内蒙古科技大学自动控制原理11考题及答案

第 1 页 共 3 页内蒙古科技大学2011 /2012学年第 一 学期 《自动控制原理》（B 卷）考试试题课程号：67106308考试方式：闭卷使用专业、年级：自动化09、电气09、测控09 任课教师：李爱莲、刘丕亮、李少波 考试时间：2012年1月20日9：00-11：00 备 注：所有答案均写在答题纸上试卷须与答题纸一并交监考教师一、选择题（共15题，每题3分，共45分）1、已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是（ ）A.*(2)(1)K s s s -+B.*(1)(5K s s s -+）C.*2(31)K s s s +－D.*(1)(2)K s s s --2、系统特征方程为 013s s 3s s 234=++++，则系统（ ） A.稳定 B.临界稳定 C.右半平面闭环极点数2=Z D.型别1=v3、某系统的传递函数为21s，在t t r 3si n 2)(=作用下，其输出稳态分量的幅值为（ ） A.91 B.92 C.21 D.31 4、已知系统的传递函数为1s Ke TS τ-+，其幅频特性()G j ω应为（ ） A.1K e T τω-+ B.1Ke T τωω-+τω-5、某单位反馈系统开环传函为)(1a s s +，若使其成为二阶最佳模型，则a 值为（ ）A.2B.22C.2D.2/26、闭环系统特征方程为0)4(1=++s s K，其根轨迹在实轴上的分离点为（ ） A.-1.577 B.-0.423 C.-1.414 D.-27、某系统微分方程描述为)(2)(4)(3)(5)(t r t r t c t c t c +=++ ，则其传递函数为（ ）A.35242+++s s s B.4322+++s s s C.3542++s s D.141232+++s s s8、设系统开环频率特性为)12)(1(1j (G ++=ωωωωj j j ），则其频率特性的奈氏图与负实轴交点的频率值ω为（ ） A.s rad /22B.s rad /1C.s rad /2D.s rad /2 9、典型欠阻尼二阶系统超调量大于5％，则其阻尼比ξ 的范围为：（ ） A.>1 B.0<<1 C.1>>0.707 D.0<<0.7 10、单位反馈系统的开环传函为45322++s s ，则其开环增益 n K ωξ,,分别为（ ） A.32,1235,21 B.22,65,32 C.2,1225,21 D.32,65,21 11、已知某系统的型别为v ，输入为n t t r =)( (n 为正整数)，则系统稳态误差为零的条件是（ ） A. B. C. D.12、两系统传递函数分别为10100)(,1100)(21+=+=s s G s s G ，调节时间分别为1t 和 2t ，则（ ）A.21t t >B.21t t <C.21t t =D.21t t ≤13、如果高阶系统的一个极点在根平面上的位置与一个零点的位置十分靠近，则该极点对系统的动态响应（ ）A.没有影响B.几乎没有影响C.有很大影响D.是否有影响，不太清楚 14、在频域分析中，其幅值裕度反映了系统的（ ） A.幅频特性 B.相对稳定性 C.幅值变化 D.频率特性15、若希望离散系统具有良好的动态性能，在离散系统的设计时，应该把闭环极点安置在z 平面的（ ）A.左半单位圆外，且尽量靠近单位圆B.右半单位圆外，且尽量靠近单位圆学生班级________________学生学号：□□□□□□□□□□□□学生姓名：________________………………装订线………装订线………装订线…………试卷须与答题纸一并交监考教师…………装订线………装订线………装订线………………第 2 页 共 3 页C.右半单位圆内，且尽量靠近原点D.左半单位圆内，且尽量靠近原点 二、计算题（共55分）1、（本题15分）已知系统结构如图1，试求系统闭环传递函数)()(s R s C ，并计算输入信号为t t r 5.0)(=时的静态误差。

