s4?2s3?3s2?4s?5?0

试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。

十、设系统特征方程为

s4?6s3?12s2?10s?3?0

试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。

十一、设系统特征方程为

2s3?4s2?6s?1?0

试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。

十二、设系统开环传递函数如下，试绘制系统的对数幅频特性曲线。

1s10 G(s)?0.05s?1

十三、设系统开环传递函数如下，试绘制系统的对数幅频特性曲线。

G(s)?100

s(0.1s?1)(0.01s?1)

十四、设系统开环传递函数如下，试绘制系统的对数幅频特性曲线。

G?s??10?0.5s?1? 2s?0.1s?1?

十五、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。

4

十六、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。

H1

R(S) 一 G1 G2 一

H2

十七、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。

G1 G2 G3

一 H2

十八、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。

R(S) 一 R(S) G4 C(S) 十 C(S) G1 一 G2 G3 C(S) H1 5

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