自动控制原理试卷、习题及答案2套

自动控制原理试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 自动控制系统中，开环系统与闭环系统的主要区别在于（）。

A. 是否有反馈B. 控制器的类型C. 系统是否稳定D. 系统的响应速度答案：A2. 在控制系统中，若系统输出与期望输出之间存在偏差，则该系统（）。

A. 是闭环系统B. 是开环系统C. 没有反馈D. 是线性系统答案：B3. 下列哪个是控制系统的稳定性条件？（）A. 所有闭环极点都位于复平面的左半部分B. 所有开环极点都位于复平面的左半部分C. 所有闭环极点都位于复平面的右半部分D. 所有开环极点都位于复平面的右半部分答案：A4. PID控制器中的“P”代表（）。

A. 比例B. 积分C. 微分D. 前馈答案：A5. 在控制系统中，超调量通常用来衡量（）。

A. 系统的稳定性B. 系统的快速性C. 系统的准确性D. 系统的鲁棒性答案：C6. 一个系统如果其开环传递函数为G(s)H(s)，闭环传递函数为T(s)，则闭环传递函数T(s)是（）。

A. G(s)H(s)B. G(s)H(s)/[1+G(s)H(s)]C. 1/[1+G(s)H(s)]D. 1/G(s)H(s)答案：B7. 根轨迹法是一种用于（）的方法。

A. 系统稳定性分析B. 系统性能分析C. 系统设计D. 系统故障诊断答案：B8. 一个系统如果其开环传递函数为G(s)H(s)，闭环传递函数为T(s)，则T(s)的零点是（）。

A. G(s)的零点B. H(s)的零点C. G(s)和H(s)的零点D. G(s)和H(s)的极点答案：A9. 一个系统如果其开环传递函数为G(s)H(s)，闭环传递函数为T(s)，则T(s)的极点是（）。

A. G(s)的零点B. H(s)的零点C. 1+G(s)H(s)的零点D. G(s)和H(s)的极点答案：C10. 一个系统如果其开环传递函数为G(s)H(s)，闭环传递函数为T(s)，则系统的稳态误差与（）有关。

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：________、________、________。

⾃动控制原理试题库套和答案详解完整版⾃动控制原理试题库套和答案详解⼀、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 )(+(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则该系统开环传递函数ωC = 。

67系统)()1()1()(10210T T e Z Z e Z G -----=（单位反馈T=）当输⼊r(t)=t 时.该系统稳态误差为。

求：（（2（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=，⼀. 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。

6.⽐例环节的频率特性为。

7. 微分环节的相⾓为。

8.⼆阶系统的谐振峰值与有关。

9.⾼阶系统的超调量跟有关。

10. 在零初始条件下输出量与输⼊量的拉⽒变换之⽐，称该系统的传递函数。

⼆．试求下图的传第函数(7分)10K 值s T s s s G 25.0,)4(1)(=+=五．在系统的特征式为A （s ）=6s +25s +84s +123s +202s +16s+16=0，试判断系统的稳定性（8分） .⼋．设采样控制系统饿结构如图所⽰，其中试判断系统的稳定性。

（10分）九．试绘制K 由0 ->+值范围。

(15分) ⼀、填空题：(每空分，共15分)1.当扰动信号进⼊系统破坏系统平衡时，有重新恢复平衡的能⼒则该系统具有。

自动控制原理试题及答案【简介】自动控制原理是电子信息工程专业中的一门基础课程，主要涉及控制系统的基本概念、数学模型、传递函数、稳定性分析、根轨迹、频率响应等内容。

