自动控制原理考前复习题
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一、选择题1. 二阶系统的传递函数,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2。
设系统的特征方程为,则此系统(A )A.稳定B。
临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。
3。
某单位反馈系统的开环传递函数为:,当k=( C)时,闭环系统临界稳定.A。
10 B。
20 C。
30 D.404.稳态误差e ss与误差信号E(s)的函数关系为(B)A。
B. C. D。
5. 系统已给出,确定输入,使输出尽可能符合给定的最佳要求,称为(A )A。
最优控制 B.系统辨识C。
系统分析D。
最优设计6。
与开环控制系统相比较,闭环控制系统通常对( B)进行直接或间接地测量,通过反馈环节去影响控制信号。
A.输出量B。
输入量C。
扰动量D。
设定量7。
在系统对输入信号的时域响应中,其调整时间的长短是与(D)指标密切相关.A.允许的峰值时间B.允许的超调量C.允许的上升时间D。
允许的稳态误差8. 某典型环节的传递函数是,则该环节是( C )A.比例环节B。
积分环节C。
惯性环节 D.微分环节9. 引出点前移越过一个方块图单元时,应在引出线支路上(C )A.并联越过的方块图单元B.并联越过的方块图单元的倒数C.串联越过的方块图单元D.串联越过的方块图单元的倒数10.时域分析的性能指标,哪个指标是反映相对稳定性的(D )A.上升时间B。
峰值时间C。
调整时间 D.最大超调量11。
设系统的特征方程为,则此系统中包含正实部特征的个数为(D )A。
0 B。
1 C.2 D。
312。
如果被调量随着给定量的变化而变化,这种控制系统叫(B )A。
恒值调节系统B。
随动系统C。
连续控制系统 D.数字控制系统13。
与开环控制系统相比较,闭环控制系统通常对(B )进行直接或间接地测量,通过反馈环节去影响控制信号.A。
输出量 B.输入量 C.扰动量D。
设定量14。
直接对控制对象进行操作的元件称为(D)A。
给定元件 B.放大元件 C.元件 D.执行元件15。
《自动控制原理》复习题一、选择题(每小题 2 分,共 10分。
请将答案填在下面的表格内) 【1题】典型二阶系统单位阶跃响应如图,则可以确定该系统:(A 、D 、E )A 、是0.707ξ<的欠阻尼系统B 、开环增益2K =C 、超调量%80%σ=D 、调节时间2s t t =E 、是0型系统【2题】若系统(A 、D 、E )A 、开环稳定,闭环不一定稳定。
B .开环稳定,闭环一定不稳定。
C .开环不稳定,闭环一定不稳定。
D .开环不稳定,闭环不一定不稳定。
E .开环临界稳定,闭环不一定不稳定。
【3题】由以下条件,可以确定闭环系统的动态性能(,%s t σ)(A 、C 、D 、E )A .闭环极点B .开环零极点C .闭环零极点D .开环零极点和开环增益E .闭环零极点及闭环增益【4题】系统结构图如下,G(s)分别如下,∞→=0*K ,应画0根轨迹者为(C 、D 、E )A 、)3)(2()1(*-+-s s s K B 、)3)(2()1(*---s s s K C 、)3)(2()1(*-+-s s s KD 、)3)(2()1(*s s s K +-- E 、)3)(2()1(*s s s K ---【5题】)1()1()(++=Ts s s K s GH vτ,在mtt r =)(时,0=ss e 的必要条件有:(A ,E )A 、m v >B 、0>τC 、T >τD 、0>KE 、2≤v二、计算题(每题 15 分,共 15分) 已知在零初始条件下,系统的单位阶跃响应为tte et c --+-=221)(试求系统的传递函数和脉冲响应。
解 单位阶跃输入时,有ss R 1)(=,依题意 ss s s s s ss C 1)2)(1(2311221)(⋅+++=+++-= (5分)∴ )2)(1(23)()()(+++==s s s s R s C s G (5分)[]tt e e s s L s G L t k -----=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++-==21142411)()( (5分)三、计算题(每题 15 分,共 15分) 已知系统脉冲响应 te t k 25.10125.0)(-=试求系统闭环传递函数)(s Φ。
