南工程 自动控制原理试卷

1、南京工程学院试卷( A卷) 页 第1共6页2007 /2008 学年 第一学期 课程所属部门： 自动化学院 课程名称： 自动控制原理 考试方式： 闭卷 使用班级： 自动化051/052、数控051/052/053 命 题 人： 课程组 教研室主任审核： 主管领导批准： 题号 班级 学号 姓名 一 二 三四 五 六 七 八 九 十 总分 得分 一、单项选择题(本题16题 ,每空1题,共16分 ） 本题得分 1. 传递函数的定义为：在 初始条件下，线性定常系统输出量的拉氏变换，与系统的 的拉氏变换之比。 2.若系统特征方程系数均大于 ，且劳斯表中第一列元素均为 ，是稳定的。 3.系统的频率特性可分

2、为 和相频特性。 4.由系统的给定值至被控量的通道称为 。 5.开环对数幅频特性曲线的 频段反应了系统的稳定性和 。 6.一般将=0.707时的二阶系统称为 二阶系统。 7.开环对数幅频特性曲线的低频段主要由 和 来确定。 8.经典控制理论中分析系统性能的方法主要有 分析法、跟轨迹分析法和分析法。 9.相位裕量是指在 频率处，使系统达到临界稳定状态尚可附加的 10.如果控制系统闭环特征方程的根都在s平面的 半平面，则该系统稳定。 则相应的系统 滞后量。 本题 得分 小题，共二、图解题（本题220分） ?ssEC已知系统的动态结构图，用梅森公式求系统的传递函数 1.。（10 分），?ssRR ?

3、ssEC已知系统的动态结构图，用梅森公式求系统的传递函数2. 10分），。（?ssRR 南京工程学院试卷共页第 2 页 第 3 页 共 6 页 南京工程学院试卷 分，共 24分） 6三、计算题（本题4小题，每题 本题得分 分）6采样控制系统的结构如图，T=1s，试确定系统的稳定性。（1. 2.已知系统的结构如图，确定系统的闭环传递函数和系统在单位阶跃信号作用下的超调量%（保留两位小数）。（6分） 4 第页 南京工程学院试卷 共 6 页 系统的结构如图所示，试确定取何值时闭环系统稳定。3. R(s) s+1 ，已知离散控制系统的结构如图所示，采样周期4.T=0.1s 稳态误差。 页第 5 共 6

4、 页 南京工程学院试卷 本题得分 四、综合题（本题2小题，每题20分，共40分） rK 已知系统的开环传递函数G(s)H(s)=1.?22s?2ss1）确定开环系统根轨迹的出射角。（6分） 2）确定闭环系统的根轨迹与虚轴的交点。（6分） 3）绘制闭环系统的根轨迹图。（6分） 4）从图上确定=0.5时，闭环系统复数极点的位置。（2分） 南京工程学院试卷 共 6 页 第 6 页 100 G(s)H(s)=2. 设系统开环传递函数为?s.21?0ss?10.021）求系统的开环频率特性。（2分） 2）求系统的幅频特性和相频特性。（4分） 3）试画出系统的开环对数频率特性。（5分） 4）试确定系统的相

5、角稳定裕量。（7分） 南京工程学院 A）试题评分标准及参考答案（ 一 学期 2007 /2006 学年 第 一、填空题初始条件下，线性定常系统输出量的拉氏变换，与系统的输入量 的拉氏1. 传递函数的定义为：在 零变换之比。 2.若系统特征方程系数均大于 零 ，且劳斯表中第一列元素均为 正 值，则相应的系统是稳定的。 3.系统的频率特性可分为 幅频特性 和相频特性。 4.由系统的给定值至被控量的通道称为 前向 通道 。 5.开环对数幅频特性曲线的 中 频段反应了系统的稳定性和 快速性 。 6.一般将=0.707时的二阶系统称为 最佳 二阶系统。 7.开环对数幅频特性曲线的低频段主要由 积分 环节

6、和 比例 环节来确定。 8.经典控制理论中分析系统性能的方法主要有 时域 分析法、跟轨迹分析法和 频率 分析法。 9.相位裕量是指在 穿越 频率处，使系统达到临界稳定状态尚可附加的 相角 滞后量。 10.如果控制系统闭环特征方程的根都在s平面的 左 半平面，则该系统稳定。 解答题第一题答案是错误的！ 解答题第一题答案是错误的！（用信号流图方法做） 2 页 页 第 南京工程学院试卷 共 页页 第 3 共 南京工程学院试卷 页页 第共 南京工程学院试卷 南京工程学院试 南京工程学院试卷( B卷) 页 第1共6页2007 /2008 学年 第一学期 课程所属部门： 自动化学院 课程名称： 自动控制原

