自动控制原理专科复习题

1、自动控制原理（专科）复习題 一、填空题（每空1分，共3 0分） 1、叠加原理只适用于（线性）系统，该原理说明，两个不同得作用量同时作用于一个系统时得响应，等于 （两作用量单独作用得响应之与）O 2、连续LTI系统得时域模型主要有三种：（微分方程）、（传递函数）与（结构图）。其主要性质有：（固有 性）、（公共性）与（可运算性）等。 3、控制系统得分析与综合方法主要有（频域法），时域法，根轨迹法等。 3、系统得数学模型可以相互转化。由微分方程得到传递函数通过（拉氏）变换实现。由传递函数到频率 特性通过（将S替换为j 3）实现。 4、离散系统得主要数学模型就是（差分方程）与脉冲传递函数，由前者得到后

2、者通过（Z）变换实现、 5、自控系统得主要组成部件与环节有（给左元件）、（放大元件）、（执行元件）、（被控对象）与（检测元件） 等。系统中得作用量主要有（给泄量）、（扰动量）、（反馈量）等。 6、自控系统得性能通常就是指系统得（稳左性）、（稳态性能）与（动态性能）。对系统性能得要求如用三个 字描述便就是（稳）、（准）、（快）。 7、自控系统按就是否设有反馈环节分为（开环）系统与（闭环）系统;按系统中作用量随时间得变化关 系分为（连续）系统与（离散）系统。 按输入疑得变化规律分为（恒值控制）系统与（随动）系统. D、半对数坐标. 2、伯徳第一泄理要求穿越频率bc附近线段 斜率应为(A) DB/D

3、eco A、一 20, 40, C、+40, D、+2 0. 3、以下对控制系统得描述正确得就是：(A C D) A、性能指标得要求间往往相互矛盾，必须兼顾；B、确定性能指标时要求越髙越好；C、希望最大超 调量小一点，振荡次数少一点，调整时间少一点，稳态误差小一点。D惯性环节得时间常数越大，对系 统得快速性与稳左性越不利：E、系统增益加大，稳态性能改善，但稳左性一泄变差。 4、在工程上，稳左系统得过渡过程可用(A D)表示. A减幅振荡，B、等幅振荡，C、增幅振荡，D、单调函数 5、临界稳定得过渡过程可用(B)表示、 A减幅振荡，B、等幅振荡，C、增幅振荡，D、单调函数 6、在工程上，不稳泄系

4、统得过渡过程可用(BCD)表示. A、减幅振荡;B、等幅振荡;C、增幅振荡：D、单调函数. 7、说明下列奈氏图所示闭环系统得稳左性特征(已知开环稳定)：A、绝对稳左;B、绝对不稳泄：C、临 界稳左. (1) (A )(2) (B)(3) (0 8、说明下列奈氏图所示闭环系统得稳立性特征(已知开环稳泄)：A、绝对稳左；B、绝对不稳左;C、临 界稳建。 (1) (B)(2 ) (B)(3) (C) 9、说明下列奈氏图所示闭环系统得稳泄性特征(已知开环稳圧)：A、绝对稳左；B、绝对不稳左；C、临 界稳定。 (1) (A)(2) ( B)(3) (A) 10、对于欠阻尼二阶系统：(B D) A、当g保

5、持不变时，sn越大，系统得超调量。越大. B、当匕保持不变时，sn越大，系统得调整时间ts越小。 C、当n不变时，阻尼比g越大，系统得调整时间ts越小。 D、当不变时，阻尼比g越大，系统得超调量。越小。 自动控制原理（专科）复习題 11、对于欠阻尼二阶系统，下列描述错误得就是（A B C） A、当g保持不变时，“n越大,系统得超调虽越大。 B、当匕保持不变时，sn越大，系统得调整时间t s越大。 C、当n不变时，阻尼比g越大，系统得调整时间ts越大。 D、当sn不变时，阻尼比E越大，系统得超调量。越小。 12、对线性泄常得负反馈控制系统：（A B D） A、它得传递函数与外输入信号无关。 B、

