自动控制原理期末试题3套与答案一套
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(完整word 版)自动控制原理期末考试题《 自动控制原理B 》 试题A 卷答案一、单项选择题(本大题共5小题,每小题2分,共10分) 1.若某负反馈控制系统的开环传递函数为5(1)s s +,则该系统的闭环特征方程为 ( )。
A .(1)0s s += B. (1)50s s ++=C 。
(1)10s s ++= D.与是否为单位反馈系统有关 2.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 3.关于传递函数,错误的说法是 ( )。
A 。
传递函数只适用于线性定常系统;B 。
传递函数不仅取决于系统的结构参数,给定输入和扰动对传递函数也有影响; C.传递函数一般是为复变量s 的真分式; D 。
闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。
4.一阶系统的阶跃响应( ).A .当时间常数较大时有超调B .有超调C .无超调D .当时间常数较小时有超调5。
如果输入信号为单位斜坡函数时,系统的稳态误差为无穷大,则此系统为( )A . 0型系统 B. I 型系统 C. II 型系统 D. III 型系统二、填空题(本大题共7小题,每空1分,共10分)1.一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面:___、快速性、____.2。
对控制系统建模而言,同一个控制系统可以用不同的 来描述.3. 控制系统的基本控制方式为 和 。
4. 某负反馈控制系统前向通路的传递函数为()G s ,反馈通路的传递函数为()H s ,则系统的开环传递函数为 ,系统的闭环传递函数为 。
5 开环传递函数为2(2)(1)()()(4)(22)K s s G s H s s s s s ++=+++,其根轨迹的起点为6。
当欠阻尼二阶系统的阻尼比减小时,在单位阶跃输入信号作用下,最大超调量将 。
7。
串联方框图的等效传递函数等于各串联传递函数之 。
稳定性 _准确性 数学模型开环控制 闭环控制 ()()G s H s()1()()G s G s H s +0,4,1j --± 增大 积三、简答题(本题10分)图1为水温控制系统示意图。
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。
期末复习题概念题一、填空题1、把输出量直接或间接地反馈到输入端,形成闭环参和控制的系统,称作 闭环控制系统 。
2、传递函数反映系统本身的瞬态特性,和本身参数和结构 有关 ,和输入和初始条件无关 。
3、最大超调量只决定于阻尼比ξ,ξ越小,最大超调量越 小 。
4、已知系统频率特性为151+ωj ,当输入为t t x 2sin )(=时,系统的稳态输出为110)101t tg --。
5、校正装置的传递函数为TsaTss G c ++=11)(,系数a 大于1,则该校正装置为 超前 校正装置。
6、如果max ω为)(t f 函数有效频谱的最高频率,那么采样频率s ω满足条件max 2s ωω≥ 时,采样函数)(*t f 能无失真地恢复到原来的连续函数)(t f 。
二、 单选题1、闭环控制系统的控制方式为 D 。
A. 按输入信号控制 B. 按扰动信号控制 C. 按反馈信号控制 D. 按偏差信号控制2、某一系统在单位速度输入时稳态误差为零,则该系统的开环传递函数可能是 D 。
A.1+Ts K B. ))((b s a s s d s +++ C. )(a s s K + D. )(2a s s K+3、已知单位反馈系统的开环奈氏图如图所示,其开环右半S 平面极点数P=0,系统型号1v =,则系统 A 。
1-jA.稳定B.不稳定C.临界稳定D. 稳定性不能确定4、串联滞后校正是利用 B ,使得系统截止频率下降,从而获得足够的相角裕度。
A . 校正装置本身的超前相角B .校正装置本身的高频幅值衰减特性C .校正装置本身的超前相角和高频幅值衰减D .校正装置富裕的稳态性能 5、设离散系统闭环极点为i i i z j σω=+,则 C 。
A .当0i ω=时,其对应的阶跃响应是单调的;B .当0i σ<时,其对应的阶跃响应是收敛的;C 221i i σω+<时,其对应的阶跃响应是收敛的;D .当0i ω=时,其对应的阶跃响应是等幅振荡。
期末考试-复习重点自动控制原理1一、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( )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( )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( )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.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( )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( ) A.1 B.2 C.5 D.107. 二阶系统的传递函数52 5)(2++=s s s G ,则该系统是( ) 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( )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.45°B.-45°C.90°D.-90°10.最小相位系统的开环增益越大,其( )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.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 k s G ,当k =( )时,闭环系统临界稳定。
