2012东南大学自动化复试笔试5c5自动控制原理试题(回忆版)

自动控制原理题目（含答案）自动控制原理题目(含答案)《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越小，即快速性越好s19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。

课程名称: 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。

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：即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。

3、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()G s，则G(s)为G1(s)+G2(s)（用G1(s)与G2(s)表示）。

4、典型二阶系统极点分布如图1所示，ω，则无阻尼自然频率=n7其相应的传递函数为，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态性能。

1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。

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，称为开环控制系统；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，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。

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，则该系统稳定。

判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。

4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。

5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++arctan 180arctan T τωω--。

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对应时域性能指标调整时间s t ，它们反映了系统动态过程的。

1、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。

是指闭环传系统的性能要求可以概括为三个方面，即：稳定性、准确性和快速性，其中最基本的要求是稳定性。

2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为()G s ，则该系统的开环传递函数为()G s 。

3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有微分方程、传递函数等。

东南大学550自动控制原理考研真题答案1、同卵双胞胎(由一个受精卵发育成两个胎儿)姐妹俩，出生时皮肤有黑、白之分，引起这种变异的类型和原因是( )。

[单选题] *A.不可遗传的变异，由遗传物质的改变而引起B.可遗传的的变异，由遗传物质的改变而引起的(正确答案)C.不可遗传的变异﹐由环境条件的改变而引起的2、工程设计里面“制订方案”这一环节并不重要，有没有这一环节都无所谓，因为后面制作改进过程中肯定会对最初的方案进行修改的。

[判断题] *对错(正确答案)3、圭表主要是利用（）的周期性变化规律来计时的。

[单选题] *A.正午日影方向B.正午日影长度(正确答案)C.正午温度变化4、在制作晶体的实验中，使用较浓的食盐溶液更容易产生食盐晶体。

( ) [单选题]对(正确答案)错5、海面上常有十级以上的大风形成，所以海岛上一般不会生长的植物是（）。

[单选题] *A.高大的水杉树(正确答案)B.崖壁的苔藓C.低矮的灌木6、关于小孔成像，说法不正确的一项是（）。

[单选题] *A.小孔成像的原理是光在空气中沿直线传播B.光穿过小孔后改变了传播的方向(正确答案)C. 2000多年前，我国古代科学家墨子就做了类似“小孔成像”的实验7、根据“银河”光带，我们可以很方便地找到由三颗亮星组成的“夏季大三角”，( )不是“夏季大三角”的成员。

[单选题] *A.织女星B.牛郎星C.心宿二星(正确答案)8、一只摆钟半夜走快了三分钟，为了使它准确计时，下列方法有效的是( ) [单选题]A.变短摆的长度B.加长摆的长度(正确答案)C.增大摆锤的重量9、当用手摇电动机点亮小灯泡后，想要使小灯泡更亮，可以采取的方法是（）。

[单选题] *A.转动的时间更久一些B.改变转动的方向C.转动的速度更快一些(正确答案)10、35铁钉生锈速度最快的是( )。

[单选题] *A.铁钉完全浸没在水中B.铁钉一半浸在水中一半暴露在空气中(正确答案)C.铁钉一半浸在油中一半在干燥的空气中11、船的底部特别宽阔，船的稳定性就能大大提高。

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 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 输入 的前馈复合控制和按 扰动 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G 1(s)+G 2(s)（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 1.414 ，阻尼比=ξ 0.707 ， 该系统的特征方程为 2220s s ++= ，该系统的单位阶跃响应曲线为 衰减振荡 。

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1050.20.5s s s s +++。

6、根轨迹起始于 开环极点 ，终止于 开环零点 。

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 (1)(1)K s s Ts τ++。

1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为 水温 。

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 开环控制系统 ；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 闭环控制系统 ；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 闭环控制系统 。

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 稳定 。

判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用 奈奎斯特判据。

4、传递函数是指在 零 初始条件下、线性定常控制系统的 输出拉氏变换 与 输入拉氏变换 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2222211K T τωωω++； 相频特性为arctan 180arctan T τωω--(或：2180arctan 1T T τωωτω---+) 。

东南大学550自动控制原理考研真题答案
1.若在电磁控制系统中，负反馈环节的反馈信号Vf与控制量Vc成正比，请问此反馈为（）
A.正反馈
B.零反馈
C.负反馈
D.不可判断
答案：C.负反馈
2.在经典控制理论中，若系统各参数保持不变，而系统的控制对象增大，那么系统的稳定性会（）
A.增强
B.减弱
C.不变
D.不可判断
答案：B.减弱
3.在实际的自动控制中，控制系统的稳定性要求较高的是（）
A.可靠控制
B.快速响应
C.精确控制
D.可调稳定性
答案：D.可调稳定性
4.采用PI调节器对一定迟滞的系统进行控制，以获得最佳控制效果，请问此时需要设置的迟滞时间参数Td为（）
A.0
B.∞
C.大于0
D.小于0
答案：C.大于0
5.将两个控制系统级联，使控制系统在相位和频率上同步，称为（）
A.交叉联结
B.电路联结
C.谐振联结
D.并联联结
答案：C.谐振联结
6.在正弦调制时，当调制信号的频率比被调制信号的频率高一些倍数时，此时调制效果最佳的调制方式是（）
A.直接调制
B.振荡调制
C.错频调制
D.叠加调制
答案：C.错频调制
7.对于一个正弦驱动的线性系统。

2012东南大学自动化复试
笔试5c5自动控制原理试题
一.简答题（5*10’=50’）
1.对于一个线性定常连续系统，若x（0）不可控，则对任意t>0，是否exp（At）*x（0）仍不可控？为什么？请简述理由。

