中国石油大学2011自动控制原理期中考试试题(答_案)

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。

自动控制原理复习题一、填空1、自动控制系统有两种最基本的形式，即开环控制和闭环控制。

2、对于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。

3、按给定值的变化规律不同，系统可划分为定值系统、随动系统、程控系统三种。

4、时域动态性能指标主要有上升时间、峰值时间、调节时间和超调量。

5、闭环零点是由前向通道的零点和反馈通道的据点构成。

6、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。

7、用曲线表示系统（或环节）的频率特性，常使用奈奎斯特曲线、伯德图' 尼柯尔斯图三种方法。

8、最小相位系统Bode曲线的低频段特性反映系统的（静态）性能:中频段特性反映系统的（动态）性能:高频段特性反映系统的（抗干扰）性能。

9、线性离散控制系统稳定的条件是所有特征根均位于Z平面的单位圆（内）。

二、简答题1、自动控制系统的组成主要有那些环节？画出简单控制系统的方框图。

自动控制系统是由被控对象和控制装置两大部分组成。

工业过程控制中，控制装置包括检测原件、变送器、控制器、执行机构等。

自动控制系统方框图如下：n干扰2、系统在给定值单位阶跃扰动时输出响应形式为衰减振荡过程，试在阶跃响应曲线上标出系统的主要性能指标调节时间、峰值时间和超调量。

（“高等教育出版社自动控制原理P68图3-3）（“重庆大学出版社自动控制原理P52图3.5）3、什么是控制系统的频率特性？控制系统的频率特性有哪些表示方法?频率特性又称频率响应，它是系统对不同频率正弦输入信号的稳态响应特性。

在稳态时，系统的输出是和输入同频率的正弦函数，其振幅和相位与输入量不同，它们随着输入信号频率的变化而变化。

对于开环系统常用对数频率特性和幅相频率特性表示，对于闭环系统常用尼科尔斯图表示。

4、试分别写出下述典型环节的传递函数：比例环节、积分环节、一阶惯性环节、一阶微分环节、二阶振荡环节。

比例环节G(s) = d = K 积分环节G(s) = d =丄7?(5)R(s) l\s一阶惯性环节G(s)=d = —匚一阶微分环节G(s) = ^- = T d sR(s) 75 + 1 7?(s) 11二阶振荡环节G(s) = d= -------R(s) T2S-+2^T S +15、试说明给定前馈和扰动前馈各自的作用。

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。

1、成分、温度调节系统的调行规律，通常选用（）。

A.PIB. PDC. PID2、自动控制系统中控制器正、反作用的确定是根据（）。

A.实现闭环回路的正反馈。

B.实现闭环回路的负反馈。

C.系统放大倍数恰到好处D.生产的安全性。

3、单纯的前馈调节是一种能对（）进行补偿的调节系统。

A.测量与给定之间的偏差B.被调疑的变化C.干扰量的变化4、分程控制系统常要加装（）来达到分程的目的。

A.调节器B.变送器C.阀门定位器5、在某一分离异丁烷与正丁烷的精慵塔中，微小的压力波动也会影响温度的变化，同时压力波动引起的各板上温度变化的方向是一致的，此时应选择（）作为间接质量指标进行控制。

A.灵敏板温度B.温差C.双温差6、如果甲乙两个广义调节对象的动态特性完全相同（如均为二阶对象），甲采用PI作用调右器，乙采用P作用调节器。

当比例带的数值完全相同时，甲，乙两系统的振荡程度相比A.甲系统振荡程度比乙系统剧烈。

B.乙系统振荡程度比甲系统剧烈。

C.甲、乙两系统的振荡程度相同。

7、肚值控制系统是（）环调节，单纯的前馈控制系统是（）环调节。

A.开，闭B.闭，开C.开，开D.闭，闭8、在选择性控制系统中防积分饱合一般采用（）方法。

A.限幅法B.外反馈法C.积分切除法9、控制系统在纯比例作用下已整泄好，加入枳分作用后，为保证原稳左度，此时应将比例度（）。

A.增大B减小 C.不变10、在某一分离甲苯一二甲苯的精馅塔中，微小的压力波动也会影响温度的变化，同时压力波动引起的各板上温度变化的方向是一致的，此时应选择（）作为间接质量指标进行控制。

