自动控制原理A作业

《⾃动控制原理》试卷（期末A卷参考答案）试题编号：重庆邮电⼤学2009学年2学期《⾃动控制原理》试卷（期中）（A 卷）（闭卷）⼀、简答题（本⼤题共5⼩题，每⼩题4分，共20分） 1．传递函数定义及其主要性质。

答：线性定常系统在零初始条件下，输出量的拉⽒变换与输⼊量的拉⽒变换之⽐，称为传递函数。

（2分）主要性质：(每回答正确2个1分，全部正确2分)1）传递函数只适⽤于线性定常系统：由于传递函数是基于拉⽒变换，将原来的线性常系数微分⽅程从时域变换到复域，故只适⽤于线性定常系统。

2）传递函数是在零初始条件下定义的。

如果系统为⾮零初始条件，⾮零初始值V(s)，则系统新的输⼊、输出关系为：Y(s)=G(s).U(s)+ V(s)3)传递函数只表⽰了系统的端⼝关系，不明显表⽰系统内部部件的信息。

因此对于同⼀个物理系统，如果描述的端⼝不同，其传递函数也可能不同；⽽不同的物理系统，其传递函数可能相同。

4)传递函数是复变量S 的有理真分式函数，分⼦多项式的次数n 低于或等于分母多项的次数m ，所有系数均为实数。

2．线性控制系统的稳定性定义。

答：如果线性控制系统在初始扰动的影响下，其动态过程随时间的推移逐渐衰减并趋于零或原平衡点，则称系统渐进稳定，简称稳定（3分），反之，如果在初始扰动下，系统的动态过程随时间的推移⽽发散，则不稳定。

（1分）3．闭环系统的零、极点位置对于时间响应性能的超调量、调节时间的有何影响？答：（1）超调量主要取决于闭环复数主导极点的衰减率21//ξξωσ-=d ，与其他闭环零、极点接近坐标原点的程度有关；（2分）（2）条件时间主要取决于靠近虚轴的闭环复数极点的实部绝对值ξωσ=，如果实数极点距离虚轴最近，并且它附近没有实数零点，则调节时间主要取决于该实数极点的模值。

（2分）4．对于⼀个给定的开环增益为o k 最⼩相位系统，说明采⽤频率⽅法和根轨迹法判断稳定性的统⼀性。

答：频率法判断系统稳定性时，当o k 较⼩时，其副相曲线在)(ωj Go 平⾯不包围（-1，j0）这点，系统稳定，随着o k 的增加，副相曲线包围（-1，j0）这点，系统不稳定。

注：装订线内禁止答题，装订线外禁止有姓名和其他标记。

东北农业大学成人教育学院考试题签自动控制原理（A ）一、填空题（每空 1 分，共20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 （用G 1(s)与G 2(s) 表示）。

4、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 。

5、根轨迹起始于 ，终止于 。

6、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ϕωτωω--=--，则该系统的开环传递函数 为7、在水箱水温控制系统中，受控对象为 ，被控量为 。

8、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 ；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 ；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 。

9、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 。

判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用 ；在频域分析中采用 。

10、传递函数是指在 初始条件下、线性定常控制系统的 与 之比。

11、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++，则其开环幅频特性为二、选择题（每题 2 分，共30分） 1、采用负反馈形式连接后，则 ( )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 、增加开环极点；B 、在积分环节外加单位负反馈；C 、增加开环零点；D 、引入串联超前校正装置。

一、 填空题1.输入量2. ()1G s +()2G s ，()1G s ()2G s3.()()22311,0;1,0;11,0;2,0;1t t st t s t t s t t δ≥≥≥=4.闭环特征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5.1050.20.5s s +++ 二、单选题1.D2.B3.B4.B5.B6.A7.A8.该题取消9.B 10.D 三、综合题1211312232314111223313423121(),1,1,1()1()G H G H P G G P G G P G G P P P G G G G G P G G H∆=---=∆==∆==∆=∆+∆+∆++==∆++2.（1）解：系统的开环频率特性()()()()()22222210.51(2)(1)(0.51)23(1)(4)G jw H jw jw jw jw jw jw j w w jw w w w ==++++-+=++幅值变化：()()0,0A A +=∞∞=相角变化：()0000000000001:90901:90901:09011:09010.50.5:00180360jw jw jwj w w ϕ∠--∠--∠-+∠-+∠=-- 起点处：()()()()Re 00,Im 00;G j H j G j H j ++++=∞=∞⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦终点处：()()()()Re 0,Im 0;G j H j G j H j ∞∞=∞∞=⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦令()()()()()()Re 0Im 0.12;12x x x x x G jw H jw w G jw H jw G jw H jw =⇒=⇒==≈⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎣⎦ 因该传递函数有2个积分环节，因此，补一个1800虚线圆弧如上图所示（半径为无穷大）（2）根据奈式判据公式 2Z P R P N =-=-因P=0，v=2，由图知N -=1，代入上式，Z 不等于0，故该系统不稳定。