6、它得稳立性与外输入信号无关. C、它得稳态误差与外输入信号无关. D、它得特征方程就是唯一得。 E、为了达到某一性能指标，校正装置就是唯一得。 13、系统得开环增益K增大，则一般系统（B D F ）. A、稳泄性改善，B、稳泄性变差，C、稳态误差增大， D、稳态误差减小，E、快速性变差，F、快速性变好 14、将下列判断中正确者得编号填入题后括号（D）。 A、如果系统开环稳左，则闭环一泄稳左;B、如果系统闭环稳泄，则开环一泄稳左； C、如果系统开环稳立，则闭环稳定得条件就是闭环奈氏曲线不包围（-l,jO）点； D、如果系统开环稳泄，则闭环稳泄得条件就是开环奈氏曲线不包围（一1, jO）点。 15

7、、下而对于典型二阶系统得描述正确得有：（ACD）. A、结构参数有两个：g与T （或G）n）； B、结构参数只有一个：T； C、二阶最佳要求阻尼比为；D、 绝对稳建。 16、下列校正环节得相位特征分别归类为： 相位超前校正（C F）,相位滞后校正（B E），相位滞后-超前校正（D）,相位不变（P） A、P调节器;B、PI调节器；C、PD调节器：D、PID调节器； E、，Ti T:. 17、当系统稳态性能不佳时，一般可采用以下措施改善：（A C） A、提高开环增益，B、减小开环增益， C、增加积分环节，D、采用PI校正。 18、下而对离散系统得描述正确得就是：（CD）。 A、系统中所有信号均为连

8、续信号；B、系统中所有信号均为离散信号：C、系统中得信号既有离散得又有 连续得;D、离散系统得基本数学模型为差分方程。 19、LTI连续系统稳泄得充要条件就是闭环系统特征根位于（AD）、 A、复平而左侧、B、复平而右侧、C、包括虚轴、D、不包括虚轴、 自动控制原理（专科）复习題 20、LTI离散系统稳定得充要条件就是闭环系统特征根位于（C）、 A、复平而左侧、B、复平而右侧、C、单位圆以内、D、单位圆以外、 21、当系统动态性能不佳时，可考虑以下改善描施（A B C）。 A、增大阻尼比以减小超调;B、增大开环增益K以减小T s : C、为减小Ts可以增大（“ n与g ;D、为减小Ts可以减小s

9、 n与g 22、二阶振荡环节对数幅频特性曲线高频段得渐近线斜率为（C ）dB/dec。 A、40； B、一20：C、一40：D、02“、一阶比例微分环节对数幅频特性曲线髙频段渐 近线得斜率为（C ） dB / dec。 A、40； B、-20； C、20 ; D、0 24、惯性环节对数幅频特性曲线髙频段得渐近线斜率为（B ）dB/dec0 A、40： B、一20：C、40; D、0 25、在各种校正方式中，（B ）就是最常见得一种，常加在系统中能量最小得地方. A、并联校正；B、串联校正；C、局部反馈校正：D、前馈校正。 26、已知一个3阶系统得劳斯表前两行为:S 22 S244 则以下答案正

10、确者为（B ）。 A、方程有一个根在右半复平面上。 B、方程有两个根在虚轴上，分別为s1=j,第三个根在复左半平而。 C、方程有两个根在虚轴上，分别为s1;=2j,第三个根在复左半平而. D、方程有两个根在虚轴上，分别为s,=2 j ,第三个根在复右半平面. 2 7、设系统得开环传递函数为，要使系统稳定，K值得取值范围为（D ）。a A、K0 B、K4 0 C、0KV40 D、0 K3 0 三、第1题求系统闭环传递函数，第2题求系统输岀C （S） （10分） 1、 (3)Gk ( s)= (1-G3)、J-Gi, e (S)= 2、 自动扌空制原理传科）复习题 (2) （1） 2、（1）C （