A.10 B.20 C.30 D.4013.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ,则此系统中包含正实部特征的个数有( )A.0B.1C.2D.314.单位反馈系统开环传递函数为()ss s s G ++=652,当输入为单位阶跃时,则其位置误差为( ) A.2 B.0.2 C.0.5 D.0.0515.若已知某串联校正装置的传递函数为1101)(++=s s s G c ,则它是一种( ) A.反馈校正 B.相位超前校正C.相位滞后—超前校正D.相位滞后校正16.稳态误差e ss 与误差信号E (s )的函数关系为( )A.)(lim 0s E e s ss →=B.)(lim 0s sE e s ss →= C.)(lim s E e s ss ∞→= D.)(lim s sE e s ss ∞→= 17.在对控制系统稳态精度无明确要求时,为提高系统的稳定性,最方便的是( )A.减小增益B.超前校正C.滞后校正D.滞后-超前18.相位超前校正装置的奈氏曲线为( )A.圆B.上半圆C.下半圆D.45°弧线19.开环传递函数为G (s )H (s )=)3(3 s s K ,则实轴上的根轨迹为( ) A.(-3,∞) B.(0,∞) C.(-∞,-3) D.(-3,0)20.在直流电动机调速系统中,霍尔传感器是用作( )反馈的传感器。
自动控制原理期末试卷一、简答:(共30分,每小题10分)1、说明闭环控制系统的基本组成,并画出其典型结构方框图。
2、什么叫稳定裕量,在如下所示的图中标出相角稳定裕量和增益稳定裕量。
3、说明非线性控制系统中具有哪些运动特征(与线性控制系统相比较)。
二、已知系统结构图如图所示,试求出系统的传递函数。
(共10分)三、已知反馈系统的开环传递函数为)6)(3()1()(2+++=s s s s K s G 。
(共10分) (1)试确定使系统稳定的K 的取值范围。
(5分)(2)若要求系统对于输入r(t)= t 2作用下的静态误差e SS ≤0.5,试确定K 的取值范围。
(5分)四、已知最小相位系统开环对数幅頻特性图如图所示,写出相应的传递函数。
(共10分)五、已知单位负反馈系统的开环传递函数为 )1)(1()(21++=s T s T s Ks G 。
(共10分)(1)试概略画出G (s )对应的Nyquist 图。
(5分) (2)由Nyquist 稳定判据给出闭环系统稳定的条件。
(5分) 六、已知系统的开环传递函数为)1()3(2)(+++=s s s s K s G )(绘制负反馈的根轨迹图,并确定使系统处于欠阻尼的K 值范围。
(共15分) 七、某采样控制系统的结构如图所示,已知τ=1,求: (1)求系统的脉冲传递函数。
(10分) (2)求系统稳定的K 值范围。
(5分)答案一、 简答:(共30分,每小题10分)1、答案:闭环控制系统的基本组成:检测元件、比较元件、放大元件、执行元件、给定元件、校正元件及被控对象。
(共6分,除被控对象外,每一个元件给1分)典型结构方框图(4分,可以没有局部反馈)2、答案:稳定裕量是系统距离稳定 的边界所具有的余量(5分)。
相角稳定裕量(3分)。
增益稳定裕量(2分)。
3、答案:与线性控制系统相比非线性控制系统表现出如下的特征: (1)非线性控制系统的运动不满足态的迭加原理。
⾃动控制原理期末试题3套及答案⼀套⾃动控制理论(A/B 卷闭卷)⼀、填空题(每空 1 分,共15分)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、复合控制有两种基本形式:即按的前馈复合控制和按的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(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G 1(s)与G 2(s) 表⽰)。
4、典型⼆阶系统极点分布如图1所⽰,则⽆阻尼⾃然频率=n ω,阻尼⽐=ξ,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0.20.5()105t t g t e e --=+,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101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--,则该系统的开环传递函数为。
8、PI 控制器的输⼊-输出关系的时域表达式是,其相应的传递函数为,由于积分环节的引⼊,可以改善系统的性能。
⼆、选择题(每题 2 分,共20分)1、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。
2、下列哪种措施对提⾼系统的稳定性没有效果 ( )。
A 、增加开环极点;B 、在积分环节外加单位负反馈;C 、增加开环零点;D 、引⼊串联超前校正装置。