自动控制原理作业题(后附答案)-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII自动控制原理作业题第一章基本概念一、简答题1 简述自动控制的基本概念2 简述自动控制系统的基本组成3 简述控制系统的基本控制过程4 简述自动控制系统的基本分类5 试比较开环控制和闭环控制的特点6 简述自动控制系统的性能评价指标二、分析计算题1 液位自动控制系统如图所示。

试分析该系统工作原理，画出系统原理框图，指出被控对象、被控参量和控制量2 发动机电压调节系统如图所示，试分析其工作原理，画出系统原理框图，指出其特点。

3液面控制系统如图所示。

试分析该系统的工作原理，指出系统中的干扰量、被控制量及被控制对象，并画出系统的方框图。

4控制系统如图所示。

简述该系统的工作原理，说明该系统的给定值、被控制量和干扰量，并画出该系统的方块图。

图1-7发电机-电动机调速系统操纵电位计发电机伺服电机减速器负载Θr给定值Ur 前置放大器功放执行元件被控量Wm这是一个开环控制的例子+E-EUr操纵电位计R1R2R3R4放大器直流发电机伺服电机Wd Wm发电机-电动机调速系统减速器负载5火炮随动控制系统如图所示。

简述该系统的工作原理，并画出该系统的原理框图。

第二章 线性控制系统的数学模型一、简答题1 简述建立控制系统数学模型的方法及其数学表示形式2 简述建立微分方程的步骤3 简述传递函数的基本概念及其特点4 给出组成控制系统典型基本环节二、分析计算题1 有源电网络如图所示，输入量为)(1t u ，输出量为)(2t u ，试确定该电网络的传递函数2 电枢控制式直流电动机原理图如图所示，输入量为)(1t e ，输出量为)(t o θ，试确定其微分方程。

图中，电动机电枢输入电压；电动机输出转角；电枢绕组的电阻；电枢绕组的电感；流过电枢绕组的电流；电动机感应电势；电动机转矩；电动机及负载这和到电动机轴上的转动惯量；电动机及负载这和到电动机轴上的粘性摩擦系数。

自动控制原理大作业1.什么是自动控制？（填空）自动控制：是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。

2.自动控制系统的两种常用控制方式是什么？（填空）开环控制和闭环控制3.开环控制和闭环控制的概念？开环控制：控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点：开环控制实施起来简单，但抗扰动能力较差，控制精度也不高。

闭环控制：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，既有被控量对被控过程的影响。

主要特点：抗扰动能力强，控制精度高，但存在能否正常工作，即稳定与否的问题。

掌握典型闭环控制系统的结构。

开环控制和闭环控制各自的优缺点？（分析题：对一个实际的控制系统，能够参照下图画出其闭环控制方框图。

）4.控制系统的性能指标主要表现在哪三个方面？各自的定义？（填空或判断）（1）、稳定性：系统受到外作用后，其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力（2）、快速性：通过动态过程时间长短来表征的（3）、准确性：有输入给定值与输入响应的终值之间的差值来表征的第二章1.控制系统的数学模型有什么？（填空）微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性2.了解微分方程的建立？（1）、确定系统的输入变量和输入变量（2）、建立初始微分方程组。

即根据各环节所遵循的基本物理规律，分别列写出相应的微分方程，并建立微分方程组（3）、消除中间变量，将式子标准化。

将与输入量有关的项写在方程式等号的右边，与输出量有关的项写在等号的左边3.传递函数定义和性质？认真理解。

（填空或选择）传递函数：在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比4.七个典型环节的传递函数（必须掌握）。

