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自动控制原理及应用试卷（B卷）适用班级：电气自动化技术））））））））5()0.011G S S =+ωωR1R2C1、 一个传递函数是：STS G 1)(=，它属于： （ ） A 、 比例环节 B 、微分环节 C 、积分环节 D 、惯性环节 2、峰值时间是系统的一个动态性能指标，它是指； （ ） A 、系统响应从零开始第一次上升到稳态值所需的时间； B 、系统响应从零开始第一次到达峰值所需的时间；C 、系统响应从零开始到达并保持在稳态误差范围内的时间。
3、一系统的开环传递函数是：)12.0)(11.0(20)(++=S S S G其速度误差系数是； （ ）A 、∞B 、20C 、0D 、1/20 4、一系统的开环传递函数为 其阶路输入时的稳态误差是：（ ） A 、0 B 、15 C 、16D 、∞5、一装置的频率特性为；11.0101.0(++=ωωωj j j G （ ）其幅频特性可用伯德图表示为A 、B 、6、系统稳定的充分必要条件是其特征方程式的所有根均在复平面的 ( )A. 实轴上B. 虚轴上C. 左半部分D. 右半部分7、积分环节的频率特性相位移θ(ω)为 ( ) A. 90° B. -90° C. 0° D. -180° 8、进行串联超前校正后，校正前的穿越频率ωC 与校正后的穿越频率C ω'的关系，通常是 ( )A. ωC =C ω'B. ωC >C ω'C. ωC <C ω'D. ωC 与C ω'无关9、由电子线路构成的控制器如图，它是 ( ) A. 超前校正装置B. 滞后校正装置C. 滞后—超前校正装置D. 超前—滞后校正装置10、采用超前校正会使系统的抗干扰能力 （ ）A 、增强B 、削弱C 、不变四、计算题（每小题15分，共45分）1、 已知某单位反馈控制系统的开环传递函数为：)10)(2(200)(++=S S S S G （1）、求位置误差系数K P ;并求r(t)=1(t)时的稳态误差e ssp （2）、 求速度误差系数K V ；并求r(t)=t 时的稳态误差e ssV2、 某系统的动态结构图如下图所示， （1）、用动态结构图化简法或梅森公式写出其传递函数并化简； （2）、若要使系统稳定，确定K 的取值范围。
、（10分）给定系统的动态结构图如图二所示。
试求传递函数
C(s) E(s) R(s) ，R(s)
考研《自动控制原理（含20%现代）》真题
一、（10分）试建立图一所示校正环节的动态结构图，并指出这是一个什么样的校正环节。
三、（10分）请解释对于图三所示的两个系统，是否可以通过改变K值（K>0）使系统
稳定。
(a) (b)
G(s) =K 佔+2)
1 . G(s)=
2
s(0.1s 1) 2. G(s)=
2
s(s 1)
Z变换丫⑵.
四、（10分）已知单位反馈系统的开环传递函数为
试绘制K<<0 —X的根轨迹图
五、（15分）已知系统的开环传递函数为
G（s）H（s）= Kg D
s（s-1）（10s+1）
1. 试绘制K=1时的对数幅频、相频特性的渐近线；
2. 应用Nyguist判据分析系统的稳定性，并说明改变K值是否可以改变系统的稳定性。
六、（6分）简单说明PID调节器各部分的作用答：P作用：
I作用：
D作用:
七、（9分）设有两个非线性系统，它们的非线性部分一样，线性部分分别如下:
试问：当用描述函数法分析时，哪个系统分析的准确度高？为什么?
