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自动控制原理八套习题集

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自动控制原理八套习题集

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( )

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( )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( ) 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.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( )

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

2)

(5 10

+s s ,则它的开环增益为( )

A.1

B.2

C.5

D.10

7. 二阶系统的传递函数5

2 5

)(2++=s s s G ,则该系统是( )

A.临界阻尼系统

B.欠阻尼系统

C.过阻尼系统

D.零阻尼系统 8. 若保持二阶系统的ζ不变,提高ωn ,则可以( )

A.提高上升时间和峰值时间

B.减少上升时间和峰值时间

C.提高上升时间和调整时间

D.减少上升时间和超调量

9. 一阶微分环节Ts s G +=1)(,当频率T

1

=ω时,则相频特性)(ωj G ∠为( )

A.45°

B.-45°

C.90°

D.-90° 10.最小相位系统的开环增益越大,其( )

A.振荡次数越多

B.稳定裕量越大

C.相位变化越小

D.稳态误差越小 11.设系统的特征方程为()0516178234=++++=s s s s s D ,则此系统 ( ) A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。 12.某单位反馈系统的开环传递函数为:())

5)(1(++=

s s s k

s G ,当k =( )时,闭环系统临

界稳定。

A.10

B.20

C.30

D.40

13.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ,则此系统中包含正实部特征的个数有( )

A.0

B.1

C.2

D.3 14.单位反馈系统开环传递函数为()s

s s s G ++=

65

2

,当输入为单位阶跃时,则其位置误差为( )

A.2

B.0.2

C.0.5

D.0.05

15.若已知某串联校正装置的传递函数为1

101

)(++=s s s G c ,则它是一种( )

A.反馈校正

B.相位超前校正

C.相位滞后—超前校正

D.相位滞后校正 16.稳态误差e ss 与误差信号E (s )的函数关系为( ) A.)(lim 0

s E e s ss →= B.)(lim 0

s sE e s ss →=

C.)(lim s E e s ss ∞

→= D.)(lim s sE e s ss ∞

→=

17.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.减小增益 B.超前校正 C.滞后校正 D.滞后-超前 18.相位超前校正装置的奈氏曲线为( )

A.圆

B.上半圆

C.下半圆

D.45°弧线 19.开环传递函数为G (s )H (s )=

)

3(3

+s s K

,则实轴上的根轨迹为( ) A.(-3,∞) B.(0,∞) C.(-∞,-3) D.(-3,0) 20.在直流电动机调速系统中,霍尔传感器是用作( )反馈的传感器。 A.电压 B.电流 C.位移 D.速度 二、 填空题(每小题1分,共10分) 21.闭环控制系统又称为 系统。

22.一线性系统,当输入是单位脉冲函数时,其输出象函数与 相同。

23.一阶系统当输入为单位斜坡函数时,其响应的稳态误差恒为 。 24.控制系统线性化过程中,线性化的精度和系统变量的 有关。

25.对于最小相位系统一般只要知道系统的 就可以判断其稳定性。 26.一般讲系统的位置误差指输入是 所引起的输出位置上的误差。

27.超前校正是由于正相移的作用,使截止频率附近的 明显上升,从而具有较大 的稳定裕度。

28.二阶系统当共轭复数极点位于 线上时,对应的阻尼比为0.707。 29.PID 调节中的“P ”指的是 控制器。

30.若要求系统的快速性好,则闭环极点应距虚轴越_ _越好。

三,计算题(第41、42题每小题5分,第43 、44题每小题10分,共30分) 41.求图示方块图的传递函数,以X i (s )为输入,X 0 (s )为输出。

K 和 K 1值。

44.系统开环频率特性由实验求得,并已用渐近线表示出。试求该系统的开环传递函数。(设系统是最小相位系统)。

自动控制原理2

一、 单项选择题(每小题1分,共20分)

1. 系统已给出,确定输入,使输出尽可能符合给定的最佳要求,称为( ) A.最优控制 B.系统辨识 C.系统分析 D.最优设计

2. 与开环控制系统相比较,闭环控制系统通常对( )进行直接或间接地测量,通过反馈环节去影响控制信号。

A.输出量

B.输入量

C.扰动量

D.设定量

3. 在系统对输入信号的时域响应中,其调整时间的长短是与( )指标密切相关。 A.允许的峰值时间 B.允许的超调量 C.允许的上升时间 D.允许的稳态误差

4. 主要用于产生输入信号的元件称为( )

A.比较元件

B.给定元件

C.反馈元件

D.放大元件 5. 某典型环节的传递函数是()1

51

+=

s s G ,则该环节是( ) A.比例环节 B.积分环节 C.惯性环节 D.微分环节

6. 已知系统的微分方程为()()()()t x t x t x t x

i 2263000=++ ,则系统的传递函数是( ) A.

2632

2

++s s B.2631

2

++s s

C.3622

2++s s D.3

621

2

++s s

7. 引出点前移越过一个方块图单元时,应在引出线支路上( )

A.并联越过的方块图单元

B.并联越过的方块图单元的倒数

C.串联越过的方块图单元

D.串联越过的方块图单元的倒数 8. 设一阶系统的传递2

7

)(+=

s s G ,其阶跃响应曲线在t =0处的切线斜率为( ) A.7 B.2 C.2

7 D.2

1

9. 时域分析的性能指标,哪个指标是反映相对稳定性的( )

A.上升时间

B.峰值时间

C.调整时间

D.最大超调量 10. 二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为( )

A.谐振频率

B.截止频率

C.最大相位频率

D.固有频率 11.

设系统的特征方程为()0122234=++++=s s s s s D ,则此系统中包含正实部特征的个数

为( )

A.0

B.1

C.2

D.3 12. 一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量γ为( )

A.0~15?

B.15?~30?

C.30?~60?

D.60?~90?

13. 设一阶系统的传递函数是()1

2

+=s s G ,且容许误差为5%,则其调整时间为( )

A.1

B.2

C.3

D.4 14. 某一系统的速度误差为零,则该系统的开环传递函数可能是( )

A.

1+Ts K B.))((b s a s s d s +++ C.)(a s s K + D.)

(2a s s K

+ 15.

单位反馈系统开环传递函数为())

23(4

2

2++=

s s s s G ,当输入为单位斜坡时,其加速度误差为( )

A.0

B.0.25

C.4

D.∞

16. 若已知某串联校正装置的传递函数为1

1.01

)(++=s s s G c ,则它是一种( )

A.相位超前校正

B.相位滞后校正

C.相位滞后—超前校正

D.反馈校正 17. 确定根轨迹大致走向,一般需要用( )条件就够了。

A.特征方程

B.幅角条件

C.幅值条件

D.幅值条件+幅角条件

18. 某校正环节传递函数1

101

100)(++=s s s G c ,则其频率特性的奈氏图终点坐标为( )

A.(0,j 0)

B.(1,j 0)

C.(1,j 1)

D.(10,j0) 19. 系统的开环传递函数为

2)

1)((++s s s K

,则实轴上的根轨迹为( )

A.(-2,-1)和(0,∞)

B.(-∞,-2)和(-1,0)

C.(0,1)和(2,∞)

D.(-∞,0)和(1,2) 20. A 、B 是高阶系统的二个极点,一般当极点A 距离虚轴比极点B 距离虚轴大于( )时,分析系统时可忽略极点A 。

A.5倍

B.4倍

C.3倍

D.2倍 二、 填空题(每小题1分,共10分)

21.“经典控制理论”的内容是以 为基础的。

22.控制系统线性化过程中,变量的偏移越小,则线性化的精度 。

23.某典型环节的传递函数是2

1

)(+=s s G ,则系统的时间常数是 。

24.延迟环节不改变系统的幅频特性,仅使 发生变化。

25.若要全面地评价系统的相对稳定性,需要同时根据相位裕量和 来做出判断。 26.一般讲系统的加速度误差指输入是 所引起的输出位置上的误差。 27.输入相同时,系统型次越高,稳态误差越 。

28.系统主反馈回路中最常见的校正形式是 和反馈校正

29.已知超前校正装置的传递函数为1

32.01

2)(++=s s s G c ,其最大超前角所对应的频率

=m ω 。

30.若系统的传递函数在右半S 平面上没有 ,则该系统称作最小相位系统。

三、 计算题(第41、42题每小题5分,第43 、44题每小题10分,共30分) 41.根据图示系统结构图,求系统传递函数C(s)/R(s)。

42.建立图示系统的数学模型,并以传递函数形式表示。

43.已知系统的传递函数)

11.0(10

)(+=

s s s G ,试分析系统由哪些环节组成并画出系统的Bode

图。

44.电子心率起搏器心率控制系统结构如图所示,其中模仿心脏的传递函数相当于一个纯积分环节,要求: (1)若5.0=ζ,对应最佳响应,问起搏器增益K 应取多大。

(2)若期望心速为60次/min ,并突然接通起搏器,问1s 后实际心速为多少?瞬时的最大心速多大。

自动控制原理3

1. 如果被调量随着给定量的变化而变化,这种控制系统叫( )

A.恒值调节系统

B.随动系统

C.连续控制系统

D.数字控制系统

y 0(t )

2. 与开环控制系统相比较,闭环控制系统通常对( )进行直接或间接地测量,通过反馈环节去影响控制信号。

A.输出量

B.输入量

C.扰动量

D.设定量 3. 直接对控制对象进行操作的元件称为( )

A.给定元件

B.放大元件

C.比较元件

D.执行元件

4. 某典型环节的传递函数是()Ts

s G 1

=,则该环节是( )

A.比例环节

B.惯性环节

C.积分环节

D.微分环节 5. 已知系统的单位脉冲响应函数是()21.0t t y =,则系统的传递函数是( ) A.