了解其特点。

（简答）。

1《自动控制原理》试卷（A 卷）一、 用运算放大器组成的有源电网络如图所示，试采用复数阻抗法写出它的传递函数。

（10分）（1图 ）（3图）二、假设某系统对于单位阶跃输入信号的响应为t t e e t y 10602.12.01)(---+= 。

(a) 求该系统的闭环传递函数。

(b) 确定该系统的阻尼系数。

（10分）三、试用梅逊增益公式求图中系统的闭环传递函数。

（写出步骤）（10分）四、控制系统的结构如图所示，设 r(t ) = t ⋅ 1(t ) ，p (t ) = 1(t )定义e (t ) = r(t ))(t y -，试求系统的稳态误差。

（10分）（4图）五、试确定题图所示系统参数K 和ξ的稳定域。

（写步骤）（10分）（5图）六、设单位反馈控制系统的开环传递函数为（1） 绘制根轨迹，并加以简要说明。

（2） 当系统的阻尼振荡频率s rad /1d =ω时试确定闭环主导极点的值与相应的增益值。

（15分）七、最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如图所示，确定系统的开环传递函数。

（10分）八、已知最小相位系统校正前后系统的折线对数幅频特性如图所示，其中Lo(ω)为校正前特性，L开(ω)为校正后特性。

（1）试作出校正装置的对数幅频特性Lc(ω)(折线)；（2）试写出校正装置的传递函数Gc(s);（3）计算校正后系统的相位裕度γ。

（15分）cp为s右半平面上的开环根的个数，v为开九、设开环系统的奈氏曲线如下图所示，其中，环积分环节的个数，试判别闭环系统的稳定性。

(10分)（a）(b)2《自动控制原理》试卷（B 卷）一、 求下图所示系统的传递函数)(/)(0s U s U i 。

（10分）（1图） （3图）二、假设某系统对于单位阶跃输入信号的响应为t t e e t y 10602.12.01)(---+= 。

(a) 求该系统的闭环传递函数。

(b) 确定该系统的阻尼系数。

（10分）三、系统的信号流图如图所示，求输出C （S ）的表达式。

自动控制原理作业题(后附答案)-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII自动控制原理作业题第一章基本概念一、简答题1 简述自动控制的基本概念2 简述自动控制系统的基本组成3 简述控制系统的基本控制过程4 简述自动控制系统的基本分类5 试比较开环控制和闭环控制的特点6 简述自动控制系统的性能评价指标二、分析计算题1 液位自动控制系统如图所示。

试分析该系统工作原理，画出系统原理框图，指出被控对象、被控参量和控制量2 发动机电压调节系统如图所示，试分析其工作原理，画出系统原理框图，指出其特点。

3液面控制系统如图所示。

试分析该系统的工作原理，指出系统中的干扰量、被控制量及被控制对象，并画出系统的方框图。

4控制系统如图所示。

简述该系统的工作原理，说明该系统的给定值、被控制量和干扰量，并画出该系统的方块图。

图1-7发电机-电动机调速系统操纵电位计发电机伺服电机减速器负载Θr给定值Ur 前置放大器功放执行元件被控量Wm这是一个开环控制的例子+E-EUr操纵电位计R1R2R3R4放大器直流发电机伺服电机Wd Wm发电机-电动机调速系统减速器负载5火炮随动控制系统如图所示。

简述该系统的工作原理，并画出该系统的原理框图。

第二章 线性控制系统的数学模型一、简答题1 简述建立控制系统数学模型的方法及其数学表示形式2 简述建立微分方程的步骤3 简述传递函数的基本概念及其特点4 给出组成控制系统典型基本环节二、分析计算题1 有源电网络如图所示，输入量为)(1t u ，输出量为)(2t u ，试确定该电网络的传递函数2 电枢控制式直流电动机原理图如图所示，输入量为)(1t e ，输出量为)(t o θ，试确定其微分方程。

图中，电动机电枢输入电压；电动机输出转角；电枢绕组的电阻；电枢绕组的电感；流过电枢绕组的电流；电动机感应电势；电动机转矩；电动机及负载这和到电动机轴上的转动惯量；电动机及负载这和到电动机轴上的粘性摩擦系数。

⾃动控制原理科⽬考试题A卷（开卷）及答案级（学⽣填写）：姓名：学号：命题：审题：审批： ------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ----------------------------------------------------------- （答题不能超出密封装订线）2009～2010学年第⼀学期控制⼯程基础科⽬考试题A 卷（开卷）)(1s G------------------------------------------------------ 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ----------------------------------------------------------- 班级（学⽣填写）：姓名：学号：3、6. 为2型系统，p K =∞， v K = ∞， a K =K=20当输⼊r( t )分别为1( t )、t 和t 2时，e ss 分别为0，0，1/10 ；当r(t)=1( t )+ t + t 2时，根据线性系统的叠加原理，e ss =0+0+1/10=1/10 。

