最新洛阳理工学院自动控制原理-期末考试试题卷B

（完整版）⾃动控制原理期末考试复习题及答案⼀、填空题1、线性定常连续控制系统按其输⼊量的变化规律特性可分为_恒值控制_系统、随动系统和_程序控制_系统。

2、传递函数为 [12(s+10)] / {(s+2)[(s/3)+1](s+30)} 的系统的零点为_-10_，极点为_-2__，增益为_____2_______。

3、构成⽅框图的四种基本符号是：信号线、⽐较点、传递环节的⽅框和引出点。

4、我们将⼀对靠得很近的闭环零、极点称为偶极⼦。

5、⾃动控制系统的基本控制⽅式有反馈控制⽅式、_开环控制⽅式和_复合控制⽅式_。

6、已知⼀系统单位脉冲响应为t e t g 5.16)(-=，则该系统的传递函数为。

7、⾃动控制系统包含_被控对象_和⾃动控制装置两⼤部分。

8、线性系统数学模型的其中五种形式是微分⽅程、传递函数、__差分⽅程_、脉冲传递函数_、__⽅框图和信号流图_。

9、_相⾓条件_是确定平⾯上根轨迹的充分必要条件，⽽⽤_幅值条件__确定根轨迹上各点的根轨迹增益k*的值。

当n-m ≥_2_时, 开环n 个极点之和等于闭环n 个极点之和。

10、已知⼀系统单位脉冲响应为te t g 25.13)(-=，则系统的传递函数为__。

11、当∞→ω时⽐例微分环节的相位是： A.90 A.ο90 B.ο90- C.ο45 D.ο45-12、对⾃动控制的性能要求可归纳为_稳定性__、_快速性_和准确性三个⽅⾯，在阶跃响应性能指标中，调节时间体现的是这三个⽅⾯中的_快速性___，⽽稳态误差体现的是_稳定性和准确性_。

13、当且仅当离散特征⽅程的全部特征根均分布在Z 平⾯上的_单位圆 _内，即所有特征根的模均⼩于___1____,相应的线性定常离散系统才是稳定的。

14、下列系统中属于开环控制系统的是 D.普通数控加⼯系统A.电炉箱恒温控制系统B.雷达跟踪系统C.⽔位控制系统D.普通数控加⼯系统15、某单位负反馈系统在单位阶跃信号作⽤下的系统稳态误差0=ss e ，则： B.意味着该系统的输出信号的稳态值为1 A.意味着该系统是⼀个0型系统 B.意味着该系统的输出信号的稳态值为1 C.意味着该系统没有输出信号 D.意味着该系统具有⽐较⾼的开环增益16、⼀阶系统11)(+=Ts s G 在单位斜坡信号作⽤下，系统的稳态误差为 T 。

理工大学学生考试卷考试课程自动控制原理考试日期成绩考生姓名学号（8位）年级专业1、已知系统结构图如下，试简化该结构图并求系统传递函数C(s)/R(s).（10分）2、控制系统结构图如下图所示。

要求系统单位阶跃响应的超调量%3.16=p σ，峰值时间1p t s =。

试确定K 与τ的值。

(15分) （21ξξπσ--=ep ，np t ωξπ-=1 ）用劳斯判据判断系统稳定性，如果不稳定，求系统在s右半平面根的个数及虚根值。

（15分）7、由如下对数幅频特性求该最小相位系统的传递函数。

（10分）参考答案1、总共10分，其中分离点正确向后移动得5分，最终结果正确得5分。

如果采用梅森公式得正确结果，得7分。

2、总共15分，ξ和ωn计算正确得5分，闭环传递函数正确得5分，最终结果正确得5分。

3、总共15分，闭环特征方程正确得3分，劳斯表头两行正确得2分，后三行每行2分，结论正确得3分。

4、总共15分，3个误差系数，每个3分，结果正确6分。

解：该系统为一型系统，.5)(lim ,0,0K s sG K K K s v a p ===∞=→稳态误差为：.5313KK e v ss =⨯=5、总共10分，实轴根轨迹正确得4分，渐近线为虚轴正确得2分，分离点为-0.4679正确得2分，复平面根轨迹正确得2分。

其中，分离点满足的方程为：.039623=+++='-'s s s M N M N6、总共10分，其中乃氏图正确得2分，开环频率特性方程A(ω)和φ（ω）表达正确各得2分，ω和K 计算正确各得2分。