图四
九、（20分）设系统的状态空间表达式为
八、（10分）给定系统如图四所示。
试求在单位阶跃输入时，系统输出的
1 •试求状态转移矩阵；
2 •为保证系统状态的能观性，a应取何值？
3. 试求状态空间表达式的能观规范形；
4 •用李亚普诺夫第二方法判断系统的稳定性。
专业知识整理分享一、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：dtt dc )(+0.5C(t)=2r(t)。
则该系统的闭环传递函数 Φ(s)= ；该系统超调σ%= ；调节时间t s (Δ=2%)= 。
4．某单位反馈系统G(s)=)402.0)(21.0()5(1002+++s s s s ，则该系统是 阶 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 = 。
6．相位滞后校正装置又称为 调节器，其校正作用是 。
7．采样器的作用是 ，某离散控制系统)()1()1()(10210T T e Z Z e Z G -----=（单位反馈T=0.1）当输入r(t)=t 时.该系统稳态误差为 。
二求：)()(S R S C （10分）R(s)2.求图示系统输出C（Z）的表达式。
（4分）四．反馈校正系统如图所示（12分）求：（1）K f=0时，系统的ξ，ωn和在单位斜坡输入下的稳态误差e ss.（2）若使系统ξ=0.707，k f应取何值？单位斜坡输入下e ss.=？专业知识整理分享五.已知某系统L（ω）曲线，（12分）（1）写出系统开环传递函数G（s）（2）求其相位裕度γ（3）欲使该系统成为三阶最佳系统.求其K=？，γmax=?六、已知控制系统开环频率特性曲线如图示。
P为开环右极点个数。
г为积分环节个数。
判别系统闭环后的稳定性。
（1）（2）（3）专业知识整理分享七、已知控制系统的传递函数为)1005.0)(105.0(10)(0++=s s s G 将其教正为二阶最佳系统，求校正装置的传递函数G 0（S ）。
（12分）一.填空题。
（10分）1.传递函数分母多项式的根，称为系统的2. 微分环节的传递函数为3.并联方框图的等效传递函数等于各并联传递函数之4.单位冲击函数信号的拉氏变换式5.系统开环传递函数中有一个积分环节则该系统为 型系统。
考研真题自动控制原理答案考研真题的自动控制原理答案通常会涉及到多个不同的问题和题型，包括选择题、填空题、简答题和计算题等。
以下是一份模拟的答案示例，用于展示如何回答自动控制原理的考研真题。
自动控制原理考研真题答案示例一、选择题1. 闭环控制系统的主要优点是（）A. 提高系统的稳定性B. 提高系统的快速性C. 提高系统的精度D. 所有以上答案：D2. 系统稳定性的判断方法中，最常用的是（）A. 奈奎斯特判据B. 伯德图C. 劳斯判据D. 根轨迹法答案：C二、填空题1. 一个典型的二阶系统，其开环传递函数为 \( G(s) =\frac{K}{(s+2)(s+4)} \)，其单位阶跃响应的超调量 \( \% \) 可以通过以下公式计算：\( \% = \frac{e^{(-\frac{b}{2a})}}{2} \)，其中 \( a \) 和 \( b \) 分别是传递函数中的系数。
答案：a = 1, b = 62. 系统的时间常数 \( \tau \) 与系统的自然频率 \( \omega_n \)之间的关系是 \( \tau = \frac{1}{\omega_n} \)。
答案：错误，应为 \( \tau = \frac{\omega_n}{Q} \)三、简答题1. 简述PID控制器的基本原理及其组成部分。
答案：PID控制器是一种常见的反馈控制器，它根据误差信号的当前值、过去值和未来预测值来调整控制量。
PID控制器由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成。
比例部分对当前误差进行反应，积分部分对过去累积的误差进行反应，微分部分则预测误差的未来变化趋势。
四、计算题1. 给定一个系统，其开环传递函数为 \( G(s)H(s) =\frac{10}{s(s+2)(s+5)} \)，试求该系统的单位阶跃响应，并画出其阶跃响应曲线。
答案：首先，我们需要找到该系统的闭环传递函数。
