自动控制原理期末考试复习题及答案

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 统和_程序控制_系统。

2、传递函数为[12(s+10)]/ {(s+2)[(s/3)+1](s+30)}4、我们将一对靠得很近的闭环零、极点称为偶极子。

机 <：i+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。

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,点的根轨迹增益 k*的值。

当n-m> _2_时，开环nC 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_O11 、当 时比例微分环节的相位是：A.90A.90 B.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_O13、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。

为 _-2_增益为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_恒值控制_系统、随动系的系统的零点为_-10_,极点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_O6、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_、脉冲传递而用_幅值条件—确定根轨迹上各 个极点之和等于闭环 n 个极点之和。

A.电炉箱恒温控制系统B. 雷达跟踪系统16、一阶系统G(s) 1汀S 1在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差为17、惯性环节的特点是 当输入量发生变化时， 输出量不能突变，只能按指数规律 逐渐变化。

工程上通常从 稳、准、好 3个方面来衡量自动控制系统。

结构不稳定系统是指： 不论如何调整系统参数系统总是稳定的最小相位传递函数是指 在E 右丫• 1顾上址砂虹乂尢零点的传递释O23、工程上一般用 等M 圆和等N 圆 来分析闭环系统的频率特性。

震荡次数 。

取值应为 K=026、表征一阶系统K/ (Ts+1)静态特性的参数是27、频率特性曲线常采用 3种表示形式，即 极坐标图、对数坐标图和对数幅相图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。

29、函数f(t) 2 3e st的拉氏变换式为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 ess 0y ： _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18、 19、 20、 根轨迹一定对称于实轴—,并且有」迪忙5,ri _支。

22、根轨迹一定开始于开环极点，终止于开环零点21、 24、控制系统的动态性能指标包括:上升时间、峰值时间、最大超调量、调整时间和25、一个反馈系统的特征方程为s 22KS 5 0，若要系统产生临界振荡，则K —,动态特性的参数是28、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cC L ）= =叮帆闵鈕（2/-矿）=｛）.35血。

一4宁）综合题1求下图所示电路的传递函数。

a 0)疋+ i(A) = R-C\s- +3/?Cs + l2、已知开环零极点分布如图所示，试绘出相应的闭环根轨迹概略图。

3 (s 5) B. 3 (s 5) C. 23(s 5) D. 3 (s 5)39、已知单位反馈系统的开环传递函数为 G （S ） =1/（S+1），则闭环系统在r()=s in2tc()=_▲ j图O ---- It传递函数:最小相位系统传递函数的渐近对数幅频曲线如下图所示。

求其传递函数。

概略绘制系统的奈氏曲线图及用奈氏判据分析该系统的稳定性。

说明能否直接由该渐近对数幅频曲线判断系统的稳定性。

(2」GJ 同以宜按由该渐近刈数域抽线判断系统的稳疋性, fl)依|?1可写出 5?)=* ,100〔一$ +1)(——《十1)4、一系统的开环传递函数为：G（ S ） H （ S ） = 100/ （ 10S+1）（ 2S+1） （0.2S+1）（1）绘制渐近对数幅频曲线图。

3、- （1）（2）M 为P=CK E z 屯所以系统稳芯20k « = £(©) = 4MbA =100所以(2)概略绘制系统的奈氏曲线图及用奈氏判据分析该系统的稳定性。

5、闭环控制系统由那些基本环节组成？它们各起什么作用?詳］I 工怀挖和晓纽甘沖懦，被拧忙兒机曲乩儿件等儿亍甲述坏节爼瓯披控灯象定设兔■我臣统》抽卞体”柠!1il 器加訂拧削仁钻变测冷UF 阳的江什.实規计陆备(或丢拄｝拧制的中4U1；件，测也詡圧将械挖物独0召換戊电佶4兀也 以欧世b?囲:®和监测屈审鞫P=0, N=-2Z=P-N^2.不福运+0»O^Re6、求下图所示电路的传递函数%.R\R,{UR^Cs)7、一单位负反馈系统的开环传递函数为G( s) = 100/ [s2(s+5)],分别为1( t ) 、t和t2 时，及 r(t)=1( t )+ t+ t2试计算输入r( t )时，系统的稳态误差。

解■n：为2申系统,心-K-20)彷刚为1( t )、t fn r2tfb 分别为0,山肖输入r{ t当= t )+ t +亡时，K据线怦系统的證加腺理，巴讣I/IO ; = 1/108、一单位负反馈系统的开环传递函数为G( s)= 8/ [s2 (s+2)], 试计算输入为1( t ) 、t和t2时，以及r(t)=1( t )+ t + t2 时，系统的稳态误差。

r( t ) 分别解帛门（可=$' + 2£」十2品十4r十11$十10=0kauth：s4II 10S24占-1 2/E IDSO IO第一列兀秦变巧悶次.右2个疋根H9、一系统的开环传递函数为：G （ S） H（ S） = 100/ （ 10S+1）（ 2S+1）（0.2S+1）（1）绘制渐近对数幅频曲线图。