《自动控制原理》复习题A一、填空题1、线性定常系统稳定的充要条件是闭环系统的所有特征根必须 。
2、c ω越大s t 。
3、用时域法分析控制系统时,最常用的典型输入信号是________。
4、极坐标图上以坐标原点为圆心的单位圆和Bode 图上的 对应。
5、如果根轨迹位于实轴上两个相邻的开环零点之间(其中一个零点可以位于无穷远处),则在这两个零点之间必定存在________。
6、要改善ssr e 通常可采用两种方式:1)增加前向通路的增益;2)。
7、经典控制理论的三大问题是稳定性、和动态性能。
8、根据控制信号的不同,可以将控制系统分为 和随动控制系统。
9、如果要求系统的快速性好,则闭环极点应距离________越远越好。
10、开环控制和 是控制系统的两种基本形式。
11、一般来说,满足 的系统称为线性系统,我们又常称为线性可加性。
12、组成系统的控制装置与被控对象之间,只有顺向作用而没有反向联系的控制称之为 。
13、用标明传递函数的方块和连接线表示系统功能的图形叫 。
14、在劳斯表中,第一列的所有元素均大于零,那么系统 。
15、在二阶系统中,n ω称为 。
16、在自动控制系统中,使用速度反馈与微分顺馈可以改善系统的 。
17、开环幅相频率特性曲线越靠近(-1,j0)点,系统的稳定程度 。
18、一个控制系统的控制作用能否对系统的所有状态产生影响,从而能对系统的状态实现控制,称为________。
19、控制系统的反馈分为状态反馈和 两种。
20、相位裕量和 是相对稳定性的两个重要指标。
二、选择题1、设线性定常系统的闭环特征方程的根为i s ,i =1,2,… ,n ,则该系统稳定的充分必要条件为( )。
A .Re[si] < 0B .Re[si] = 0C .Re[si] > 0D .Re[si] <1 2、在二阶系统的欠阻尼(0<ξ<1)阶跃响应曲线中,阻尼比越小,那么( )。
A .超调量越大 上升时间越小B .超调量越小 上升时间越大C .超调量越小 上升时间越小D .超调量越大 上升时间越大 3、对于开环增益为K 的Ⅰ型系统,在阶跃信号A(t)作用下的稳态误差为( )。
一、填空(每空1分,共18分)1.自动控制系统的数学模型有微分方程 、 传递函数 、 频率特性 、结构图 共4种。
2.连续控制系统稳定的充分必要条件是 闭环极点位于S 平面左侧 。
离散控制系统稳定的充分必要条件是 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.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 4 阶 二 型系统;其开环放大系数K= 62.5 。
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.相位滞后校正装臵又称为 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.求图示控制系统的传递函数.求:)()(S R S C (10分)2.求图示系统输出C (Z )的表达式。
(4分)R(s)三、 计算1、 已知t Te tf 11)(--=求F (s )(4分)2、 已知)5(1)(2+=s s s F 。
求原函数f (t )(6分3.已知系统如图示,求使系统稳定时a 的取值范围。
(10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 .=?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。
《自动控制原理》补考复习题一、名词解释(每小题5分,共计40分。
)1. 简述线性系统稳定性的概念。
答案:对恒值系统而言,要求当系统受到扰动后,经过一定时间的调整能够回到原来的期望值。
稳定性通常由系统的结构决定的,与外界因素无关,系统的稳定性是对系统的基本要求,不稳定的系统不能实现预定任务。
2. 简述线性系统的概念。
答案:满足线性性和均匀性的系统。
3. 简述调节时间的概念。
答案:响应第一次进入误差带并保持在内部的时间。
4. 简述Routh 判据的内容。
答案:答案:由特征方程各项系数列出Routh 表,如果表中第一列各项严格为正,则系统稳定;第一列出现负数,则系统不稳定,且第一列各项数值符号改变的次数就是正实部特征根的数目。
5. 简述自动控制系统的概念。
答案:由控制器和被控对象组成,能够实现自动控制任务的系统。
