自动控制原理期末习题资料(DOC 15页).doc

1、测试题说明：所有的客观题都是以填空的形式给到大家，考试时的考核类型可能为填空、选择、判断等，考核内容和以下题目大致相似，大家好好复习！考试题型为：选择（2分*10题=20分），填空（1分*25=25分），大题（55分）选择填空大部分从以下题目中提炼总结，考核形式可能会有所改变，大题题型基本和下面题目的题型相似，但是题目会有所变化(比如传递函数更换、参数更换、要求做些调整等等)禁止考试时抄小抄，一旦发现，试卷0分，请参加大补考！没有交全作业或实验报告的同学、上课经常不到的同学平时成绩会比较低，因此要好好复习。第一章测试题1. 在水箱水温控制系统中，受控对象为 水箱 ，被控量为 水温 。2. 自动

2、控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为 开环 控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为 闭环 控制系统。含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 闭环 控制系统。3. 反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。4. 自动控制系统可以分为定值控制系统、 随动 控制系统和程序控制系统。锅炉汽包水位控制系统属于 定值 控制系统，跟踪卫星的雷达天线控制系统属于 随动 控制系统。5. 自动控制系统的基本要求是 稳定性 、 快速性或动态性能 、 准确性或稳态性能 。第二章测试题1. 传递函数是指在零

3、初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换 之比。2. 控制系统的 输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值 称为传递函数。3. 某系统的传递函数为，其极点是 s1=-1/3, s2=-1/6 。4. 已知系统的开环传递函数为，则该系统的开环增益为 10 ，根轨迹增益为 25 。 5. 已知负反馈系统的开环传递函数为，则该系统的闭环特征方程为 。6. 若某系统的单位脉冲响应为，则该系统的传递函数G(s)为 。7. 一阶系统传递的标准形式是，二阶系统传递函数的标准形式是(或：)。8. 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，则G(s)

4、为 G1(s)+G2(s) （用G1(s)与G2(s) 表示）。9. 两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以串联方式连接，其等效传递函数为，则G(s)为 G1(s)G2(s) （用G1(s)与G2(s) 表示）。10. 以下系统的传递函数为 。G(s)H(s)11. 求下图所示RLC电路的传递函数画出等效s域电路图如下图所示 12. 求下图所示RLC电路的传递函数画出等效s域电路图如下图所示13. 求下图所示系统的传递函数。梅森公式为： 该框图中有三个回路，一对两两互不接触的回路 前向通路只有1条： 14. 某系统的动态结构图如下图所示，若初始条件为零，r(t)=n(t)=1(t)

5、，求输出c(t)及稳态误差ess。86s由题意可知， 15. 某系统的动态结构图如下图所示。2Gc(s)5(1)求传递函数和根据梅森公式可得，(2)若要求消除干扰对输出的影响，试求(1)若消除干扰对输出的影响，则，即求得第三章测试题1. 一个单位负反馈系统为I型系统，开环增益为K，则在r(t)=t输入下，此系统的稳态误差是 。2. 一个单位负反馈系统为型系统，开环增益为K，则在r(t)=t输入下，此系统的（稳态误差是0 ）。3. 为了减小系统的稳态误差，可以采取 增加积分环节个数、增大开环增益、引入输入补偿、引入扰动补偿方法。4. 闭环极点为的系统 （是/否）稳定。5. 闭环特征方程为的系统

6、（是/否）稳定。6. 闭环特征方程为的系统 （是/否）稳定。7. 冲激响应为的系统 （是/否）稳定。8. 冲激响应为的系统 （是/否）稳定。9. 阶跃响应为的系统 （是/否）稳定。 10. 函数的拉氏变换是 。11. 函数的拉氏变换是 。12. 若闭环极点全部位于S左半平面，则系统一定稳定，稳定性与闭环零点位置无关。此句话（是/否）正确。13. 若闭环系统无零点，且闭环极点均为负实数极点，则时间响应一定是衰减振荡的。此句话（是/否）正确。否，一阶系统不振荡14. 如果系统有开环极点处于S右半平面，则系统不稳定。此句话（是/否）正确。否，要看闭环极点位置15. 超调量仅取决于闭环复数主导极点的衰

7、减率，与其它零极点位置无关。此句话（是/否）正确。否，超调量主要取决于闭环复数主导极点的衰减率，并与其它闭环零、极点接近坐标原点的程度有关。16. 稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统 稳定 。17. 判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据 ；在频域分析中采用 奈奎斯特判据 。18. 典型二阶系统极点分布如右图所示，则无阻尼自然频率 rad/s，阻尼比 ，该系统的特征方程为 （或者：） ，该系统是否稳定？是 （是/否）。19. 线性连续控制系统稳定的条件是所有特征根均位于S平面的 左 半部。 20. 系统动态性能指标中的 调节时间（或者

8、） 表示系统过渡过程的持续时间，从总体上反映系统的快速性， 超调量 反映系统响应过程的平稳性。21. 已知系统的动态结构如下图所示，如果系统的开环增益可调，试确定在保证系统稳定的条件下，K的取值范围。 系统的闭环传递函数为 闭环系统的特征方程为 劳斯表为 要保证系统稳定，则劳斯表第一列元素均为正，则有K0 由此可得K的取值范围为K0 22. 已知系统的动态结构如下图所示，如果系统的开环增益可调，试确定在保证系统稳定的条件下，K的取值范围。 系统的闭环传递函数为 闭环系统的特征方程为 劳斯表为 要保证系统稳定，则劳斯表第一列元素均为正，则有 由此可得K的取值范围为0K30 23. 设系统如下图所