本文针对自动控制原理的试题及答案进行了整理和解答，共计1500字。

【第一部分：选择题】1. 控制系统的基本组成部分是（）。

A. 感受器B. 控制器C. 执行器D. 以上选项都正确答案：D2. 传递函数的定义是（）。

A. Y(s)/X(s)B. X(s)/Y(s)C. X(t)/Y(t)D. Y(t)/X(t)答案：A3. 控制系统的稳定性分析常使用（）方法。

A. 根轨迹B. 频率响应C. 传递函数D. 线性回归答案：A【第二部分：填空题】4. __________是控制系统的核心部分，是控制器。

答案：比例控制器、积分控制器、微分控制器或PID控制器5. 在频率域中，传递函数的模为__________，相位角为__________。

答案：增益，相位【第三部分：解答题】6. 简述控制系统的开环和闭环控制的原理及区别。

解答：开环控制是指控制器的输出信号不受反馈信号的影响，仅仅由输入信号决定，因此开环控制系统是非自动调节的。

闭环控制是指控制器的输出信号受到反馈信号的调节，通过与预期输出进行比较，使输出信号逐渐接近预期输出，即使系统发生干扰也能够进行修正。

开环控制适用于要求不高、易实现的系统，闭环控制则更适用于要求较高、对系统稳定性和精度要求较高的系统。

7. 根据控制系统的传递函数D(s)与输入信号X(s)之间的关系，推导出控制系统的输出信号Y(s)与输入信号X(s)之间的关系。

解答：根据传递函数的定义，传递函数D(s)表示系统输出信号与输入信号之间的关系，即D(s) = Y(s)/X(s)。

将Y(s)独立解出，则Y(s) =D(s) * X(s)。

因此，控制系统的输出信号Y(s)与输入信号X(s)的关系为Y(s) = D(s) * X(s)。

【第四部分：编程题】8. 使用MATLAB编程，求解以下控制系统的根轨迹，并分析系统的稳定性。

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. ω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2)(5 10+s s ，则它的开环增益为（ C ）A.1B.2C.5D.10 7. 二阶系统的传递函数52 5)(2++=s s s G ，则该系统是（ B ） 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（ B ）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T1=ω时，则相频特性)(ωj G ∠为（ A ） A.45° B.-45° C.90° D.-90° 10.最小相位系统的开环增益越大，其（ D ）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 ） 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 ks G ，当k =（ C ）时，闭环系统临界稳定。

自动控制原理试卷一． 是非题（5分）：（1）系统的稳态误差有系统的开环放大倍数k 和类型决定的（ ）；（2）系统的频率特性是系统输入为正弦信号时的输出（ ）；（3）开环传递函数为)0(2>k s k 的单位负反馈系统能跟深速度输入信号（ ）；（4）传递函数中的是有量纲的，其单位为 （ ）；(5)闭环系统的极点均为稳定的实极点，则阶跃响应是无 调的（ ）；二． 是非题（5分）：（1）为了使系统的过度过程比较平稳要求系统的相角裕量大于零（ ）；（2）Bode 图的横坐标是按角频率均匀分度的，按其对数值标产生的（ ）；（3）对于最小相位系统，根据对数幅频特性就能画出相频特性（ ）；（4）单位闭环负反馈系统的开环传递函数为)()()(s D s N s G =，劳斯稳定判据是根据)(s D 的系数判闭环 系统的稳定性（ ）；奈奎斯特稳定判据是根据)(s G 的幅相频率特性曲线判闭环系统的稳定性 （ ）。

三． 填空计算题（15分）：（1）如图所示：RC 网络，其输出)(t u c 与输入)(t u r 的微分方程描述为 ，假定在零初始条件下，系统的传递函数)(s φ= ，该系统在)(1)(t t u r =作用时，有)(t u c = 。

(2)系统结构如图，该系统是 反馈系统，是 阶系统，是 型系统，若要使系统的放大系数为1，调节时间为0.1秒（取%σ的误差带），0k 应为 ，t k 应为 。

（3）如果单位负反馈系统的开环传递函数是))(()()(b s a s c s k s G +++=，该系统是 阶系统，是 型系统，该系统的稳态位置误差系数为 ，稳态速度误差系数为 ，稳态加速度误差系数为速度误差系数为 。

四． 是非简答题（5分）：（1）已知某系统的开环传递函数在右半s 平面的极点数为，试叙述Nyquist 稳定判据的结论。

（2）试叙述系统稳定的充分必要条件。

（3）系统的稳定性不仅与系统结构有关，而且与输入信号有关，该结论是否正确。

⾃动控制原理试卷、习题及答案2套⾃动控制 (A )试卷⼀、系统结构如图所⽰，u1为输⼊， u2为输出，试求 1．求⽹络的传递函数G(s)=U1(s)/U2(s)2．讨论元件R1，R2，C1，C2参数的选择对系统的稳定性是否有影响。

（15分）2⼆、图⽰系统，试求，（1）当输⼊r(t)=0，n(t)=1(t)时，系统的稳态误差e ss;（2）当输⼊r(t)=1(t)，n(t)=1(t)时，系统的稳态误差e ss; （3）若要减⼩稳态误差，则应如何调整K 1，K 2？（15分）三．已知单位负反馈系统的开环传递函数为.)())(()(1Ts s 1s 12s K s G 2+++=试确定当闭环系统稳定时，T ，K 应满⾜的条件。

（15分）四、已知系统的结构图如图所⽰，（1）画出当∞→0:K 变化时，系统的根轨迹图；（2）⽤根轨迹法确定，使系统具有阻尼⽐50.=ζ时，K 的取值及闭环极点（共轭复根）。