1. 求下图所⽰电路的传递函数及微分⽅程（10分）)1(11)()(212122Cs R R R R Cs R Cs R s U s U r c +-=+-= ； r 2c 1c21u R u R dtdu CR R -=+ 。

1、求下图所⽰电路的传递函数及微分⽅程（8分）。

⼀系统的开环传递函数为 G(S)H(S)=100/(10s+1)(2s+1)(0.2s+1) （1）绘制渐近对数幅频曲线图。

1）7. 试分别⽤幂级数法、部分分式法求以下函数的z 反变换并求x （3）：（9分）)2)(1()(--=z z zz X1）幂级数法+++-+--+--+-+---------------3213232121211127314151421767693232323z z z z z z z z z z z z z z z zz z,.....7)3(,3)2(,1)1(,0)0()(...73)2)(1()(0321=====+++=--=∑∞=----x x x x z k x z z z z z zz X k k2）、部分分式法21)2)(1(1)(-+--=--=z z z z z z X 11 21)(-+--=z zz z z X k z z z z z z 2]2[,1]1[11=- =- -- e(kT)=-1+2ke *(t)=e (0)δ(t )+e (T )δ(t -T )+e (2T )δ(t -2T )+…=0+1δ(t -T )+3δ(t -2T )+ 7δ(t -3T )+…⼀．填空题1、单输⼊单输出；线性定常系统。

广东技术师范学院20 —20 学年度第( )学期期末考试试卷（参考答案及评分标准）科 目：自动控制原理 （A ）卷考试形式：闭卷 考试时间: 120 分钟一、填空题（每空2分，共20分）1、大多数控制系统具有 闭环 方式的控制结构，它是根据 负反馈 原理，按 偏差 量进行控制的。

2、线性定常系统传递函数是指，在零初始条件下， 输出量和输入量的 拉式变换（拉普拉斯变换）之比。

4、已知系统的传递函数为1s Ke TS τ-+，其幅频特性 ()G j ω应为221ωT K +。

5、经增益补偿的相位超前校正装置的传递函数形式为11)(++=Ts Ts sG c α，参数α与1的大小关系：1<α。

6、非线性系统在无外作用时，产生频率和振幅一定的持续振荡，这种现象称为 自激振荡（自持振荡、自振） 。

7、离散控制系统是指 系统中有一处或几处的信号是以脉冲或数码的形式传递的系统（含有采样开关的系统）二、单项选择题（每题2分，共20分）1、下图系统中，开环传递函数是指（ A ）A 、B(s)/E(s)；B 、Y(s)/R(s)；C 、E(s)/R(s)；D 、Y(s)/E(s)。

2、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明（ B ）A 、系统不稳定；B 、 型别2<v ；C 、闭环传递函数中有一个积分环节；D 、 输入幅值过大。

3、单位反馈系统稳态速度误差的正确含义是（ C ）A 、在r(t)=A 时，输出速度与输入速度的稳态误差；B 、在r(t)=A 时，输出位置与输入位置的稳态误差；C 、在r(t)=At 时，输出位置与输入位置的稳态误差；D 、在r(t)=At 时，输出速度与输入速度的稳态误差。

4、系统特征方程为 05432)(234=++++=s s s s s D ，则系统（ B ）： A 、 稳定； B 、右半平面闭环极点数2=Z ；C 、 临界稳定；D 、 型别1=v 。

《自动控制原理》试卷（一）A一、)(/)(s R s C二、 系统结构图如图所示，τ取何值时，系统才能稳定 ？（10分）三、已知负反馈系统的开环传递函数为， 42)2()(2+++=s s s K s W k(1) 试画出以K 为参数系统的根轨迹；(2) 证明根轨迹的复数部分为圆弧 。

（15分）四、已知一单位闭环系统的开环传递函数为)15.0(100)(+=s s s W K ，现加入串联校正装置：101.011.0)(++=s s s W c ，试： （20分）（1） 判断此校正装置属于引前校正还是迟后校正？（2） 绘制校正前、后系统及校正装置的对数幅频特性。