A.灵敏板温度B.温差C.双温差三、简答题（每题5分）1、在一个串级控制系统中，原来选用030的气开阀，后来因为负荷减小，改用020 口径，同时改用气关阀。

问：（1）主、副控制器的正、反作用是否需要改变如需要，应如何改变（2）主、副控制器的比例度和积分时间是否需要改变如需要，又如何改变2、为什么要考虑控制器的正、反作用选择3、什么是分程控制系统主要应用在什么场合4、离心式压缩机防喘振控制方案有哪几种各适用什么场合5、什么是锅炉汽包水位的三冲量控制系统为什么要引入三冲量进行控制6、什么是控制器的参数整左工程上常用的控制器参数整雄有几种方法7、什么是锅炉系统中汽包水位的"虚假液位”现象说出两种能够克服虚假液位影响的控制方案。

第一次作业第1题第一台PLC是由以下哪个公司研制成功的？您的答案：B题目分数：0.5此题得分：0.5批注：PLC的产生1968年美国GM公司第2题 PLC的输出接口中，既可以驱动交流负载又可以驱动直流负载的是：您的答案：C题目分数：0.5此题得分：0.5批注：参考PLC的一般结构中输入输出部分第3题 PLC的输出接口中，不能驱动交流负载的是：您的答案：A题目分数：0.5此题得分：0.5批注：参考PLC的一般结构中输入输出部分第4题根据I/O点数分类，500点的PLC属于：您的答案：B题目分数：0.5此题得分：0.5批注：120~512点之间属于中型第5题一个内存容量2000步的PLC其内存大小可能是：您的答案：A题目分数：0.5此题得分：0.5批注：1K=1024, 存储一个“0”或“1”的二进制码称为一“位”，一个字位16位第6题 PLC定时器的一般分辨率是：您的答案：C题目分数：0.5此题得分：0.5批注：一般PLC定时器分辨率都为0.01S第7题 GM10条中要求输出电流应达到2A是因为：您的答案：A题目分数：0.5此题得分：0.5批注：参考GM公司对PLC提供的10条要求第8题 PLC使用下面哪种存储系统保存用户程序？您的答案：A题目分数：0.5此题得分：0.5批注：参考PLC的一般结构第9题为了保证输入信号有效，信号长度应该：您的答案：A题目分数：0.5此题得分：0.5批注：信号长度高于一个扫描周期，扫描周期是PLC的重要指标之一第10题 PLC的工作状态为STOP时，不会进行哪个过程？您的答案：C题目分数：0.5此题得分：0.5批注：STOP为停止状态第11题 PLC中输出继电器的常开触点的数量是：您的答案：D题目分数：0.5此题得分：0.5批注：参考PLC的一般结构第12题只读存储器中的不包括下面哪些内容？您的答案：B题目分数：0.5此题得分：0.5批注：只读存储器为ROM,具体参考PLC一般结构第13题下面哪个设备不能接入PLC的输出接口？您的答案：B题目分数：0.5此题得分：0.5批注：打印机需要配有外围设备接口第14题可编程序控制器是一种专门为在工业环境下应用而设计的模拟运算操作的电子装置。

《 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》综合复习第一章自动控制的基本概念一、概念：1、自动控制原理中，对线性控制系统进行分析的方法有哪些？时域分析法、根轨迹法、频率特性法。

2、举例说明什么是闭环系统？它具有什么特点？如直流电动机转速闭环控制系统。

特点是：通过反馈回路使系统构成闭环，并按偏差的性质产生控制作用，以求减小或消除偏差的控制系统。

3、举例说明什么是开环系统？它具有什么特点？只有前项通道，无反馈通道，输出信号对输入信号无影响。

不存在系统稳定性问题。

(例子任意)。

4、闭环控制系统的基本环节有？给定、比较、控制、对象、反馈；5、自控系统各环节的输出量分别为？给定量、反馈量、偏差、控制量输出量；6、闭环控制系统由哪几个基本单元组成？由4个基本单元组成：控制器（调节器）、执行器（调节阀）、变送器（测量单元）和被控对象（过程、装置）；7第二章自动控制系统的数学模型一、概念：1、常见的建立数学模型的方法有哪几种？各有什么特点？分析法（机理建模法）、实验法（系统辨识）和综合法。