（完整版）自动控制原理试题及答案一、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。

大学《自动控制原理》试题及答案一．判断题 （每题1分，共10分）1．在任意线性形式下L[af 1(t)+bf 2(t)]=aF 1(s)+bF 2(s)2．拉普拉斯变换的微分法则 )(])([222s F S dtt f d L = . 3． G 1s ）和G 2（S ）为并串联连接则等效后的结构为G 1s ± G 2（S ） 4．一阶系统在单位阶跃响应下T t s 3%)5(=5．二阶系统在单位阶跃信号作用下 当0=ζ时系统输出为等幅振荡 6. 劳斯判拒判断系统稳定的充分必要条件是特斯方程各项系数大于零 7．系统的特征方程为025103234=++++s s s s 则该系统稳定 8．单位负反馈系统中 )15.0)(1(2)(++=s s s s G 当221)(t t r =时0=ss e 9．.典型比例环节相频特性00)(=w ϕ 10．141)(+=s s G 的转折频率为4二．仓库大门自动控制系统的工作原理如图所示，试说明自动控制大门开启和关闭的工作原理，并画出系统的原理方框图。

(10分)（ ） （ ） （ ）（ ） （ ） （ ）（ ）（ ） （ ） （ ）三．电路如图所示，u r (t)为输入量，u c (t)为输出量，试列写该电网络的动态方程并求传递函数 u c (s)/u r (s)。

(13分)四．控制系统如图所示，试确定系统的稳态误差。

(13分)五． 单位负反馈系统的结构图如图所示，试画出K>0时闭环系统的根轨迹图（要求按步骤作）。

(13分)六．已知系统的闭环传递函数为当输入r(t)=2sint 时，测得输出c s (t)=4sin(t-ο45)，试确定系统的参数ζ，n ω。

(13分)七．系统结构如图所示，已知当K=10，T=0.1时，系统的截止频率ωc =5若要求ωc 不变，要求系统的相稳定裕度提高ο45，问应如何选择K ，T ？(15分)八．(13分)试求F(z)=)2)(1(10--z z z的Z 反变换。

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，开环控制系统与闭环控制系统的主要区别在于（）。

A. 是否有反馈B. 是否有前向通道C. 是否有反馈通道D. 是否有控制器答案：C2. 下列哪个是二阶系统的典型形式（）。

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：D3. 在自动控制系统中，稳态误差为零的条件是（）。

A. 系统为一阶系统B. 系统为二阶系统C. 系统为三阶系统D. 系统为任意阶系统答案：A4. 一个系统是线性的，当且仅当它满足（）。

A. 叠加原理B. 齐次性C. 叠加原理和齐次性D. 以上都不是答案：C5. 系统的稳定性可以通过（）来判断。

A. 劳斯-赫尔维茨准则B. 奈奎斯特准则C. 波特图D. 以上都是答案：D6. 一个系统是可控的，当且仅当其可控性矩阵是（）。

A. 奇异的B. 非奇异的C. 正定的D. 负定的答案：B7. 一个系统的可控性与（）无关。

A. 系统的状态B. 系统的输入C. 系统的输出D. 系统的参数答案：C8. 一个系统的可观测性与（）无关。

A. 系统的状态B. 系统的输入C. 系统的输出D. 系统的参数答案：B9. 系统的传递函数是（）。

A. 时域函数B. 频域函数C. 复频域函数D. 以上都不是答案：C10. 系统的稳定性可以通过（）来分析。

A. 根轨迹图B. 波特图C. 奈奎斯特图D. 以上都是答案：D二、填空题（每题3分，共30分）1. 自动控制系统按照控制方式可以分为______控制系统和______控制系统。

答案：开环；闭环2. 系统的动态性能通常用______、______和______来描述。

答案：稳定性；准确性；快速性3. 系统的稳态误差与系统的______有关。

答案：类型4. 系统的稳定性可以通过______准则来判断。

答案：劳斯-赫尔维茨5. 系统的可控性可以通过______矩阵来判断。

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：________、________、________。