6. 简述幅值裕度的概念。
答案:当频率ω为穿越频率时,开环幅频特性的倒数称为系统的幅值裕度。
7. 简述上升时间的概念。
答案:响应曲线从稳态值的10%上升到90%,所需的时间。
8. 简述闭环系统的内容。
答案:在一个控制系统,将系统的输出量通过某测量机构对其进行实时测量,并将该测量值与输入量进行比较,作为输入,形成一个反馈通道,从而形成一个封闭的控制系统。
二、单选题(每小题6分,共计60分。
)1. 系统特征方程式的所有根均在复平面的左半部分是系统稳定的( )。
A. 充分条件B. 必要条件C. 充分必要条件D. 以上都不是答案:C2. 系统的特征方程 ,可以判断系统为( )。
A. 稳定 B. 不稳定C. 临界稳定D. 稳定性不确定答案:A3.. 二阶系统的传递函数 ,其阻尼比ζ是( )。
2()53G s s s =++A. 0.5B. 1C. 2D. 4答案:C4. 一般为使系统有较好的稳定性,希望相角裕度γ为()。
A.0~15°B.15°~30°C.30°~60°D.60°~90°答案:C5.控制系统的稳态误差反映了系统的()。
自动控制原理复习题自动控制原理填空题1.PID 调节中的“P ”指的是控制器。
2.输入相同时,系统型次越高,稳态误差越。
3.描述系统的微分方程为()()()()t x t x dtt dx dt t x d i =++230202,则频率特性=)(ωj G 。
4.对控制系统的首要要求是系统具有。
5.对单位反馈系统来讲,偏差信号和误差信号。
6.一般讲系统的位置误差指输入是所引起的输出位置上的误差。
7.延迟环节不改变系统的幅频特性,仅使发生变化。
8.若要全面地评价系统的相对稳定性,需要同时根据相位裕量和来做出判断。
9.二阶系统当共轭复数极点位于±45?线上时,对应的阻尼比为。
10.远离虚轴的闭环极点对的影响很小。
11.系统闭环极点之和为。
12.“经典控制理论”的内容是以为基础的。
13.对控制系统的首要要求是系统具有。
14.对单位反馈系统来讲,偏差信号和误差信号。
15.一般讲系统的位置误差指输入是所引起的输出位置上的误差。
16.延迟环节不改变系统的幅频特性,仅使发生变化。
17.若要全面地评价系统的相对稳定性,需要同时根据相位裕量和来做出判断。
18.惯性环节和积分环节的频率特性在上相等。
19.若要求系统的快速性好,则闭环极点应距虚轴越_ _越好。
20.“经典控制理论”的内容是以为基础的。
21.某典型环节的传递函数是21)(+=s s G ,则系统的时间常数是。
22.反馈控制原理是原理。
23.PID 调节中的“P ”指的是控制器。
24.主要用来产生偏差的元件称为元件。
25.设积分环节的传递函数为sK s G =)(,则其频率特性幅值A (ω)= 。
26.与开环控制系统相比较,闭环控制系统通常对进行直接或间接地测量,通过反馈环节去影响控制信号。
27.开环控制系统的的特征是没有。
28.二阶系统当共轭复数极点位于±45?线上时,对应的阻尼比为。
29.远离虚轴的闭环极点对的影响很小。
30.系统闭环极点之和为。
第一章 自动控制的一般概念1.如果被调量随着给定量的变化而变化,这种控制系统叫( )A. 恒值调节系统B. 随动系统C. 连续控制系统D.数字控制系统2.主要用于产生输入信号的元件称为( )A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.放大元件3.与开环控制系统相比较,闭环控制系统通常对( )进行直接或间接地测量,通过反馈环节去影响控制信号。
A.输出量B.输入量C.扰动量D.设定量4. 直接对控制对象进行操作的元件称为( )A.给定元件B.放大元件C.比较元件D.执行元件5. 对于代表两个或两个以上输入信号进行( )的元件又称比较器。
A.微分B.相乘C.加减D.相除6. 开环控制系统的的特征是没有( )A.执行环节B.给定环节C.反馈环节D.放大环节7. 主要用来产生偏差的元件称为( )A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.放大元件8. 某系统的传递函数是()s e s s G τ-+=121,则该可看成由( )环节串联而成。
A.比例.延时 B.惯性.导前 C.惯性.延时 D.惯性.比例10. 在信号流图中,在支路上标明的是( )A.输入B.引出点C.比较点D.传递函数11.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。
