自动控制考试试卷

第 1 页，共 4 页 任课教师签名： 命题教师签名： 系主任签名： 主管院长签名： …○

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…内…装…○订.线…………○…… _ 学院 专业 级 班 姓名 学号 湛江师范学院2011年－ 2012学年度第2学期 期末考试试题A卷 (考试时间: 120 分钟)

考试科目： 自动控制原理

一、填空题(每空格2分，共20分 1、开环控制是指系统输出端与输入端之间 无 （有、无）反馈回路。 2、在分析和设计自动控制系统时，对系统的基本要求 体现在：（1） 稳定性 ；（2） 动态特性 ；（3） 稳态特性 。3、我们把微分方程在初始条件为零时， 输出信号的 拉斯变换与 输入信号的 拉斯变换之比定义为系统或环节的传递函数。 4、典型振荡环节的传递函数表达式为 。 5、拉氏变换将原来的实变量函数f（t）转化为复变量函数F(S),通常将 F(S)称为f（t）的 象函数 。 6、某单位负反馈系统，其开环传递函数为1/s，当系统输入信号为

r（t）=t，系统输出y（t）=t-1+te，若系统输入信号r（t）为阶跃 函数，则系统输出y（t）= 1— te 。 7、系统的根轨迹起点为 系统开环传递函数的极点 。

二、选择题(每小题2分，共10分)

号 一 二 三 四 总 分 总评分人 复查人

分 值 20 10 10 60 100

得 分

得分 评卷人

得分 评卷人 22

22)(nnnsssG 第 页，共 页

1、系统的根轨迹是关于 B 对称的 A. Y轴 B. X轴 ( ) 2、系统的动态性能指标通常有 A ， A.上升时间、峰值时间、调节时间、超调量 A.上升时间、延迟时间、调节时间、超调量

3、单位斜坡函数tf）（t的拉氏变换为（ B ） A.sFs)( B.2)(1sFs C. 2sFs D. sFs1)( 4、如果开环零点的数目m小于开环极点数n, 即n＞m, 则渐近线的条数为（ C ） A.m B.n C.n-m D.0 5、若一个系统的开环传递函数在右半S平面（ B ）极点或零点，并且不具有纯时间延迟因子，此系统称为最小相位系统 A.具有 B.不具有

三、判断题(每小题2分，共10分) 1、若二阶系统单位阶跃响应曲线为衰减振荡曲线，则其阻尼系数的值可能在区间(0,1)内。

( √ ) 2、反馈控制也称作闭环控制。 （ √ ） 3、控制系统中，动态响应各分量衰减的快慢取决于其对应的闭环极点距离

虚轴距离的远近。 （ √ ） 4、劳斯判据主要的功能是判断线性闭环控制系统是否稳定。如果 系统不稳定，该判据还能直接指出如何使系统达到稳定。（ × ） 5、研究稳态偏差时，闭环系统必须是稳定的； （ √ ）

四、计算题(计6小题，每小题10分，计共60分)

得分 评卷人 得分 评卷人 第 页，共 页 ……

○

…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○………1、求以下系统的)()(SSRC。（+10分）

图4-1 解： 第 页，共 页 2、试绘制系统开环传递函数G(S)=)1.0)(10.05(1SSS 的近似对数幅频特性。 解： )1.0)(10.05(1)s(SSSG

101.010

1/s



dBL/)(

decdB/40decdB/20

decdB/6020 第 页，共 页 ……

○

…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○………3、一单位负反馈系统的开环传递函数为)1(1)s(kSSG 求系统的动态性能指标超调量σ%、调节时间ts（按误差5%）、峰值时间tp。 （+10分）

3、（+10分） )1(1)s(kSSG 11)s(2SSG

B （+2分）

1n2 1n

（+1分）

12n 0.5

（+1分）

16.3%100%e%2-1/- （+2分）

6s10.533tns （+2分）

3.626s-1t2np

 （+2分） 第 页，共 页

4、设开环系统的零、极点在S平面上的分布如图，试绘制相应的根轨迹图。 题4-4（1）图 题4-4（2）图 解： 第 页，共 页 ……

○

…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○……… 5、用劳斯判据检验下列方程 是否有根在S的右半平面上，并检验有几个根在垂直线S=-1的右方？

5、(+10分) 解：列劳斯表

(+5分)

有一个根在垂直线S=-1的右方。 (+5分)

041310223sss4 s12.2 108130 4 01 13 2 0123sss代入方程又令1zs1 z0 21 0 1- 4 0 1- 2 01-z-4z2z 012323zzz 第 页，共 页

6、设有单位负反馈稳定系统，其开环传递函数为G(S)=)15)(4(10SSS， 求输入量为r(t)=2+4t时系统的稳态误差。（+5分） 解：

7、如图为某开环系统对数幅频特性渐近线，试求出其开环传递函数。 dB decdB/20

decdB/40

c decdB/40

decdB/20

12

3



6.1)15)(40142lim)42()15)(40111lim)42()15)(40111lim)()()()(11)()()(02020ssssssssssssssssesRssEsGsRsEssssssrrrkrr（（

（



213

(1/1)()(1/1)(1/1)KsGssss

 第 页，共 页 ……

○

…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○……… 2221(1/)0()20lg0(1/)001cc

cc

KL





21(1/)1(1/)ccc

K



21cK