2.判断两个矩阵是否是状态转移矩阵？若是，求出A。

（具体矩阵不记得了）
3.在开环传递函数中增加一个开环零点，对系统根轨迹有何影响？对系统瞬态性能有何影响？
4.对于非最小相位系统，为什么说一定存在K使得系统不稳定？
5.输入-输出稳定性与内部稳定性是否等价？两者有何关系？对于单输入单输出系统两者何时等价？
二.综合题（4*25’=100’）
1.机电系统建模（比较复杂）
已知：输入为u（t），输出为x（t）
对m1的电磁力为k4*i（t）
反电动势为e=k3*dx/dt
要求：画出系统框图，并写出传递函数。

2.对于离散系统
（1）求开环和闭环脉冲传递函数（T=1）
（2）根据（1）画出系统根轨迹
（3）求出使系统稳定的K的范围（可利用朱利判据）
3.关于离散系统
已知两个零输入响应，求系统矩阵G（具体数据不记得）
再已知x（0），H，u,求x（5）。

（利用迭代法即可）
4.关于离散系统证明：（比较难）
对于n维线性定常离散系统，证明：一定能找到u（kT）使得在不超过nT（包括nT）的时间内使x（t）回到状态原点的充要条件是该离散系统完全能控。

自动控制原理试卷有参考答案The document was finally revised on 2021一、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 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 输入 的前馈复合控制和按 扰动 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G 1(s)+G 2(s)（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 2220s s ++= ，该系统的单位阶跃响应曲线为 衰减振荡 。

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1050.20.5s s s s+++。

6、根轨迹起始于 开环极点 ，终止于 开环零点 。

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 (1)(1)K s s Ts τ++。

1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为 水温 。

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 开环控制系统 ；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 闭环控制系统 ；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 闭环控制系统 。

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 稳定 。

判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用 奈奎斯特判据。

4、传递函数是指在 零 初始条件下、线性定常控制系统的 输出拉氏变换 与 输入拉氏变换 之比。

5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++ 相频特性为arctan 180arctan T τωω--(或：2180arctan 1T T τωωτω---+) 。

东南大学自动化学院2012年硕士研究生入学考试大纲
《自动控制原理》考试大纲
一、基本要求
了解自动控制系统的基本构成，理解自动控制的基本原理，熟悉并掌握线性定常控制系统的输入-输出描述和状态空间描述、系统稳定性分析的常用方法、瞬态和稳态性能的分析与计算、以及控制系统的校正、综合方法。

二、考试范围
1．自动控制系统的基本构成和基本控制原理分析。

2．线性定常控制系统（含连续时间系统和离散时间系统）的输入输出描述（运动方程、传递函数、频率特性函数）和状态空间描述以及机理建模方法。

3．线性定常系统（含连续时间系统和离散时间系统）稳定性的基本概念和常用分析方法（代数判据、根轨迹法、频率特性法、李雅普诺夫方法）。

4．线性定常控制系统（连续时间系统为主）的瞬态性能分析（二阶系统为主）和稳态性能分析与计算。

5．线性定常单输入单输出系统的常用校正方法（根轨迹法和频率特性法）。

6．线性定常控制系统（含连续时间系统和离散时间系统）的结构分析（对角线和约当规范形、能控性、能观性）。

7．线性定常单输入单输出系统的综合方法（极点配置、状态观测器设计和基于状态观测器的反馈控制）。

三、题型（共150分）
1．简答题
2．计算题
四、主要参考书
1．田玉平主编，自动控制原理（第二版），科学出版社。

2．吴麒主编，自动控制原理，清华大学出版社。

第一章1、答：检测输出、计算误差并用以纠正误差的控制系统，其输出会通过某种途径变换后反馈回输入端，这就是闭环控制系统。

反之，不对输出进行检测和反馈，输出与输入之间没有形成反馈环路的控制系统，就是开环控制系统。

导弹发射，是闭环控制系统。

导弹控制系统会根据对目标的偏差纠正偏差以力争命中目标。

大炮发射，是开环控制系统。

开炮前瞄准控制，炮弹一旦出了膛就不再管了。

空调制冷，是闭环控制系统，当环境温度高于设定温度时，空调制冷系统自动开启，调定室温到设定值。

电风扇，是开环控制系统。

它的转速是由档位决定的，不能根据环境温度自动调节。

2、答：开环控制的特点：控制器与被控对象间只有顺序作用而无反向联系且控制单方向进行。

优点：简单、稳定、可靠。

若组成系统的元件特性和参数值比较稳定，且外界干扰较小，开环控制能保持一定精度。

缺点：精度通常较低，无自动纠偏能力。

闭环控制的特点：输出端和输入端之间存在反馈回路，输出量对控制过程有直接影响。

优点：精度较高，对外部扰动和系统参数不敏感。

缺点：存在稳定、振荡、超调等问题，系统性能分析和设计较复杂。

3、答：反馈控制是将被控量反向传递到系统的输入端并与给定信号量比较，根据偏差信号实现对被控量的控制。

顺馈控制是将预知或测得的扰动折算到系统输入端，对控制量的大小进行修正，顺馈控制没有在系统中形成信号流程的闭合回路。

45、答：本系统是送料速度出现变化时，卷料速度可以相应变化，使之与送料速度保持一致。

当送料速度突然增大时，绳的张力变小，弹簧扩张，带动可调电阻变化，使得AB间出现电压，经放大器放大后作用于电动机使之控制卷料速度增大。

其他扰动还包括参考电压的波动等。