第二章 自动控制的数学模型1. 已知)45(32)(22++++=s s s s s s F ,其原函数的终值=∞→t t f )(( ) A.0 B.∞ C.0.75 D.32.正弦函数sin ωt 的拉氏变换是( )3.传递函数反映了系统的动态性能,它与下列哪项因素有关?( )A.输入信号B.初始条件C.系统的结构参数D.输入信号和初始条件4.对复杂的信号流图直接求出系统的传递函数可以采用( )A.终值定理B.初值定理C.梅森公式D.方框图变换5.采用系统的输入.输出微分方程对系统进行数学描述是( )A.系统各变量的动态描述B.系统的外部描述C.系统的内部描述D.系统的内部和外部描述6.拉氏变换将时间函数变换成( )A .正弦函数B .单位阶跃函数C .单位脉冲函数D .复变函数7.线性定常系统的传递函数,是在零初始条件下( )A .系统输出信号与输入信号之比B .系统输入信号与输出信号之比C .系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比D .系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比8.方框图化简时,并联连接方框总的输出量为各方框输出量的( )A .乘积B .代数和C .加权平均D .平均值9. 某典型环节的传递函数是()151+=s s G ,则该环节是( )A.比例环节B.积分环节C.惯性环节D.微分环节10. 已知系统的微分方程为()()()()t x t x t x t xi 2263000=++ ,则系统的传递函数是() ω+s A 1.22.ωω+s B 22.ω+s s C 221.ω+s DA.26322++s s B.26312++s s C.36222++s s D.36212++s s11. 引出点前移越过一个方块图单元时,应在引出线支路上( )A.并联越过的方块图单元B.并联越过的方块图单元的倒数C.串联越过的方块图单元D.串联越过的方块图单元的倒数12. 某典型环节的传递函数是()Tss G 1=,则该环节是( ) A.比例环节 B.惯性环节 C.积分环节 D.微分环节13. 已知系统的单位脉冲响应函数是()21.0t t y =,则系统的传递函数是( ) A. 32.0s B.s 1.0 C.21.0s D.22.0s14. 梅逊公式主要用来( )A.判断稳定性B.计算输入误差C.求系统的传递函数D.求系统的根轨迹15. 传递函数只取决于系统或元件的( ) ,而与系统输入量的形式和大小无关,也不反映系统内部的任何信息。
自动控制原理复习提纲一、单选题1.根据控制元件的特性,控制系统可分为(B)。
A. 反馈控制系统和前馈控制系统B. 线性控制系统和非线性控制系统C.恒值控制系统和随动控制系统D.连续控制系统和离散控制系统2.系统的动态性能包括(D)。
A.稳定性、准确性B.快速性、稳定性C.稳定性、平稳性D.平稳性、快速性3.传递函数反映了系统的动态性能,它与下列哪项因素有关?(C)。
A. 输入信号B.初始条件C.系统的结构参数D.输入信号与初始条件4.如下图所示系统的闭环传递函数Gk(s) = ( C)。
A. G1G3B.(G1 G2 )G3H 21 G3 H 2C.(G1 G2 )G3 H 2 D.1 G3 H 1G1G21 G3 H 2(G1G2 )G3 H 2(G1G2 )G31G3 H 2(G1G2 )G3H 25.设系统的传递函数为G( s) 1 ,则系统的阻尼比为(A )。
25s2 15sA.0.5B. 1C.0.2D. 1.26. 适合应用传递函数描述的系统是( A )。
A. 单输入、单输出的线性定常系统B. 单输入、单输出的线性时变系统C.单输入、单输出的定常系统D.非线性系统7. 二阶系统的传递函数为 1 , 则其无阻尼固有频率n 和阻尼比依次为4s 12 4s( B )。
A.1,0.5B.0.5,1C.2,1D.1,28.主导极点的特点是(D)。
A. 距离实轴很远B. 距离实轴很近C. 距离虚轴很远D. 距离虚轴很近9.增大系统的开环增益,将使系统跟随稳态误差 (B ) 。
A. 变大B.变小C.不变D.不能确定10.非单位负反馈系统,其输出为 C(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(D)。
A.E(S) C (S) H ( S) B.E( S) R( S) C (S) H ( S)C.E(S) R( S) H ( S) C (S) D.E( S) R( S) C (S) H (S)11.典型二阶系统的阻尼比ξ =0 时,其单位阶跃响应是(B )。