假设闭环系统有单位负反馈，则闭环传递函数为 \( T(s) = \frac{G(s)}{1+G(s)H(s)} \)。
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。
自控原理考研真题及答案自控原理是考研中的一门重要课程，涉及到控制系统的基本原理和方法。
掌握自控原理的知识对于考研的成功至关重要。
下面将为大家介绍一些自控原理的考研真题及答案，希望对大家备考有所帮助。
1. 题目：什么是控制系统？答案：控制系统是由被控对象、传感器、执行器、控制器和控制算法等组成的一种能够使被控对象按照期望状态运行的系统。
控制系统可以分为开环控制系统和闭环控制系统两种类型。
开环控制系统只根据输入信号控制被控对象，不考虑被控对象的输出状态；闭环控制系统则通过反馈信号来调整控制器的输出，使被控对象的输出状态接近期望状态。
2. 题目：什么是反馈控制？答案：反馈控制是一种基于被控对象的输出状态来调整控制器输出的控制方法。
在反馈控制系统中，传感器会将被控对象的输出信号转化为电信号，通过控制器进行处理，并根据控制算法计算出控制器的输出信号，再通过执行器作用于被控对象。
通过不断采样被控对象的输出信号，并与期望状态进行比较，反馈控制系统可以实现对被控对象输出状态的调整，使其接近期望状态。
3. 题目：什么是传递函数？答案：传递函数是描述线性时不变系统输入输出关系的数学模型。
传递函数可以通过拉普拉斯变换来求得，它是输出信号与输入信号的比值，通常用H(s)表示，其中s为复变量。
传递函数可以用来分析系统的稳定性、动态响应和频率特性等。
在控制系统中，传递函数可以用来描述控制器、被控对象和传感器等之间的关系。
4. 题目：什么是PID控制器？答案：PID控制器是一种常用的控制器，由比例控制器（P）、积分控制器（I）和微分控制器（D）组成。
比例控制器根据被控对象的输出与期望状态之间的差异进行调整；积分控制器根据被控对象输出与期望状态之间的积分误差进行调整，可以消除稳态误差；微分控制器根据被控对象输出与期望状态之间的变化率进行调整，可以提高系统的动态响应。
PID控制器通过调整比例、积分和微分参数，可以实现对系统的稳定性和动态性能的优化。
《 自动控制原理 》典型考试试题（时间120分钟）院/系 专业 姓名 学号第二章：主要是化简系统结构图求系统的传递函数，可以用化简，也可以用梅逊公式来求一、（共15分）已知系统的结构图如图所示。
请写出系统在输入r(t)和扰动n(t)同时作用下的输出C(s)的表达式。
二 、（共15分）已知系统的结构图如图所示。
试求传递函数)()(s R s C ，)()(s N s C 。
三、（共15分）已知系统的结构图如图所示。
试确定系统的闭环传递函数C(s)/R(s)。
四、（共15分）系统结构图如图所示，求X(s)的表达式五、（共15分）已知系统的结构图如图所示。
试确定系统的闭环传递函数C(s)/R(s)和C(s)/D(s)。
六、（共15分）系统的结构图如图所示，试求该系统的闭环传递函数)()(s R s C 。
七、（15分）试用结构图等效化简求题图所示各系统的传递函数)()(s R s C 一、（共15分）某控制系统的方框图如图所示，欲保证阻尼比ξ=0.7和响应单位斜坡函数的稳态误差为ss e =0.25,试确定系统参数K 、τ。
二、（共10分）设图（a ）所示系统的单位阶跃响应如图（b ）所示。
试确定系统参数,1K 2K 和a 。
三、（共15分）已知系统结构图如下所示。
求系统在输入r(t)=t 和扰动信号d(t)=1(t)作用下的稳态误差和稳态输出)(∞C四、（共10分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为：试确定引起闭环系统等幅振荡时的K 值和相应的振荡频率ω五、（15分）设单位反馈系统的开环传递函数为若系统以2rad/s 频率持续振荡，试确定相应的K 和α值六、（共15分）系统结构图如图所示。
（1）为确保系统稳定，如何取K 值？（2）为使系统特征根全部位于s 平面1-=s 的左侧，K 应取何值？（3）若22)(+=t t r 时，要求系统稳态误差25.0≤ss e ，K 应取何值？六、（15分）单位反馈系统的开环传递函数为)5)(3()(++=s s s K s G 为使系统特征根的实部不大于-1，试确定开环增益的取值范围。