9、示，试求： (1)时，求系统的闭环传递函数以及系统的性能指标：超调量和调节时间；（1）时，闭环传递函数为 由此可得， (2)当为最佳阻尼比时，确定值，并求单位斜坡输入下的稳态误差。 为最佳阻尼比时即时，闭环传递函数为， 单位斜坡输入时， 第四章测试题1. 根轨迹起始于 开环极点 ，终止于 开环零点 。2. 若某系统的根轨迹有两个起点位于原点，则说明该系统 含两个积分环节。3. 已知负反馈系统的开环传递函数为，绘制系统的一般根轨迹草图。 (1)系统有两个开环极点-1，-2，一个开环零点-3； (2)n=2，两个根轨迹分支，一个始于s=-1，另一始于s=-2，一个终于s=-3，一个终于无穷远处；

10、(3)实轴上的根轨迹区间为； (4)求根轨迹在实轴的分离点和会合点：设、由，得解得， 所以在区间-1,-2根轨迹有分离点-1.586，在区间有会合点-4.414。复平面上的根轨迹是圆形。 (5)根轨迹曲线如下图所示4. 已知某单位反馈系统的开环传递函数为，试： (1)绘制该系统以根轨迹增益Kg为变量的根轨迹（求出：分离点、与虚轴的交点等）；系统有2个开环极点（起点）：0、3，1个开环零点（终点）为：-1； 实轴上的轨迹：（-，-1）及（0，3）； 求分离点坐标设P(s)=s+1,Q(s)=s(s-3)，则由可得，分离点坐标为(-3,j0)和(1,j0) ，分别对应的根轨迹增益为求与虚轴的交点系

11、统的闭环特征方程为,即令,得根轨迹如下图所示。(2)求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围。求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围系统稳定时根轨迹增益rg的取值范围：，系统稳定且为欠阻尼状态时根轨迹增益Kg的取值范围：， 开环增益K与根轨迹增益Kg的关系： 系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围：第五章测试题1. 设系统开环传递函数为，函数,则与 极点相同 。 2. 设单位负反馈系统开环传递函数为，闭环传递函数为,则与 零点相同 。3. 已知系统频率特性为，则该系统可表示为 。 4. 设某最小相位系统的相频特性为，则该系统的开环传递函数为 。 5. 设系统的开环传递函数为

12、，则其开环幅频特性为 ，相频特性为 。 6. 已知某些系统的开环传递函数为，该系统 （是/否）属于最小相位系统。7. 已知某些系统的开环传递函数为，该系统 （是/否）属于最小相位系统。8. 已知某系统的开环幅频特性如下图所示， 则该系统 （是/否）稳定。9. 已知某系统的开环幅频特性如下图所示， 则该系统 （是/否）稳定。10. 已知某系统的开环幅频特性如下图所示， 则该系统 （是/否）稳定。 11. 高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的 响应速度越慢 。12. 开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标 超调量 。13. 开环对数幅频特性的低频段决定了系统的 稳态精度 。14. 开环

13、对数幅频特性的中频段决定了系统的 闭环系统的动态性能 。15. 开环对数幅频特性的高频段决定了系统的 闭环系统的抗干扰能力 。16. 若某最小相位系统的相角裕度，则该系统 稳定 。17. 频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率对应时域性能指标 调整时间 ，它们反映了系统动态过程的快速性。18. 设系统的开环传递函数为，绘制该系统的开环幅相频特性曲线草图。系统的开环频率特性为 对于0型系统有当时，；当时，； 令，即，得 此时 开环幅相频特性曲线如下图所示19. 某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线如下图所示：(1)写出该系统的开环传递函数；(1)从开环波特图可知

14、，原系统具有比例环节、一个积分环节、两个惯性环节。故其开环传函应有以下形式 由图可知：处的纵坐标为40dB, 则, 得 故系统的开环传函为 (2)写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性。写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性：开环频率特性 开环幅频特性 开环相频特性： 20. 已知反馈系统的开环传递函数为 ，试： (1)用奈奎斯特判据判断系统的稳定性；系统的开环频率特性为幅频特性：，相频特性：起点：；时，渐进性与负虚轴平行，与虚轴距离为0终点：； ，曲线位于第3象限与实轴、虚轴无额外交点。开环频率幅相特性图如右图所示。 判断稳定性：开环传递函数无右半平面的极点，则，极坐标图不包围（1，j0）点，则根据奈氏判据，ZP2N0 系统稳定。(2)若给定输入r(t) = 2t2时，要求系统的稳态误差为0.25，问开环增益K应取何值。系统为1型，若给定输入r(t) = 2t时，则稳态误差为2/K，给定输入r(t) = 2时，则稳态误差为0，则给定输入r(t) = 2t+2时系统的稳态误差为2/K若要求系统的稳态误差为0.25，则，解得K=8故满足稳态误差要求的开环传递函数为