《自动控制原理》复习题1.由运算放大器组成的控制系统模拟电路如下图所示,试求闭环传递函数U o (s )/U i (s )。
2.已知控制系统结构图如下图所示。
试通过结构图等效变换求系统传递函数C (s )/R (s )。
3.已知系统脉冲响应如下,试求系统闭环传递函数Φ(s)。
(1)t e t k 25.10125.0)(-= (2))1(1.0)(3t e t k --=4.已知二阶系统的单位阶跃响应为)1.536.1(sin 5.1210)(2.1o t t e t h +-=-试求系统的超调量σ%、峰值时间tp 和调节时间ts 。
5.已知系统特征方程为025103234=++++s s s s试用劳思稳定判据确定系统的稳定性。
6.已知单位反馈系统的开环传递函数 )15.0)(1()15.0()(2++++=s s s s s K s G 试确定系统稳定时的K 值范围。
7.已知单位反馈系统的开环传递函数(1) )5)(11.0(100)(++=s s s G(2) )5)(11.0(50)(++=s s s s G (3) )1006()12(10)(22+++=s s s s s G 试求输入分别为 r (t )=2t 和 r (t )=2+2t+t 2 时,系统的稳态误差。
8.设单位反馈控制系统开环传递函数如下,试概略绘出相应的闭环根轨迹图(要求确定分离点坐标d ): (1) )15.0)(12.0()(++=s s s K s G (2) )12()1()(++=s s s K s G (3) )3)(2()5()(+++=*s s s s K s G 9.已知单位反馈控制系统开环传递函数如下,试概略画出相应的闭环根轨迹图(要求算出起始角θpi ): (1) )21)(21()2()(j s j s s K s G -++++=* (2) )1010)(1010()20()(j s j s s s K s G -++++=* 10.设单位反馈控制系统的开环传递函数)102.0)(101.0()(++=s s s K s G 要求:(1) 画出准确根轨迹(至少校验三点);(2) 确定系统的临界稳定开环增益K c;(3) 确定与系统临界阻尼比相应的开环增益K 。
《自动控制原理》复习参考资料一、基本知识11、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过输入量与反馈量的差值进行的。
2、闭环控制系统又称为反馈控制系统。
3、在经典控制理论中主要采用的数学模型是微分方程、传递函数、结构框图和信号流图。
4、自动控制系统按输入量的变化规律可分为恒值控制系统、随动控制系统与程序控制系统。
5、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。
6、控制系统的数学模型,取决于系统结构和参数, 与外作用及初始条件无关。
7、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G1(s)+G2(s),以串联方式连接,其等效传递函数为G1(s)*G2(s)。
8、系统前向通道传递函数为G(s),其正反馈的传递函数为H(s),则其闭环传递函数为G(s)/(1- G(s)H(s))。
9、单位负反馈系统的前向通道传递函数为G(s),则闭环传递函数为G(s)/(1+ G(s))。
10、典型二阶系统中,ξ=0.707时,称该系统处于二阶工程最佳状态,此时超调量为4.3%。
11、应用劳斯判据判断系统稳定性,劳斯表中第一列数据全部为正数,则系统稳定。
12、线性系统稳定的充要条件是所有闭环特征方程的根的实部均为负,即都分布在S平面的左平面。
13、随动系统的稳态误差主要来源于给定信号,恒值系统的稳态误差主要来源于扰动信号。
14、对于有稳态误差的系统,在前向通道中串联比例积分环节,系统误差将变为零。
15、系统稳态误差分为给定稳态误差和扰动稳态误差两种。
16、对于一个有稳态误差的系统,增大系统增益则稳态误差将减小。
17、对于典型二阶系统,惯性时间常数T 愈大则系统的快速性愈差。
18、应用频域分析法,穿越频率越大,则对应时域指标t s 越小,即快速性越好19最小相位系统是指S 右半平面不存在系统的开环极点及开环零点。
20、按照校正装置在系统中的不同位置,系统校正可分为串联校正、反馈校正、 补偿校正与复合校正四种。