机理分析法：机理明确，应用面广，但需要对象特性清晰实验测试法：不需要对象特性清晰，只要有输入输出数据即可，但适用面受限综合法：以上两种方法的结合通常是机理分析确定结构，实验测试法确定参数，发挥了各自的优点，克服了相应的缺点 2、传递函数的定义？传递函数指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拉氏变换之比； 3、利用分析法建立系统微分方程的步骤？ （1）确定系统输入、输出变量；（2）分析元件工作仲所遵循的物理或化学规律，得到相应的微分方程； （3）消去中间变量，得到输入输出间关系的微分方程； 4、给出梅逊公式，及其中各参数意义？梅逊增益公式为：∑=∆∆=nk k k p P 11其中，k p ：从输入到输出的第k 条前向通路总增益； n ：从输入到输出的总路数；k ∆：流图余因子式，流图特征式中除去与第k 条前向通道相接触的回路增益项（包括回路增益的乘积项）以后的余式； ∑∑-+-=∆ cbaLL L 1：∑a L 单独回路增益之和；∑c b L L 所有互不接触的回路中，每次取其中两个回路的回路增益之和；二、计算题1、求下面各电路传递函数：)1/()(2++=RCs LCs RCs s G )]11(1/[2)(+-=Cs R R R s G2、化简以下传递函数：3、RC 无源网络电路图如下图所示，试列写该系统的微分方程，并求传递函数Uc(s)/Ui(s)。

北京交通大学 2011 -2012学年 第一学期考试试题课程名称：自动控制理论 班级： 出题人：1. The schematic diagram of a temperature control system of an electric furnace is shown in figure 1. Applying basic concepts of control theory, (20 points) 1) block the diagram of the temperature control system. (6 points)2) Point out input, plant, feedback variable, output, error, controller(s), actuator(s), and sensor of the system. Please show them on the diagram. (6 points) 3) Tell how the temperature control system work. (8 points)Figure 1.答：1）和2）的解答如图所示。

3) 假设电炉炉温低于给定的炉温，给定电压ui ，经过Ri 分压获得给定电压ug ，其对应希望的电炉炉温（假定是300ºC ），经过热电偶检测电炉内实际的炉温（假定是285 ºC ）并变换为电压值，反馈到输入端与给定电压ug 比较获得炉温对应电压的偏差Δu ，此时Δu 〉0，经过电压放大和功率放大，得到使可逆电机旋转的电压ua ，经过减速装置驱动调压器触头使其向上滑动，提高电炉内电加热器两端的电压，从而使炉内温度升高，当炉内温度达到300ºC 时，电炉内电加热器停止加热。

反之亦然。

学院 班级 学号 姓名 ------------------------------------装 -------------------------------------------------------------------订--------------------------------------线------------------ 2 -2. Obtain the transfer function C (s)/R (s) of the op-amp circuit shown in figure 2, and determine the output steady-state value c ss (t ) and the steady-state error e ss (t ). Assume that 1,0.1,()5sin 5R M C F r t t μ=Ω== (20 points)Figure 2答：()()222211()10.010.11C s s R s s C R sC R s s φ===++++ (6 points)22110.1()0.010.1110.01j arctgj ωφωωωω==--++-424(5)33.73j arctg φ=-=︒()()()533.7,0ss c t t t ∴=-≥(10 points)()()()()()5sin 5533.7,0ss ss e t r t c t t t t ∴=-=--≥(4 points)3. Consider the system shown in figure 3,(20points)Figure 31) Write the open-loop transfer function of the system;(5 points) 2) Write the closed-loop transfer function of the transfer;（5 points ）3) If the Maximum overshoot (M p ) of the system is 16.3%,Peak time (t p ) is 1s,Determine the gain K and velocity-feedback constant τ（5 points ） 4) If)/(5.1)(s t t r ︒=, determine the steady-state error e ss .(5 points)答：（1） )110(10)1(101)1(10)(++=+++=ττs s K s s s s s Ks G（2） 2222210)110(10)(1)()(nn ns s Ks s Ks G s G s ωξωωτ++=+++=+=Φ（3）由 ⎪⎩⎪⎨⎧=-===--113.16212ξωπσςξπn p ooo o t e 联立解出⎪⎩⎪⎨⎧===263.063.35.0τωξn由（2） 18.1363.31022===n K ω，得出 318.1=K 。