32.0s B.s 1.0 C.21.0s D.2

2

.0s

6. 梅逊公式主要用来( )

A.判断稳定性

B.计算输入误差

C.求系统的传递函数

D.求系统的根轨迹

7. 已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡,则其阻尼比可能为( ) A.0.6 B.0.707 C.0 D.1

8. 在系统对输入信号的时域响应中,其调整时间的长短是与( )指标密切相关。 A.允许的稳态误差 B.允许的超调量 C.允许的上升时间 D.允许的峰值时间 9. 设一阶系统的传递2

7

)(+=

s s G ,其阶跃响应曲线在t =0处的切线斜率为( ) A.7 B.2 C.2

7 D.2

1

10.若系统的传递函数在右半S 平面上没有零点和极点,则该系统称作( ) A.非最小相位系统 B.最小相位系统 C.不稳定系统 D.振荡系统 11.一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量γ为( )

A.0~15?

B.15?~30?

C.30?~60?

D.60?~90? 12.某系统的闭环传递函数为:()k

s s s k

s s G B 24322

3++++=

,当k =( )时,闭环系统临界稳定。

A.2

B.4

C.6

D.8 13.开环传递函数为)

4()()(3

+=

S S K

s H s G ,则实轴上的根轨迹为( ) A.(-4,∞) B.(-4,0) C.(-∞,-4) D.( 0,∞) 14.单位反馈系统开环传递函数为())

23(4

2

2++=

s s s s G ,当输入为单位斜坡时,其加速度误差为( )

A.0

B.0.25

C.4

D.∞ 15.系统的传递函数())

4)(1(5

2++=

s s s s G ,其系统的增益和型次为 ( )

A.5,2

B.5/4,2

C.5,4

D.5/4,4

16.若已知某串联校正装置的传递函数为1

2.01

21101)(++++=s s s s s G j ,则它是一种( )

A.相位滞后校正

B.相位超前校正

C.相位滞后—超前校正

D.反馈校正

17.进行串联超前校正前的穿越频率c ω与校正后的穿越频率c

ω'的关系,通常是( ) A.c ω=c

ω' B.c ω>c ω' C.c ω

2)(1()(*

++=s s s K s G ,则与虚轴交点处的K *=( )

A.0

B.2

C.4

D.6

19.某校正环节传递函数1

101

100)(++=s s s G c ,则其频率特性的奈氏图终点坐标为( )

A.(0,j 0)

B.(1,j 0)

C.(1,j 1)

D.(10,j0)

20.A 、B 是高阶系统的二个极点,一般当极点A 距离虚轴比极点B 距离虚轴大于( )时,分析系统时可忽略极点A 。

A.5倍

B.4倍

C.3倍

D.2倍 21.对控制系统的首要要求是系统具有 。

22.在驱动力矩一定的条件下,机电系统的转动惯量越小,其 越好。

23.某典型环节的传递函数是2

1

)(+=s s G ,则系统的时间常数是 。

24.延迟环节不改变系统的幅频特性,仅使 发生变化。

25.二阶系统当输入为单位斜坡函数时,其响应的稳态误差恒为 。 26.反馈控制原理是 原理。

27.已知超前校正装置的传递函数为1

32.01

2)(++=s s s G c ,其最大超前角所对应的频率

=m ω 。

28.在扰动作用点与偏差信号之间加上 能使静态误差降为0。 29.超前校正主要是用于改善稳定性和 。

30.一般讲系统的加速度误差指输入是 所引起的输出位置上的误差。 41.求如下方块图的传递函数。

43.设单位反馈开环传递函数为)

505()(+=s s K

s G ,求出闭环阻尼比为5.0时所对应的K 值,

并计算此K 值下的Mp t t t r p s ,,,。 44.单位反馈开环传递函数为)

10)(2()

(10)(+++=

s s s a s s G ,

(1)试确定使系统稳定的a 值;

(2)使系统特征值均落在S 平面中1Re -=这条线左边的a 值。

自动控制原理4

1. 系统和输入已知,求输出并对动态特性进行研究,称为( )

A.系统综合

B.系统辨识

C.系统分析

D.系统设计 2. 开环控制系统的的特征是没有( )

A.执行环节

B.给定环节

C.反馈环节

D.放大环节 3. 主要用来产生偏差的元件称为( )

A.比较元件

B.给定元件

C.反馈元件

D.放大元件 4. 某系统的传递函数是()s e s s G τ-+=

1

21

,则该可看成由( )环节串联而成。 A.比例、延时 B.惯性、导前 C.惯性、延时 D.惯性、比例

5. 已知)

45(3

2)(2

2++++=s s s s s s F ,其原函数的终值=∞→t t f )(( ) A.0 B.∞ C.0.75 D.3

6. 在信号流图中,在支路上标明的是( )

A.输入

B.引出点

C.比较点

D.传递函数

7 .设一阶系统的传递函数是()2

3

+=s s G ,且容许误差为2%,则其调整时间为( )

A.1

B.1.5

C.2

D.3

8. 惯性环节和积分环节的频率特性在( )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 9. 若保持二阶系统的ζ不变,提高ωn ,则可以( )

A.提高上升时间和峰值时间

B.减少上升时间和峰值时间

C.提高上升时间和调整时间

D.减少上升时间和超调量

10.二阶欠阻尼系统的有阻尼固有频率ωd 、无阻尼固有频率ωn 和谐振频率ωr 比较( ) A.ωr >ωd >ωn B.ωr >ωn >ωd C.ωn >ωr >ωd D.ωn >ωd >ωr

F i (t

)

11.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ,则此系统中包含正实部特征的个数有( )

A.0

B.1

C.2

D.3 12.根据系统的特征方程()053323=+-+=s s s s D ,可以判断系统为( ) A.稳定 B.不稳定 C.临界稳定 D.稳定性不确定 13.某反馈系统的开环传递函数为:())

1()

1(12

2++=

s T s s s G τ,当( )时,闭环系统稳定。 A.21τ>T B.21τ

34

2++=

s s s G ,当输入为单位阶跃时,其位置误差为

( )

A.2

B.0.2

C.0.25

D.3

15.当输入为单位斜坡且系统为单位反馈时,对于II 型系统其稳态误差为( ) A.0 B.0.1/k C.1/k D.∞

16.若已知某串联校正装置的传递函数为s

s G c 2

)(=,则它是一种( )

A.相位滞后校正

B.相位超前校正

C.微分调节器

D.积分调节器 17.相位超前校正装置的奈氏曲线为( )

A.圆

B.上半圆

C.下半圆

D.45°弧线 18.在系统中串联PD 调节器,以下那一种说法是错误的( )

A.是一种相位超前校正装置

B.能影响系统开环幅频特性的高频段

C.使系统的稳定性能得到改善

D.使系统的稳态精度得到改善 19.根轨迹渐近线与实轴的交点公式为( )

A.

m

n Z

P m

i i

n j j

++∑∑==1

1 B.

m

n P

Z n

j j

m i i

--∑∑==1

1

C.

m

n P

Z n

j j

m i i

+-∑∑==1

1 D.

m

n Z

P m

i i

n j j

--∑∑==1

1

20.直流伺服电动机—测速机机组(型号为70SZD01F24MB )实际的机电时间常数为( )

A.8.4 ms

B.9.4 ms

C.11.4 ms

D.12.4 ms

21.根据采用的信号处理技术的不同,控制系统分为模拟控制系统和 。 22.闭环控制系统中,真正对输出信号起控制作用的是 。 23.控制系统线性化过程中,线性化的精度和系统变量的 有关。

24.描述系统的微分方程为()()()()t x t x dt

t dx dt t x d i =++230202

,则频率特性

=)(ωj G 。

25.一般开环频率特性的低频段表征了闭环系统的 性能。 26.二阶系统的传递函数G(s)=4/(s 2+2s+4) ,其固有频率ωn = 。 27.对单位反馈系统来讲,偏差信号和误差信号 。

28.PID 调节中的“P ”指的是 控制器。

29.二阶系统当共轭复数极点位于±45?线上时,对应的阻尼比为 。 30.误差平方积分性能指标的特点是: 41.建立图示系统的数学模型,并以传递函数形式表示。

42.求如下方块图的传递函数。

)

1(+s s Bode

图。

44.已知单位反馈系统的开环传递函数)

12)(1()(++=

s s s k s G k , (l)求使系统稳定的开环增益k 的取值范围; (2)求k =1时的幅值裕量;

(3)求k =1.2,输入x (t )=1+0.06 t 时的系统的稳态误差值e ss 。

自动控制原理5

1. 随动系统对( )要求较高。

A.快速性

B.稳定性

C.准确性

D.振荡次数

2.“现代控制理论”的主要内容是以( )为基础,研究多输入、多输出等控制系统的分

析和设计问题。

A.传递函数模型

B.状态空间模型

C.复变函数模型

D.线性空间模型 3. 主要用于稳定控制系统,提高性能的元件称为( )

A.比较元件

B.给定元件

C.反馈元件

D.校正元件

4. 某环节的传递函数是()5

1

73+++=s s s G ,则该环节可看成由( )环节串联而组成。

A.比例、积分、滞后

B.比例、惯性、微分

C.比例、微分、滞后

D.比例、积分、微分

5. 已知)45(3

2)(22++++=s s s s s s F ,其原函数的终值=∞→t t f )(( )

A.0

B.∞

C.0.75

D.3

6. 已知系统的单位阶跃响应函数是())1(25.00t e t x --=,则系统的传递函数是( ) A.