自动控制原理：参考答案及评分标准一、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（A ）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（C）A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.放大元件4. 3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（B ）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10s(5s 2)则它的开环增益为（A.1B.2C.5D.107.二阶系统的传递函数G（s）5~2s 2s 5则该系统是（A.临界阻尼系统B.欠阻尼系统8. 若保持二阶系统的Z不变，提咼3n，A.提高上升时间和峰值时间C.提高上升时间和调整时间9. 一阶微分环节G（s） 1 Ts，当频率A. 45 °B.-45°10. 最小相位系统的开环增益越大，其（A.振荡次数越多C. 过阻尼系统D.零阻尼系统则可以（B ）B. 减少上升时间和峰值时间D. 减少上升时间和超调量卡时，则相频特性G（j ）为（A ）C. 90 °D.- 90°D ）B. 稳定裕量越大D. 稳态误差越小11设系统的特征方程为D s s4 8s3217s 16s 50，则此系统（A ）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: G ss(s 1)(s 5)，当k= （ C ）时，闭环系统临界稳定。
B.20 C.30 D.4013.设系统的特征方程为Ds 3s310s 5s2s 2 0，则此系统中包含正实部特征的个数有(C )A.0B.1C.2D.316.稳态误差e ss 与误差信号E （s ）的函数关系为（B ）A.（-3,x ）B.（0宀）C.（- x ，-3）D.（-3，0）20.在直流电动机调速系统中，霍尔传感器是用作（ B ）反馈的传感器。
《自动控制原理》试卷B （01） 一、问答题（30分）1．试画出一般自动控制系统的原理结构图，并简要说明各部分的作用？（6分）2．什么是最小相位系统和非最小相位系统？最小相位系统的主要特点是什么？（6分） 3．试画出超前网络的伯德图，并说明其特点以及用频率法超前校正的使用条件？（6分） 4．写出绘制根轨迹的条件方程？（6分） 5．试回答下列问题：（6分）（1） 进行校正的目的是什么？为什么不能用改变系统开环增益的办法来实现？ （2） 在什么情况下采用串联滞后校正？它主要能改善系统哪方面的性能？二、综合计算题（70分）1、（12分）画出下图所示电路的方框图（或信号流图），并求传递函数)()(12s U s U 。
2、（12分）具有单位负反馈系统的开环传递函数为)2348242(46)(234++++=s s s s s s G 试用劳斯判据判别闭环系统的稳定性及闭环特征根的分布情况。
3、（16分）最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如下图所示，试求： （1）系统的开环传递函数；（2）绘出对应的对数相频特性的大致形状； （3）判断闭环稳定性及根的分布情况。
四、（15分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为)3)(6()(++=s s s ks G 。
（1）绘制系统的根轨迹（∞<<k 0）；（2）求系统临界稳定的k 值与系统的闭环极点。
L1R 2R +-+_五、（15分）已知系统结构图如图所示，试求当)(1)(),(1)(t t n t t t r =⋅=时，系统的稳态误差?=ss e《自动控制原理》试卷B （01）参考答案一、问答题略。
二、综合计算题 1、1)(1)()(2122112221112++++=s C R C R C R s C R C R s U s U 。
2、系统临界稳定，左半平面1个根，右半平面0个根，虚轴上4个根。
3、（1）)1()110(1.0)(2++=s s s s G k ；（2）图略；（3）闭环不稳定，2个右根。