一、简答题1. 被控对象、被控量、干扰各是什么？答：对象：需进行控制的设备或装置的工作进程。

被控量：被控对此昂输出需按控制要求变化的物理量。

干扰：对生产过程产生扰动，使被控量偏离给定值的变量。

2. 按给定信号分类，控制系统可分为哪些类型？答：恒值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。

3. 什么是系统的静态？答：被控量不随时间改变的平衡状态。

4. 什么是系统的动态？答：被控量随时间变化的不平衡状态。

5. 什么是系统的静态特性？答：系统再平衡状态下输出信号与输入信号的关系。

6. 什么是系统的动态特性？答：以时间为自变量，动态系统中各变量变化的大小、趋势以及相互依赖的关系。

7. 控制系统分析中，常用的输入信号有哪些？答：阶跃、斜坡、抛物线、脉冲。

8. （3次）传递函数是如何定义的？答：线性定常系统在零初始条件下输出响应量的拉氏变换与输入激励量的拉氏变换之比。

9. 系统稳定的基本条件是什么？答：系统的所有特征根必须具有负的实部的实部小于零。

10. 以过渡过程形式表示的质量指标有哪些？答：峰值时间t p 、超调量δ%、衰减比n d 、调节时间t s 、稳态误差e ss 。

11. 简述典型输入信号的选用原因。

答：①易于产生；②方便利用线性叠加原理；③形式简单。

12. 什么是系统的数学模型？答：系统的输出参数对输入参数的响应的数学表达式。

13. 信号流图中，支路、闭通路各是什么？答：支路：连接两节点的定向线段，其中的箭头表示信号的传送方向。

闭通路：通路的终点就是通路的起点，且与其他节点相交不多于一次。

14. 误差性能指标有哪些？答：IAE ，ITAE ，ISE ，ITSE二、填空题1. 反馈系统又称偏差控制，起控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。

2. 复合控制有两种基本形式，即按参考输入的前馈复合控制和按扰动输入的前馈复合控制。

3. 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ss s s 5.052.010+++。

课程管理第1题：开环控制方式是按（）进行控制的，反馈控制方式是按（）进行控制的。

A. 偏差；给定量B. 给定量；偏差C. 给定量；扰动D. 扰动；给定量第2题：自动控制系统的是系统正常工作的先决条件。

A. 稳定性B. 动态特性C. 稳态特性D. 精确度第3题：系统的微分方程为c(t)=r(t)coswt+5 , 则系统属于（）。

A. 离散系统B. 线性定常系统C. 线性时变系统D. 非线性系统第4题：时域中常用的数学模型不包括。

A. 微分方程B. 差分方程C. 传递函数D. 状态方程第5题：适合于应用传递函数描述的系统是。

A. 线性定常系统B. 线性时变系统C. 非线性时变系统D. 非线性定常系统第6题：传递函数的零初始条件是指tA. 输入为零B. 输入、输出及各阶导数为零C. 输入、输出为零D. 输出及各阶导数为零第7题：传递函数的拉氏反变换是（）。

A. 单位阶跃响应B. 单位加速度响应C. 单位斜坡响应D. 单位脉冲响应第8题：系统自由运动的模态由（）决定。

A. 零点B. 极点C. 零点和极点D. 增益第9题：信号流图中，（）的支路称为源节点。

A. 只有信号输入B. 只有信号输出C. 既有信号输入又有信号输出D. 任意第10题：信号流图中，（）的支路称为阱节点。

A. 只有信号输入B. 只有信号输出C. 既有信号输入又有信号输出D. 任意第11题：信号流图中，（）的支路称为混合节点。

A. 只有信号输入B. 只有信号输出C. 既有信号输入又有信号输出D. 任意第12题：分析系统的动态性能时常用的典型输入信号是（）。

A. 单位阶跃函数B. 单位速度函数C. 单位脉冲函数D. 正弦函数第13题：一阶系统的单位阶跃响应曲线的输出值为 0.632 时对应的 t=（）。

A. TB. 2TC. 3TD. 4T第14题：一阶系统的单位阶跃响应曲线的输出值为 0.95 时对应的t=（）。

A. TB. 2TC. 3TD. 4T第15题：一阶系统的单位阶跃响应曲线的输出值为 0.982 时对应的t=（）。

∑∆∆=i i i s s Q s H )()(1)(zidpngkongzhi1 闭环系统（或反馈系统）的特征：采用负反馈，系统的被控变量对控制作用有直接影响，即被控变量对自己有控制作用 。