122

+s B.15.02+s C.1

21+s D.15.01+s

7. 在信号流图中,在支路上标明的是( )

A.输入

B.引出点

C.比较点

D.传递函数

8. 已知系统的单位斜坡响应函数是()t e t t x 205.05.0-+-=,则系统的稳态误差是( ) A.0.5 B.1 C.1.5 D.2 9. 若二阶系统的调整时间长,则说明( )

A.系统响应快

B.系统响应慢

C.系统的稳定性差

D.系统的精度差

10.某环节的传递函数为1

Ts +K

,它的对数幅频率特性L (ω)随K 值增加而( )

A.上移

B.下移

C.左移

D.右移

11.设积分环节的传递函数为s

K

s G =)(,则其频率特性幅值A (ω)=( )

A.ωK

B.2ωK

C.ω1

D.21ω 12.根据系统的特征方程()053323=+-+=s s s s D ,可以判断系统为( ) A.稳定 B.不稳定 C.临界稳定 D.稳定性不确定

13.二阶系统的传递函数()1

241

2++=s s s G ,其阻尼比ζ是( )

A.0.5

B.1

C.2

D.4

14.系统稳定的充分必要条件是其特征方程式的所有根均在根平面的( ) A.右半部分 B.左半部分 C.实轴上 D.虚轴上 15.一闭环系统的开环传递函数为4(3)

()(23)(4)

s G s s s s +=

++,则该系统为( )

A.0型系统,开环放大系数K 为2

B.I 型系统,开环放大系数K 为2

C.I 型系统,开环放大系数K 为1

D.0型系统,开环放大系数K 为1

16.进行串联滞后校正后,校正前的穿越频率c ω与校正后的穿越频率c ω'之间的关系,通常是( )

A.c ω=c

ω' B.c ω>c ω' C.c ω

A.是一种相位超前校正装置

B.能影响系统开环幅频特性的高频段

C.使系统的稳定性能得到改善

D.使系统的稳态精度得到改善 18.滞后校正装置的最大滞后相位趋近( )

A.-45°

B.45°

C.-90°

D.90°

19.实轴上分离点的分离角恒为( )

A.±45?

B.±60?

C.±90?

D.±120?

20.在电压—位置随动系统的前向通道中加入( )校正,使系统成为II 型系统,可以消除常值干扰力矩带来的静态误差。

A.比例微分

B.比例积分

C.积分微分

D.微分积分

21.闭环控制系统中,真正对输出信号起控制作用的是 。 22.系统的传递函数的 分布决定系统的动态特性。

23.二阶系统的传递函数G(s)=4/(s 2+2s+4) ,其固有频率ωn = 。

24.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。 25.描述系统的微分方程为

()()

()()t x t x dt

t dx dt t x d i =++23

02

02,则频率特性 =)(ωj G 。

26.乃氏图中当ω等于剪切频率时,相频特性距-π线的相位差叫 。 27. 系统的稳态误差和稳态偏差相同。

28.滞后校正是利用校正后的 作用使系统稳定的。

29.二阶系统当共轭复数极点位于±45?线上时,对应的阻尼比为 。 30.远离虚轴的闭环极点对 的影响很小。

41.一反馈控制系统如图所示,求:当ξ=0.7时,a=?

42.

43.某单位反馈开环系统的传递函数为)

20)(2()(++=s s s s G ,

(1)画出系统开环幅频Bode 图。 (2)计算相位裕量。

44.求出下列系统的跟随稳态误差e ssr 和扰动稳态误差e ssd 。

自动控制原理6

1 .系统已给出,确定输入,使输出尽可能符合给定的最佳要求,称为( ) A.系统辨识 B.系统分析 C.最优设计 D.最优控制

2 .系统的数学模型是指( )的数学表达式。

A.输入信号

B.输出信号

C.系统的动态特性

D.系统的特征方程 3 .主要用于产生输入信号的元件称为( )

A.比较元件

B.给定元件

C.反馈元件

D.放大元件 4 .某典型环节的传递函数是()1

51

+=

s s G ,则该环节是( ) A.比例环节 B.积分环节 C.惯性环节 D.微分环节

5 .已知系统的微分方程为()()()()t x t x t x t x i 2263000=++ ,则系统的传递函数是( ) A.

26322++s s B.26312++s s C.36222++s s D.3

621

2

++s s 6 .在用实验法求取系统的幅频特性时,一般是通过改变输入信号的( )来求得输出信号的幅值。

A.相位

B.频率

C.稳定裕量

D.时间常数

7 .设一阶系统的传递函数是()1

2

+=s s G ,且容许误差为5%,则其调整时间为( )

A.1

B.2

C.3

D.4

8 .若二阶系统的调整时间短,则说明( )

A.系统响应快

B.系统响应慢

C.系统的稳定性差

D.系统的精度差 9 .以下说法正确的是( )

A.时间响应只能分析系统的瞬态响应

B.频率特性只能分析系统的稳态响应

C.时间响应和频率特性都能揭示系统的动态特性

D.频率特性没有量纲

10.二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为( )

A.最大相位频率

B.固有频率

C.谐振频率

D.截止频率 11.II 型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为( )

A.–60(dB/dec )

B.–40(dB/dec )

C.–20(dB/dec )

D.0(dB/dec )

12.某单位反馈控制系统的开环传递函数为:()1

2-=s k

s G ,当k =( )时,闭环系统临界

稳定。

A.0.5

B.1

C.1.5

D.2

13.系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的( ) A.充分条件 B.必要条件 C.充分必要条件 D.以上都不是 14.某一系统的速度误差为零,则该系统的开环传递函数可能是( ) A.

1+Ts K B.))((b s a s s d s +++ C.)(a s s K + D.)

(2a s s K

+ 15.当输入为单位斜坡且系统为单位反馈时,对于I 型系统其稳态误差e ss =( ) A.0.1/k B.1/k C.0 D.∞

16.若已知某串联校正装置的传递函数为1

1.01

)(++=

s s s G c ,则它是一种( )

A.相位超前校正

B.相位滞后校正

C.相位滞后—超前校正

D.反馈校正

17.常用的比例、积分与微分控制规律的另一种表示方法是( ) A.PDI B.PDI C.IPD D.PID 18.主导极点的特点是( )

A 距离虚轴很近 B.距离实轴很近 C.距离虚轴很远 D.距离实轴很远

19.系统的开环传递函数为

2)

1)((++s s s K

,则实轴上的根轨迹为( )

A.(-2,-1)和(0,∞)

B.(-∞,-2)和(-1,0)

C.(0,1)和(2,∞)

D.(-∞,0)和(1,2) 20.确定根轨迹大致走向,用以下哪个条件一般就够了( )

A.特征方程

B.幅角条件

C.幅值条件

D.幅值条件+幅角条件

21.自动控制系统最基本的控制方式是 。

22.控制系统线性化过程中,变量的偏移越小,则线性化的精度 。 23.传递函数反映了系统内在的固有特性,与 无关。 24.实用系统的开环频率特性具有 的性质。

25.描述系统的微分方程为()()()()t x t x dt

t dx dt t x d i =++230202

,则其频率特性

=)(ωj G 。

26.输入相同时,系统型次越高,稳态误差越 。 27.系统闭环极点之和为 。

28.根轨迹在平面上的分支数等于 。

29.为满足机电系统的高动态特性,机械传动的各个分系统的 应远高于机

电系统的设计截止频率。

30.若系统的传递函数在右半S 平面上没有 ,则该系统称作最小相位系统。 41.求如下方块图的传递函数。

43.已知某单位负反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=

12+as

s

,绘制奈奎斯特曲线,判别系统的稳定性;并用劳斯判据验证其正确性。 44.设控制系统的开环传递函数为G(s)=

K

s s s ()()

++24 试绘制该系统的根轨迹,并求出使系统

稳定的K 值范围。

自动控制原理7

1. 输入已知,确定系统,使输出尽可能符合给定的最佳要求,称为( ) A.滤波与预测 B.最优控制 C.最优设计 D.系统分析

2. 开环控制的特征是( )

A.系统无执行环节

B.系统无给定环节

C.系统无反馈环节

D.系统无放大环节

3. ω从0变化到+∞时,延迟环节频率特性极坐标图为( ) A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线

4. 若系统的开环传递函数为

2)

(5 10

+s s ,则它的开环增益为( )

A.10

B.2

C.1

D.5 5. 在信号流图中,只有( )不用节点表示。

A.输入

B.输出

C.比较点

D.方块图单元

6. 二阶系统的传递函数()1

241

2++=s s s G ,其阻尼比ζ是( )

A.0.5

B.1

C.2

D.4 7. 若二阶系统的调整时间长,则说明( )

A.系统响应快

B.系统响应慢

C.系统的稳定性差

D.系统的精度差 8. 比例环节的频率特性相位移()=ω?( )

A.0°

B.-90°

C.90°

D.-180°

9. 已知系统为最小相位系统,则一阶惯性环节的幅频变化范围为( ) A.0→45° B.0→-45° C.0→90° D.0→-90° 10.为了保证系统稳定,则闭环极点都必须在( )上。 A.s 左半平面 B.s 右半平面 C.s 上半平面 D.s 下半平面 11.系统的特征方程()033524=++=s s s D ,可以判断系统为( )

A.稳定

B.不稳定

C.临界稳定

D.稳定性不确定

12.下列判别系统稳定性的方法中,哪一个是在频域里判别系统稳定性的判据( )

A.劳斯判据

B.赫尔维茨判据

C.奈奎斯特判据

D.根轨迹法

13.对于一阶、二阶系统来说,系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的( ) A.充分条件 B.必要条件 C.充分必要条件 D.以上都不是 14.系统型次越高,稳态误差越( )

