自动控制原理期末习题

1、测试题说明：所有的客观题都是以填空的形式给到大家，考试时的考核类型可能为填空、选择、判断等，考核内容和以下题目大致相似，大家好好复习！考试题型为：选择（2分*10题=20分），填空（1分*25=25分），大题（55分）选择填空大部分从以下题目中提炼总结，考核形式可能会有所改变，大题题型基本和下面题目的题型相似，但是题目会有所变化(比如传递函数更换、参数更换、要求做些调整等等)禁止考试时抄小抄，一旦发现，试卷0分，请参加大补考！没有交全作业或实验报告的同学、上课经常不到的同学平时成绩会比较低，因此要好好复习。第一章测试题1. 在水箱水温控制系统中，受控对象为 水箱 ，被控量为 水温 。2. 自动

2、控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为 开环 控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为 闭环 控制系统。含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 闭环 控制系统。3. 反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。4. 自动控制系统可以分为定值控制系统、 随动 控制系统和程序控制系统。锅炉汽包水位控制系统属于 定值 控制系统，跟踪卫星的雷达天线控制系统属于 随动 控制系统。5. 自动控制系统的基本要求是 稳定性 、 快速性或动态性能 、 准确性或稳态性能 。第二章测试题1. 传递函数是指在零

3、初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换 之比。2. 控制系统的 输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值 称为传递函数。3. 某系统的传递函数为，其极点是 s1=-1/3, s2=-1/6 。4. 已知系统的开环传递函数为，则该系统的开环增益为 10 ，根轨迹增益为 25 。 5. 已知负反馈系统的开环传递函数为，则该系统的闭环特征方程为 。6. 若某系统的单位脉冲响应为，则该系统的传递函数G(s)为 。7. 一阶系统传递的标准形式是，二阶系统传递函数的标准形式是(或：)。8. 两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为，则G(s)

4、为 G1(s)+G2(s) （用G1(s)与G2(s) 表示）。9. 两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以串联方式连接，其等效传递函数为，则G(s)为 G1(s)G2(s) （用G1(s)与G2(s) 表示）。10. 以下系统的传递函数为 。G(s)H(s)11. 求下图所示RLC电路的传递函数画出等效s域电路图如下图所示 12. 求下图所示RLC电路的传递函数画出等效s域电路图如下图所示13. 求下图所示系统的传递函数。梅森公式为： 该框图中有三个回路，一对两两互不接触的回路 前向通路只有1条： 14. 某系统的动态结构图如下图所示，若初始条件为零，r(t)=n(t)=1(t)

5、，求输出c(t)及稳态误差ess。86s由题意可知， 15. 某系统的动态结构图如下图所示。2Gc(s)5(1)求传递函数和根据梅森公式可得，(2)若要求消除干扰对输出的影响，试求(1)若消除干扰对输出的影响，则，即求得第三章测试题1. 一个单位负反馈系统为I型系统，开环增益为K，则在r(t)=t输入下，此系统的稳态误差是 。2. 一个单位负反馈系统为型系统，开环增益为K，则在r(t)=t输入下，此系统的（稳态误差是0 ）。3. 为了减小系统的稳态误差，可以采取 增加积分环节个数、增大开环增益、引入输入补偿、引入扰动补偿方法。4. 闭环极点为的系统 （是/否）稳定。5. 闭环特征方程为的系统

6、（是/否）稳定。6. 闭环特征方程为的系统 （是/否）稳定。7. 冲激响应为的系统 （是/否）稳定。8. 冲激响应为的系统 （是/否）稳定。9. 阶跃响应为的系统 （是/否）稳定。 10. 函数的拉氏变换是 。11. 函数的拉氏变换是 。12. 若闭环极点全部位于S左半平面，则系统一定稳定，稳定性与闭环零点位置无关。此句话（是/否）正确。13. 若闭环系统无零点，且闭环极点均为负实数极点，则时间响应一定是衰减振荡的。此句话（是/否）正确。否，一阶系统不振荡14. 如果系统有开环极点处于S右半平面，则系统不稳定。此句话（是/否）正确。否，要看闭环极点位置15. 超调量仅取决于闭环复数主导极点的衰