3、系统特征⽅程为 0632)(23=+++=s s s s D ,则系统 ( )A 、稳定;B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升;C 、临界稳定;D 、右半平⾯闭环极点数2=Z 。
4、系统在2)(t t r =作⽤下的稳态误差∞=ss e ,说明 ( )A 、型别2B 、系统不稳定;C 、输⼊幅值过⼤;D 、闭环传递函数中有⼀个积分环节。
5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是( )A 、主反馈⼝符号为“-” ;B 、除r K 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1)()(+=s H s G 。
—学年第一学期考试试卷课程编号:课程名称:自动控制原理试卷类型: A √、B□卷考试形式:开□ 、闭√卷考试时间:120分钟题号一二三四五六总分总分人得分得分评分人一、如图所示控制系统,为使其闭环极点s1,2 1 j ,试确定 K和α的值,并确定这时系统的超调量。
(本题 10 分)R( s )K C( s )-s21αs得分评分人二、求图2.所示系统传递函数。
(本题15分)R(s) 1G1-H3G3 1 Y(s)G2-H1-H2图2.得分三、非线性系统线性部分的极坐标图、非线性部分的负评分人倒特性如下图所示。
试判断系统是否稳定,是否存在自振荡。
(本题 15 分)Im ImA Q ReωReQ1G( j ω)N(A)ωAG ( j ω)1N( A)(a)(b)得分评分人四、系统如图所示。
(本题 20 分)1.试分析速度反馈系统 K f对系统稳定性的影响;2.试求 K p、K v、K a,并说明内反馈对稳态误差的影响。
R( s )s 110C( s)__1)s s( sK f s得分评分人五、系统如方框图所示。
(本题 20 分)1.绘制 a = 2时,K由0 ~∞变化时的根轨迹2.并确定阻尼比ζ= 0.707 时的 K 值;3.绘制 K = 4 时,a由 0 ~ ∞变化时的根轨迹4.并确定阻尼比ζ= 0.707 时的a值;R( s )K C( s )_s( s a )六、某单位反馈控制系统之开环传递函数为得分评分人1( 0 .1 s 1 ) 2 ( 0 .008 s 1 )今希望校正后的系统能具有图所示之开环频率特性。
(本题 20 分)1.试求校正后系统的相位裕量;2.确定其校正装置的传递函数;3.采用的是何校正环节,并说明校正目的。
参考答案一、 (10 分 ) 如图所示控制系统,为使其闭环极点 s 1,21 j ,试确定 K 和 α的值,并确定这时系统的超调量。
C ( s)解:① 系统闭环传递函数为R( s )K-KK( s)s 21 αsK (1 s)s2K s K1s 2s1 j2K , 2解得nζ 1 /2 ,j n12nK2 1 ,n121nn2 ,K 2 , α 1② 系统超调量为 %exp(12 )100% 4.32%二、( 15 分)求图 2. 所示系统传递函数。
自动控制原理期末试卷与答案自动控制原理1一、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(d)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(d )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( d )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10,则它的开环增益为(c )s(5s?2)A.1B.2C.5D.107. 二阶系统的传递函数G(s)?5,则该系统是(b )2 s?2s?5A.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G(s)?1?Ts,当频率??1时,则相频特性?G(j?)为(a )TA.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D?s??s4?8s3?17s2?16s?5?0,则此系统()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?s??k,当k=()时,闭环系统s(s?1)(s?5)临界稳定。
A.10B.20C.30D.4013.设系统的特征方程为D?s??3s4?10s3?5s2?s?2?0,则此系统中包含正实部特征的个数有()A.0B.1C.2D.314.单位反馈系统开环传递函数为G?s??差为()5,当输入为单位阶跃时,则其位置误2s?6s?sA.2B.0.2C.0.5D.0.0515.若已知某串联校正装置的传递函数为Gc(s)?s?1,则它是一种()10s?1A.反馈校正B.相位超前校正C.相位滞后—超前校正D.相位滞后校正16.稳态误差ess与误差信号E(s)的函数关系为()A.ess?limE(s)B.ess?limsE(s) s?0s?0C.ess?limE(s)D.ess?limsE(s) s??s??17.在对控制系统稳态精度无明确要求时,为提高系统的稳定性,最方便的是()A.减小增益B.超前校正C.滞后校正D.滞后-超前18.相位超前校正装置的奈氏曲线为()A.圆B.上半圆C.下半圆D.45°弧线19.开环传递函数为G(s)H(s)=K,则实轴上的根轨迹为()3s(s?3)A.(-3,∞)B.(0,∞)C.(-∞,-3)D.(-3,0)20.在直流电动机调速系统中,霍尔传感器是用作()反馈的传感器。