A.越小

B.越大

C.不变

D.无法确定

15.若已知某串联校正装置的传递函数为1

101

)(++=

s s s G c ,则它是一种( ) A.反馈校正 B.相位超前校正 C.相位滞后—超前校正 D.相位滞后校正

16.进行串联滞后校正后,校正前的穿越频率c ω与校正后的穿越频率c

ω'的关系相比,通常是( )

A.c ω=c ω'

B.c ω>c ω'

C.c ω

D.与c ω、c ω'无关

17.超前校正装置的频率特性为

)1(1122>++βωωβj

T j

T ,其最大超前相位角m ?为( )

A.1

1arcsin +-ββ B.1

1arcsin 22+-T T

C.11arcsin 22+-T T ββ

D.11

arcsin 22+-ωβωβT T

18.开环传递函数为5)

2)(s (s )()(++=

K

s H s G ,则实轴上的根轨迹为( )

A.(-2,∞)

B.(-5,2)

C.(-∞,-5)

D.(2,∞)

19.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.减小增益 B.超前校正 C.滞后校正 D.滞后-超前 20.PWM 功率放大器在直流电动机调速系统中的作用是( )

A.脉冲宽度调制

B.幅度调制

C.脉冲频率调制

D.直流调制

21.一线性系统,当输入是单位脉冲函数时,其输出象函数与 相同。 22.输入信号和反馈信号之间的比较结果称为 。

23.对于最小相位系统一般只要知道系统的 就可以判断其稳定性。 24.设一阶系统的传递G(s)=7/(s+2),其阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为 。 25.当输入为正弦函数时,频率特性G(jω)与传递函数G(s)的关系为 。 26.机械结构动柔度的倒数称为 。

27.当乃氏图逆时针从第二象限越过负实轴到第三象限去时称为 。

28.二阶系统对加速度信号响应的稳态误差为 。即不能跟踪加速度信号。 29.根轨迹法是通过 直接寻找闭环根轨迹。

30.若要求系统的快速性好,则闭环极点应距虚轴越 越好。 41.求如下方块图的传递函数。

42.

43.已知具有局部反馈回路的控制系统方块图如图所示,求:

(1)系统稳定时K f 的取值范围;

(2)求输入为22

1

)(t t x =时,系统的静态加速度误差系数K a ;

(3)

44.伺服系统的方块图如图所示,试应用根轨迹法分析系统的稳定性。

自动控制原理8

1. 输入与输出均已给出,确定系统的结构和参数,称为( )

A.最优设计

B.系统辨识

C.系统分析

D.最优控制 2. 对于代表两个或两个以上输入信号进行( )的元件又称比较器。 A.微分

B.相乘

C.加减

D.相除 3. 直接对控制对象进行操作的元件称为(

A.比较元件

B.给定元件

C.执行元件

D.放大元件

4. 某环节的传递函数是()s

s s G 2

35++=,则该环节可看成由( )环节串联而组成。

A.比例、积分、滞后

B.比例、惯性、微分

C.比例、微分、滞后

D.比例、积分、微分 5. 已知系统的微分方程为()()()t x t x t x i 22600=+ ,则系统的传递函数是( ) A.

131

+s B.1

32+s C.261+s D.232+s

6. 梅逊公式主要用来( )

A.判断稳定性

B.计算输入误差

C.求系统的传递函数

D.求系统的根轨迹

7. 一阶系统G (s)=1

+Ts K

的放大系数K 愈小,则系统的输出响应的稳态值( )

A.不变

B.不定

C.愈小

D.愈大 8. 二阶欠阻尼系统的性能指标中只与阻尼比有关的是 ( ) A.上升时间 B.峰值时间 C.调整时间 D.最大超调量

9. 在用实验法求取系统的幅频特性时,一般是通过改变输入信号的( )来求得输出信号的幅值。

A.相位

B.频率

C.稳定裕量

D.时间常数 10.设开环系统频率特性G (j ω)=3

)1(4

ωj +,当ω=1rad/s 时,其频率特性幅值A (1)=( )

A.

2

4

B.24

C.2

D.22 11.一阶惯性系统2

1)(+=s s G 的转角频率指=ω( )

A.2

B.1

C.0.5

D.0 12.设单位负反馈控制系统的开环传递函数)

()(a s s K s G +=

,其中K >0,a >0,则闭环控制系统的稳定性与( )

A.K 值的大小有关

B.a 值的大小有关

C.a 和K 值的大小无关

D.a 和K 值的大小有关

13.已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡,则其阻尼比可能为( )

A.0.707

B.0.6

C.1

D.0

14.系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的( )

A.充分条件

B.必要条件

C.充分必要条件

D.以上都不是 15.以下关于系统稳态误差的概念正确的是( )

A.它只决定于系统的结构和参数

B.它只决定于系统的输入和干扰

C.与系统的结构和参数、输入和干扰有关

D.它始终为0

16.当输入为单位加速度且系统为单位反馈时,对于I 型系统其稳态误差为( )

A.0

B.0.1/k

C.1/k

D.∞ 17.若已知某串联校正装置的传递函数为s s G c 2)(=,则它是一种( ) A.相位滞后校正 B.相位超前校正 C.微分调节器 D.积分调节器

18.在系统校正时,为降低其稳态误差优先选用( )校正。

A.滞后

B.超前

C.滞后-超前

D.减小增益 19.根轨迹上的点应满足的幅角条件为()()=∠s H s G ( ) A.-1 B.1

C.±(2k +1)π/2 (k =0,1,2,…)

D.±(2k +1)π(k =0,1,2,…) 20.主导极点的特点是( )

A.距离虚轴很近

B.距离实轴很近

C.距离虚轴很远

D.距离实轴很远 21.对控制系统的首要要求是系统具有 。

22.利用终值定理可在复频域中得到系统在时间域中的 。 23.传递函数反映了系统内在的固有特性,与 无关。 24.若减少二阶欠阻尼系统超调量,可采取的措施是 。

25.已知超前校正装置的传递函数为1

32.01

2)(++=s s s G c ,其最大超前角所对应的频率=m ω__

__。

26.延迟环节不改变系统的幅频特性,仅使 发生变化

27.某典型环节的传递函数是2

1

)(+=s s G ,则系统的时间常数是 。

28.在扰动作用点与偏差信号之间加上 能使静态误差降为0。 29.微分控制器是针对被调量的 来进行调节。 30.超前校正主要是用于改善稳定性和 。

41.系统方框图如下,求其传递函数

())

(s R s C 。

43.已知系统的传递函数1

)

110(10)(++=S S S G ,试分析系统由哪些环节组成并画出系统的Bode

图。

44.单位反馈系统的开环传递函数为1

1

)(+=

s s G k ,求: 1)系统在单位阶跃信号输入下的稳态偏差是多少;

2)当系统的输入信号为)30sin()( +=t t x i ,系统的稳态输出?

自动控制原理1试题答案及评分参考

一、单项选择题(每小题 1 分,共 20 分)

1 .C

2 .A

3 .C

4 .A

5 .B

6 .C

7 .B

8 .B

9 .A 10.D 11.A 12.C 13.C 14.C 15.D 16.B 17.A 18.B 19.C 20.B 二、填空题(每空 1 分, 共 10 分)

21.反馈控制 22.传递函数 23.时间常数T (或常量) 24.偏移程度 25.开环幅频特性 26.阶跃信号 27.相位 28.±45? 29.比例 30.远

三、计算题(第41、42题每小题5分,第43 、44题每小题10分,共 30 分) 41.解:

2

432133212321214

13211)(H G H G G H G G G H G G H G G G G G G G s G ++++++= (5分)

42.解:

)()]()([)()()]()([)()]()([)()()]()([)()(022020201002010s F s X s X k s X Ms t f t x t x k t x

M s X s X k s X k s DsX t x t x k t x k t x

D i a a i a a a a =-+?=-+-=+?-=+

(2.5分)

()()2

122

2132

k k Ds k s k k m mDs k s G ++++=

(2.5分) 43.解:

k

ks k s k

s X s Y s G i ++==

12

)()()( (2分) 456.02.05

5

62

1=?=-=

=--

ξξξπ

e

M p (2分) 212

=-=

ξ

ωπn p t (2分)

508.4906.82

≈==?=n n k ωω (2分)

13.021==k

k n

ξω (2分) 44.解:

由图知该系统的开环传递函数为1

21

22++?Ts s T s k ξ (2分)

其中T =1

3

(1分) 由低频渐近线与横轴交点为10=ω,得10=k (2分) 修正量()10)2log(20=-=ξωL ,得158.0=ξ (2分) 故所求开环传递函数为

??