8、解：校正前后伯德图正确各得3分，截止频率和相角裕度计算正确各得3分，作用分析正确得3分。

作用：利用超前校正网络的相角超前特性去增大系统的相角裕度，以改善系统的暂态响应。

-40dB/dec-20dB/dec20lg K=461()(dB)L ωω20401027.781c ω2c ω111.11()c G ω2()G ω()o G ω-40dB/dec100根据引入串联超前校正网络，有α=4。

期末考试-复习重点自动控制原理1. 2. 一、单项选择题（每小题 1分，共20分） 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 惯性环节和积分环节的频率特性在（A.幅频特性的斜率B.最小幅值C.系统分析 ）上相等。

C.相位变化率 ）D.系统设计 D.穿越频率 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 o 从0变化到+8时，延迟环节频率特性极坐标图为（ A.圆 B.半圆 C.椭圆 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， 个（）A.比例环节 3. 4.B.微分环节C.积分环节 6.若系统的开环传递函数为10 s(5s 2) ，则它的开环增益为 7.8. 9. A.1 B.2 C.5 D.放大元件 ） D.双曲线 电枢电压为输入变量时， 电动机可看作一D.惯性环节 D.10 5 s 2+2s +5 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统 Z 不变，提高o n ,则可以（） B. 减少上升时间和峰值时间 D.减少上升时间和超调量 1一阶微分环节G （s ） =1 Ts ，当频率 时，则相频特性• G （j ・）为（）T C. 90 °）B.稳定裕量越大D. 稳态误差越小二阶系统的传递函数 G(s) ，则该系统是（A.临界阻尼系统 若保持二阶系统的 A.提高上升时间和峰值时间 C.提高上升时间和调整时间 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.相位变化越小 con ，11.设系统的特征方程为 D s 二s 4 8s 3 17s 2 16s 5 =0 , A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定D.零阻尼系统 D.-90 °则此系统 （） D.稳定性不确定。

12.某单位反馈系统的开环传递函数为: G^s(s 1)(s 5)，当k=（）时，闭环系统临界稳定。

洛阳理工学院 2011/2012 学年第二学期学期机床电气控制与PLC 期末考试试题卷（A）一、适用班级: B110231/32/33/34/35/36（专升本）考试日期时间:1.填空(每空1分, 共30分)2.低压电器通常指在交流电压小于 V、直流电压小于 V的电路中起通断, 保护, 控制的电器设备。

3.按钮是由 , , 和等组成。

按钮帽有多种颜色, 一般色用作停止按钮, 色用作起动按钮。

4.接触器由 , , 和等四部分组成。

5.熔断器主要由和两部分组成。

6.PLC常见的编程语言有梯形图, , , 。

7.调速系统的稳态技术指标有 , 等。

8.PLC采用的是的工作方式；它的工作过程可分为 , , , , , 五个阶段。

二、根据输出放大电路的器件类型, 可编程控制器有 , , 三种输出方式。

三、按继电器在电路所起的作用, 可分为 , 两大类。

1.问答题(每小题8分, 共40分)2.既然在电动机的主电路中装有熔断器, 为什么还要装热继电器？装有热继电器是否可以不装熔断器？为什么？3.什么是能耗制动？它有什么特点？4.可编程控制器有哪些特点？5.机床继电器---接触器控制线路中一般应设哪些保护？分别使用什么电器元件？6.电气控制线路设计的一般要求有哪些？7.设计题(1题10分, 2题12分, 3题8分, 共30分)采用继电器、接触器系统设计一控制电路, 小车由三相异步电动机拖动, 其动作程序如下:①按动起动按钮小车由原位开始前进, 到终点后自动停止；②在终点停留8秒后自动返回原位停止；③停5秒后再自动往回返, 如此往复, 直到按下停止按钮；④在前进或后退途中任意位置都能按动按钮停止或按动按钮启动。

请作以简要说明。

（主电路不必画）SQ1SQ2利用PLC实现下述控制要求:①电动机M1先起动后, M2才能起动, M2能点动、能单独停车。

②当M2停止后, M1才能停止。

请用PLC设计画出相应控制的I/O接线图（或分配表）和梯形图。

一.填空题(每空2分，共10分)1、若线性系统的静态速度误差系数K，=8,则系统至少应为 ___________ 型系统?2.已知开环系统的Nyquist.图，其中P为开环右极点数，V为系统类型，则(1)图(a)系统的闭环右极点数Z= (2)图(b)系统的闭环右极点数Z=试判定闭环系统的稳定性。