2011—2012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自动化系考试日期一、 简答题 （15分）1. 反馈控制系统的基本组成有哪几部分？答：测量元件、给定元件、比较元件、放大元件、执行元件、校正元件2. 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. 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。

4. 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5. 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。

二、 (12分)如图1所示单容水箱，A 为水箱的横截面积，i Q 为输入流量，o Q 为输出流量，H 为水箱的实际液位， H Q o α=，α为流量系数。

当输入流量和输出流量相等时，液位维持在0H 处，000H Q Q o i α==。

（1） 以i Q 为输入，以H 为输出，建立该单容水箱的非线性微分方程模型。

（3分）（2） 对（1）中非线性微分方程在0H 处进行线性化，求线性化微分方程，并求单容水箱的传递函数。

（9分）图1解：（1）由物料平衡得下列方程 单容水箱的非线性微分方程模型为(1i dH Q dt A=- ① （3分） （2）考虑到代入①式得(00()1i i d H H Q Q dt A+∆=+∆- （2分）即(01i i d H Q Q dt A∆=+∆- ②在0H 处展开成Taylor 级数，只取到线性项H = （2分）代入②，并考虑000H Q Q o i α==，得 整理得1i d H H Q dt A ∆=∆ ③ （2分）③即为所求的线性微分方程 在③两边取拉氏变换得1()()i s H s Q s A ⎛⎫= ⎝（2分） 故其传递函数为1()()()i H s AG s Q s s α=== （1分）三、 （20分）结构图化简。

中国石油大学远程教育《自动控制原理》自测题第一章自测题（30分钟）1．自动控制是在（没有人直接参与）的情况下，利用外加的设备或装置（即控制器），使机器、设备或生产过程即（被控对象）的某个工作状态或参数即（被控变量）自动地按照预定规律运行。

2．自动控制系统是指由（控制装置）与（被控对象）结合起来的，能够对被控对象的一些物理量进行自动控制的一个有机整体。

3．（被控对象）是要求实现自动控制的机器设备、生产过程，或其它对象。

4．（被控制量）是指被控制系统所要控制的物理量，一般指系统的输出量。

5．（控制量）是可以被改变，并影响被控制量的物理量，一般指系统的输入量。

6．破坏控制量与被控制量之间正常对应关系的因素称为（扰动）。

7．（控制装置）是指能够对被控对象起控制作用的设备总称，如控制器和调节阀。

8．（检测装置）是指测量系统某些物理量值的装置，如传感器。

9．一般控制系统包括（控制器）、（执行器）、（工艺对象）和传感器等四部分。

10．把取出的输出量送回输入端，并与输入信号相比较产生偏差信号的过程即为（反馈）。

11．反馈的类型包括（正反馈）和（负反馈），控制系统主要利用的反馈类型是（负反馈）。

12．反馈控制原理是将系统的输出信号引回输入端，与给定信号相减形成（控制偏差）信号。

然后根据偏差信号产生相应的控制作用，使控制偏差减少，最终消除消除控制偏差。

反馈信息使整个控制过程成为闭合控制系统，因此反馈控制也称为（闭环控制）。

13．自动控制系统的基本控制方式包括( 开环控制 )、(闭环控制或反馈控制）和复合控制。

14．对于自动控制系统的基本要求归结为三个方面，分别是：（稳定性）、（快速性）、（准确性）。

15．线性连续定常系统按照输入量的变化规律不同可以划分为（恒值控制系统）、（随动控制系统）和程序控制系统。

16．开环控制系统的特征是系统的输出量与输入量间不存在反馈的通道，输出量（不参与）控制。

17．控制系统按照信号的类型分为（连续控制系统）和（离散控制系统）。

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。

A卷2011—2012学年第一学期《大学物理（2-2）》期中试卷专业班级姓名学号开课系室物理与光电工程系考试日期 2011年10月30日8:00-10:00三总分题号一二1 2 3 4 5得分阅卷人1．请在试卷正面答题，反面及附页可作草稿纸；2．答题时请注意书写清楚，保持卷面整洁；3．本试卷共三道大题，满分100分；试卷本请勿撕开，否则作废；4. 本试卷正文共9页。

