自动控制操作与原理复习题第2套

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（勤奋、求是、创新、奉献）

2011～ 2012 学年第二学期考试试卷

主考教师：__ ______

学院 班级 __________ 姓名 __________ 学号 ___________

《 自控原理与系统》课程试卷B参考答案及评分标准

（本卷考试时间 120 分钟）

题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总得分

题分 10 15 33 14 20 100

得分

一、判断题（本题共10小题，每小题1分，共10分）

1. 开环控制系统与闭环控制系统最大的差别在于闭环控制系统存在一条从被控量到输入端的反馈通道（√）

2. 直流电动机改变电枢电压调速是恒功率调速，弱磁调速是恒转矩率调速（ ×）

3. 调速范围是指电动机在空载情况下，电动机的最高转速和最低转速之比（× ）

4. 当系统的机械特性硬度相同时，理想空载转速越低静差率越小（× ）

5. 电流截止负反馈是一种只在调速系统主电路过电流下起负反馈调节作用的方法，用来限制主回路过电流（√ ）

6. 在转速负反馈系统中若要使开环和闭环系统的理想空载转速相同，则闭环时给定电压比开环时给定电压相同相应地提高1+K倍（√ ）

7. 在电枢反并联可逆系统中，当电动机正向制动时，正向晶闸管交流器的控制角α＞90度处于逆变状态(× )

8. 电压负反馈调速系统调速精度要比转速负反馈调速系统好些（× ）

9. 通常情况下，他励直流电动机额定转速以下的转速调节，靠改变加在电枢两端的电压，而在额定转速以上的转速调节靠减弱磁通（√ ）

10.速度电流双闭环直流调速系统，在突加负载时，调节作用主要靠电流调节器来消除转速偏差（ × ）

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二、选择题（本题共15小题，每小题1分，共15分）

1. 控制系统输出量【被控量】只能受控于输入量,输出量不反送到输入端参与控制的系统称为（ C ）

A.复合控制系统 B.闭环控制系统 C.开环控制系统 D.反馈控制系统

2. 调速系统的调速范围和静差率这两个指标（ B ）

A.互不相关 B.互相制约 C.互相补充 D.可以任意确定

3. 电压负反馈调速系统通过稳定直流电动机电枢电压来达到稳定电动机转速的目的，其原理是电枢电压的变化与（ A ）

A.转速的变化成正比 B.转速的变化成反比 C.转速的变化平方成正比

4. 在直流调速系统中当电流截止负反馈参与系统调节作用时说明调速系统主电路电流（ A ）

A.过大 B.正常 C.过小 D.较小

5. 晶闸管——电动机系统的主回路电流继续时，其机械特性具有（ C ）

A.电枢电压越高，特性硬度越软 B.理想空载转速不变，特性硬度显著变软

C.理想空载转速升高，特性硬度显著变软 D.理想空载转速不变，特性硬度逐渐变硬

6. 当输入电压相同时，积分调节器的积分时间越大，则输出电压上升斜率（ A ）

A.越小 B.越大 C.不变 D.可大可小

7. 在转速负反馈系统中，闭环系统的静态转速降为开环系统静态转速降的（ D ）

A. 2+K B. 1+K C.1/（1+2k） D. 1 / (1+k)

8. 转速负反馈调速系统对检测反馈元件和给定电压给定的转速扰动（ A ）补偿能力

A.没有 B.有 C .对前者有补偿 D.对前者无补偿对后者有

9. 直流调速系统中，当负载增加以后转速下降，可通过负反馈环节的调节作用使转速有所回升，系统调节前后，电动机主电路电流将（ A ）

A.增加 B.减小 C.不变 D.不能确定

10. 在转速负反馈直流调速系统中，当负载变化时，电动机转速也跟着变化，其原因是( B )