? ??++1105.09110

2s s s (3分)

或记为

)12(22++Ts s T s k

ξ (158.03

110

==

=ξT k )

自动控制原理2试题答案及评分参考

自动控制原理课程设计报告

成绩: 自动控制原理 课程设计报告 学生姓名:黄国盛 班级:工化144 学号:201421714406 指导老师:刘芹 设计时间:2016.11.28-2016.12.2

目录 1.设计任务与要求 (1) 2.设计方法及步骤 (1) 2.1系统的开环增益 (1) 2.2校正前的系统 (1) 2.2.1校正前系统的Bode图和阶跃响应曲线 (1) 2.2.2MATLAB程序 (2) 3.3校正方案选择和设计 (3) 3.3.1校正方案选择及结构图 (3) 3.3.2校正装置参数计算 (3) 3.3.3MATLAB程序 (4) 3.4校正后的系统 (4) 3.4.1校正后系统的Bode图和阶跃响应曲线 (4) 3.4.2MATLAB程序 (6) 3.5系统模拟电路图 (6) 3.5.1未校正系统模拟电路图 (6) 3.5.2校正后系统模拟电路图 (7) 3.5.3校正前、后系统阶跃响应曲线 (8) 4.课程设计小结和心得 (9) 5.参考文献 (10)

1.设计任务与要求 题目2:已知单位负反馈系统被控制对象的开环传递函数 ()() 00.51K G s s s =+用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计。 任务:用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计,使系统满足如下动态及静态性能 指标: (1)在单位斜坡信号作用下,系统的稳态误差0.05ss e rad <; (2)系统校正后,相位裕量45γ> 。 (3)截止频率6/c rad s ω>。 2.设计方法及步骤 2.1系统的开环增益 由稳态误差要求得:20≥K ,取20=K ;得s G 1s 5.0201)s(0.5s 20)s (20+=+=2.2校正前的系统 2.2.1校正前系统的Bode 图和阶跃响应曲线 图2.2.1-1校正前系统的Bode 图

自动控制原理-期末考试试题卷

洛阳理工学院 2010/2011 学年第二学期自动控制原理期末考试试题卷(B) 适用班级:B 考试日期时间:适用班级: 一、判断题。正确的打√,错误的打×。(每小题1分,共10分) 1.传递函数是线性定常系统的一种内部描述模型。() 2.劳斯判据是判断线性定常系统稳定性的一种代数判据。() 3.频域分析法是根据闭环系统的频率特性研究闭环系统性能的一种图解方法。( ) 4.频率响应是系统在正弦输入信号下的全部响应。() 5.绘制系统Bode图时,低频段曲线由系统中的比例环节(放大环节)和微积分环节决定( ) 6.对于线性定常系统,若开环传递函数不包括积分和微分环节,则当0 ω=时,开环幅相特性曲线(Nyquist图)从正虚轴开始。() 7.开环控制系统的控制器和控制对象之间只有正向作用,系统输出量不会对控制器产生任何影响。() 8.Ⅰ型系统,当过渡过程结束后,系统对斜坡输入信号的跟踪误差为零。() 9.控制系统分析方法中,经典控制理论的分析方法有频域分析法、根轨迹分析法、时域分析法。() 10.已知某校正网络传递函数为 1 () 1 s G s as + = + ,当满足a>1条件时,则该校正网络为滞后校正网络。() 二、单选题(每小题2分,共20分) 1.下述()属于对闭环控制系统的基本要求。 (A)稳定性(B)准确性(C)快速性(D)前面三个都是 2.分析线性控制系统动态性能时,最常用的典型输入信号是()。 (A)单位脉冲函数(B)单位阶跃函数 (C)单位斜坡函数(D)单位加速度函数 3.典型二阶系统阻尼比等于1时,称该系统处于()状态。 (A)无阻尼(B)欠阻尼(C)临界阻尼(D)系统不稳定或临界稳定 4.稳定最小相位系统的Nyquist图,其增益(幅值)裕度()。 (A)0 hdB<(B)0 hdB>(C)1 hdB<(D)1 hdB> 5.单位反馈控制系统的开环传递函数为 4 () (5) G s s s = + ,则系统在()2 r t t =输入作用下,其稳态误差为()。 (A)10 4 (B) 5 4 (C) 4 5 (D)0 6.一个线性系统的稳定性取决于()。 (A)系统的输入(B)系统本身的结构和参数

自动控制原理1典型题解(期末复习)

自动控制原理1期末复习大纲和典型题解 1-1 根据题1-15图所示的电动机速度控制系统工作原理图,完成: (1) 将a ,b 与c ,d 用线连接成负反馈状态; (2) 画出系统方框图。 解 (1)负反馈连接方式为:d a ?,c b ?; (2)系统方框图如图解1-1 所示。 1-3 图1-17为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理,指出被 控对象、被控量和给定量,画出系统方框图。 图1-17 炉温自动控制系统原理图 解 加热炉采用电加热方式运行,加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比, c u 增高,炉温就上升,c u 的高低由调压器滑动触点的位置所控制,该触点由可逆转的直流 电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量,输出电压f u 。f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较,得出偏差电压e u ,经电压放大器、功率放大器放大成a u 后,作为控制电

动机的电枢电压。 在正常情况下,炉温等于某个期望值T °C ,热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压 r u 。此时,0=-=f r e u u u ,故01==a u u ,可逆电动机不转动,调压器的滑动触点停 留在某个合适的位置上,使c u 保持一定的数值。这时,炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量,形成稳定的热平衡状态,温度保持恒定。 当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失),则出现以下的控制过程: 控制的结果是使炉膛温度回升,直至T °C 的实际值等于期望值为止。 系统中,加热炉是被控对象,炉温是被控量,给定量是由给定电位器设定的电压r u (表征炉温的希望值)。系统方框图见图解1-3。 2-12 试用结构图等效化简求图2-32所示各系统的传递函数 ) () (s R s C 。

自动控制原理模拟题及答案

学习中心 姓 名 学 号 电子科技大学网络与继续教育学院 《自动控制原理》模拟试题一 一、简答题(共25分) 1、简述闭环系统的特点,并绘制闭环系统的结构框图。( 8分) 2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。( 10分) 3、串联校正的特点及其分类?( 7分) 二、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为) 42()(2++= s s s K s G K ,试确定使系统产生持续振荡的K 值,并求振荡频率ω。( 15分) 三、设某系统的结构及其单位阶跃响应如图所示。试确定系统参数,1K 2K 和a 。( 15分) 四、某最小相角系统的开环对数幅频特性如图示。要求(20分) 1)写出系统开环传递函数; 2)利用相角裕度判断系统的稳定性; 3)将其对数幅频特性向右平移十倍频程,试讨论对系统性能的影响。 五、设单位反馈系统的开环传递函数为 ) 1()(+=s s K s G

试设计一串联超前校正装置,使系统满足如下指标:(25分) (1)在单位斜坡输入下的稳态误差151 ss e ; (2)截止频率ωc ≥7.5(rad/s); (3)相角裕度γ≥45°。 模拟试题一参考答案: 一、简答题 1、简述闭环系统的特点,并绘制闭环系统的结构框图。 解: 闭环系统的结构框图如图: 闭环系统的特点: 闭环控制系统的最大特点是检测偏差、 纠正偏差。 1) 由于增加了反馈通道, 系统的控制精度得到了提高。 2) 由于存在系统的反馈, 可以较好地抑制系统各环节中可能存在的扰动和由于器件的老化而引起的结构和参数的不确定性。 3) 反馈环节的存在可以较好地改善系统的动态性能。 2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。 解:

自动控制原理课程设计报告

自控课程设计课程设计(论文) 设计(论文)题目单位反馈系统中传递函数的研究 学院名称Z Z Z Z学院 专业名称Z Z Z Z Z 学生姓名Z Z Z 学生学号Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z 任课教师Z Z Z Z Z 设计(论文)成绩

单位反馈系统中传递函数的研究 一、设计题目 设单位反馈系统被控对象的传递函数为 ) 2)(1()(0 0++= s s s K s G (ksm7) 1、画出未校正系统的根轨迹图,分析系统是否稳定。 2、对系统进行串联校正,要求校正后的系统满足指标: (1)在单位斜坡信号输入下,系统的速度误差系数=10。 (2)相角稳定裕度γ>45o , 幅值稳定裕度H>12。 (3)系统对阶跃响应的超调量Mp <25%,系统的调节时间Ts<15s 3、分别画出校正前,校正后和校正装置的幅频特性图。 4、给出校正装置的传递函数。计算校正后系统的截止频率Wc 和穿频率Wx 。 5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图,并进行分析。 6、在SIMULINK 中建立系统的仿真模型,在前向通道中分别接入饱和非线性环节和回环非线性环节,观察分析非线性环节对系统性能的影响。 7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响(自由发挥)。 二、设计方法 1、未校正系统的根轨迹图分析 根轨迹简称根迹,它是开环系统某一参数从0变为无穷时,闭环系统特征方程式的根在s 平面上变化的轨迹。 1)、确定根轨迹起点和终点。 根轨迹起于开环极点,终于开环零点;本题中无零点,极点为:0、-1、-2 。故起于0、-1、-2,终于无穷处。 2)、确定分支数。 根轨迹分支数与开环有限零点数m 和有限极点数n 中大者相等,连续并且对称于实轴;本题中分支数为3条。

自动控制原理期中试题

2012—2013学年第1学期 《自动控制原理》期中考试试卷 (适用专业:自动化、电气、测控) 专业班级 姓名 学号 开课系室信控学院自动化系 考试日期2012年11月25日 一、简答题(18分) 1. 控制系统正常工作的最基本要求是什么?