7、理 考试方式： 闭卷 使用班级： 自动化051/052、数控051/052/053 命 题 人： 课程组 教研室主任审核： 主管领导批准： 题号 班级 号学 姓名一 二 三四 五 六 七 八 九 十 总分 得分 一、单项选择题(本题16题 ,每空1题,共16分 ） 本题得分 。1.对控制性能的基本要求有三方面，即：其稳定性、快速性和 2.当系统输入端加上一正弦信号时，系统输出的稳态响应信号也是 3.控制装置与 之间不但有顺向作用，而且有反向联系，这种系统称为统。 4.传递函数值取决于系统的结构和 ，与系统的输入和输出无关。 5.当系统开环增益减小时，其开环对数幅频特性曲线的穿越频率 6.系统期

8、望值与实际输出值的最终稳态值之间的差值为 误差。 7.闭环系统的根轨迹起始于开环传递函数的 ，终止与开环传递函数的穷远。 8.系统的频率特性可分为 特性和 特性。 9.系统开环对数幅频特性曲线穿越频率越高，系统的响应 。 10.乃氏稳定判据是根据系统的 频率特性曲线判断闭环系统的 11.控制系统稳定的充分必要条件是系统闭环特征方程所有根的实部为 12.系统积分环节数越多，相应对数幅频特性曲线低频段的斜率 。 。 控制系和无 。 。 。 页页 第 3 南京工程学院试卷 共 6 本题 得分 每题二、图解题（本题2小题，10分，共20分） ?sCEs已知系统的动态结构图，用梅森公式求系统的闭环传递函

9、数1. 10，。（分） ?ssRR ?ssCE已知系统的动态结构图，用梅森公式求系统的闭环传递函数 分），2.。（10?sRRs 南京工程学院试卷共页 2 第页 6分，共24分） 三、计算题（本题4小题，每题 本题得分 1.系统的结构如图所示，试求系统的阻尼比=0.5时的K分）值。（6 分）（）62.已知系统的结构如图，确定系统的单位阶跃响应以及调整时间（2% 页第 4 共 6 页 南京工程学院试卷 3.系统的结构如图所示，求系统的静态误差K,K,K和R(t)=3t+t2时的系统的误差稳态方程。 avp R(s) C(s) R(s) 11 s10.1s?s+1 - T ?2sC=，求系统在正弦

10、信号4.已知系统的传递函数r(t)=sin(t-30)作用下的稳态输出响应e（保ss?sRs?4留两位小数）。（6分） 南京工程学院试卷 共 6 页 第 5 页 本题得分 四、综合题（本题2小题，每题20分，共40分） ?3s?Ks?2r 1.已知系统的开环传递函数G(s)H(s)=?1ss?1）确定闭环系统根轨迹的分离点（保留两位小数）。（6分） 2）确定闭环系统欠阻尼振荡时K的取值范围。（6分） r3）确定闭环系统的过阻尼K的取值范围。（2分） r4）绘制闭环系统的根轨迹图。（6分） 南京工程学院试卷 共 6 页 第 6 页 ?201s?0.25和校正装置2.设系统被控对象G(s)=G (

11、s)=c0?1?.055s?1s00250.s?1s.01)画出G(s)和G(s)的对数频率特性曲线。（6分） c02)采用串联校正，画出校正后G(s)的频率特性曲线并写出G(s)传递函数的表达式（6分） 3)计算出校正后的相角稳定裕量()（保留一位小数）。（8分） c 南京工程学院 ）试题评分标准及参考答案（A 页 第1共 页 学期一 2007 /2006 学年 第 对控制性能的基本要求有三方面，即：其稳定性、快速性和准确性。1.当系统输入端加上一正弦信号时，系统输出的稳态响应信号也是正弦信号。 2.3.控制装置与 受控对象 之间不但有顺向作用，而且有反向联系，这种系统称为 闭环 控制系统。 4.传递函数值取决于系统的结构和 参数 ，与系统的输入和输出无关。 5.当系统开环增益减小时，其开环对数幅频特性曲线的穿越频率 减小 。 6.系统期望值与实际输出值的最终稳态值之间的差值为 稳态 误差。 7.闭环系统的根轨迹起始于开环传递函数的 极点 ，终止与开环传递函数的 零点 和无穷远。 8.系统的频率特性可分为 幅频 特性和 相频 特性。 9.系统开环对数幅频特性曲线穿越频率越高，系统的响应 越快 。 10.乃氏稳定判据是根