2 典型闭环系统的功能框图。

自动控制 在没有人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程按照预定的规律运行。

自动控制系统 由控制器和被控对象组成，能够实现自动控制任务的系统。

被控制量 在控制系统中．按规定的任务需要加以控制的物理量。

控制量 作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星．也称控制输入。

扰动量 干扰或破坏系统按预定规律运行的输入量，也称扰动输入或干扰掐入。

反馈 通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端，与输入信号相比较。

反送到输入端的信号称为反馈信号。

负反馈 反馈信号与输人信号相减，其差为偏差信号。

负反馈控制原理 检测偏差用以消除偏差。

将系统的输出信号引回插入端，与输入信号相减，形成偏差信号。

然后根据偏差信号产生相应的控制作用，力图消除或减少偏差的过程。

开环控制系统 系统的输入和输出之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响，这样的系统称为开环控制系统。

开环控制又分为无扰动补偿和有扰动补偿两种。

闭环控制系统 凡是系统输出端与输入端存在反馈回路，即输出量对控制作用有直接影响的系统，叫作闭环控制系统。

自动控制原理课程中所讨论的主要是闭环负反馈控制系统。

复合控制系统 复合控制系统是一种将开环控制和闭环控制结合在一起的控制系统。

它在闭环控制的基础上，用开环方式提供一个控制输入信号或扰动输入信号的顺馈通道，用以提高系统的精度。

自动控制系统组成 闭环负反馈控制系统的典型结构如图1．2所示。

组成一个自动控制系统通常包括以下基本元件 ．给定元件 给出与被控制量希望位相对应的控制输入信号(给定信号)，这个控制输入信号的量纲要与主反馈信号的量纲相同。

给定元件通常不在闭环回路中。

2．测量元件 测量元件也叫传感器，用于测量被控制量，产生与被控制量有一定函数关系的信号。

第 1 页一、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 )(+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 阶 型系统；其开环放大系数K= 。

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．相位滞后校正装置又称为 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：)()(S R S C （10分）R(s)第2页2.求图示系统输出C（Z）的表达式。

（4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.=？第 3 页（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=？，γmax =?六、已知控制系统开环频率特性曲线如图示。

P 为开环右极点个数。

г为积分环节个数。

判别系统闭环后的稳定性。

第 4 页七、已知控制系统的传递函数为)1005.0)(105.0(10)(0++=s s s G 将其教正为二阶最佳系统，求校正装置的传递函数G 0（S ）。

（12分）一.填空题。

（10分）1.传递函数分母多项式的根，称为系统的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。

第一学期《自动控制原理》试卷（自03-1、2、3、4用）1（10分）某复合控制系统如图1所示： ⑴ 求取系统的传递函数()()Y s U s ；⑵ 要使系统对于任何输入无静差，应如何选取()k s 。

图12（20分）系统结构如图2所示，若要求系统在输入()1()r t t t = 作用下的静态误差0.1ss e ≤，试确定参数1k 的取值范围。

图23（15分）系统结构如图3所示，试确定阻尼比0.6ξ=时的f k 值，并求出这时系统阶跃响应的调节时间s t 和超调量%∂。

图34（15分）系统结构如图4所示，绘出该系统以K 为参变量的根轨迹，并指出系统稳定的K 值范围。

图45（10分）单位反馈系统的开环传递函数()()()1211kG s s T s T s =++ （120,0,0T T k >>>），画出()G s 对应的Nyquist 曲线，并用Nyquist 稳定判据给出闭环系统稳定的条件。