（2）概略绘制系统的奈氏曲线图及用奈氏判据分析该系统的稳定10、闭环控制系统由那些基本环节组成？它们各起什么作用?11、写出下图所示的各机械系统的微分方程及传递函数。

图中f为输入量（外加作用力）X1、 X2为位移，其中X2为输出量。

㈣宀衍十和处宀紳比〕X 歼心&）★⑸卄1严$ + （叫P 十 叫£1 十伽」他 十 叫血I 】£ 十〈叭 + 風小 十k 也 X （打_F （苫J宀、X.(V)k kyf/( j)==- : :r(5) ttt.tH, 4 凶酬］+Ej I jji,用仆 1 I 1 1 ' —-_ J + ----- -- - S' + (——— )J ' + 讥——■! 15 + 1邛2 上1爲 i, 嘉 A, 4”卓］+戸（上［一上」+人叫=/ 叫爻+心兀-“（九一丘"jJtfr l^pluee 变换，设切始为零* （附F 4-/IS +热）X ［（_s ） -声心⑴=F ⑻(T4-1)-（5> + （珂泸'4 炒 4 為）*2 由）=0 (T4-2)由式CT4⑵給 X©）=叫矿I 声5 和*•站入式仃4-1训去中问变M A ,U ）12、已知控制系统的结构图，如下图所示，求系统的传递函数。

解匕在国中.单牛冋路任-G，仃严-G -fViiGiGp It中两卩)l-不按【叫路召G弓-仍・-□「df?丄口* N7；tj(7/；即上卜匕卜按林仃-荷a佗.dm連道有：(7|G?I GG打\=]-G J C ST』r=l=(7』G0 = L-H l+C, +G\ =54+555+ 3fir GiC,= G,GjG,= G,G\G；=G',G\G\6\k值范围。

kG0(S) s(s 2)(s2 s 1)解：特til多顶d弋T j(s + 2)(厂+ J十1) +火二十3，'+ 3$亠+ 2$十k13k?320$23x3^1x2 73 3k«13、设单位反馈控制系统的开环传递函数如下，试确定使系统稳定的9山曲iKh决的弟列，用以得到蜿统稳定的条件是.2--Z: >0, 40.5呃窗：®值范牛14、已知控制系统的开环传递函数如下，试绘制系统的根轨迹，并标出渐近线、渐近线与实轴交点。

G0(s)s(s 2)(s2 2s 5)辂乘绞IT环禅也是.一卩产f)・一力=一2・一p,厂一l±J2"实讪I〔的Hm門打嚴点=丛求11—出2何°緬近纯-5实WIF」仝忙如F=T渐蚯注U鲨轴的识內为.(7 = ±4V来根収爲的分肉弘由系貂阻n(j> = 3(j + 2Hr +?y + 5)+K^ = [j—= + 2加+ 2卄5卜(./ m(2'+2* = W + lXZr + 4、+ ,l=Hf/vS =--I 士7 ¥ = -l±7l.225.这$伞解祁护码丿闽的分禹点:X4 hu y'—«—S-Z ..仏门？分：设单乡^?错^1^制希賀1开环传拂補5!|如下.富绘制蕃缩的BLKk图.壮中幅新待性曲沙冋斷血呀妙将逊貿理___ 50 ..7T^15、设单位反馈控制系统的开环传递函数如下，试绘制系统的画渐近线，相频特性曲线画草图。

Bode图。

其中幅频特性曲线501)(6s 1),转折就率后斜率増加一20tlB/det,为一4（klB/dec 转折频半気斜率JS加-40 d BMec,丸一SOdB/dee 毎统們幵环相制i 特竹低频K沟=90匕高频K/j-360"oG(S) s(s 1)(0.5s 1)1）绘制该系统的根轨迹；2）为保证该系统稳定，试确定K的取值范围;G0(s)解：①低频段6J = I 时.L(心I = zyig50 =34dB 彳1 率为-ZOdhZdec （处转折颍率16、已知单位负反馈系统的开环传递函数为卵：G(r)------- -开环传递苗垃为：iCf +1x0.51；+ [) 5(.?+ + 2)】｝號捌系址粮轨迹起点：0.-1,-3终虫；尢穷远实僦根轨迹：卜00广2）, （-1,0]渐近线与实轴交点:-1 iff]讯），冷0 31】。