一、选择题（共10小题，每小题3分）1、（本题3分）下列几个说法中哪一个是正确的？(A) 电场中某点场强的方向，就是将点电荷放在该点所受电场力的方向. (B) 在以点电荷为中心的球面上， 由该点电荷所产生的场强处处相同．(C) 场强可由q F E / =定出，其中q 为试验电荷，q 可正、可负，F为 试验电荷所受的电场力．(D) 以上说法都不正确． ［ ］ 2、(本题3分）有一边长为a 的正方形平面，在其中垂线上距中心O 点a /2处，有一电荷为q 的正点电荷，如图所示，则通过该平面的电场强度通量为 (A)03εq (B) 04επq (C) 03επq (D) 06εq［ ］ 3、（本题3分）一个带负电荷的质点，在电场力作用下从A 点经C 点运动到B 点，其运动轨迹如图所示．已知质点运动的速率是递减的，下面关于C 点场强方向的四个图示中正确的：［ ］4、（本题3分）一个导体球外充满了相对电容率为r ε的均匀电介质，若测得导体表面附近场强为E ，则导体球面上的自由电荷面密度σ 为 (A) ε 0 E ． (B) ε 0 ε r E ． (C) ε r E ． (D) (ε 0 ε r - ε 0)E ．［ ］aqE(C)(A)5、（本题3分）C 1和C 2两空气电容器并联以后接电源充电．在电源保持联接的情况下，在C 1中插入一电介质板，如图所示, 则(A) C 1极板上电荷增加，C 2极板上电荷减少．(B) C 1极板上电荷减少，C 2极板上电荷增加．(C) C 1极板上电荷增加，C 2极板上电荷不变．(D) C 1极板上电荷减少，C 2极板上电荷不变． ［ ］ 6、（本题3分）载流的圆形线圈(半径a 1 )与正方形线圈(边长a 2 )通有相同电流I ．若两个线圈的中心O 1 、O 2处的磁感应强度大小相同，则半径a 1与边长a 2之比a 1∶a 2为 (A) 1∶1 (B) π2∶1 (C)π2∶4 (D)π2∶8［ ］7、（本题3分）磁介质有三种，用相对磁导率μr 表征它们各自的特性时， (A) 顺磁质μr >0，抗磁质μr <0，铁磁质μr >>1 (B) 顺磁质μr >1，抗磁质μr =1，铁磁质μr >>1 (C) 顺磁质μr >1，抗磁质μr <1，铁磁质μr >>1(D) 顺磁质μr <0，抗磁质μr <1，铁磁质μr >0［ ］8、（本题3分）在图（a ）和（b ）中各有一半径相同的圆形回路1L 、2L ，圆周内有电流1I 、2I ，其分布相同，且均在真空中，但在（b ）图中2L 回路外有电流3I ，P 1、P 2为两圆形回路上的对应点，则：（A ）2121,d d P P L L B B l B l B =⋅=⋅⎰⎰．)(a )(b 3I 1P 2P（B ）2121,d d P P L L B B l B l B =⋅≠⋅⎰⎰.（C ）2121,d d P P L L B B l B l B ≠⋅=⋅⎰⎰.（D ）2121,d d P P L L B B l B l B ≠⋅≠⋅⎰⎰.［ ］9、（本题3分）无限长载流空心圆柱导体的内外半径分别为a 、b ，电流在导体截面上均匀分布，则空间各处的B的大小与场点到圆柱中心轴线的距离r 的关系定性地如图所示．正确的图是［ ］10、（本题3分）如图所示的一细螺绕环，它由表面绝缘的导线在铁环上密绕而成，每厘米绕10匝．当导线中的电流I 为2.0 A 时，测得铁环内的磁感应强度的大小B 为1.0 T ，则可求得铁环的相对磁导率μr 为(真空磁导率μ 0 =4π×10-7T ·m ·A -1) (A) 7.96×102 (B) 3.98×102 (C) 1.99×102 (D) 63.3［ ］二、填空题（共5小题，每小题3分） 1、（本题3分）一均匀静电场，电场强度()j i E 600400+= V ·m -1，则点)2,3(a 和点)0,1(b 之间的电势差=ab U ________________．（点的坐标y x ,以米计）2、（本题3分）如图所示，将一负电荷从无穷远处移到一个不带电的导体附近，则导体内的电场强度______________，导体的电势______________．(填增大、不变、减小) 3、（本题3分）一个平行板电容器，两极间充满各向同性均匀电介质，已知相对电容率为r ε，若极板上的自由电荷面密度为σ，则介质中电位移矢量的大小=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：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。