11、S）二 +（15 分） （2）C （S） =+ 四、系统定性分析 1、下图为一调速系统得结构图，要求：（15分） （1）画出系统得方框图匚说明系统具有几种反馈，作用就是什么？ 主反馈就是转速负反馈,起稳泄转速得作用；局部反馈就是截止电流负反馈，当电流超过允许电流时，使 电流迅速降下来。 （2）用顺序图说明当负载氐突然减小时系统得自动调巧过程. Mr： I -*n t Au I u J w I -* n I I E t Id In I | | -直调整到Zku二0 ,转速n稳建j/止。 （3）系统有无静差?为什么？ 系统无静差?因该系统采用PI调节器，为一型系统;又该系统得输入信号一般为阶跃信号

12、、由误差理论知该 系统静差为零、 四、1下图为一调速系统得结构图，要求：（15分） 1、画出系统得结构图（假设整流与反馈环右均为比例环节，比例系数分别为。、0）。 2、用顺序图说明当负载匚突然增大时系统得自动调节过程。 3、系统有无静差?为什么？如有静差，可以采用什么措施消除之？ 1、 主反馈就是转速负反馈，起稳龙转速得作用：局部反馈就是截止电流负反馈，当电流超过允许电流时，使电 流迅速降下来。 2、 自动控制原理（专科）复习題 3、系统无静差。因该系统采用P I调肖器,为一型系统：又该系统得输入信号一般为阶跃信号、由误差理 论知该系统静差为零、 四、2位置随动系统组成示意图如下图所示。要求：

13、（15分） 1、画出系统得结构图。 2、用顺序图说明当给定角度（）r增大时系统得自动调节过程。 3、若放大器为比例型，系统有无静差？为什么？如有静差，可以采用什么措施消除之？ 解：1、 2、 3、系统有静差。因该系统采用P调肖器，为0型系统;又该系统得输入信号一般为阶跃信号即一阶、由误 差理论知该系统静差不为零、 4、如有静差,可通过提髙系统得型，如将P调节器改为P I调节器实现无静差。 四、3水位控制系统如下图所示.要求（15分） 1、画岀系统得结构图。 2、用顺序图说明当用户用水量Q2突然增大时系统得自动调肖过程，并说明为什么负反馈控制又称为偏差 调节？（2 0分） 3、如使用P调节器，系

14、统有无静差？为什么？如有静差，可以采用什么措施消除之？ 解：1、 2、 由以上分析可知，负反馈控制就是通过反馈量与给左量之间形成偏差才能实现控制过程使系统最终达到稳 泄、且偏差为零后系统处于稳泄状态控制失去作用、因此负反馈控制又称为偏差控制、 3、系统有静差.因该系统采用P调节器，为0型系统;又该系统得输入信号一般为阶跃信号即一阶信号、由 误差理论知该系统静差不为零、 如有静差，可通过提高系统得型，如将P调肖器改为PI调肖器实现无静差 五、1系统结构图如图，要求：（15分） （1）绘制系统伯徳图，求出系统得相位裕量。（2）判垃系统得稳左性。 解：（1） G（S）二伯徳图略.该系统为典I系统.）

15、c=10 0 r ad/s, 相位裕量 Y=0故系统稳定： 又45 （30 , 60 ）故系统相对稳定性足够好、 2、系统结构图如下图，要求：（1 ）绘制系统伯徳图，求出系统得相位裕量：（2）判左系统得稳定性、 若稳泄性不佳可如何校正？（15分） 解：（1 ）伯徳图略 G（ S ）二，sc二57、73r a d/ s , 相位裕量 Y 二（3c）=180 一90 -tg 1Twc=90 8 9 = 1 0 （2）判定系统得稳定性。 Y=l 0故系统稳定； 又1 （30 , 60 ）故系统相对稳定性不够好、 自动控制原理(专科)复习題 (3) 要改善系统稳立性可考虑采用以下措施：1、减小增益K：

