河南科技大学自动控制原理期末试卷

中南大学考试试卷（A）答案

自动控制理论 课程 64 学时 4 学分 考试形式：闭卷

专业年级： 自动化、电气工程、测控、智能科学、物联网等专业2011级 总分100分，占总评成绩 70 %

姓名： 班级： 学号：

第一题、是非题（15分，每题3分）

1. 经典控制理论以传递函数为基础，它主要研究 单输入-单输出、线性定常系统的分析和设计问题；而现代控制理论则以状态空间法为基础，它主要研究具有高性能、高精度的多变量、变参数系统的最优控制问题。 （1）对√ （2）错

2. 对对恒值控制系统来说，其分析、设计的重点是研究各种扰动对被控对象的影响以及抗扰动的措施。而随动系统分析、设计的重点则是研究被控量跟随未知输入信号的快速性和准确性。

（1）对√ （2）错

3. 对于一个线性系统来说，两个输入信号同时加于系统所产生的总输出，等于这两个输入信号单独作用时分别

中南大学自动控制原理期末试卷

一、填空题（每空 1 分，共20分）

1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即： 、快速性和 。 2、控制系统的 称为传递函数。一阶系统传函标准形式是 ，二阶系统传函标准形式是 。

3、在经典控制理论中，可采用 、根轨迹法或 等方法判断线性控制系统稳定性。

4、控制系统的数学模型，取决于系统 和 , 与外作用及初始条件无关。 5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为 ，横坐标为 。 6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P是指 ，Z是指 ，R指 。 7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，ts定义为 。?%是 。 8、PI控制规律的时域表达式是

二○一三～二○一四学年第 一 学期

信息科学与工程学院

课程设计报告书

课程名称： 自动控制原理课程设计 班 级： 自动化1106 学 号： 姓 名： 指导教师： 熊 凌

二○一三 年 十二 月

一 题目、任务及要求

已知：某负反馈系统的开环传递函数 G?s?H?s??K，利用时域分析法，根

?s?s?s?1???1??10?轨迹法和频率分析法分析系统，并用频域法设计控制器。

一、根轨迹法

1）.绘制系统根轨迹图。

2）利用根轨迹图，求系统临界稳定时的K值。

3）应用主导极点的概念，计算ξ=1/2时，系统的超调量和调节时间。

二、时域分析法

1）.利用劳斯判据，判断K的稳定域。

2）计算当K=5时，将此三阶系统近似为二阶系统，并计算系统的暂态特性指标，超调量，调节时间。

3）当输入为单位斜坡信号时，计算系统的稳态误差。

三、频域分析法

1） 当K=5时，绘制系统开环幅相特性，应用奈氏判据判定系统的稳定性。

2） 当K=5时，绘制系统对数频率特性曲线，并计算相应裕量和增益裕量，并根据相

自动控制原理1

一、 单项选择题（每小题1分，共20分）

1. 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（ c ）

A.系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计 2. 惯性环节和积分环节的频率特性在（ d）上相等。

A.幅频特性的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D.穿越频率

3. 通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（ d ） A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件 4. ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（a ）

A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线

5. 当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（ d ）

A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节

6. 若系统的开环传 递函数为

10，则它的开环增益为（c ）

s(5s?2)A.1 B.2 C.

自动

自测题（a）

一、 填空题（３０分）（其余每大题１０分）

１、自动控制系统的两种基本形式是 控制和 控制。 ２、闭环控制优点有 和 。 ３、在控制系统分析中对非线性系统在一定的条件下可近似

为 来分析。

４、系统的输出量不仅与 有关还与 特性有关。 ５、频率分析法适用于 系统。

６、根轨迹起点由系统的 决定，终点由 决定。

二、求f(t)之拉氏变换，设f(t)＝Sin(5t+)。

??

