自动控制原理试题精选题解

1

第三章

3－3 已知各系统的脉冲响应，试求系统的闭环传递函数()s Φ：

()()1.253(1)()0.0125;

(2)()510sin 445;(3)()0.11t t k t e k t t t k t e

--==++=-

解答：

（1） []0.0125()() 1.25s L k t s Φ==

+

（2） [

]

)222223222()()5sin 4cos 4544

4511616116s L k t L t t t s s s s s s s ??Φ==++????

?=++?++???++ ???

=

??+ ??? （3）

[]()111()()0.1110313s L k t s s s s ??

??Φ==-=??+??+?

? 3-4 已知二阶系统的单位阶跃响应为)6.1sin(5

.1210)(1.532.1?-+-=t t h e t 试求系统的超调量σ%，峰值时间t p 和调节时间 t s

. 解答：因为0<ξ<1，所以系统是欠阻尼状态。阻尼比ξ=cos(1.53?)=0.6，自然频率26.0/2.1==w n ，

阻尼振荡频率w d =6.16.01212=-?=-=ξw

w n d 1． 峰值时间t p 的计算96.16.1==

=ππw

t d p 2． 调节时间t s 的计算9.226.05.35.3=?=

=w t n s

**学院课程考试专用

**学院 **系 级 电子专业 （本）科

学年 第1学期

《自动控制理论》试卷 B

（试卷共6页，答题时间120分钟）

题号 得分 一 二 三 四 五 总分 统分人

） 得分 阅卷人 一、选择题（每小题 2分，共 20分。

1、在工程上,不稳定系统的过渡过程可用（ ）表示。 A、减幅振荡；B、等幅振荡；C、增幅振荡；D、单调函数。

2、说明下列奈氏图所示系统的稳定性特征：A、绝对稳定；B、绝对不稳定；C、临界稳定。

（1） （ ） （2）（ ） （3）（ ） 3、对于欠阻尼二阶系统,下列描述错误的是（ ） A、当ξ保持不变时，ωn越大，系统的超调量σ越大。 B、当ξ保持不变时，ωn越大，系统的调整时间ts越大。 C、当ωn不变时，阻尼比ξ越大，系统的调整时间ts越大。 D、当ωn不变时，阻尼比ξ越大，系统的超调量σ越小。 4、对线性定常的负反馈控制系统：（ ）

Ａ、它的传递函数与外输入信号无关。 Ｂ、它的稳定性与外输入信号无关。 Ｃ、它的稳态误差与外输入信号无关。

注：考试期间试卷不允许拆开 本试卷共6 页 第 1 页

Ｄ、

第 1 页

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

**学院课程考试专用

**学院 **系 级 电子本科，1＋3、 3＋2（专升本） 学年 第1学期

《自动控制理论》试卷 B

（试卷共6页，答题时间120分钟） 题号 得分 一 二 三 四 五 总分 统分人 复核人

得分 阅卷人 一、选择题（每小题2 分，共 20 分。请将答案 填在下面的表格内）

2 3 4 5 6 7 8 9 10 题号 答案 1 1、伯德第一定理要求穿越频率ωc附近线段 斜率应为（ ）DB/Dec。 A、―20， B、―40， C、+40， D、+20。 2、临界稳定的过渡过程可用( )表示。

A 减幅振荡，B、等幅振荡，C、增幅振荡，D、单调函数

3、伯德第一定理要求穿越频率ωc附近线段 斜率应为（ ）DB/Dec。 A、―20， B、―40， C、+40， D、+20。

4、对于欠阻尼二阶系统,下列描述错误的是（ ） A、当ξ保持不变时，ωn越大，系统的超调量σ越大。 B、当ξ保持不变时，ωn越大，系统的调整时间ts越大。 C、当ωn不变时，阻尼比ξ越大，系统的调整时间ts越大。 D、当ωn不变时，阻尼比

第一章第二章

一、单项选择题

1、适合应用传递函数描述的系统是 ( ) 。 （分数：1分） A. 单输入，单输出的线性定常系统 B. 单输入，单输出的线性时变系统 C. 单输入，单输出的定常系统 D. 非线性系统

正确答案：A

2、

采用负反馈形式连接后，则 ( )。

（分数：1分）

A. 一定能使闭环系统稳定 B. 系统动态性能一定会提高

C. 一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除 D. 需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能

正确答案：D

3、若某负反馈控制系统的开环传递函数为，则该系统的闭环特征方

程为 ( ) 。 （分数：1分）

A. s(s+1)=0 B. s(s+1)+5=0 C. s(s+1)+1=0

D. 与是否为单位反馈系统有关

正确答案：B

4、关于传递函数，错误的说法是 ( ) 。 （分数：1分） A. 传递函数只适用于线性定常系统；

B. 传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响； C. 传递函数一般是为复变量s的真分式； D. 闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性