期末考试—复习重点自动控制原理1一、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()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( )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( )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.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()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,则它的开环增益为()A。
1 B。
2 C。
5 D.107. 二阶系统的传递函数,则该系统是()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( )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,当频率时,则相频特性为()A。
45° B.—45°C。
90° D.—90°10.最小相位系统的开环增益越大,其()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,则此系统()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:,当k=()时,闭环系统临界稳定。
A。
10 B。
20 C.30 D.4013。
设系统的特征方程为,则此系统中包含正实部特征的个数有( )A。
0 B.1 C。
2 D。
314.单位反馈系统开环传递函数为,当输入为单位阶跃时,则其位置误差为()A。
2 B.0。
2 C。
0。
5 D。
0。
《自动控制原理》期末试卷及答案一、填空题(15分,每空0.5分)1、自动控制系统是指为了实现某种控制目的,将(被控对象)和(控制装置)按照一定的方式连接起来组成的有机整体。
2、自动控制系统的基本控制方式包括(开环控制)、(闭环控制)和(复合控制)。
3、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。
4、自动控制系统的基本要求包括(稳定性)、(快速性)和(准确性)。
5、根据线性系统的(叠加)特性,当两个外作用同时加于系统所产生的总输出,等于各个外作用单独作用时分别产生的输出之和;为了简化研究工作,对控制系统的研究时其输入作用常取单位信号,这是利用线性系统(齐次)特性。
6、关于系统传递函数的零点和极点对输出的影响而言,(极点)决定了描述系统自由模态,(零点)只影响各模态响应所占的比重系数,因而也影响响应曲线的形状。
7、二阶系统的单位阶跃响应,其输出响应的超调量只与(阻尼比ζ)有关,而与ω)无关。
(自然振荡频率n8、控制系统的根轨迹是关于(实轴)对称的,根轨迹曲线起始于(开环极点),终止于(闭环零点)。
9、系统的幅相特性曲线,是关于(实轴)对称的,故一般只绘制ω从0变化到∞的幅相曲线;系统对数频率特性曲线的横坐标是按照(logω)的线性刻度划分的,其1个单位长度对应频率变化(10)倍。
10、常用的系统校正方式包括(串联校正)、(并联校正)和(复合校正)。
11、计算机离散控制系统的分析设计采用的主要数学模型是(Z脉冲传递函数),采样功能是由其内部的(A/D和D/A转换器)完成的;12、非线性控制系统的主要分析方法包括(线性化)、(相平面)和(描述函数法)。
二、(10分)一个控制系统结构如图,求传递函数)()(s R s C解:采用梅逊公式计算 有3个回路,111H G L -=,222H G L -=,333H G L -= 【得2分】其中,31,L L 两个回路不相交,有313131H H G G L L = 【得1分】 所有,特征式为3131332211313211)(1H H G G H G H G H G L L L L L ++++=+++-=∆ 【得2分】 前向通道只有一个,且与三个回路都相交1,13211=∆=G G G P 【得2分】 所以,传递函数为3131332211321111)()(H H G G H G H G H G G G G P s R s C ++++=∆∆= 【得3分】三、(15分)单位负反馈系统的开环传递函数为:)125.0)(11.0()(++=s s s Ks G K ,试利用劳斯判据确定使系统闭环稳定的K 的取值范围。
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.90 B.90- C. 45 D.45-12、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 。
期末考试-复习重点自动控制原理1一、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( )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( )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( )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.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( )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( ) A.1 B.2 C.5 D.107. 二阶系统的传递函数52 5)(2++=s s s G ,则该系统是( ) 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( )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.45°B.-45°C.90°D.-90°10.最小相位系统的开环增益越大,其( )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.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 k s G ,当k =( )时,闭环系统临界稳定。