（3） 计算校正后的相位裕量。

五、非线性系统结构如图所示，设输入r=0, 绘制起始点在0)0(,1)0(00==>=c cc c 的c c -平面上的相轨迹。

（15分）C )(s )(s o六、采样控制系统如图所示，已知： （15分）1．求出系统的开环脉冲传递函数。

2．当输入为)(1*)(1*)(1)(221t t t t t t r ++=时，求稳态误差ss e 。

七、用奈氏稳定判据判断如下图所示系统的稳定性。

其中，（1）─（3）为线性系统，（4）─（6）为非线性系统。

（15分）《自动控制原理》试卷（一）B一、 控制系统的结构如下图。

(1) 当F （s ）=0时，求系统闭环传递函数)()()(s R s C s =Φ；(2) 系统中H 2（s ）应满足什么关系，能使干扰F （s ）对输出C （s ）没有影响？（10分）二、． 设某控制系统方框图如图所示，要求闭环系统的特征值全部位于s ＝－1垂线之左，试确定参数K 的取值范围。

（10分）三、.一单位负反馈系统的开环传函为)15.0()125.0()(++=s s s K s W ，欲使该系统对单位阶跃函数的响应为一振幅按指数规律衰减的简谐振荡时间函数，试用根轨迹法确定K 值范围（要求首先绘制根轨迹，求出并在图上标注主要的特征点参数）。

自动控制原理及其应用试卷A2022～2022学年第1学期期末试卷《自动控制原理及其应用》（A）题号一二三四五六平时成绩满分402040扣分一、单项选择题（每小题2分，共40分）：1.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()A、如果闭环极点全部位于S左半平面，则系统一定是稳定的。

稳定性与闭环零点位置无关；B、如果闭环系统无零点，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；C、超调量仅取决于闭环复数主导极点的衰减率，与其它零极点位置无关；D、如果系统有开环极点处于S右半平面，则系统不稳定。

52.若某负反馈控制系统的开环传递函数为(1)，则该系统的闭环特征方程为()。

A、(1)0B、(1)50C、(1)10D、与是否为单位反馈系统有关G()C()3.如图1所示系统，传递函数R()为（）。

G1G2G1G2G1G3A、1G2G3B、1G1G3C、1G2G3D、以上都错4.同一系统，不同输入信号和输出信号之间传递函数的特征方程（）A、相同B、不同C、不存在D、不定G5.某系统的开环传函0()K(1)，相角稳定裕量45，则K为：（）2A、1B、2C、2D、26.已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是()K(2)K(1)KK(1)A、(1)B、(5）C、(2－1)D、(2)7.开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标()A、超调%B、稳态误差eC、调整时间tD、峰值时间tpG108.单位反馈系统的开环传函为：0()332210，系统的闭环极点在左半平面分布的个数为：（）A、0个B、1个C、2个D.3个9.对于以下情况应绘制0°根轨迹的是()A、主反馈口符号为“-”；B、除Kr外的其他参数变化时；C、非单位反馈系统；D、根轨迹方程（标准形式）为G()H()1。

10.根轨迹的模值方程可用于（）A、确定根轨迹的起始角与终止角B、确定实轴上的根轨迹分布C、确定根轨迹上某点对应的开环增益D.绘制根轨迹11.若某系统的根轨迹有两个起点位于原点，则说明该系统()A、含两个理想微分环节B、含两个积分环节C、位置误差系数为0D、速度误差系数为012.系统在r(t)t2作用下的稳态误差e，说明（）A、型别v2B、系统不稳定C、输入幅值过大D.闭环传递函数中有一个积分环节C(z)13.线性离散系统如图2所示，则R(z)为：（）G1(z)G2(z)G1(z)G2(z)G1(z)G2(z)A、1G1(z)G2H(z)B、1G1G2H(z)C、1G1(z)G2(z)H(z)D.以上答案都不对二、填空（每题2分，共20分）：G()10014.单位负反馈控制系统开环传递函数(10)，在单位加速度信号作用下，系统的稳态误差为（）A、0．1B、0．01C、0D.15.确定根轨迹与虚轴的交点，可用()A．劳斯判据B．幅角条件C．幅值条件D．dk/d=0G()10(21)16.已知单位反馈系统的开环传递函数为2(26100)，当输入信号是r(t)22tt2时，系统的稳态误差是（)A、0B、∞C、10D、2017.非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，当输入信号为R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为()A、E(S)R(S)G(S)；B、E(S)R(S)G(S)H(S)；C、E(S)R(S)G(S)H(S)；D、E(S)R(S)G(S)H(S)。