三、应用等效变换法化简系统结构图。

四、 如图所示电路系统当输入u1(t)=1(t)时， 5K 求u2(t)和系统的调节时间ts(Δ=±2%)

+ U1(t) - +

1μ

R A B C + X C

+ + - X U2(t)

5K -

五、 设系统的开环传递函数Go(s) =

试用劳斯判据判别其稳定性。 9s?200 2s(s?20)

六、 设系统传递函数，

G(s)=1S ，试画出其波特图。 七、

自动控制原理1

一、 单项选择题（每小题1分，共20分）

1. 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（ c ）

A.系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计 2. 惯性环节和积分环节的频率特性在（ d）上相等。

A.幅频特性的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D.穿越频率

3. 通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（ d ） A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件 4. ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（a ）

A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线

5. 当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（ d ）

A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节

6. 若系统的开环传 递函数为

10，则它的开环增益为（c ）

s(5s?2)A.1 B.2 C.

自动控制原理1

一、 单项选择题（每小题1分，共20分）

1. 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（ c ）

A.系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计 2. 惯性环节和积分环节的频率特性在（ d）上相等。

A.幅频特性的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D.穿越频率

3. 通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（ d ） A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件 4. ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（a ）

A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线

5. 当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（ d ）

A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节

6. 若系统的开环传 递函数为

10，则它的开环增益为（c ）

s(5s?2)A.1 B.2 C.

原题

1号车和2号车汽车的最高车速分别是v1和v2，且v1>>v2。现用1号车牵引2号车行驶，且车速达到v1，问2号车传动系中的那些零部件会出现危险的工作状态？为什么？ 答：被拖动的2号车在被拖动期间变速器必在空挡位置，所以被拖动时驱动轮的转动会沿车轮，半轴，差速器，主减速器传动轴传到变速箱，变速箱再往前则无旋转运动。被拖旋转件中经主减速器传到传动轴和变速器的转速会大幅度提高，由于V1>>V2,所以2号车传动轴必然以远高于设计转速进行旋转，必然会超出设计时的临界转速，将造成损坏，其他所有元件对转速提高而转矩扔在原设计范围内的负荷来说不会造成损坏，只是降低疲劳寿命。

对钳盘式制动器制动钳在轴上安装有那几种形式，画图分析各自有什么特点 答：钳盘式制动器制动钳的安装方式可以在车轴之前和车轴之后，制动钳位于轴后，能使制动时轮毂轴承的合成载荷F减小，制动钳位于轴前，则可避免轮胎向钳内甩溅泥污

什么是转向器传动副传动间隙特性，合理的传动间隙特性是什么？ 答：间隙特性：转向器中传动间隙随转向盘转角φ的大小不同而改变

合理间隙特性：转向器离开中间位置后逐渐加大的形状

因为：中间及其附近位置磨损较快，若直线行驶时，有传动间隙，一旦转向轮受到侧向力，会偏离汽车行

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第 1 页，共 65 页

目录

2018年北京科技大学自动化学院851自动控制原理考研核心题库（一） (2)

2018年北京科技大学自动化学院851自动控制原理考研核心题库（二） (15)

2018年北京科技大学自动化学院851自动控制原理考研核心题库（三） (28)

2018年北京科技大学自动化学院851自动控制原理考研核心题库（四） (41)

2018年北京科技大学自动化学院851自动控制原理考研核心题库（五） (54)

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第 2 页，共 65 页 2018年北京科技大学自动化学院851自动控制原理考研核心题库（一）

说明：本套核心题库按照考试大纲、历年真题、指定参考书等结合考试侧重点和难度，精心整理编写。核心题库更突出针对性和实战性，考研冲刺必备资料。

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一、综合题

1． 判断如图1所示各系统是否稳定，并判断与的交点是否为自振点。

图1

【答案】（1）先将图1中各图的稳定区标出来，如图2所示。

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第

3 页，共 65 页

图2 （2）按图示各种情况，分别说明：

xxx学院考试试卷

2013 - 2014 学年 第二学期 （B卷）

学院 专业 《自动控制原理》试卷

班级 学号 姓名 一、填空题（本大题10空 ,每空2分,共20分 ）

1.已知系统开环传递函数为G(s)?K(3?2s)，则该系统静态位置、速度、

s(s?1)(s?2)加速度误差分别为 ， ， 。

2.若控制系统频域指标剪切频率增大，则意味着该控制系统的调节速度 ；若频域指标相角裕量增大，则意味着该控制系统的超调量 。

3．奈奎斯特稳定判据中，Z=P-N ，其中P是指 ，Z是指 ，N是指 。

4．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 。

5．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