6（20分） 已知系统串联校正前后的对数幅频特性折线图L w 和L w k 如图5所示：图5⑴ 绘制出校正装置的对数幅频特性折线图L w c ，求出校正装置的传递函数()c W s ，并确定采用的为何种校正装置.⑵ 确定校正前及校正后系统的开环传递函数()W s 、()k W s .7（10分）离散系统如图6所示，已知10,0T K >>，T 为采样周期，试证明系统的稳定条件是112(1)01T T T T eK e--+<<-图6内蒙古科技大学2005-2006春学期试题课程名称：自动控制原理 课程号：050512、050529 使用专业：自动化、测控一. 求取图1所示系统的传递函数Y(S)/U(S)？（10分）图1二. 设有一系统的闭环传递函数为222()()2nn nC s R s s s ωξωω=++，为了使系统对单位阶跃输入的响应有约4.3%的超调量和2秒的过渡过程时间（允许误差范围为2%±），试求n ξω和值应等于多大？（10分）三. ①线性系统稳定的充分必要条件是什么？（5分）②已知一控制系统如图2所示，试确定使系统稳定的K 的取值范围？（10分）图2四. 应用根轨迹法确定使图3所示系统阶跃响应无超调的K 值范围？（15分）图3五. 对于图4所示系统，试求r （t ）= 4 + 6t ，f （t ）= -1（t ）时系统的静态误差ess ？（20分）图4六. 已知某最小相位系统的开环折线对数幅频特性如图5所示图5①求出系统的开环传递函数G 0（S ） （7分） ②画出开环相频特性曲线 （8分）③求出截止角频率ωc （5分） 七. 图6所示采样系统的()()()0.3680.26410.368z G z z z +=--，试判断该采样系统的稳定性？（10分）图6内蒙古科技大学2006/2007学年第1学期《自动控制原理》（A 卷）考试试题 课程号：05106207考试方式： 闭卷使用专业、年级：自动化04、电气04、仪表04 任课教师：崔桂梅、李爱莲、刘慧博 考试时间：2007年1月11日一、判断对错（10小题，每小题2分，共20分）1对1对于欠阻尼的二阶系统：（1）阻尼系数ξ保持不变，无阻尼自振角频率n ω越大，系统超调量pσ越大。

自动控制原理考试复习题整理L 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（）。

图IJl导弹发射架方位控制系统顶理图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∙—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：B& 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.山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.人匸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（）。

输入Ui,输出UoI- R+ --- _I I .......... Q 十I冬I 2 J KJ-C Φ4X⅛路ZC 也異+ RU 如¢)C. 必 dtc^⅛⅛ + ^c ⅛(0+ ω=(Z)D. ^2 di ° 2参考答案：A2. 下图所示电路的传递函数是()。

自动控制原理试卷A(1)2． （10分）已知某系统初始条件为零，其单位阶跃响应为)0(8.08.11)(94≥+-=--t e e t h t t ，试求系统的传递函数及单位脉冲响应。

3.（12分）当ω从0到+∞变化时的系统开环频率特性()()ωωj j H G 如题4图所示。

K 表示开环增益。

P 表示开环系统极点在右半平面上的数目。

v 表示系统含有的积分环节的个数。

试确定闭环系统稳定的K 值的范围。

4．（12分）已知系统结构图如下，试求系统的传递函数)(,)(s E s C0,3==p v （a ）0,0==p v （b ） 2,0==p v （c ） 题4图 题2图6．（15分）某最小相位系统用串联校正，校正前后对数幅频特性渐近线分别如图中曲线(1)、(2)所示，试求校正前后和校正装置的传递函数)(),(),(21s G s G s G c ，并指出Gc （S ）是什么类型的校正。