在线作业一、单选题1. 一个系统中如果有(D)，对系统的稳定性不利。

A. 惯性环节B. 积分环节C. 振荡环节D. 延滞环节2. 对(D)来说，其职能是产生控制量，直接推动被控对象的被控量发生变化。

A. 测量装置B. 比较装置C. 计算装置D. 执行装置3. 如果系统输入大部分是随时间逐渐增加的信号时，则通常选用(B)作为实验信号。

A. 阶跃函数B. 斜坡函数C. 抛物线函数D. 脉冲函数4. 在实际情况中，微分环节由理想微分环节和(B)组成。

A. 比例环节B. 惯性环节C. 积分环节D. 振荡环节5. 当阻尼比等于1时，系统处于(D)情况。

A. 无阻尼B. 过阻尼C. 负阻尼D. 临界阻尼6. 对系统的瞬态响应进行分析，可以考查系统的(C)。

A. 稳定性B. 动态性能C. 稳定性和动态性能D. 稳定性和稳态误差7. 下列参数里， (B)反映的是系统响应的快速性。

A. 峰值时间B. 调节时间C. 延滞时间D. 上升时间8. 对于线性系统的动态性能指标来说，输出响应(B)。

A. 不变B. 越快越好C. 越慢越好D. 不能确定9. 两个或两个以上的方框具有同一个输入，而以各方框输出的代数和作为总输出，这种结构称为(B)。

A. 串联连接B. 并联连接C. 前馈连接D. 反馈连接10. PI调节器又被称为(A)。

A. 比例-积分调节器B. 比例-微分调节器C. 积分调节器D. 微分调节器1. 实轴上属于根轨迹的部分，其右边开环零点与极点的个数之和为(A)。

A. 奇数B. 偶数C. 零D. 正数2. 根轨迹的分支数等于对应特征方程的阶次，即(C)。

A. 开环零点数mB. 开环极点数nC. 开环零点数m和开环极点数n中的较大者D. 开环零点数m和开环极点数n中的较小者3. 比例环节的相频特性是(A)。

A. 0°B. 60°C. 90°D. 180°4. 幅值比随(B)变化的特性被称为幅频特性。

试题编号：重庆邮电大学2009学年2学期《自动控制原理》试卷（期中）（A 卷）（闭卷）一、简答题（本大题共5小题，每小题4分，共20分） 1． 传递函数定义及其主要性质。

答：线性定常系统在零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比，称为传递函数。

（2分）主要性质：(每回答正确2个1分，全部正确2分)1）传递函数只适用于线性定常系统：由于传递函数是基于拉氏变换，将原来的线性常系数微分方程从时域变换到复域，故只适用于线性定常系统。

2）传递函数是在零初始条件下定义的。

如果系统为非零初始条件，非零初始值V(s)，则系统新的输入、输出关系为：Y(s)=G(s).U(s)+ V(s)3)传递函数只表示了系统的端口关系，不明显表示系统内部部件的信息。

因此对于同一个物理系统，如果描述的端口不同，其传递函数也可能不同；而不同的物理系统，其传递函数可能相同。

4)传递函数是复变量S 的有理真分式函数，分子多项式的次数n 低于或等于分母多项的次数m ，所有系数均为实数。

2． 线性控制系统的稳定性定义。

答：如果线性控制系统在初始扰动的影响下，其动态过程随时间的推移逐渐衰减并趋于零或原平衡点，则称系统渐进稳定，简称稳定（3分），反之，如果在初始扰动下，系统的动态过程随时间的推移而发散，则不稳定。

（1分）3． 闭环系统的零、极点位置对于时间响应性能的超调量、调节时间的有何影响？ 答：（1）超调量主要取决于闭环复数主导极点的衰减率21//ξξωσ-=d ，与其他闭环零、极点接近坐标原点的程度有关；（2分）（2）条件时间主要取决于靠近虚轴的闭环复数极点的实部绝对值ξωσ=，如果实数极点距离虚轴最近，并且它附近没有实数零点，则调节时间主要取决于该实数极点的模值。

（2分）4． 对于一个给定的开环增益为o k 最小相位系统，说明采用频率方法和根轨迹法判断稳定性的统一性。

答：频率法判断系统稳定性时，当o k 较小时，其副相曲线在)(ωj Go 平面不包围（-1，j0）这点，系统稳定，随着o k 的增加，副相曲线包围（-1，j0）这点，系统不稳定。