A.10 B.20 C.30 D.4013.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ,则此系统中包含正实部特征的个数有( )A.0B.1C.2D.314.单位反馈系统开环传递函数为()ss s s G ++=652,当输入为单位阶跃时,则其位置误差为( ) A.2 B.0.2 C.0.5 D.0.0515.若已知某串联校正装置的传递函数为1101)(++=s s s G c ,则它是一种( ) A.反馈校正 B.相位超前校正C.相位滞后—超前校正D.相位滞后校正16.稳态误差e ss 与误差信号E (s )的函数关系为( )A.)(lim 0s E e s ss →=B.)(lim 0s sE e s ss →= C.)(lim s E e s ss ∞→= D.)(lim s sE e s ss ∞→= 17.在对控制系统稳态精度无明确要求时,为提高系统的稳定性,最方便的是( )A.减小增益B.超前校正C.滞后校正D.滞后-超前18.相位超前校正装置的奈氏曲线为( )A.圆B.上半圆C.下半圆D.45°弧线19.开环传递函数为G (s )H (s )=)3(3 s s K ,则实轴上的根轨迹为( ) A.(-3,∞) B.(0,∞) C.(-∞,-3) D.(-3,0)20.在直流电动机调速系统中,霍尔传感器是用作( )反馈的传感器。
自动控制原理1一、 单项选择题〔每题1分,共20分〕1. 系统和输入,求输出并对动态特性进展研究,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。
A3. 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.反响元件 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. 假设系统的开环传 递函数为2)(5 10+s s ,则它的开环增益为〔C 〕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. 假设保持二阶系统的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.*单位反响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。
13.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ,则此系统中包含正实部特征的个数有〔C 〕()ss s s G ++=652,当输入为单位阶跃时,则其位置误差为〔 C 〕A.2B.0.2C.0.5 D 15.假设*串联校正装置的传递函数为1101)(++=s s s G c ,则它是一种〔 D 〕A.反响校正B.相位超前校正C.相位滞后—超前校正D.相位滞后校正e ss 与误差信号E (s )的函数关系为〔 B 〕A.)(lim 0s E e s ss →= B.)(lim 0s sE e s ss →=C.)(lim s E e s ss ∞→= D.)(lim s sE e s ss ∞→=17.在对控制系统稳态精度无明确要求时,为提高系统的稳定性,最方便的是〔A 〕 18.相位超前校正装置的奈氏曲线为〔B 〕 °弧线 19.开环传递函数为G (s )H (s )=)3(3+s s K,则实轴上的根轨迹为〔 C 〕A.(-3,∞)B.(0,∞)C.(-∞,-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 〕反响的传感器。
大学期末考试自动控制原理题集附带答案自动控制原理1一、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.1 B.2 C.5 D.107. 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 k s G ,当k =( C )时,闭环系统临界稳定。
自动控制理论 (A/B 卷 闭卷)一、填空题(每空 1 分,共15分)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、复合控制有两种基本形式:即按 的前馈复合控制和按 的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(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G 1(s)与G 2(s) 表示)。