16、 2、增加PD校正环节、 五、 5、1、系统结构图如图,要求：(15分)1绘制系统伯徳图，求出系统得相位裕量(已知arctgO、3二63 )。 解:G (S)二，该系统为典I系统，sc =100r a d/d e c。 LWdE 波徳图 Y = 1 80 +0故系统稳定： 又45 G(3 0 , 60 )故系统相对稳泄性足够好、 若系统稳定性不够好，要改善稳定性，可有两种思路:一就是适当减小开环增益K；二就是增加校正环节, 如增加比例微分环节。 六、已知系统结构图如图：(10分) (1) 问系统得型就是多少？ (2) R ( s) = D(s ) =1/S,问系统得e ssr与ess d各为多

17、少？ 解:对R(S),系统为口型：对D (S),系统为I型、 (2) e s sr= 0 r ess d = 1 /Ki、 七、已知最小相位系统对数幅频特性曲线如图所示。请写出系统开环传递函数，求系统相位裕量并判断 系统稳能性。(1 0分) (ar c tgO、1二5、7 , arctg 1 =4 5 ) 自动控制原理(专科)复习題 Y = 1804-0 故系统稳定; 又39、3丘(30 ,60 )故系统相对稳泄性足够好. 六、1已知系统结构图如图：(10分) 1、问系统得型就是多少？ 2、设R(s) =D(s) =1/S:,问系统得essr与ess d各为多少？ 解：1、对R (S),系统为

18、口型;对D(S),系统为I型、 2、e ssr=O # es s d= 1/Ki 六、2控制系统如图4、1所示、已知r (t) =l(t), n (t)=0. lXl(t),确泄系统得型，并求稳态误差。 图4、1控制系统结构图 对r (t),系统为I型：对n (t),系统为0型、 6 $ e $ s 厂sa-r = l/s+O、1/s二 0+0、1=0. 1(1 0 分) 七、1、已知最小相位系统对数幅频特性曲线如图所示。请写出系统开环传递函数，求系统相位裕量并判 断系统稳定性 (10分)。 解:G(S)二该系统为典口系统、 sc =10r a d /d e c , Y =180 +6 (sc

19、)二 180 9 0 0 * 2 4-t g T 1 c- tg XT2 c = 84、2 -5、7 =78. 5 Y二7 8、5 0故系统稳定： 又78、5 (3 0 ,60 )故系统相对稳建性足够好、(10分) 2、已知最小相位系统对数幅频特性曲线如图所示。请写岀系统开环传递函数，求系统相位裕量并判断系 统稳宦性(10分). 解:G (S)二、 3c=rad/dec, Y 二 18(T +6 (c ) = 1 80c 90 * 2+ 2 tg XT10故系统稳定； 又33、3 G (30 ,60 )故系统相对稳定性足够好、(10分) 3、已知最小相位系统对数幅频特性曲线如图所示。请写出系统

20、开环传递函数,求系统相位裕量并判断系统 稳定性 (10 分)。(已知 a rctgl=45 ,arctg 1 0 =84c , arctgO、1=5、7 ) 自动控制原理(专科)复习題 解：G (S)=、 3 c =100rad / dec, 丫 =180 +6 (sc) =180 9 0 *2 + tg 0 l*)c t g 0、01ac =84 4 5 =39 Y=39 ) 0故系统稳定； 又39 G(30 , 6 0 )故系统相对稳泄性足够好、(10分) 八、线性系统时域分析 加0、9、 又16（30。,60 ）,系统相对稳定性不够好。 已知单位反馈控制系统得开环传递函数为。求：（1）输入r（t）=l（t）时得输岀y（t） ; （2）求调整时间t s（二2%）.（8分）:（1）由可得闭环传递函数为 （2）由，该系统为一阶系统,T=0. 05 调整时间 ts（A=2%） =3T=0 15（S ）o 4、1、某系统得特征方程为：2s1+10S3+5S=-bS+l=0，