《自动控制原理》试卷（一）A一、)(/)(s R s C二、 系统结构图如图所示，τ取何值时，系统才能稳定 ？（10分）三、已知负反馈系统的开环传递函数为，42)2()(2+++=s s s K s W k(1) 试画出以K 为参数系统的根轨迹；(2) 证明根轨迹的复数部分为圆弧 。

（15分）四、已知一单位闭环系统的开环传递函数为)15.0(100)(+=s s s W K ，现加入串联校正装置：101.011.0)(++=s s s W c ，试： （20分）（1） 判断此校正装置属于引前校正还是迟后校正？（2） 绘制校正前、后系统及校正装置的对数幅频特性。

（3） 计算校正后的相位裕量。

五、非线性系统结构如图所示，设输入r=0, 绘制起始点在0)0(,1)0(00==>=c cc c 的c c -平面上的相轨迹。

（15分）C )(s )(s o六、采样控制系统如图所示，已知s T K 2.0,10==： （15分）1．求出系统的开环脉冲传递函数。

2．当输入为)(1*)(1*)(1)(221t t t t t t r ++=时，求稳态误差ss e 。

七、用奈氏稳定判据判断如下图所示系统的稳定性。

其中，（1）─（3）为线性系统，（4）─（6）为非线性系统。

（15分）s e sT --1 2s K s 5.0 )(s R)(s E )(s C c21se r _ u1 2 0《自动控制原理》试卷（一）B一、 控制系统的结构如下图。

(1) 当F （s ）=0时，求系统闭环传递函数)()()(s R s C s =Φ；(2) 系统中H 2（s ）应满足什么关系，能使干扰F （s ）对输出C （s ）没有影响？（10分）二、． 设某控制系统方框图如图所示，要求闭环系统的特征值全部位于s ＝－1垂线之左，试确定参数K 的取值范围。

（10分）三、.一单位负反馈系统的开环传函为)15.0()125.0()(++=s s s K s W ，欲使该系统对单位阶跃函数的响应为一振幅按指数规律衰减的简谐振荡时间函数，试用根轨迹法确定K 值范围（要求首先绘制根轨迹，求出并在图上标注主要的特征点参数）。

自动控制原理第1次作业，注释如下：一、不定项选择题(有不定个选项正确，共4道小题)1. 自动控制的基本控制方式包括: [不选全或者选错，不算完成](A) 开环控制(B) 闭环控制(C) 复合控制(D) 手动控制你选择的答案： [前面作业中已经做正确] [正确]正确答案：A B C解答参考：2. 以下不属于闭环控制系统的特点是: [不选全或者选错，不算完成](A) 采用了反馈(B) 系统的响应对扰动不敏感(C) 构造简单(D) 存在稳定性问题你选择的答案： [前面作业中已经做正确] [正确]正确答案：C解答参考：3. 闭环控制系统中，测量元件的输入信号是该控制系统的：[不选全或者选错，不算完成](A) 输入信号(B) 输出信号(C) 偏差信号(D) 反馈信号你选择的答案： B [正确]正确答案：B解答参考：4. 自动控制系统按输入特征分类，可分为: [不选全或者选错，不算完成](A) 恒值系统和随动系统(B) 线性系统和非线性系统(C) 连续系统和离散系统(D) 单输入单输出系统和多输入多输出系统你选择的答案： A [正确]正确答案：A解答参考：二、主观题(共4道小题)5. 对控制系统的基本要求主要包括稳、准、和快。

6. 自动控制系统的偏差是指系统的输入信号和反馈信号的差值。

7. 简述反馈控制系统的工作原理。

反馈控制系统的工作原理是：反馈控制系统利用反馈将系统的输出量通过测量元件返回到输入端，与给定输入相比较得到偏差信号。

偏差信号经过控制器产生控制作用，控制作用使得偏差减少或消除，保证系统的输出量按给定输入的要求变化。

8.直流电动机转速控制系统如下图，简述其工作原理，并说明系统中的输入量、输出量、控制器、执行机构、测量元件以及该系统采用何种控制方式？工作原理：输入端输入期望的转台速度（实际上是设置一定的电压），实际的转台速度通过转速计（测量元件）转换成与转轴转速成比例的电压信号返回输入端与设置的电压相比较。