答:稳定性、快速性、准确性(3分) 2.什么是线性系统?线性系统的特征是什么? 答:用线性微分方程描述的系统称为线性系统。 其特征是满足叠加原理,即叠加性与齐次性。(3分) 3.控制系统的传递函数的定义和应用范围是什么? 答:控制系统的传递函数的定义为:零初始条件下,系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 应用范围是:线性定常系统(3分) 4.控制器中加入比例+微分环节对控制系统的影响是什么? 答:比例微分环节可增大系统的阻尼比,超调量增加,调节时间缩短,且不影响系统的稳态误差与自然振荡频率;允许选取较高的开环增益,因此在保证一定的动态性能条件下,可以减小稳态误差。(3分) 5.控制系统的稳态误差取决于哪些因素? 答:开环增益、系统型别、输入信号的形式与幅值。(3分) 6.线性定常系统稳定的充分必要条件是什么? 答:线性定常系统稳定的充分必要条件是闭环特征方程的根均具有负实部,或闭环传递函数的极点均位于s左半平面。(3分) 二、(1)由图1所示系统结构图求出相应的传递函数()/() C s N s。 C s R s和()/()(8分)

图1 系统结构图 (2)由图2所示系统结构图求出相应的传递函数()/()C s R s 。(8分) 图2系统结构图 解:(1)当仅考虑()R s 作用时,经过反馈连接等效,可得简化结构图(图1-1),则系统传递函数为 12221212 22123 322 1() ()111G G G H G G C s G G R s G H G G H H G H -== -++- (4分) 图1-1()R s 作用时的简化结构图 当仅考虑()N s 作用时,系统结构图如图1-2所示。系统经过比较点后移和串、并联等效,可得简化结构图,如图1-4所示。则系统传递函数为 1122121221322123 (1)()()1()1G H G G G G H C s N s G H G H G H G G H ++==---+ (4分)

重庆大学 自动控制原理课程设计

目录 1 实验背景 (2) 2 实验介绍 (3) 3 微分方程和传递函数 (6)

1 实验背景 在现代科学技术的众多领域中,自动控制技术起着越来越重要的作用。自动控制原理是相对于人工控制概念而言的,自动控制是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置(称控制装置或控制器),使机器,设备或生产过程(统称被控对象)的某个工作状态或参数(即被控制量)自动地按照预定的规律运行。 在自动控制原理【1】中提出,20世纪50年代末60年代初,由于空间技术发展的需要,对自动控制的精密性和经济指标,提出了极其严格的要求;同时,由于数字计算机,特别是微型机的迅速发展,为控制理论的发展提供了有力的工具。在他们的推动下,控制理论有了重大发展,如庞特里亚金的极大值原理,贝尔曼的动态规划理论。卡尔曼的能控性能观测性和最优滤波理论等,这些都标志着控制理论已从经典控制理论发展到现代控制理论的阶段。现代控制理论的特点。是采用状态空间法(时域方法),研究“多输入-多输出”控制系统、时变和非线性控制系统的分析和设计。现在,随着技术革命和大规模复杂系统的发展,已促使控制理论开始向第三个发展阶段即第三代控制理论——大系统理论和智能控制理论发展。 在其他文献中也有所述及(如下): 至今自动控制已经经历了五代的发展: 第一代过程控制体系是150年前基于5-13psi的气动信号标准(气动控制系统PCS,Pneumatic Control System)。简单的就地操作模式,控制理论初步形成,尚未有控制室的概念。 第二代过程控制体系(模拟式或ACS,Analog Control System)是基于0-10mA或4-20mA 的电流模拟信号,这一明显的进步,在整整25年内牢牢地统治了整个自动控制领域。它标志了电气自动控制时代的到来。控制理论有了重大发展,三大控制论的确立奠定了现代控制的基础;控制室的设立,控制功能分离的模式一直沿用至今。 第三代过程控制体系(CCS,Computer Control System).70年代开始了数字计算机的应用,产生了巨大的技术优势,人们在测量,模拟和逻辑控制领域率先使用,从而产生了第三代过程控制体系(CCS,Computer Control System)。这个被称为第三代过程控制体系是自动控制领域的一次革命,它充分发挥了计算机的特长,于是人们普遍认为计算机能做好一切事情,自然而然地产生了被称为“集中控制”的中央控制计算机系统,需要指出的是系统的信号传输系统依然是大部分沿用4-20mA的模拟信号,但是时隔不久人们发现,随着控制的集中和可靠性方面的问题,失控的危险也集中了,稍有不慎就会使整个系统瘫痪。所以它很快被发展成分布式控制系统(DCS)。 第四代过程控制体系(DCS,Distributed Control System分布式控制系统):随着半导体制造技术的飞速发展,微处理器的普遍使用,计算机技术可靠性的大幅度增加,目前普遍使用的是第四代过程控制体系(DCS,或分布式数字控制系统),它主要特点是整个控制系统不再是仅仅具有一台计算机,而是由几台计算机和一些智能仪表和智能部件构成一个了控制

自动控制原理期末考试题

《 自动控制原理B 》 试题A 卷答案 一、单项选择题(本大题共5小题,每小题2分,共10分) 1.若某负反馈控制系统的开环传递函数为 5 (1) s s +,则该系统的闭环特征方程为 ( D )。 A .(1)0s s += B. (1)50s s ++= C.(1)10s s ++= D.与是否为单位反馈系统有关 2.梅逊公式主要用来( C )。 A.判断稳定性 B.计算输入误差 C.求系统的传递函数 D.求系统的根轨迹 3.关于传递函数,错误的说法是 ( B )。 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。 4.一阶系统的阶跃响应( C )。 A .当时间常数较大时有超调 B .有超调 C .无超调 D .当时间常数较小时有超调 5. 如果输入信号为单位斜坡函数时,系统的稳态误差为无穷大,则此系统为( A ) A . 0型系统 B. I 型系统 C. II 型系统 D. III 型系统 二、填空题(本大题共7小题,每空1分,共10分) 1.一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、__准确性___。 2.对控制系统建模而言,同一个控制系统可以用不同的 数学模型 来描述。 3. 控制系统的基本控制方式为 开环控制 和 闭环控制 。 4. 某负反馈控制系统前向通路的传递函数为()G s ,反馈通路的传递函数为()H s ,则系统 的开环传递函数为()()G s H s ,系统的闭环传递函数为 () 1()() G s G s H s + 。 5 开环传递函数为2(2)(1) ()()(4)(22) K s s G s H s s s s s ++= +++,其根轨迹的起点为0,4,1j --±。 6. 当欠阻尼二阶系统的阻尼比减小时,在单位阶跃输入信号作用下,最大超调量将 增大 。 7.串联方框图的等效传递函数等于各串联传递函数之 积 。 三、简答题(本题10分) 图1为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热,从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方框图,并说明为了保持热水温度为期望值,系统是如何工作的?系统的被控对象和控制装置各是什么?

自动控制原理题库(经典部分)解读

《自动控制原理》题库 一、解释下面基本概念 1、控制系统的基本控制方式有哪些? 2、什么是开环控制系统? 答:在控制器与被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用,即系统的输出量对控制量没有影响。 3、什么是自动控制? 答:自动控制就是采用控制装置使被控对象自动地按照给定的规律运行,使被控对象的一个或数个物理量能够在一定的精度范围内按照给定的规律变化。 4、控制系统的基本任务是什么? 5、什么是反馈控制原理? 6、什么是线性定常控制系统? 7、什么是线性时变控制系统? 8、什么是离散控制系统? 9、什么是闭环控制系统? 10、将组成系统的元件按职能分类,反馈控制系统由哪些基本元件组成? 11、组成控制系统的元件按职能分类有哪几种? 12、典型控制环节有哪几个? 13、典型控制信号有哪几种? 14、控制系统的动态性能指标通常是指? 15、对控制系统的基本要求是哪几项? 16、在典型信号作用下,控制系统的时间响应由哪两部分组成? 17、什么是控制系统时间响应的动态过程? 18、什么是控制系统时间响应的稳态过程? 19、控制系统的动态性能指标有哪几个? 20、控制系统的稳态性能指标是什么? 21、什么是控制系统的数学模型? 22、控制系统的数学模型有: 23、什么是控制系统的传递函数? 24、建立数学模型的方法有? 25、经典控制理论中,控制系统的数学模型有?

26、系统的物理构成不同,其传递函数可能相同吗?为什么? 27、控制系统的分析法有哪些? 28、系统信号流图是由哪二个元素构成? 29、系统结构图是由哪四个元素组成? 30、系统结构图基本连接方式有几种? 31、二个结构图串联连接,其总的传递函数等于? 32、二个结构图并联连接,其总的传递函数等于? 33、对一个稳定的控制系统,其动态过程特性曲线是什么形状? 34、二阶系统的阻尼比10<<ξ,其单位阶跃响应是什么状态? 35、二阶系统阻尼比ξ减小时,其阶跃响应的超调量是增大还是减小? 36、二阶系统的特征根是一对负实部的共轭复根时,二阶系统的动态响应波形是什么特点? 37、设系统有二个闭环极点,其实部分别为:δ=-2;δ=-30,问哪一个极点对系统动态过程的影响大? 38、二阶系统开环增益K 增大,则系统的阻尼比ξ减小还是增大? 39、一阶系统可以跟踪单位阶跃信号,但存在稳态误差?不存在稳态误差。 40、一阶系统可以跟踪单位加速度信号。一阶系统只能跟踪单位阶跃信号(无稳态误差)可以跟踪单位斜坡 信号(有稳态误差) 41、控制系统闭环传递函数的零点对应系统微分方程的特征根。应是极点 42、改善二阶系统性能的控制方式有哪些? 43、什么是二阶系统?什么是Ⅱ型系统? 44、恒值控制系统 45、谐振频率 46、随动控制系统 47、稳态速度误差系数K V 48、谐振峰值 49、采用比例-微分控制或测速反馈控制改善二阶系统性能,其实质是改变了二阶系统的什么参数?。 50、什么是控制系统的根轨迹? 51、什么是常规根轨迹?什么是参数根轨迹? 52、根轨迹图是开环系统的极点在s 平面上运动轨迹还是闭环系统的极点在s 平面上运动轨迹? 53、根轨迹的起点在什么地方?根轨迹的终点在什么地方? 54、常规根轨迹与零度根轨迹有什么相同点和不同点? 55、试述采样定理。

模拟考试题(自动控制原理)

