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《自动控制原理》期末复习题答案仅供参考 一、判断题1 •一阶系统的阶跃响应无超调。
（7）2•稳定性只取决于系统闭环极点在s 平面上的位置，是系统自身的一种属性。
（X ）3•根轨迹的分支数就是闭环特征方程根的数目。
4•增加一个开环极点可以提高系统的稳定性。
5•增加一个开环零点有利于改善系统的动态性能。
6•控制系统按描述系统的数学模型的不同，可分为 （X ）（X ）（P ）:连续控制系统和离散控制系统。
（7）7•传递函数就是系统输出量和输入量的拉普拉斯变换之比。
（X ）三、若某系统在阶跃输入作用r （t ）= 1 （t ） 时，系统在零初始条件下的输出响应为，试求系统的传递函数和单位脉冲响应。
对输入取拉氏变换得=、1 腑）=-对输出响疸取拉1 s ，+4s+2亠亠二»十8 •传递函数的概念适用于所有的系统。
（氏变换得；5 5 + 2C（S）= CI＞（5）*（S）- 1）（5-2）（』-1"丹子1）十』.[ 5 N1 _2 ___ L（5^2X S*1） f 32X5 7厂■三一771 系统的脉沖响应虹“童厲巧-2尸四、已知某系统特征方程为s A2+6s A2+5s+K=0.试问:（1）为保证系统稳定，K取何值?（2）当K-36时系统是否稳定？系统特征根分布如何？五、试简化下图的结构图，并求系统的传递函数C(s)/R(s) oH --------------------*⑶ --- 龜冏(*)1―肉也⑶卜I阿c■------ 讪六、已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为W(s)=25/s(s-i-8)o试求：(1)该系统的自然振荡频率和阻尼比；(2)该系统在单位阶跃信号作用下的稳态误差。
尺、已知单检员反馈控、煤统的开环传逐话敌为齊试求'⑴该系堆的白棚S蒲翅吏柯口!犯比$ (2)误差为©ss =0.25 ，试确定系统参数K> io八，已知系统开环传递函数为G(s)H(s)T00/(s+2)(s+5), 试绘制岀系统的开环对数幅频特性曲线。
《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。
自动控制原理试题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，产生一个及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.1B.2C.5D.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Ts(ωj(，当频率时，则相频特性)G∠为（）=1)sG+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：，当k =（ ）时，闭环系统临界稳定。
A.10B.20C.30D.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，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（ ）A.2B.0.2C.0.5D.0.0515.若已知某串联校正装置的传递函数为，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 及误差信号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 )=,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。
第二章 控制系统的数学模型复习指南与要点解析要求： 根据系统结构图应用结构图的等效变换和简化或者应用信号流图与梅森公式求传递函数（方法不同，但同一系统两者结果必须相同）一、控制系统3种模型，即时域模型----微分方程；※复域模型——传递函数；频域模型——频率特性。
其中重点为传递函数。
在传递函数中，需要理解传递函数定义（线性定常系统的传递函数是在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换式与输入量的拉氏变换式之比）和性质。
零初始条件下：如要求传递函数需拉氏变换，这句话必须的。
二、※※※结构图的等效变换和简化--- 实际上，也就是消去中间变量求取系统总传递函数的过程。
1．等效原则：变换前后变量关系保持等效，简化的前后要保持一致（P45）2．结构图基本连接方式只有串联、并联和反馈连接三种。
如果结构图彼此交叉，看不出3种基本连接方式，就应用移出引出点或比较点先解套，再画简。
其中：※引出点前移在移动支路中乘以()G s 。
（注意：只须记住此，其他根据倒数关系导出即可）引出点后移在移动支路中乘以1/()G s 。
相加点前移在移动支路中乘以1/()G s 。
相加点后移在移动支路中乘以()G s 。
[注]：乘以或者除以()G s ，()G s 到底在系统中指什么，关键看引出点或者相加点在谁的前后移动。
在谁的前后移动，()G s 就是谁。
例1:)解法 1:1) 3()G s 前面的引出点后移到3()G s的后面（注：这句话可不写，但是必须绘制出下面的结构图，)2) 消除反馈连接)3) 消除反馈连接4) 得出传递函数123121232123()()()()()1()()()()()()()()()G s G s G s C s R s G s G s H s G s G s H s G s G s G s =+++ [注]：可以不写你是怎么做的，但是相应的解套的那步结构图必须绘制出来。
一般，考虑到考试时间限制，化简结构图只须在纸上绘制出2-3个简化的结构图步骤即可，最后给出传递函数()()C s R s =。