4、典型二阶系统极点分布如图1所示,则无阻尼自然频率=n ω ,阻尼比=ξ ,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0.20.5()105t t g t e e --=+,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101()()90()tg tg T ϕωτωω--=--,则该系统的开环传递函数为 。
8、PI 控制器的输入-输出关系的时域表达式是 , 其相应的传递函数为 ,由于积分环节的引入,可以改善系统的 性能。
二、选择题(每题 2 分,共20分)1、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。
2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。
A 、增加开环极点;B 、在积分环节外加单位负反馈;C 、增加开环零点;D 、引入串联超前校正装置。
3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ,则系统 ( )A 、稳定;B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升;C 、临界稳定;D 、右半平面闭环极点数2=Z 。
4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ,说明 ( )A 、 型别2<v ;B 、系统不稳定;C 、 输入幅值过大;D 、闭环传递函数中有一个积分环节。
5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是( )A 、主反馈口符号为“-” ;B 、除r K 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1)()(+=s H s G 。
6、开环频域性能指标中的相角裕度γ对应时域性能指标( ) 。
A 、超调%σB 、稳态误差ss eC 、调整时间s tD 、峰值时间p t7、已知开环幅频特性如图2所示, 则图中不稳定的系统是( )。
系统① 系统② 系统③图2A 、系统①B 、系统②C 、系统③D 、都不稳定8、若某最小相位系统的相角裕度0γ>o ,则下列说确的是 ( )。
A 、不稳定;B 、只有当幅值裕度1g k >时才稳定;C 、稳定;D 、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。
9、若某串联校正装置的传递函数为1011001s s ++,则该校正装置属于( )。
A 、超前校正 B 、滞后校正 C 、滞后-超前校正 D 、不能判断10、下列串联校正装置的传递函数中,能在1c ω=处提供最大相位超前角的是:A 、 1011s s ++B 、1010.11s s ++C 、210.51s s ++D 、0.11101s s ++三、(8分)试建立如图3所示电路的动态微分方程,并求传递函数。
图3四、(共20分)系统结构图如图4所示:1、写出闭环传递函数()()()C s s R s Φ=表达式;(4分) 2、要使系统满足条件:707.0=ξ,2=n ω,试确定相应的参数K 和β;(4分)3、求此时系统的动态性能指标s t ,00σ;(4分)4、t t r 2)(=时,求系统由()r t 产生的稳态误差ss e ;(4分)5、确定)(s G n ,使干扰)(t n 对系统输出)(t c 无影响。
(4分)五、(共15分)已知某单位反馈系统的开环传递函数为2()(3)r K G s s s =+: 1、绘制该系统以根轨迹增益K r 为变量的根轨迹(求出:渐近线、分离点、与虚轴的交点等);(8分)2、确定使系统满足10<<ξ的开环增益K 的取值围。
(7分)六、(共22分)某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线0()L ω如图5所示:图41、写出该系统的开环传递函数)(0s G ;(8分)2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性。
(3分)3、求系统的相角裕度γ。
(7分)4、若系统的稳定裕度不够大,可以采用什么措施提高系统的稳定裕度?(4分)试题一参考答案一、填空题(每题1分,共15分)1、给定值2、输入;扰动;3、G 1(s)+G 2(s);42; 20.7072=;2220s s ++=;衰减振荡 5、1050.20.5s s s s+++; 6、开环极点;开环零点7、(1)(1)K s s Ts τ++ 8、1()[()()]p u t K e t e t dt T =+⎰;1[1]p K Ts +; 稳态性能二、判断选择题(每题2分,共 20分)1、D2、A3、C4、A5、D6、A7、B8、C9、B 10、B三、(8分)建立电路的动态微分方程,并求传递函数。