求闭环右极点数Z (闭环特征方程正实部根的个其能控性与能观性为4、对数幅频特性的高频段决定了系统的性能。

C(s)二、(15分)求图示系统的传递函数R3)三、(15分)设系统如图所不：求：(1)当a=0, K=8时，确定系统的阻尼比，，无阻尼自然振荡频率3“和r(t)=t作用下系统的稳态误差；(2)当K=8,，=0. 7时，确定参数a及r(t)=t作用下系统的稳态误差；四、(20分)已知系统如下图所不，1.画出系统根轨迹(关键点要标明)。

2.求使系统稳定的K值范围，及临界状态下的振荡频率。

五、(10分)用Z变换法解差分方程，求系统响应y("T)y[(n+2)T]+8y[(n+l)T]+12y(nT)=r(nT)输入r(nT)=l ；nNO初始条件：y(O)=y(T)=O六、(10分)用描述函数法分析非线性系统的稳定性，求自持振荡的振幅和频率。

(理想继电器的描述函数为G°(S)= _?-------------- r七、(20分)设单位反馈系统开环传递函数s(s + l)(0.25s + l),试设计串联滞后校正装置GJs),使系统在r(t) = t时，<。

・25,/2 38项〉12沥，(1)试求串联滞后校正装置G c(s);(2)画出Gc(s)G°(s)合成后的Bode图。

e ss < 0.25, y>38°, kg > 12db。

东北大学考试试卷（B 卷）2008—2009 学年第 1 学期 课程名称： 自动控制原理 一、（10分）简要回答下列问题（每小题各5分）。

1. 简述自动控制系统一般是由那些基本环节组成，并画出控
制系统结构框图。

2. 简述什么是无差系统。

得分
二、（10分）控制系统如图1所示，其中)(s W c 为补偿校正装置，
试求该系统扰动误差传递函数)()(s N s X c ，并从理论上说明如何设计补偿校正装置)(s W c 可以使系统补偿后的扰动误差为零。

图1 题二图
得分
三、（10分）已知某三阶单位负反馈系统具有一个有限零点为
1.5-，三个极点分别为6.1
2.1j ±-和 1.49-，且系统传递函数根的
形式放大系数为4。

试求系统在单位阶跃函数作用下，系统的动态性能指标超调量%σ、调整时间5s t ±（%）和峰值时间m t 。

得分
四、（14分）设单位负反馈系统的开环传递函数为
)
2)(1()(++=
s s s k s W g
k
1． 绘制闭环系统根轨迹（写出具体绘制过程并标出关键点）； 2． 试确定系统呈单调动态响应以及衰减振荡动态响应的g k 取
值范围。

得分
r
五、（20分）一单位负反馈最小相位系统的开环对数幅频特性
如图2所示，其中虚线为校正前特性，实线为加入串联校正装置后的特性。

1． 试写出串联校正装置的传递函数，并说明此校正主要是利
用该装置的什么特性；
2． 求校正后系统的相位裕量()c γω。

图2 题五图
得分。

自动控制原理考试试卷及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪项不是自动控制系统的基本组成部分？A. 控制器B. 被控对象C. 执行机构D. 操作人员答案：D2. 在自动控制系统中，下列哪项属于反馈环节？A. 控制器B. 执行机构C. 被控对象D. 反馈元件答案：D3. 下列哪种控制方式属于闭环控制？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制答案：D4. 下列哪种控制方式属于开环控制？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分控制答案：A5. 在自动控制系统中，下列哪种控制规律不会产生稳态误差？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制答案：B6. 下列哪种控制方式适用于一阶惯性环节？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制答案：A7. 在自动控制系统中，下列哪种环节不会产生相位滞后？A. 比例环节B. 积分环节C. 微分环节D. 比例-积分环节答案：A8. 下列哪种控制方式可以使系统具有较好的稳定性和快速性？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制答案：D9. 在自动控制系统中，下列哪种环节可以使系统具有较好的阻尼效果？A. 比例环节B. 积分环节C. 微分环节D. 比例-积分环节答案：C10. 下列哪种控制方式可以使系统具有较好的跟踪性能？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 自动控制系统的基本组成部分有：控制器、被控对象、执行机构、________。