一、名词解释1．被控对象2．衰减率 3．传递函数4．稳态误差5．最大超调量6．自动控制系统 7．扰动 8、给定值 9、调节时间 10、自动控制二、填空题1、按系统的给定值分类，控制系统可分为 、 和 。
2、自动控制系统的基本性能要求有 、 和 。
3、按系统的结构分类,控制系统可分为 、 和 。
4、系统的动态性能指标有 超调量Mp 、 峰值时间tp 和 上升时间tr 和调整时间ts 。
5、控制系统被控量变化的动态特性有 单调上升 、 等幅振荡 、 衰减振荡过程 和发散振荡过程。
6．单回路控制系统调节器参数整定方法有 、 、 、 ，其中 为理论计算方法。
7、系统稳态时的主要性能指标是 稳态误差 ，动态时的主要性能指标是 和快速性指标，其中快速性指标括 、 、 三个指标。
对实际系统来说，一般总是首先满足 指标的要求，再兼顾到 和 的要求。
8、环节5101+s 是 惯性 环节，其特性参数为 K=1/5 、 T=2 ；环节93102++s s 的特性参数为 K=10/9 、 T=1/3 、 S=0.5 。
9、环节的三种连接方式是 串联 、 并联 、 反馈连接 。
三、计算题1、写出图示RLC 电路的微分方程和传递函数)()(s U s U r c 。
答案：根据电路基本原理有：⎪⎩⎪⎨⎧==++dt du c i u u L R c r c dtdiir c c c u u dt duRc dtu d Lc =++⇒22拉氏变换后（零初始条件下），得传递函数11)()(2++=RCs LCs s U s U r c 2、写出图示RC 电路的微分方程和传递函数Uc(s)/Ur(s)。
答案：列写两元件串联系统的运动方程时，必须考虑器件的负载效应，二将前后相连的元件视为一个整体。
根据基尔霍夫定律有消去中间变量和，得到以为输入变量和以为输出变量的系统运动方程为这就是RC 组成的四端网络的数学模型，是一个二阶线性微分方程。
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。
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（二）一、选择题1、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 ++C. 210.51s s ++B. 1010.11s s ++ D. 0.11101s s ++2、一阶系统的闭环极点越靠近S 平面原点：A. 准确度越高 C. 响应速度越快B. 准确度越低 D. 响应速度越慢3、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. 1Ke T τω-+τω-B. 1Ke T τωω-+4、梅逊公式主要用来（ ）A. 判断稳定性 C. 求系统的传递函数B. 计算输入误差 D. 求系统的根轨迹5、 适合应用传递函数描述的系统是： 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。
6、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 C. 加减B. 相乘 D. 相除 7、直接对控制对象进行操作的元件称为（ ）A. 比较元件C. 执行元件B.给定元件D. 放大元件8、二阶欠阻尼系统的性能指标中只与阻尼比有关的是（）A. 上升时间C. 调整时间B.峰值时间D. 最大超调量9、在用实验法求取系统的幅频特性时，一般是通过改变输入信号的（）来求得输出信号的幅值。
A. 相位C. 稳定裕量B.频率D. 时间常数10、已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，则其阻尼比可能为（）A. 0.707 C. 1B.0.6 D. 011、非单位反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，则输入端定义的误差E(S)与输出端定义的误差*()E S之间有如下关系：A.* ()()() E S H S E S=⋅C.*()()()()E S G S H S E S=⋅⋅B.*()()()E S H S E S=⋅D.*()()()()E S G S H S E S=⋅⋅12、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的：A. 闭环零点和极点C. 闭环极点B.开环零点D. 阶跃响应13、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-+C.*2(31)Ks s s+－B.*(1)(5Ks s s-+）D.*(1)(2)K ss s--14、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的：A. 低频段C. 高频段B.开环增益D. 中频段15、系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的（）A. 充分条件C. 充分必要条件B.必要条件D. 以上都不是16、以下关于系统稳态误差的概念正确的是（ C ）A. 它只决定于系统的结构和参数B.它只决定于系统的输入和干扰C. 与系统的结构和参数、输入和干扰有关D. 它始终为0非线性系统17、当输入为单位加速度且系统为单位反馈时，对于I型系统其稳态误差为（）A. 0 C. 1/kB.0.1/k D.18、开环控制的特征是（）A. 系统无执行环节C. 系统无反馈环节B.系统无给定环节D. 系统无放大环节19、若已知某串联校正装置的传递函数为，则它是一种（）A. 相位滞后校正C. 微分调节器B.相位超前校正D. 积分调节器20、在信号流图中，只有（）不用节点表示。