（15分）五、已知最⼩相位系统的对数幅频特性渐近特性曲线，1.试求系统的开环传递函数G （s ）;2.求出系统的相⾓裕量γ;3．判断闭环系统的稳定性。

（15分）六、设单位反馈系统的开环传递函数如下，2s158s -+=)()(s H s G 1. 试画出系统的乃奎斯特曲线;2. ⽤乃⽒判据判断系统的稳定性（15分）七、已知单位反馈系统的开环传递函数为1)s(2s 4G +=)(s使设计⼀串联滞后校正装置，使系统的相⾓裕量040≥γ，幅值裕量10db K g≥，并保持原有的开环增益值。

（10分）⾃动控制理论B⼀．试求图⽰系统的输出z 变换C(z).（20分）(b)(a)⼆.闭环离散系统如图所⽰，其中采样周期T =1s ，（20分）1．试求系统的开环脉冲传递函数G(z); 2．求系统的闭环脉冲传递函数)z (Φ； 3．确定闭环系统稳定时K 的取值范围。

（注：()T 22e z z )s 1(Z ,1z Tz )s 1(Z ,1z z )s1(Z αα--=+-=-=）三. 设单位反馈线性离散系统如图所⽰，其中T ＝1秒，试求取在等速度输⼊信号r (t )=1作⽤下，能使给定系统成为最少拍系统的数字控制器的脉冲传递函数D (z )。

自动控制原理试卷一、（本题共10分）系统动态结构图如题一图所示，求闭环传递函数C(s)/R(s)题一图二、（本题共20分，第（1）小题14分，第（2）小题6分）已知单位负反馈系统的动态结构图如题二图所示。

（1）阻尼比5.0=ς时K 的取值，并计算这是系统单位阶跃响应的最大值，取最大值的时间和稳态值，概略画出单位阶跃相应曲线。

m c m c p t )(∞c （2）若要阻尼比707.0=ς，且2.0<s t 秒，问是否可选取到K 值？为什么？题二图三、（本题20分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为)12)(15.0()15.0()(2−+−=s s s K s G（1） 按步骤绘制K>0时，闭环系统的根轨迹，确定闭环系统稳定是K 的取值范围。

（2） 确定闭环系统在控制输入)(1)(t t r =作用下的稳态误差rss e 的取值范围。

四、（本题10分）单位负反馈系统的开环传递函数为)102.0()12.0(100)(2++=s s s s G要求绘制系统的开环Nyquist 曲线，并用Nyquist 判据判断闭环系统得稳定性。

五、（本题20分）已知串联校正的单位负反馈系统得开环对象传递函数以及超前校正装置的传递函数分别为)(0s G )(s G c )12.0(10)(0+=s s G 12014)(++=s s s G c（1） 作出和的Bode 图，并计算校正前、后的渐近幅频特性曲线与零分贝线的交点处的频率（增益交界频率）)(0s G )()(0s G s G c c ω以及相稳定裕度γ。

（2） 分高、中、低三个频段比较说明校正前、后系统的品质有何变化？六、（本题共20分，第（1）小题6分，第（2）、（3）小题各7分）系统结构图如题6图所示，图中是正实数。

2121,,,T T K K （1）给出闭环系统稳定时参数应满足的条件； 2121,,,T T K K （2）试设计使干扰输入对系统得输出无影响；)(s G c )(t n （3）若干扰，设计尽可能简单的，使得系统在干扰作用下无稳态误差。