8．（12分）非线性系统线性部分的开环频率特性曲线与非线性元件负倒数描述曲线如下图所示，试判断系统稳定性，并指出)(1x N和G （j ω）的交点是否为自振点。

自动控制原理试卷A （2）1．（10分）已知某单位负反馈系统的开环传递函数为)5(4)(+=S S s G ，求该系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应。

2．（10分）设单位负反馈系统的开环传递函数为)0()(3>=K SKs G ，若选定奈氏路径如图（a ）（b ）所示，试分别画出系统与图（a ）和图（b ）所对应的奈氏曲线，并根据所对应的奈氏曲线分析系统的稳定性。

3．（10分）系统闭环传递函数为2222)(nn n s s G ωξωω++=，若要使系统在欠阻尼情况下的单位阶跃响应的超调量小于16.3%，调节时间小于6s ，峰值时间小于6.28s ，试在S 平面上绘出满足要求的闭环极点可能位于的区域。

（8分） 4.（10分）试回答下列问题： （1） 串联超前校正为什么可以改善系统的暂态性能？ （2） 从抑制扰动对系统的影响这一角度考虑，最好采用哪种校正方式？ 5．（15分）对单位负反馈系统进行串联校正，校正前开环传递函数)12()(2++=S S S Ks G ，试绘制K 由0→+∞变化的根轨迹。

自动控制原理试卷A(1)2． （10分）已知某系统初始条件为零，其单位阶跃响应为)0(8.08.11)(94≥+-=--t e e t h t t ，试求系统的传递函数及单位脉冲响应。

3.（12分）当ω从0到+∞变化时的系统开环频率特性()()ωωj j H G 如题4图所示。

K 表示开环增益。

P 表示开环系统极点在右半平面上的数目。

v 表示系统含有的积分环节的个数。

试确定闭环系统稳定的K 值的范围。

4．（12分）已知系统结构图如下，试求系统的传递函数)(,)(s E s C0,3==p v （a ）0,0==p v （b ） 2,0==p v （c ） 题4图 题2图6．（15分）某最小相位系统用串联校正，校正前后对数幅频特性渐近线分别如图中曲线(1)、(2)所示，试求校正前后和校正装置的传递函数)(),(),(21s G s G s G c ，并指出Gc （S ）是什么类型的校正。

8．（12分）非线性系统线性部分的开环频率特性曲线与非线性元件负倒数描述曲线如下图所示，试判断系统稳定性，并指出)(1x N和G （j ω）的交点是否为自振点。

自动控制原理试卷A （2）1．（10分）已知某单位负反馈系统的开环传递函数为)5(4)(+=S S s G ，求该系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应。

2．（10分）设单位负反馈系统的开环传递函数为)0()(3>=K SKs G ，若选定奈氏路径如图（a ）（b ）所示，试分别画出系统与图（a ）和图（b ）所对应的奈氏曲线，并根据所对应的奈氏曲线分析系统的稳定性。

3．（10分）系统闭环传递函数为2222)(nn n s s G ωξωω++=，若要使系统在欠阻尼情况下的单位阶跃响应的超调量小于16.3%，调节时间小于6s ，峰值时间小于6.28s ，试在S 平面上绘出满足要求的闭环极点可能位于的区域。

（8分） 4.（10分）试回答下列问题： （1） 串联超前校正为什么可以改善系统的暂态性能？ （2） 从抑制扰动对系统的影响这一角度考虑，最好采用哪种校正方式？ 5．（15分）对单位负反馈系统进行串联校正，校正前开环传递函数)12()(2++=S S S Ks G ，试绘制K 由0→+∞变化的根轨迹。