正确答案：B

5、

非单位负反馈系统，

试卷一

一、填空题（每空 1 分，共15分）

1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过值进行的。

2、复合控制有两种基本形式：即按前馈复合控制。

3、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为G(s)，则G(s)为 （用G1(s)与G2(s) 表示）。

4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 则无阻尼自然频率 n ， 阻尼比 ，

该系统的特征方程为 ， 该系统的单位阶跃响应曲线为 。

5、若某系统的单位脉冲响应为g(t) 10e 0.2t 5e 0.5t， 则该系统的传递函数G(s)为

6、根轨迹起始于终止于 7、设某最小相位系统的相频特性为 ( ) tg 1( ) 900 tg 1(T )，则该系统的开环传递函数为 。

8、PI控制器的输入－输出关系的时域表达式是 ， 其相应的传递函数为 ，由于积分环节的引入，可以改善系统的 性能。

二、选择题（每题 2 分，共20分）

1、采用负反馈形式连接后，则 ( )

A、一定能使闭环系统稳定；

一、填空题（每空 1 分，共15分）

1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 与反馈量的差值进行的。

2、复合控制有两种基本形式：即按 的前馈复合控制和按 的前馈复合控制。

3、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为G(s)，则G(s)为 （用G1(s)与G2(s) 表示）。

4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 则无阻尼自然频率?n? ，

阻尼比?? ，

该系统的特征方程为 ， 该系统的单位阶跃响应曲线为 。

5、若某系统的单位脉冲响应为g(t)?10e?0.2t?5e?0.5t， 则该系统的传递函数G(s)为 。

6、根轨迹起始于 ，终止于 。

7、设某最小相位系统的相频特性为

?(?)?tg?1(??)?900?tg?1(T?)，则该系统的开环传递函数

为

《自动控制原理》试题及答案

1、若某串联校正装置的传递函数为(10s+1)/(100s+1)，则该校正装置属于(B )。3分

2、在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（A）3分

3、在系统中串联PD调节器，以下那一种说法是错误的（D） 3分

A B C D

是一种相位超前校正装置

能影响系统开环幅频特性的高频段 使系统的稳定性能得到改善 使系统的稳态精度得到改善

4、用超前校正装置改善系统时，主要是利用超前校正装置的（A ）3分

5、I型系统开环对数幅频特性的低频段斜率为（B ）9分

6、设微分环节的频率特性为G(jω)，当频率ω从0变化至∞时，其极坐标平面上的奈氏曲线是（） 9分

7、关于线性系统稳定性的判定，下列观点正确的是 ( )。9分

8、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的( ) 9分

9、关于系统零极点位置对系统性能的影响，下列观点中正确的是( ) 7分

10、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的( ) 2分

11、若某最小相位系统的相角裕度γ>0，则下列说法正确的是 ( )。2分

12、某环节的传递函数是G(s)=

zidpngkongzhi

1 闭环系统（或反馈系统）的特征：采用负反馈，系统的被控变量对控制作用有直接影响，即被控变量对自己有控制作用 。2 典型闭环系统的功能框图。

自动控制 在没有人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程按照预定的规律运行。 自动控制系统 由控制器和被控对象组成，能够实现自动控制任务的系统。 被控制量 在控制系统中．按规定的任务需要加以控制的物理量。

控制量 作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星．也称控制输入。

扰动量 干扰或破坏系统按预定规律运行的输入量，也称扰动输入或干扰掐入。

反馈 通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端，与输入信号相比较。反送到输入端的信号称为反馈信号。 负反馈 反馈信号与输人信号相减，其差为偏差信号。

负反馈控制原理 检测偏差用以消除偏差。将系统的输出信号引回插入端，与输入信号相减，形成偏差信号。然后根据偏差信号产生相应的控制作用，力图消除或减少偏差的过程。 开环控制系统 系统的输入和输出之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响，这样的系统称为开环控制系统。开环控制又分为无扰动补偿和有扰动补偿两种。

闭环控制系统 凡是系统输出端与输入端存在反馈回路

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：100102010 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． 是非题（5分）：

（1）系统的稳态误差有系统的开环放大倍数k和类型决定的（ ）；

（2）系统的频率特性是系统输入为正弦信号时的输出（ ）；

（3）开环传递函数为ks2(k?0)的单位负反馈系统能跟深速度输入信号

（ ）；

（4）传递函数中的是有量纲的，其单位为 （ ）；

(5)闭环系统的极点均为稳定的实极点，则阶跃响应是无 调的（ ）；

二． 是非题（5分）：