自动控制原理试卷1答案一．填空 1． 微分方程、传递函数、频率特性、结构图。

2． 闭环极点都位于S 平面左侧;系统的特性方程的根都在Z 平面上以原点为圆心的单位圆内.3． 5.02+S ;0；8。

4． 4，Ⅱ；62.5.5． 110100+S ；10。

6． P-I;利用G(s ）的负斜率使ωC 减小，改善静态性能。

7． 将连续信号变为离散信号;0。

二．（14分） 解：（1）（2）C （Z)=)()(1)()(1232321Z H Z H G G Z G G Z RG •+•三．（20分）解：（1）F （s)=[]T s st f 111)(+-=（2)F （s ）=525125151)5(122++-=+s s ss s（3）G 1（s ）=s s s s s s s s s s 321030)2(10)2(3101)2(102+=++=+⨯++G 2(s ）=ss s a s )32(10)(2+⨯+sa s s a s s s s a s a s s R s C 1010321010)32(10)(10)()()(232++++=++⨯+⨯+=∴ a s s s s A 101032)(23+++=∴ 要使系统稳定，则必须满足{{032010101032><>>⨯⇒a a a a320<<∴a （两内项系数乘积>两外项系数乘积）521634432125152125143321521251243213211352126346321251132122111)1()()(1001)()(G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G s R s C G G G G G G G G P G G G P L G G G L G G G G G G G G G G L L L L P P s R s C +-+++++++=∴+++=∆==∆==∑=∑+---=∑∑-∑+∑-=∆∆∆+∆= t e t s F 5125125151)]([f(t)--+-== (1分) (1分) (1分) (1分) (1分) (1分) (1分) (1分) (1分)(1分)(4分) (4分)(3分) (3分)(3分)(1分)(2分) (1分)(1分) (2分)（每空1分。

自动控制原理习题一、(20分) 试用结构图等效化简求下图所示系统的传递函数)()(sRsC。

解：所以：32132213211)()(GGGGGGGGGGsRsC+++=二．（10分）已知系统特征方程为06363234=++++ssss，判断该系统的稳定性，若闭环系统不稳定，指出在s平面右半部的极点个数。

(要有劳斯计算表)解：劳斯计算表首列系数变号2次，S平面右半部有2个闭环极点，系统不稳定。

66.065336611234sssss-三．（20分）如图所示的单位反馈随动系统，K=16s-1,T=0.25s,试求：（1）特征参数nωξ，；（2）计算σ%和t s;（3）若要求σ%=16%，当T不变时K应当取何值？解：（1）求出系统的闭环传递函数为：TKsTsTKKsTsKs/1/)(22++=++=Φ因此有：25.0212/1),(825.0161======-KT T s T K n n ωζω（2） %44%100e %2-1-=⨯=ζζπσ%)2)((2825.044=∆=⨯=≈s t n s ζω（3）为了使σ%=16%，由式%16%100e %2-1-=⨯=ζζπσ可得5.0=ζ，当T 不变时，有：)(425.04)(425.05.021212/11221--=⨯===⨯⨯===s T K s T T n n ωζζω四．（15分）已知系统如下图所示，1．画出系统根轨迹（关键点要标明）。

2．求使系统稳定的K 值围，及临界状态下的振荡频率。

解① 3n =，1,2,30P =，1,22,1m Z j ==-±，1n m -= ②渐进线1条π ③入射角1ϕ()18013513513590360135135=︒+︒+︒+︒-︒=︒+︒=︒同理 2ϕ2135sr α=-︒④与虚轴交点，特方 32220s Ks Ks +++=，ωj s =代入222K K-0=1K ⇒=，s = 所以当1K >时系统稳定，临界状态下的震荡频率为ω-2.5-2-1.5-1-0.500.5-2-1012Root LocusReal AxisI m a g i n a r y A x is五．（20分）某最小相角系统的开环对数幅频特性如下图所示。

自动控制原理试题库（有答案的）自动控制理论试卷（a/b卷闭卷）一、填空题（每空1分后，共15分后）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、复合控制存有两种基本形式：即为按的线性网络复合控制和按的线性网络复合控制。

3、两个传递函数分别为g1(s)与g2(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g1(s)与g2(s)表示）。

4、典型二阶系统极点原产例如图1右图，则并无阻尼自然频率?n?，阻尼比??，该系统的特征方程为，该系统的单位阶跃响应曲线为。

5、若某系统的单位脉冲响应为g(t)?10e?0.2t?5e?0.5t，则该系统的传递函数g(s)为。

6、根轨迹起始于，终止于。

7、设某最小相位系统的相频特性为?(?)?tg?1(??)?900?tg?1(t?)，则该系统的开环传递函数为。

8、pi控制器的输出－输入关系的时域表达式就是，其适当的传递函数为，由于分数环节的导入，可以提升系统的性能。

二、选择题（每题2分，共20分）1、使用负反馈形式相连接后，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、减少开环极点；b、在分数环节另加单位负反馈；c、减少开环零点；d、导入串联全面性校正装置。

3、系统特征方程为d(s)?s3?2s2?3s?6?0，则系统()1a、平衡；b、单位阶跃积极响应曲线为单调指数下降；c、临界平衡；d、右半平面闭环极点数z?2。

4、系统在r(t)?t2促进作用下的稳态误差ess??，表明()a、型别v?2；b、系统不稳定；c、输出幅值过小；d、闭环传递函数中存有一个分数环节。

5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是()a、主意见反馈口符号为“-”；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(s)h(s)??1。