答案：反馈元件2. 在自动控制系统中，反馈环节的作用是________。

答案：减小系统的稳态误差3. 闭环控制系统的特点有：________、________、________。

答案：稳定性好、快速性好、准确性高4. 开环控制系统的缺点有：________、________、________。

自控期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 自控系统的开环传递函数是G(s)，闭环传递函数是H(s)，则开环增益K的值是：A. G(s)B. H(s)C. K=1/(1+G(s)H(s))D. K=1/G(s)2. 在PID控制器中，P代表的是：A. 比例B. 积分C. 微分D. 优先级3. 以下哪个不是控制系统的稳定性判据：A. 劳斯-赫尔维茨判据B. 奈奎斯特判据C. 伯德图D. 奈特图4. 控制系统的稳态误差ess与输入信号的类型有关，以下哪种输入信号类型会导致ess不为零：A. 阶跃信号B. 斜坡信号C. 抛物线信号D. 正弦信号5. 系统的时间常数τ与系统的哪个参数有关：A. 阻尼比B. 自然频率C. 增益D. 相位裕度6. 以下哪个是控制系统的频率特性：A. 传递函数B. 脉冲响应C. 伯德图D. 阶跃响应7. 一个二阶系统的阻尼比ζ=0.5，其特征方程为：A. s^2+2ζωns+ωn^2=0B. s^2+ωns+ωn^2=0C. s^2+2ζωn^2s+ωn^4=0D. s^2+2ζωn^2=08. 以下哪个是控制系统的超调量（overshoot）：A. 稳态误差B. 最大偏差C. 初始偏差D. 瞬态误差9. 系统设计中，为了提高系统的稳定性，通常需要增加：A. 阻尼比B. 自然频率C. 增益D. 相位裕度10. 以下哪个不是控制系统的时域性能指标：A. 稳态误差B. 调整时间C. 延迟时间D. 峰值时间答案：1. C2. A3. C4. B5. B6. C7. A8. B9. A10. C二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述PID控制器的工作原理及其各部分的作用。

答案：PID控制器是一种常见的反馈控制器，由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成。

比例部分根据误差的大小成比例地调整控制量，以减小误差；积分部分对误差进行积分，消除稳态误差；微分部分对误差的变化率进行控制，以抑制系统的过冲和振荡。

第 1 页 共 1 页洛阳理工学院 2010/2011 学年 第一学期 运动控制系统 期末考试试题卷（B ）适用班级：Z080401/02 考试日期时间：一、填空：（每空1分，共37分）1．某调速系统的调速范围是1450~145转/分，D= ，要求静差率S=5%，系统允许的静态速降是 。

2．为防止起动时产生电流冲击，在单闭环调速系统中须加 环节；在转速、电流双闭环系统中，通过调节 可限制最大电流，即I d m = 。

3．用积分控制的调速系统是 静差系统，用比例控制的系统是 静差系统。

4．在转速负反馈系统中，对电动机磁通的波动 抑制作用，对测速发电机磁通的变化 抑制作用。

5．在两组晶闸管的可逆线路中存在的环流分为静态环流和 环流；其中静态环流包括 环流和 环流两种；α=β工作制能消除 环流，用串入环流通路中的 限制瞬时脉动环流。

6．转速、电流双闭环系统起动过程分为三个阶段，Ⅰ阶段为 阶段；Ⅱ阶段为 阶段；Ⅲ阶段为 阶段。

在Ⅰ、Ⅱ阶段，ASR 处于 状态。

7．典型Ⅰ型系统的开环传递函数是 ，其开环放大倍数K 与截止频率ωc 的关系是 ，系统参数乘积KT ≤ 。

8．数字PI 调节器有 式和 式两种算法。

9．α=β配合控制可逆调速系统正向制动过程可分为三个阶段，这3个阶段分别是 、 和 。

10．转速负反馈单闭环调速系统以额定转速稳定运行，负载突升并恢复稳定后，对有静差系统，转速将 ；触发整流装置的输出电压U d 将 ；无静差调速系统的转速将 ；触发整流装置的输出电压U d 将 。

11．α=β配合控制可逆系统中，当U c =0时触发脉冲零位整定在αf0=βr0= 。

12．从整体结构上看，电力电子变压变频器可分为 和 两大类。

13．三相异步电动机原始动态模型相当复杂，简化的基本方法就是坐标变换，不同坐标系中电动机模型等效的原则是：在不同坐标下绕组所产生的合成 相等。

二、问答题：（每小题7分，共35分）1．在转速负反馈系统中，当电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻、测速发电机磁场各量发生变化时都会引起转速的变化，问系统对它们有无调节能力？为什么？2．某调节对象的传递函数是()12(1)(1)d s K W T s T s ++ 且T 1>>T 2现要校正成典型Ⅱ型系统（1）应采用什么调节器？在此过程中作了哪些近似处理？（2）写出调节器的传递函数；（3）写出校正后的传递函数；（4）求出调节器参数。