19年6月考试《自动控制原理》复习题[自动控制原理复习题b

《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ο0根轨迹者为 （C 、D 、E ）A 、)3)(2()1(*-+-s s s KB 、)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m t t 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t t e e t 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 s s C 1)2)(1(2311221)(⋅+++=+++-=（5分） ∴ )2)(1(23)()()(+++==s s s s R s C s G （5分） []t te 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t e t k 25.10125.0)(-=试求系统闭环传递函数)(s Φ。

自动控制原理判断题1.线性系统的传递函数与系统的结构及输入信号有关。

（）2.开环控制是一种反馈控制。

（）3.开环控制的稳定性比闭环控制的稳定性要好。

（）4.系统的脉冲响应可以作为系统的数学模型( )。

5.线性系统的传递函数与系统的结构及输入信号有关。

（）6.系统的脉冲响应趋于零时，系统才是稳定的。

（）7.惯性环节的输出量不能立即跟随输入量变化，存在时间上的延迟，这是由于环节的惯性造成的。

（）8.比例环节又称放大环节，其输出量与输入量之间的关系为一种固定的比例关系。

（）9.积分环节的输出量与输入量的积分成正比。

（）10.闭环系统的极点是稳定的实极点，则阶跃响应是无超调的。

（）11.奈氏判据是根据系统闭环频率特性判别闭环系统稳定性的一种准则。

( )12.线性系统的主要特点是具有齐次性和叠加性。

（）13.劳斯判据是根据系统闭环特征方程系数判别闭环系统稳定性的一种准则。

( )14.如果把在无穷远处和在零处的的极点考虑在内，而且还考虑到各个极点和零点的重复数，传递函数G(s)的零点总数与其极点数不等。

（）15.静态速度误差系数k v 反映了系统对速度信号响应的速度误差( )。

16.s平面上根轨迹与虚轴的交点可以通过特征方程的劳斯表辅助方程求得。

（）17.稳态误差为无穷大的系统是不稳定的系统。

（）18.系统开环对数幅频特性在高频段的幅值，直接反应了对输入端高频干扰信号的抑制能力。

高频段的分贝值越低，表明系统的抗干扰能力越强。

（）k (ts +1)19.单位负反馈系统的开环传递函数为，式中k > 0, t > 0 ,则该系统的稳定性与t 的s2大小无关（）20.频率为ω的正弦信号加入线性系统后该系统的稳态输出将也是同频率的。

（）21.幅频特性相同的系统相频特性必相同。

（）22.串联滞后校正是利用校正网络的滞后特性从而改善系统性能的。

（）23.系统开环对数幅频特性在高频段的幅值，直接反应了对输入端高频干扰信号的抑制能力。

自动控制原理考试复习题整理1.开环、闭环系统的最主要区别是（）。

A．反馈 B．输入信号C．被控对象 D．干扰参考答案：A2.下图所示系统属于（）。

A．恒值控制系统 B．开环系统C．程序控制系统 D．随动系统参考答案：D3.系统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，才能改善系统性能参考答案：D4.直接对对象进行操作的元件称为（）。

A．比较元件 B．给定元件C．执行元件 D．放大元件参考答案：C5.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.数字控制系统参考答案：B6.随动系统对（）要求较高。

A.快速性B.稳定性C.准确性D.振荡次数参考答案：A7.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.放大元件参考答案：B8.自动控制系统的主要特征是（）。

A．在结构上具有反馈装置并按负反馈组成系统，以求得偏差信号B．由偏差产生控制作用以便纠正偏差C．控制的目的是减少或消除偏差D．系统开环参考答案：ABC9.自动控制系统按输入信号特征可分为（）。

A．恒值控制系统 B．程序控制系统C．线性系统 D．随动系统参考答案：ABD10.自动控制系统按描述元件的动态方程分（）。

A．随动系统 B．恒值控制系统C．线性系统 D．非线性系统参考答案：CD11.自动控制系统的基本要求（）。

A．稳定性 B．快速性C．准确性 D．安全性参考答案：ABC12.人工控制与自动控制系统最大的区别在于控制过程中是否有人参与。

（）参考答案：√第二章控制系统的教学模型1.下图所示电路的微分方程是（）。

A．B．C．D．参考答案：A2.下图所示电路的传递函数是（）。

A．B．C．D．参考答案：A3.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。

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g (t) 6 e 1.5t，则该系统的传递函数为6/ <s+L5>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。

1.25t10、已知一系统单位脉冲响应为g(t) 3e ，则系统的传递函数为_3/(S+L25)-11 、当时比例微分环节的相位是： A.90A. 90B. 90C. 45D. 4512 、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e ss 0，则：一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 1C.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G(S)1 Ts 1在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差为T 。