A.整流电压的变化 B.电枢回路电压降的变化C.控制角的变化 D.温度的变化

11. 带有电流截止负反馈的调速系统为了使电流截止负反馈参与调节后机械特征曲线下垂段更陡一些，应把负反馈取样电阻阻止选得（A ）

A.大一些 B.小一些 C.接近无穷大 D.等于零

12. 在电压负反馈调速系统中加入电流正反馈的作用时当负载电流增加时，晶闸管变流器

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输出电压（B ）从而转速降减小，系统的静特性变硬

A.减少 B.增加 C.不变 D.微减少

13. 在电压负反馈调速系统中加入电流正反馈的作用时当负载电流增加时，晶闸管变流器输出电压（A ）从而转速将减小，系统的静特性变硬

A.减少 B.增加 C.不变 D.微减少

14. 双闭环调速系统包括电流环和速度换，其中两环之间的关系是（A ）

A.电流环为内环，速度换为外环 B.电流环为外环，速度环为内环

C.电流环为内环，速度换也为内环 D.电流环为外环，速度换也为外环

15. 在转速电流双闭环调速系统中，如要使主回路最大允许电流值减小，应是（C ）

A.转速调节器输出电压限幅值增加 B.电流调节器输出电压限幅值增加

C.转速调节器输出电压限幅值减小 D.电流调节器输出电压限幅值减小

三、画图题（本题共4小题，共33分）

1.如图所示为炉温自动控制系统原理示意图。试画出该系统框图。（本小题5分）

答案为： （每错一处，扣0.5分，扣完为止）

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2 .化简如图所示的系统框图，并写出其闭环传递函数。（本小题8分）

答：

(2分)

(2分)

(2分)

所以：

(2分)

3. 已知某随动系统的开环传递函数为

试画出该系统的开环对数幅频特性L（w）（伯德图）。 (本小题10分)

解：系统的交接频段为：

20lg400=52dB，（1分）

W1=2，w2=4 （3分）

（每错一处扣1分，共6分） L(w)

W 52dB

1 2 4 -40

-20

-40 )125.0()15.0(400)()()(2SSSsRsCsG

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4. 请画出转速、电流双闭环负反馈直流调速系统的示意图。（本小题10分）

（图中每错一处扣1分，扣完为止）

四、简答题（本题共3小题，共14分）

1．比例积分调节器具有哪些特点？（本小题6分）

答：PI调节器的输出电压由两部分组成，第一部分是比例部分，第二部分是积分部分。（2分）

当t=0突加瞬间，电容C相当于短路，反馈回路只有电阻，此时相当于P调节器，输出电压=—，随着电容C被充电开始积分，输出电压线性增加，只要输入电压继续存在，一直增加到饱和值（或限幅值）为止。（4分）

2. 闭环控制系统为什么具有良好的抗扰能力和控制精度？（本小题4分）

答：闭环控制系统是建立在负反馈基础上，按偏差进行控制。（1分）

当系统工程中由于某种原因使被控制量偏离希望值而出现偏差时，必定会产生一个相应的控制作用去减小或消除这个偏差，使被控制量与希望值趋于一致，所以闭环控制系统具有良好的抗扰动能力和控制精度。（3分）

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3. 闭环控制系统一般由哪几部分？有哪些作用量和被控制量？（本小题4分）

答：闭环控制系统一般由给定元件、比较元件、放大校正元件、执行元件、被控对象、检测反馈元件等组成。系统有给定量（输入量）、反馈量、控制量、扰动量、被控量（输出量）。（错一处扣0.5分，扣完为止）

五、计算题（本题共5小题，共28分）

1.已知 , 应用终值定理求原函数f（t）的稳态值。（本小题3分）

解得： （3分）

2. 解下列微分方程

已知c(0)=c′(0)=0，系统的输入信号r(t) 为单位阶跃信号。（本小题8分）

（2分）

（4分）

（2分）

3.求取如下图所示电路的传递函数.。（本小题3分）

CRCRRCRRuui112120)(// （3分）

4.已知线性系统的特征方程式为：05432234SSSS,试用劳斯判据判断系统的稳定性。（本小题8分） )5()1(lim)(lim20SSSStfst)5(1)(2SSSSF)()()(2)(2trtcdttdcdttcd)()()(2)(2SRSCSSCSCSSSSSSSC1)1(111)1(1)(221)(ttteetc

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解： 4S 1 3 5 （1分）

3S 2 4 0 （1分）

2S 1 5 0 （2分）

S -6 0 （2分）

0S 5 （1分）

故系统不稳定。 （1分）

5.设单位负反馈系统的开环传递函数为：)402(100)(20sssSG

试求位置误差系数 PK ，速度误差系数 VK ，加速度误差系数 aK 。（本小题6分）

解：)(lim0SGKsP （2分）

5.2)(lim0SSGKsV （2分）

0)(lim02SGSKsa （2分）