第一章 绪论
1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点.
解答：1开环系统
(1) 优点:结构简单，成本低，工作稳定。用于系统输入信号及扰动作用能预先知道时，可得到满意的效果。
(2) 缺点：不能自动调节被控量的偏差。因此系统元器件参数变化，外来未知扰动存在时，控制精度差。
2 闭环系统
⑴优点：不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量偏离给定值，都会产生控制作用去清除此偏差，所以控制精度较高。它是一种按偏差调节的控制系统。在实际中应用广泛。
⑵缺点：主要缺点是被控量可能出现波动，严重时系统无法工作。
1-2 什么叫反馈？为什么闭环控制系统常采用负反馈？试举例说明之。
解答：将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反馈。闭环控制系统常采用负反馈。由1-1中的描述的闭环系统的优点所证明。例如，一个温度控制系统通过热电阻（或热电偶）检测出当前炉子的温度，再与温度值相比较，去控制加热系统，以达到设定值。
1-3 试判断下列微分方程所描述的系统属于何种类型（线性，非线性，定常，时变）？
（1）22()()()234()56()dytdytdutytutdtdtdt
（2）()2()ytut
（3）()()2()4()dytduttytutdtdt
（4）()2()()sindytytuttdt
（5）22()()()2()3()dytdytytytutdtdt
（6）2()()2()dytytutdt （7）()()2()35()dutytututdtdt
解答： （1）线性定常 （2）非线性定常 （3）线性时变
（4）线性时变 （5）非线性定常 （6）非线性定常
（7）线性定常
1-4 如图1-4是水位自动控制系统的示意图，图中Q1，Q2分别为进水流量和出水流量。控制的目的是保持水位为一定的高度。试说明该系统的工作原理并画出其方框图。
《⾃动控制原理》试卷（期末A卷参考答案）
试题编号：
重庆邮电⼤学2009学年2学期
《⾃动控制原理》试卷（期中）（A 卷）（闭卷）
⼀、简答题（本⼤题共5⼩题，每⼩题4分，共20分） 1． 传递函数定义及其主要性质。
答：线性定常系统在零初始条件下，输出量的拉⽒变换与输⼊量的拉⽒变换之⽐，称为传递函数。（2分）
主要性质：(每回答正确2个1分，全部正确2分)1）传递函数只适⽤于线性定常系统：由于传递函数是基于拉⽒变换，将原来的线性常系数微分⽅程从时域变换到复域，故只适⽤于线性定常系统。2）传递函数是在零初始条件下定义的。如果系统为⾮零初始条件，⾮零初始值V(s)，则系统新的输⼊、输出关系为：Y(s)=G(s).U(s)+ V(s)
3)传递函数只表⽰了系统的端⼝关系，不明显表⽰系统内部部件的信息。因此对于同⼀个物理系统，如果描述的端⼝不同，其传递函数也可能不同；⽽不同的物理系统，其传递函数可能相同。4)传递函数是复变量S 的有理真分式函数，分⼦多项式的次数n 低于或等于分母多项的次数m ，所有系数均为实数。
2． 线性控制系统的稳定性定义。
答：如果线性控制系统在初始扰动的影响下，其动态过程随时间的推移逐渐衰减并趋于零或原平衡点，则称系统渐进稳定，简称稳定（3分），反之，如果在初始扰动下，系统的动态过程随时间的推移⽽发散，则不稳定。（1分）3． 闭环系统的零、极点位置对于时间响应性能的超调量、调节时间的有何影响？ 答：（1）超调量主要取决于闭环复数主导极点的衰减率21//ξξωσ-=d ，与其他闭
环零、极点接近坐标原点的程度有关；（2分）
（2）条件时间主要取决于靠近虚轴的闭环复数极点的实部绝对值ξωσ=，如果实数极点距离虚轴最近，并且它附近没有实数零点，则调节时间主要取决于该实数极点的模值。（2分）4． 对于⼀个给定的开环增益为o k 最⼩相位系统，说明采⽤频率⽅法和根轨迹法判断稳定性的统⼀性。
答：频率法判断系统稳定性时，当o k 较⼩时，其副相曲线在)(ωj Go 平⾯不包围（-1，j0）这点，系统稳定，随着o k 的增加，副相曲线包围（-1，j0）这点，系统不稳定。（2分）。这种⽅式相当于根轨迹在参数o k 较⼩时，根轨迹在S 平⾯左半⾯，随着o k 增加，根轨迹与虚轴相交，当跨过虚轴进⼊S 平⾯右半⾯时，系统不稳定。（2分）5. 在校正设计中，区别微分控制和积分控制作⽤。
山东理工大学试卷分析报告
课程名称 《自动控制原理A》 课程编码 042111
任课教师姓名 李素玲 教师编码 040101
授课班级 电气06-1、电气06-2两班合堂，
考核方式 闭卷考试 考试时间 09. 1. 7
一、简要说明
1. 试卷形成：《自动控制原理A》屈于我院自动化专业和电气工程专业的重耍技术基
础课，也是历年的考研课。本课程是学校的重点课程，试卷库己建立9年，并有多年的教 学经验积累，本学期有两名教师授课及1名辅导教师，实行试卷库抽题、共同(流水)阅 卷的方法。
2. 题量：共6道题，其中第1题记16分；第2题记24分；第3、4、5题每题记16
分，共计48分；第6题记12分；卷而满分为1()0分。
3. 覆盖面：考试内容的覆盖面较广，涵盖教学大纲要求的大部分教学知识点，符合 教学大纲的要求。
4. 试卷结构：基础题(52%),综合题(36%),提高题(12%),上述各类型题所占的比例 符合教学耍求。难度程度适屮，试题体现了课程的重点和难点。
二、成绩分析
1.考试成绩分布
班级 优 良 中 及格 不及格 平均
成绩 90+ 80-90 70-80 60-70 60-
电气02-1 9 14 10 6 5 76
电气02-2 8 17 9 5 2 78. 88
合计 17 31 19 11 7 77 • 4
2. 考试成绩分布图
从以上图表情况看，各个等级层的结构正常，服从正态分布。
3. 成绩分析
电气06—1、2班的成绩服从正态分布，说明学生考试成绩的分布合理。整套试卷内容 电气06—1成绩分布图
□人数
电气06—2成绩分布图
□人数
电气06级1、2班成绩分布图
□人数 充实，覆盖面广，难易适当，这也说明试卷科学合理。
三、其它需要说明的问题
本课程在记录总成绩时，考虑作业与出勤等占20%,实验占10%,考试卷而成绩占
70%。
任课教师签字
系（教研室）主任签字
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[af1(t)+bf2(t)]=aF1(s)+bF2(s)
2．拉普拉斯变换的微分法则 )(])([222sFSdttfdL .
3． G1s）和G2（S）为并串联连接则等效后的结构为G1s G2（S）
4．一阶系统在单位阶跃响应下Tts3%)5(
5．二阶系统在单位阶跃信号作用下 当0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025103234ssss则该系统稳定
8．单位负反馈系统中 )15.0)(1(2)(ssssG当221)(ttr时0sse
9．.典型比例环节相频特性00)(w
10．141)(ssG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)
放大器 电动机 绞盘
电位器 关门开关
开门开关 大门 （ ）
（ ）
（ ）
（ ）
（ ）
（ ）
（ ）
（ ）
（ ） （ ） 三．电路如图所示，ur(t)为输入量，uc(t)为输出量，试列写该电网络的动态方程并求传递函数 uc(s)/ur(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)
ur R1
i1+i2 u0
C i1 L
i2 R2 uc
