湖北文理学院B卷自动控制原理试卷.doc

襄樊学院2008 2009 学年度 上 学期自动控制原理试题课程类别：必修适用专业：电子信息工程试卷编号：B班级： 学号： 姓名： 题目一二三四五六总分满分201510151030100得分 得分阅卷人一、选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个或多个正确答案，并将其代号写在题干后面的括号内。答案选错或未选全者，该题不得分。共10题，每小题2分，共20分）1余弦函数的拉氏变换是（ C ）。A.B. C. D. 2下列判别系统稳定性的方法中，哪一个不是在频域里判别系统稳定性的判据（ AB ）。A.劳斯判据B.赫尔维茨判据 C.奈奎斯特稳定判据D.对数频率稳定判据3滞后超前校正装置的相角是，随着的增大（ B ）。A.先超前再滞后B.先滞后再超前 C.不超前也不滞后D.同时超前滞后4下面哪一个是主导极点的特点（ 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5设积分环节的传递函数为G(s)=，则其频率特性幅值M()的值不是下列哪个？（ BCD ）。A.B. C. D.6伺服电动机中，角速度(s)与电枢电压的关系ua(s)是下面的（ D ）环节？图1A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节D.惯性环节7由电子线路构成的控制器如图1，它不是（ BCD ）控制器。A.PI控制器 B.PD控制器 C.PID控制器 D.P控制器8确定根轨迹的起始点，根轨迹终止于( C ) 。A闭环零点 B闭环极点 C开环零点 D开环极点 9下列常用的频率特性曲线中说法错误的是（ D ）A幅相频率特性曲线B对数频率特性曲线 C对数幅相曲线D以上都不对10二阶系统当01时，如果增加，则输出响应的最大超调量将（ B ）。 A.又增加又减小 B.减小 C.不变 D.不定得分阅卷人二、填空题（共8题，每空1分，共15分）1、闭环实数主导极点的作用，相当于 增大 系统的阻尼，使峰值时间迟后，超调量 下降 。2、根据根轨迹绘制法则，根轨迹的 分支数 与开环有限零点数m和有限极点数n中的大者相等，它们是连续的并且对称于 实轴 。3、根据对数频率稳定判据判断系统的稳定性，当幅频特性穿越0db线时，对应的相角裕度 0，这时系统是不稳定的；当相频特性穿越180。线时，对应的幅频特性h 0，这时系统是不稳定的。4、在频域设计中，一般地说，开环频率特性的 低 频段表征了闭环系统的稳态精度；开环频率特性的 中 频段表征了闭环系统的动态特性。5、 前馈 校正又称顺馈校正，是在系统主反馈回路之外采用的校正 方式。6、利用 超前 网络或 PD 控制器进行串联校正的基本原理，是利用超前网络或PD控制器的相角超前特性。7、所谓校正就是在系统中加入一些参数可以根据需要而改变的 控制环节 ，使系统整个 特性 发生变化，从而满足给定的各项性能指标。8、闭环系统的 稳态 性能要求，可通过选择已校正系统的开环增益来保证。得分阅卷人三、名词解释（共5题，每小题2分，共10分。）1、 自动控制系统自动控制系统：能对被控制对象的工作状态进行控制的系统称为自动控制系统。它一般由控制器和被控对象组成。2、数学模型数学模型：所谓数学模型(Mathematical models)就是用数学表达式来描述的实物控制系统这个基本概念。3、开环控制系统开环控制系统：输出量对输入量没有影响的系统叫开环控制系统。4、参数根轨迹参数根轨迹：以非开环增益为可变参数绘制的根轨迹称为参数根轨迹，在参数根轨迹中k*是固定的。5、超前校正超前校正：利用超前网络相角的超前特性，只要正确地将超前网络的交接频率1/aT和1/T选择在待校正系统截止频率的两边。并适当选择a、T就可以使校正后的系统的截止频率和相角裕度满足性能指标的要求，从而改善闭环系统的动态性能。得分阅卷人四、简答题（回答要点，并简明扼要作解释。每小题3分， 5小题，共15分。）1、什么是二阶系统？研究二阶系统的意义？二阶系统：凡以二阶微分方程作为运动方程的控制系统，即为二阶系统。研究二阶系统的意义：1.二阶系统的典型应用极为普遍；2.不少高阶系统的特性在一定条件下可用二阶系统特性来表征。2、线性系统的稳定性的定义和系统不稳定性的定义分别是什么？线性系统稳定性定义：若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，则称系统渐近稳定，简称稳定；反之系统的动态过程随时间的推移而发散，则称系统不稳定。3、典型环节中的非最小相位环节有哪几种？典型环节中的非最小相位环节有：比例环节、惯性环节、一阶微分环节、二阶微分环节、振荡环节。 4、什么是线性系统的动态过程？系统在动态过程中的表现有哪些？动态过程：在典型输入信号作用下，系统输出量从初始状态到最终状态（稳态）的响应过程。系统在动态过程中的表现有：衰减、发散、等幅振荡等形式。对于一个稳定系统，其动态过程必须是衰减的。 5、频率特性定义是什么？对不稳定的系统能否测出其频率特性？频率特性定义：线性系统在正弦函数作用下，稳态输出与输入之比对频率关系的特性。由定义可知，只有系统在稳态时，才可能测出频率特性；对不稳定的系统，频率特性是观察不到的。 得分阅卷人五、作图题（根据题的要求绘图，共3小题，前两题每题3分，后一题4分，共10分。）己知系统开环零、极点分布如图所示，试概略绘出相应的闭环系统根轨迹图。jj1、 2、 3、j得分阅卷人六、计算题（请写出主要计算步骤及结果，共3题，每小题10分，共30分。）1、已知系统信号流图如图2所示，试用梅逊公式求传递函数。 图21、解：从输入到输出端有二条前向通道：p1=abcd和p2=e -2分有三个闭环：La=bf、Lb=gc和Lc=dh -2分有二个不接触回环：La=bf与Lc=dh - -2分用梅逊公式求传递函数 -4分 2、三阶系统的特征方程为试用劳思稳定判据判断该系统的稳定性。2、解：列出劳斯表： -6分系统稳定的充分必要条件是：-4分劳斯表列写正确得6分，劳斯表的每一项中错一项扣一分，所扣总分不能超过6分。3、系统的开环传递函数为 ,试画出它的对数幅频特性曲线图。解：（1）系统的开环频率特性为 该系统是由比例、积分、微分和惯性环节所组成。 -1分幅频特性（2）系统的交接频率分别为2和10。 -2分（3）作出该系统对数幅频特性曲线的渐近线。 在低频段，由于u1，因而渐近线的斜率为20dB/dec。在w1处，其幅