模拟试题(自动控制原理) 1. 本试卷共六大题,满分100分,考试时间90分钟,闭卷; 第一部分:选择题 一、单项选择题(本大题共15小题,每小题3分,共45分) 2.衡量系统稳态精度的重要指标时( C )。 A.稳定性 B.快速性 C.准确性 D.安全性 2.火炮自动瞄准系统的输入信号是任意函数,这就要求被控量高精度地跟随给定值变化,这种控制系统叫( C )。 A.恒值调节系统 B.离散系统 C.随动控制系统 D.数字控制系统 3.某典型环节的传递函数是,则该环节是( D )。 A.积分环节 B.比例环节 C.微分环节 D.惯性环节 4. 关于传递函数,错误的说法是( D )。 A.传递函数只适用于线性定常系统 B.传递函数完全取决于系统的结构参数,给定输入和扰动对传递函数没有影响 C.传递函数一般是为复变量s的真分式 D.闭环传递函数的零点决定了系统的稳定性 5.高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴,则系统的( C )。 A.准确度越高B.准确度越低 C.响应速度越慢 D.响应速度越快 6.系统渐近线与实轴正方向夹角为( B )。 A、90° B、90°、270° C、270° D、无法确定 7.已知单位负反馈系统的开环传开环传递函数为,则当K为下列哪个选项时系统不稳定( D )。 A.5 B. 10 C. 13 D. 16 8.对于绘制根轨迹的基本法则,以下说法不正确的是( C )。 A.根轨迹对称于实轴 B.根轨迹的分支数等于系统的阶数 C. 根轨迹以开环零点为起点,以开环极点为终点 D. 根轨迹与虚轴相交意味着闭环特征方程出现纯虚根 9.某闭环系统的开环传递函数为,则该系统为( D )。 A.0型系统,开环放大系数K=8 B.0型系统,开环放大系数K=2 C.I型系统,开环放大系数K=8 D.I型系统,开环放大系数K=2 10.系统的开环传递函数如下所以,其中属于最小相位系统的是( A )。 11.关于线性系统稳态误差,正确的说法是( A )。 A.增加系统前向通道中的积分环节个数可以提高系统的无稳态误差的等级 B.I型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差 C.减小系统开环增益K可以减小稳态误差 D.增加积分环节可以消除稳态误差,而且不会影响系统稳定性 12.已知单位反馈系统的开环传递函数为,则根据频率特性的物理意义,该闭环系统输入信号为r(t)=sin3t 时系统的稳态输出为( B )。 A. 0.354sin3t B.0.354sin(3t-450) C. 0.354sin(3t+450) D.0.354sin(t-450)

自动控制原理课程设计

扬州大学水利与能源动力工程学院 课程实习报告 课程名称:自动控制原理及专业软件课程实习 题目名称:三阶系统分析与校正 年级专业及班级:建电1402 姓名:王杰 学号: 141504230 指导教师:许慧 评定成绩: 教师评语: 指导老师签名: 2016 年 12月 27日

一、课程实习的目的 (1)培养理论联系实际的设计思想,训练综合运用经典控制理论和相关课程知识的能力; (2)掌握自动控制原理的时域分析法、根轨迹法、频域分析法,以及各种校正装置的作用及用法,能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析,能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计,并调试满足系统的指标; (3)学会使用MATLAB语言及Simulink动态仿真工具进行系统仿真与调试; (4)学会使用硬件搭建控制系统; (5)锻炼独立思考和动手解决控制系统实际问题的能力,为今后从事控制相关工作打下较好的基础。 二、课程实习任务 某系统开环传递函数 G(s)=K/s(0.1s+1)(0.2s+1) 分析系统是否满足性能指标: (1)系统响应斜坡信号r(t)=t,稳态误差小于等于0.01; (2)相角裕度y>=40度; 如不满足,试为其设计一个pid校正装置。 三、课程实习内容 (1)未校正系统的分析: 1)利用MATLAB绘画未校正系统的开环和闭环零极点图 2)绘画根轨迹,分析未校正系统随着根轨迹增益变化的性能(稳定性、快速性)。 3)作出单位阶跃输入下的系统响应,分析系统单位阶跃响应的性能指标。 4)绘出系统开环传函的bode图,利用频域分析方法分析系统的频域性能指标(相角裕度和幅值裕度,开环振幅)。 (2)利用频域分析方法,根据题目要求选择校正方案,要求有理论分析和计算。并与Matlab计算值比较。 (3)选定合适的校正方案(串联滞后/串联超前/串联滞后-超前),理论分析并计算校正环节的参数,并确定何种装置实现。

自动控制原理期末考试试卷(含答案)

2017年自动控制原理期末考试卷与答案 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: 稳定性 、快速性和 准确性 。 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、在经典控制理论中,可采用 劳斯判据(或:时域分析法)、根轨迹法或奈奎斯特判据(或:频域分析法) 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 结构 和 参数, 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20lg ()A ω(或:()L ω),横坐标为lg ω 。 6、奈奎斯特稳定判据中,Z = P - R ,其中P 是指 开环传函中具有正实部的极点的个数,Z 是指 闭环传函中具有正实部的极点的个数,R 指 奈氏曲线逆时针方向包围 (-1, j0 )整圈数。 7、在二阶系统的单位阶跃响应图中,s t 定义为 调整时间 。%σ是超调量 。 8、设系统的开环传递函数为12(1)(1) K s T s T s ++频特性为 01112()90()() tg T tg T ?ωωω--=---。 9、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。 10、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+,则该系统的传递函数G(s)为 105 0.20.5s s s s + ++。 11、自动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。 12、根轨迹起始于开环极点,终止于开环零点。 13、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。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。 14、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越频率c ω对应时域性能指标 调整时间s t ,它们反映了系统动态过程的快速性

2014考研西北工业大学《821自动控制原理》模拟题解析部分

专业课模拟题解析课程 第1讲 模拟题一解析(一)

一、(25分)某系结构图如下图所示,该系统的单位阶跃响应如右图。 (1)求该系统结构图中未知参量v,k,T. e (2)当T不等于零时,求a的值,使该系统的单位斜坡误差1 ss 考点:(1)阶跃响应的导数是脉冲响应,脉冲响应的s域表达式就是系统的传递函数。

(2)稳态误差的算法 解: , a s Ts s a s K Ts s a s Ts s a s K s v v v ++++=+++++=Φ)1()() 1(1) 1()()(?? ??===1 110T v K ?? ??===0 210T v K

或者 (2)由梅森公式可得,该系统的误差传递函数为: 22 1()21(1) e s s s s a s s a s s φ+==++++ + 22220011 lim *()*lim **12e s s s s s s s s s s a s φ→→+==++ a=1 二、(25分)已知系统结构图,K * = 0→∞,绘制系统根轨迹并确定: (1)使系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益 K 的取值范围; (2) 当3λ =-5 时,1,2λ=?相应 K=?

解: ①实轴上的根轨迹:[-∞,-4], [-2,0] ② 渐近线: * () (2)(4) K G s s s s = ++ *8 1 K K v ?= ? = ? 111 24 d d d ++= ++

③ 分离点: 整理得: 舍去第二个结果,可得: ④ 虚轴交点: 231280d d ++=120.845; 3.155 d d =-=-0.845 * 24 3.08 d d K d d d =-=++=*32*()(2)(4)680 D s s s s K s s s K =+++=+++=

金陵科技学院自动控制原理课程设计

绪论 (1) 一课程设计的目的及题目 (2) 1.1课程设计的目的 (2) 1.2课程设计的题目 (2) 二课程设计的任务及要求 (3) 2.1课程设计的任务 (3) 2.2课程设计的要求 (3) 三校正函数的设计 (4) 3.1理论知识 (4) 3.2设计部分 (5) 四传递函数特征根的计算 (8) 4.1校正前系统的传递函数的特征根 (8) 4.2校正后系统的传递函数的特征根 (10) 五系统动态性能的分析 (11) 5.1校正前系统的动态性能分析 (11) 5.2校正后系统的动态性能分析 (15) 六系统的根轨迹分析 (19) 6.1校正前系统的根轨迹分析 (19) 6.2校正后系统的根轨迹分析 (21) 七系统的奈奎斯特曲线图 (23) 7.1校正前系统的奈奎斯特曲线图 (23) 7.2校正后系统的奈奎斯特曲线图......... 错误!未定义书签。4 八系统的对数幅频特性及对数相频特性...... 错误!未定义书签。 8.1校正前系统的对数幅频特性及对数相频特性 (25) 8.2校正后系统的对数幅频特性及对数相频特性 (27) 总结................................... 错误!未定义书签。8 参考文献................................ 错误!未定义书签。

在控制工程中用得最广的是电气校正装置,它不但可应用于电的控制系统,而且通过将非电量信号转换成电量信号,还可应用于非电的控制系统。控制系统的设计问题常常可以归结为设计适当类型和适当参数值的校正装置。校正装置可以补偿系统不可变动部分(由控制对象、执行机构和量测部件组成的部分)在特性上的缺陷,使校正后的控制系统能满足事先要求的性能指标。常用的性能指标形式可以是时间域的指标,如上升时间、超调量、过渡过程时间等(见过渡过程),也可以是频率域的指标,如相角裕量、增益裕量(见相对稳定性)、谐振峰值、带宽(见频率响应)等。 常用的串联校正装置有超前校正、滞后校正、滞后-超前校正三种类型。在许多情况下,它们都是由电阻、电容按不同方式连接成的一些四端网络。各类校正装置的特性可用它们的传递函数来表示,此外也常采用频率响应的波德图来表示。不同类型的校正装置对信号产生不同的校正作用,以满足不同要求的控制系统在改善特性上的需要。在工业控制系统如温度控制系统、流量控制系统中,串联校正装置采用有源网络的形式,并且制成通用性的调节器,称为PID(比例-积分-微分)调节器,它的校正作用与滞后-超前校正装置类同。