河北科技大学理工学院20 —20 学年第 学期《自动控制技术》考试试卷考场号 座位号 班级 姓名 学号题号 一 二 三 四 五 总分 得分一、建立如图1所示机械系统的微分方程模型。
（10分）图1 二、已知系统传递函数2()2()32C s R s s s =++，且初始条件为(0)1,(0)0c c ∙=-=，试求系统在输入()1()r t t =作用下的输出()c t 。
（10分）三、应用梅逊公式求如图2所示系统的闭环传递函数。
（15分）图2四、机器人控制系统结构图如图3所示。
试确定参数值，使系统阶跃响应的峰值时间，超调量。
（15分）图3五、已知最小相位开环系统的渐进对数幅频特性如图4所示，试求： （1）系统的开环传递函数（2）利用稳定裕度判断系统稳定性图4六、单位反馈系统的开环传递函数为()(3)(5)K G s s s s =++，要求系统特征根的实部不大于-1，试确定开环增益的取值范围。
（15分）七、已知单位反馈系统的开环传递函数为27(1)()(4)(22)s G s s s s s +=+++，试分别求出当输入信号()1()r t t =，t 和2t时系统的稳态误差（()()()e t r t c t =-）。
（15分）八、基于WindowsCE的MP4播放器设计---嵌入式九、基于WindowsCE的人员位置显示与上报系统设计---嵌入式十、手持多用环境数据监测记录仪---嵌入式十一、手机遥控小车设计---嵌入式十二、基于手机的通用遥控系统设计---嵌入式十三、基于嵌入式Linux的网络媒体播放器设计---嵌入式十四、分布式数据采集上报系统设计---嵌入式十五、十六、十七、基于GPS的车载定位天线姿态调整系统设计十八、语音定位小车设计十九、基于加速度传感器的姿态识别系统二十、基于陀螺仪传感器的姿态识别系统二十一、基于WEB的数据采集上报系统设计二十二、二十三、基于串口的LabView数据采集演示系统二十四、基于凌阳单片机的语言输入计算器设计二十五、μc-osⅡ操作系统在单片机上的移植与应用二十六、应用FFT实现动态均衡效果的音频播放器设计二十七、采用加速度传感器和红外遥控实现的“魔法棒”设计二十八、应用GPS的速度、里程记录仪。
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：dtt dc )(+0.5C(t)=2r(t)。
则该系统的闭环传递函数 Φ(s)= ；该系统超调σ%= ；调节时间t s (Δ=2%)= 。
4．某单位反馈系统G(s)=)402.0)(21.0()5(1002+++s s s s ，则该系统是 阶型系统；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 = 。
6．相位滞后校正装置又称为 调节器，其校正作用是 。
7．采样器的作用是 ，某离散控制系统)()1()1()(10210TT e Z Z e Z G -----=（单位反馈T=0.1）当输入r(t)=t 时.该系统稳态误差为 。
二. 1.求：)()(S R S C （10分）R(s)第2页2.求图示系统输出C（Z）的表达式。
（4分）四．反馈校正系统如图所示（12分）求：（1）K f=0时，系统的ξ，ωn和在单位斜坡输入下的稳态误差e ss.（2）若使系统ξ=0.707，k f应取何值？单位斜坡输入下e ss.=？第3页（1）（2）（3）五.已知某系统L（ω）曲线，（12分）（1）写出系统开环传递函数G（s）（2）求其相位裕度γ（3）欲使该系统成为三阶最佳系统.求其K=？，γmax=?六、已知控制系统开环频率特性曲线如图示。
P为开环右极点个数。
г为积分环节个数。
判别系统闭环后的稳定性。
（要求简单写出判别依据）（12第 4 页七、已知控制系统的传递函数为)1005.0)(105.0(10)(0++=s s s G 将其教正为二阶最佳系统，求校正装置的传递函数G 0（S ）。
（12分）一.填空题。
（10分）1.传递函数分母多项式的根，称为系统的2. 微分环节的传递函数为3.并联方框图的等效传递函数等于各并联传递函数之4.单位冲击函数信号的拉氏变换式5.系统开环传递函数中有一个积分环节则该系统为 型系统。