自动控制原理复习资料一、选择题1、如果系统输入的信号大多具有突变性质时，应选用（ A ）作为实验信号。

A．阶跃函数 B．斜坡函数C．抛物线函数 D．脉冲函数2、上升时间是指响应曲线从稳态值10%上升到（ C ）所需要的时间。

A．50% B．60%C．90% D．100%3、等加速度函数指的是（ C ）。

A．阶跃函数 B．斜坡函数C．抛物线函数 D．脉冲函数4、（ D ）是单位阶跃信号对时间的一阶导数。

A．开环传递函数的极点B．开环传递函数的零点C．闭环传递函数的极点D．闭环传递函数的零点5、对于高阶系统，系统的（ D ）决定了系统瞬态响应曲线的形状。

A．零点 B．极点C．零点或极点 D．零点和极点6、非线性元件的描述函数类似于线性元件的（ D ）。

A．幅值特性 B．幅频特性C．斜率特性 D．频率特性7、与负反馈系统的根轨迹方程相比，正反馈根轨迹的幅值条件（ B ），辐角条件（）。

A．相同，相同 B．相同，不同C．不同，相同 D．不同，不同8、定值控制系统也叫（ A ）。

A．恒值控制系统 B．随动控制系统C．复合控制系统 D．伺服控制系统9、（ B ）反映系统响应的快速性。

A．峰值时间 B．调节时间C．延滞时间 D．上升时间10、对于二阶系统，调节时间只取决于特征根的（ A ）。

A．实部 B．虚部C．实部和虚部 D．不能确定11、相平面图的对称性可以从（ C ）来判断。

A．相轨迹 B．相轨迹的频率C．相轨迹的斜率 D．相轨迹的幅值12、信号流图中不含有（ B ）A．节点 B．方框C．支路 D．增益13、某系统开环传递函数为10()(1)G ss s=+，则当输入为2()43r t t=+时，系统的稳态误差为（D）。

A．10 B．0.1C．2.5 D．∞14、根轨迹的分支数等于特征方程的阶次，即（ C ）。

A．开环零点数mB．开环极点数nC．开环零点数m和开环极点数n中的较大者D．开环零点数m和开环极点数n中的较小者15、典型环节中，（ A ）的幅频特性和相频特性都是常量。

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 。

第一章 自动控制的一般概念习题及答案1-1 根据题1-15图所示的电动机速度控制系统工作原理图，完成：(1) 将a ，b 与c ，d 用线连接成负反馈状态；(2) 画出系统方框图。

解 （1）负反馈连接方式为：d a ↔，c b ↔；（2）系统方框图如图解1-1 所示。

1-2 题1-16图是仓库大门自动控制系统原理示意图。

试说明系统自动控制大门开、闭的工作原理，并画出系统方框图。

图1-16 仓库大门自动开闭控制系统解 当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。

与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。

反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。

系统方框图如图解1-2所示。

1-3 图1-17为工业炉温自动控制系统的工作原理图。

分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。

图1-17 炉温自动控制系统原理图解 加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比，c u 增高，炉温就上升，c u 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。

炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压f u 。

f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较，得出偏差电压e u ，经电压放大器、功率放大器放大成a u 后，作为控制电动机的电枢电压。

在正常情况下，炉温等于某个期望值T °C ，热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u 。

此时，0=-=f r e u u u ，故01==a u u ，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使c u 保持一定的数值。

这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。

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》试题及答案1、若某串联校正装置的传递函数为(10s+1)/(100s+1)，则该校正装置属于(B )。

3分2、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）3分3、在系统中串联PD调节器，以下那一种说法是错误的（D）3分A 是一种相位超前校正装置B 能影响系统开环幅频特性的高频段C 使系统的稳定性能得到改善D使系统的稳态精度得到改善4、用超前校正装置改善系统时，主要是利用超前校正装置的（A ）3分5、I型系统开环对数幅频特性的低频段斜率为（B ）9分6、设微分环节的频率特性为G(jω)，当频率ω从0变化至∞时，其极坐标平面上的奈氏曲线是（）9分7、关于线性系统稳定性的判定，下列观点正确的是( )。

9分8、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的( ) 9分9、关于系统零极点位置对系统性能的影响，下列观点中正确的是( ) 7分10、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的( ) 2分11、若某最小相位系统的相角裕度γ>0，则下列说法正确的是( )。

2分12、某环节的传递函数是G(s)=5s+3+2/s，则该环节可看成由（D ）环节组成。

2分13、主导极点的特点是（A ）2分14、设积分环节的传递函数为G(s)=K/s，则其频率特性幅值A(ω)=（）2分15、某环节的传递函数为K/(Ts+1)，它的对数幅频率特性随K值增加而（）2分16、某系统的传递函数是G(s)=1/(2s+1)，则该可看成由（C ）环节串联而成2分17、若系统的开环传递函数在s右半平面上没有零点和极点，则该系统称作（B）2分18、某校正环节传递函数G(s)=(100s+1)/(10s+1)，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（D）2分19、一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量为（C）2分20、最小相位系统的开环增益越大，其（）2分21、一阶微分环节G(s)=1+Ts，当频率ω=1/T时，则相频特性∠G(jω)为（）2分22、ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（）2分23、开环传递函数为G(s)H(s)=(s+3)/(s+2)(s+5)，则实轴上的根轨迹为（B）2分24、开环传递函数为G(s)H(s)=K/(s*s*s(s+4))，则实轴上的根轨迹为（）2分25、某单位反馈系统的开环传递函数为：G(s)=K/(s(s+1)(s+5))，当k=（C ）时，闭环系统临界稳定。