(完整版)自动控制原理试卷与答案(1)

自动控制原理试卷与答案 一、填空题 1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过稳定性与反馈量的差值进行的 2、在水箱水温控制系统中,受控对象为水箱,被控量为水温。 3、自动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。 4、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面,即:稳定性、快速性和准确性。 5、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法,叫系统的数学模型,在古典控制理论中系统数学模型有微分方程、函数等 6.闭环控制系统又称为反馈控制系统。 7.一线性系统,当输入是单位脉冲函数时,其输出象函数与传递函数相同 8.控制系统线性化过程中,线性化的精度和系统变量的时间常数T有关。 9、.PID调节中的“P”指的是比例控制器 10.对控制系统的首要要求是系统具有稳定性。 11.反馈控制原理是检测偏差并纠正偏差的原理 12.根据采用的信号处理技术的不同,控制系统分为模拟控制系统和数学控制系统。 13、由控制器(含测量元件)和被控制对象组成的有机整体称为自动控制系统。 14、闭环系统是指系统输出量直接或地参与系统的控制的作用。 15、开环控制系统与闭环系统相互结合的控制方式是复合控制 16只有一个反馈通道的系统是单回路系统。 17、描述系统各个物理量之间关系的数学表达式或图形称为系统的数学模型

18、过渡过程的三要素是起始值、稳定值、时间常数 19从一个状态进入另一个稳态的中间过程叫做过渡过程或动态过程。 20、换路定律表明了换路前与换路后瞬间电路的工作状态之间的关系。 二、选择题 1、采用负反馈形式连接后,则 ( D ) 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。 2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( A )。 A 、增加开环极点; B 、在积节分环外加单位负反馈; C 、增加开环零点; D 、引入串联超前校正装置。 3、关于传递函数,错误的说法是 ( B ) 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。 4、下列哪种措施对改善系统的精度没有效果 ( C )。 A 、增加积分环节 B 、提高系统的开环增益K C 、增加微分环节 D 、引入扰动补偿 5、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴,则系统的 ( D ) 。 A 、准确度越高 B 、准确度越低 C 、响应速度越快 D 、响应速度越慢 6. 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 7 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 8. 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 9 某典型环节的传递函数是()1 51+=s s G ,则该环节是( B ) A.比例环节 B.积分环节 C.惯性环节 D.微分环节 10、设一阶系统的传递函数是()1 2+=s s G ,且容许误差为5%,则其调整时间为( C ) A.1 B.2 C.3 D.4 11、与开环控制系统相比较,闭环控制系统通常对( B )进行直接或间接地测量,通过反馈环节去影响控制信号。 A.输出量 B.输入量 C.扰动量 D.设定量

自动控制原理模拟试题

自动控制原理模拟试题6 一、简答(本题共6道小题,每题5分,共30分) 1、画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。 2、通过二阶系统的根轨迹说明,增加开环零点和增加开环极点对系统根轨迹走向的影响。 3、已知某环节的频率特性曲线如下,求当x(t)=10sin5t 输入该环节的时候,系统的输出解析表达式是什么? 4、通常希望系统的开环对数频率特性,在低频段和高频段有较大的斜率,为什么? 5、如果一个控制系统的阻尼比比较小,请从时域指标和频域指标两方面说明该系统会有什么样的表现?并解释原因。 6、最小相位系统的Nyquist 图如下所示,画出图示系统对应的 Bode 图,并判断系统的稳定性。 二、改错(本题共5道小题,每题5分,共25分) 1. 微分方程的拉氏变换可以得到系统的传递函数,系统传递函数的拉氏反变换是微分方程。 2. 传递函数描述系统的固有特性。其系数和阶次都是实数,只与系统内部结构参数有关而与输入量初始条件等外部因素无关。 3. 频率法不仅研究一个系统对不同频率的正弦波输入时的响应特性,也研究系统对阶跃信号的响应特性。 4. 系统开环对数频率特性的中频段的长度对相位裕量有很大影响,中频段越长,相位裕量越小。 W k (j 40 20 - π/2 - π ?(ω)

5. Nyquist 图中()1k W j ω>的部分对应Bode 图中0dB 线以下的区段,Nyquist 图中的实 轴对应Bode 图中的π-线。 三、 设单位反馈系统的开环传递函数(本题20分) i s T s K s T K K s G m m f f 1)1(1)(0?+?+?= 输入信号为 )(1)()(t bt a t r ?+= 其中0K , m K , f K , i, f T , m T 均为正数 ,a 和b 为已知正常数。如果要求闭环系统稳 定,并且稳态误差ss e <0ε, 其中0ε>0, 试求系统各参数满足的条件。 四、试用梅逊增益公式求下图中各系统信号流图的传递函 数C(s)/R(s)。(15分) 五、(本题20分) 设单位反馈控制系统的开环传递函数 )102.0)(101.0()(++=s s s K s G 要求: (1) 画出准确根轨迹(至少校验三点,包括与虚轴交点); (2) 确定系统的临界稳定开环增益K c; (3)当一个闭环极点是-5的时候,确定此时的其他极点。 六、已知最小相位系统的对数幅频渐近特性曲线如图所示, 1) 试确定系统的开环传递函数; 2) 求解系统的相位裕量,并判断稳定性; 3)

自动控制原理课程设计

物理科学与工程技术学院 课程设计说明书 课题名称:自动控制原理 设计题目:自动控制与检测原理 专业班级:11级自动化 学生姓名:袁 学号:1134307138

自动控制系统 为了实现各种复杂的控制任务,首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来,组成一个有机的总体,这就是自动控制系统。在自动控制系统中,被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量,它可以要求保持为某一恒定值,例如温度,压力或飞行航迹等;而控制装置则是对被控对象施加控制作用的机构的总体,它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制,但最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统。 自动检测 检测是指为确定产品、零件、组件、部件或原材料是否满足设计规定的 质量标准和技术要求目标值而进行的测试、测量等质量检测活动。检测有3个目标:①实际测定产品(含零、部件)的规定质量特性及其指标的量值。② 根据测得值的偏离状况,判定产品的质量水平(等级),确定废次品。③认定测量方法的正确性和对测量活动简化是否会影响对规定特征的控制 自动检测是指在计算机控制的基础上,对系统、设备进行性能检测和故障诊断。他是性能检测、连续监测、故障检测和故障定位的总称。现代自动检测技术是计算机技术、微电子技术、测量技术、传感技术等学科共同发展的产物。凡是需要进行性能测试和故障诊断的系统、设备,均可以采用自动检测技术

课程内容——设计一个雷达天线伺服控制系统 1 雷达天线伺服控制系统简介 1.1 概述 用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。又称随动系统。在很多情况下,伺服系统专指被控制量(系统的输出量)是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统,其作用是使输出的机械位移(或转角)准确地跟踪输入的位移(或转角)。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。它是由若干元件和部件组成的并具有功率放大作用的一种自动控制系统。位置随动系统的输入和输出信号都是位置量,且指令位置是随机变化的,并要求输出位置能够朝着减小直至消除位置偏差的方向,及时准确地跟随指令位置的变化。位置指令与被控量可以是直线位移或角位移。随着工程技术的发展,出现了各种类型的位置随动系统。由于发展了力矩电机及高灵敏度测速机,使伺服系统实现了直接驱动,革除或减小了齿隙和弹性变形等非线性因素,并成功应用在雷达天线。伺服系统的精度主要决定于所用的测量元件的精度。此外,也可采取附加措施来提高系统的精度,采用这种方案的伺服系统称为精测粗测系统或双通道系统。通过减速器与转轴啮合的测角线路称精读数通道,直接取自转轴的测角线路称粗读数通道。因此可根据这个特征将它划分为两个类型,一类是模拟式随动系统,另一类是数字式随动系统。本设计——雷达天线伺服控制系统实际上就是随动系统在雷达天线上的应用。系统的原理图如图1-1 所示。

自动控制原理试卷有参考答案

自动控制原理试卷有参 考答案 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#

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 给定值 与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式:即按 输入 的前馈复合控制和按 扰动 的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(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G 1(s)+G 2(s)(用G 1(s)与G 2(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 ω , 阻尼比=ξ , 该系统的特征方程为 2220s s ++= , 该系统的单位阶跃响应曲线为 衰减振荡 。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+, 则该系统的传递函数G(s)为 105 0.20.5s s s s + ++。 6、根轨迹起始于 开环极点 ,终止于 开环零点 。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--,则该系统的开环传递函数为 (1) (1) K s s Ts τ++。 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、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 。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。 4、传递函数是指在 零 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。 5、设系统的开环传递函数为 2(1)(1)K s s Ts τ++ 相频特性为arctan 180arctan T τωω--(或:2 180arctan 1T T τωω τω---+) 。 6、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 c ω对应时域性能指标调整时间s t ,它们反映了系统动态过程的快速性 . 1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面,即: 稳定性 、快速性和 准确性 。 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。一阶系统传函标准形式是1 ()1 G s Ts = + ,二阶系统传函标准形式是 2 2 2 ()2n n n G s s s ωζωω=++(或:221()21G s T s T s ζ=++。 3、在经典控制理论中,可采用 劳斯判据 、根轨迹法或奈奎斯特判据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 结构 和 参数 , 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20lg ()A ω,横坐标为 lg ω 。 6、奈奎斯特稳定判据中,Z = P - R ,其中P 是指 开环传函中具有正实部的极点的个数 (或:右半S 平面的开环极点个数) ,Z 是指闭环传函中具有正实部的极点的

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