解:1、建立电路的动态微分方程根据KCL 有 200i 10i )t (u )]t (u )t (d[u )t (u )t (u R dt C R =-+- (2分)即 )t (u )t (du )t (u )()t (du i 2i 21021021R dtC R R R R dt CR R +=++ (2分)2、求传递函数对微分方程进行拉氏变换得 )(U )(U )(U )()(U i 2i 21021021s R s Cs R R s R R s Cs R R +=++ (2分) 得传递函数 2121221i 0)(U )(U )(R R Cs R R R Cs R R s s s G +++== (2分) 四、(共20分)解:1、(4分) 22222221)()()(n n n s s K s K s K sK s K s Ks R s C s ωξωωββ++=++=++==Φ 2、(4分) ⎩⎨⎧=====2224222n n K K ξωβω ⎩⎨⎧==707.04βK 3、(4分) 0010032.42==--ξξπσe83.2244===n s t ξω 4、(4分) )1(1)(1)(2+=+=+=s s K s s K sK s Ks G βββ ⎩⎨⎧==11v K K β 414.12===βKss K A e 5、(4分)令:0)()(11)()()(=s s G s s K s N s C s n n ∆-⎪⎭⎫ ⎝⎛+==Φβ得:βK s s G n +=)(五、(共15分)1、绘制根轨迹 (8分)(1)系统有有3个开环极点(起点):0、-3、-3,无开环零点(有限终点);(1分)(2)实轴上的轨迹:(-∞,-3)及(-3,0); (1分)(3) 3条渐近线: ⎪⎩⎪⎨⎧︒︒±-=--=180,602333a σ (2分) (4) 分离点: 0321=++d d 得: 1-=d (2分) 432=+⋅=d d K r(5)与虚轴交点:096)(23=+++=r K s s s s D [][]⎩⎨⎧=+-==+-=06)(Re 09)(Im 23r K j D j D ωωωωω ⎩⎨⎧==543r K ω (2分) 绘制根轨迹如右图所示。
2、(7分)开环增益K 与根轨迹增益K r 的关系:⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=139)3()(22s s K s s K s G r r 得9r K K = (1分)系统稳定时根轨迹增益K r 的取值围:54<r K , (2分)系统稳定且为欠阻尼状态时根轨迹增益K r 的取值围:544<<r K , (3分) 系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K 的取值围:694<<K (1分) 六、(共22分)解:1、从开环波特图可知,原系统具有比例环节、一个积分环节、两个惯性环节。
故其开环传函应有以下形式 12()11(1)(1)KG s s s s ωω=++ (2分) 由图可知:1ω=处的纵坐标为40dB, 则(1)20lg 40L K ==, 得100K = (2分)1210ωω=和=100 (2分)故系统的开环传函为 ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=1100110100)(0s s s s G (2分) 2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性:开环频率特性 0100()1110100G j j j j ωωωω=⎛⎫⎛⎫++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭(1分) 开环幅频特性0()A ω=(1分)开环相频特性: 110()900.10.01s tg tg ϕωω--=---o (1分)3、求系统的相角裕度γ:求幅值穿越频率,令0()1A ω== 得31.6/c rad s ω≈(3分)11110()900.10.0190 3.160.316180c c c tg tg tg tg ϕωωω----=---=---≈-o o o (2分) 0180()1801800c γϕω=+=-=o o o (2分)对最小相位系统0γ=o临界稳定4、(4分)可以采用以下措施提高系统的稳定裕度:增加串联超前校正装置;增加串联滞后校正装置;增加串联滞后-超前校正装置;增加开环零点;增加PI 或PD 或PID 控制器;在积分环节外加单位负反馈。
试题二一、填空题(每空 1 分,共15分)1、在水箱水温控制系统中,受控对象为 ,被控量为 。
2、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 ;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 ;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于 。
3、稳定是对控制系统最基本的要求,若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡,则该系统 。
判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用 ;在频域分析中采用 。
4、传递函数是指在 初始条件下、线性定常控制系统的 与 之比。
5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++,则其开环幅频特性为 ,相频特性为 。
6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系,开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对应时域性能指标 ,它们反映了系统动态过程的 。
二、选择题(每题 2 分,共20分)1、关于传递函数,错误的说法是 ( )A 传递函数只适用于线性定常系统;B 传递函数不仅取决于系统的结构参数,给定输入和扰动对传递函数也有影响;C 传递函数一般是为复变量s 的真分式;D 闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。