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。

内蒙古科技大学2010 /2011学年第一学期《自动控制原理》（B卷）考试试题课程号：67106308 考试方式：闭卷使用专业、年级：自动化08、电气08、测控08任课教师：李爱莲、李少波、刘丕亮考试时间：备注：带计算器一、选择题（共10题，每空3分，共30分）1.下列属于线性定常时不变系统的数学模型是（）a）c（Z） = Z^-p^ + r2（Z）drb）c（Z） = ^-^ + r2（f） + 5drc）^^ + 3^^ + 6^^ + 8c（O = r（/）dt3 dt2 dtd）以上都不是2.某系统的输入信号为单位斜坡信号，其输出响应为f-1 + f，则该系统是（a）惯性环节b）一阶微分c）振荡环节d）以上都错3.对图1根轨迹所表示的系统性质描述不正确的是：（）。

阁1a）增大根轨迹增益不会使系统变得不稳定。

b）当根轨迹增益从al向a2增大时，系统调节时间变短。

O \)z...... ........... .............©躱妒绨识故1骇©妳邶瞑緲婚 ......... 5S. ...... ms. ...... S S::c）当根轨迹增益从al向a2增人吋，系统超调量增人。

d）当根轨迹增益小于al或大于a2时，系统无超调。

4.系统的开环传递函数及其开环幅相特性曲线如下，则系统闭环稳定的是（K（7；5 + 1）（725 + 1）（7；5 + 1）尺（7> + 1）卜?_r（7；5+l）（r25 + l）d）以上都不稳定5.最小相位系统的开环对数幅频渐近特性曲线如K图，则1列说法错误的是（）a）在革位斜坡输入信号下，系统稳态误差力0。

b）该系统为稳定系统。

c）低频段反向延长线与横轴的交点值为开环增益K。

d）增大开环增益，系统的相角裕度减小。

）o^（5）=6. 最小相位系统的开环对数幅频渐近特性曲线如下图，则系统的开环传递函数为7. 下列需要用系统闭环传递函数求取的是：（） a ） 绘制根轨迹b ） 求取幅值裕度、相角裕度c ） 奈奎斯特稳定判据d ） 劳斯稳定判据a ） 超前校正装置b ） 滞后校正装置c ） 滞后一超前校正装置d ） 不确定9. -------------------------------------- 开环传递函数0。

《自动控制原理》试卷B （01） 一、问答题（30分）1．试画出一般自动控制系统的原理结构图，并简要说明各部分的作用（6分） 2．什么是最小相位系统和非最小相位系统最小相位系统的主要特点是什么（6分） 3．试画出超前网络的伯德图，并说明其特点以及用频率法超前校正的使用条件（6分） 4．写出绘制根轨迹的条件方程（6分） 5．试回答下列问题：（6分）（1） 进行校正的目的是什么为什么不能用改变系统开环增益的办法来实现 （2） 在什么情况下采用串联滞后校正它主要能改善系统哪方面的性能—二、综合计算题（70分）1、 （12分）画出下图所示电路的方框图（或信号流图），并求传递函数)()(12s U s U 。

2、 （12分）具有单位负反馈系统的开环传递函数为)2348242(46)(234++++=s s s s s s G 试用劳斯判据判别闭环系统的稳定性及闭环特征根的分布情况。

3、 （16分）最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如下图所示，试求： （1） 系统的开环传递函数；（2） 绘出对应的对数相频特性的大致形状； （3） 判断闭环稳定性及根的分布情况。

{四、（15分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为)3)(6()(++=s s s ks G 。

（1）绘制系统的根轨迹（∞<<k 0）；（2）求系统临界稳定的k 值与系统的闭环极点。

L1R 2R +-+_五、（15分）已知系统结构图如图所示，试求当)(1)(),(1)(t t n t t t r =⋅=时，系统的稳态误差?=ss e>《自动控制原理》试卷B （01）参考答案一、问答题略。

二、综合计算题 1、1)(1)()(2122112221112++++=s C R C R C R s C R C R s U s U 。

2、系统临界稳定，左半平面1个根，右半平面0个根，虚轴上4个根。

3、（1）)1()110(1.0)(2++=s s s s G k ；（2）图略；（3）闭环不稳定，2个右根。