7、减率，与其它零极点位置无关。此句话（是/否）正确。否，超调量主要取决于闭环复数主导极点的衰减率，并与其它闭环零、极点接近坐标原点的程度有关。16. 稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统 稳定 。17. 判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据 ；在频域分析中采用 奈奎斯特判据 。18. 典型二阶系统极点分布如右图所示，则无阻尼自然频率 rad/s，阻尼比 ，该系统的特征方程为 （或者：） ，该系统是否稳定？是 （是/否）。19. 线性连续控制系统稳定的条件是所有特征根均位于S平面的 左 半部。 20. 系统动态性能指标中的 调节时间（或者

8、） 表示系统过渡过程的持续时间，从总体上反映系统的快速性， 超调量 反映系统响应过程的平稳性。21. 已知系统的动态结构如下图所示，如果系统的开环增益可调，试确定在保证系统稳定的条件下，K的取值范围。 系统的闭环传递函数为 闭环系统的特征方程为 劳斯表为 要保证系统稳定，则劳斯表第一列元素均为正，则有K>0 由此可得K的取值范围为K>0 22. 已知系统的动态结构如下图所示，如果系统的开环增益可调，试确定在保证系统稳定的条件下，K的取值范围。 系统的闭环传递函数为 闭环系统的特征方程为 劳斯表为 要保证系统稳定，则劳斯表第一列元素均为正，则有 由此可得K的取值范围为0<K&l

9、t;30 23. 设系统如下图所示，试求： (1)时，求系统的闭环传递函数以及系统的性能指标：超调量和调节时间；（1）时，闭环传递函数为 由此可得， (2)当为最佳阻尼比时，确定值，并求单位斜坡输入下的稳态误差。 为最佳阻尼比时即时，闭环传递函数为， 单位斜坡输入时， 第四章测试题1. 根轨迹起始于 开环极点 ，终止于 开环零点 。2. 若某系统的根轨迹有两个起点位于原点，则说明该系统 含两个积分环节。3. 已知负反馈系统的开环传递函数为，绘制系统的一般根轨迹草图。 (1)系统有两个开环极点-1，-2，一个开环零点-3； (2)n=2，两个根轨迹分支，一个始于s=-1，另一始于s=-2，一个终

10、于s=-3，一个终于无穷远处； (3)实轴上的根轨迹区间为； (4)求根轨迹在实轴的分离点和会合点：设、由，得解得， 所以在区间-1,-2根轨迹有分离点-1.586，在区间有会合点-4.414。复平面上的根轨迹是圆形。 (5)根轨迹曲线如下图所示4. 已知某单位反馈系统的开环传递函数为，试： (1)绘制该系统以根轨迹增益Kg为变量的根轨迹（求出：分离点、与虚轴的交点等）；系统有2个开环极点（起点）：0、3，1个开环零点（终点）为：-1； 实轴上的轨迹：（-，-1）及（0，3）； 求分离点坐标设P(s)=s+1,Q(s)=s(s-3)，则由可得，分离点坐标为(-3,j0)和(1,j0) ，分别对

11、应的根轨迹增益为求与虚轴的交点系统的闭环特征方程为,即令,得根轨迹如下图所示。(2)求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围。求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围系统稳定时根轨迹增益rg的取值范围：，系统稳定且为欠阻尼状态时根轨迹增益Kg的取值范围：， 开环增益K与根轨迹增益Kg的关系： 系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围：第五章测试题1. 设系统开环传递函数为，函数,则与 极点相同 。 2. 设单位负反馈系统开环传递函数为，闭环传递函数为,则与 零点相同 。3. 已知系统频率特性为，则该系统可表示为 。 4. 设某最小相位系统的相频特性为，则该系统的开环传递函数为

12、。 5. 设系统的开环传递函数为，则其开环幅频特性为 ，相频特性为 。 6. 已知某些系统的开环传递函数为，该系统 （是/否）属于最小相位系统。7. 已知某些系统的开环传递函数为，该系统 （是/否）属于最小相位系统。8. 已知某系统的开环幅频特性如下图所示， 则该系统 （是/否）稳定。9. 已知某系统的开环幅频特性如下图所示， 则该系统 （是/否）稳定。10. 已知某系统的开环幅频特性如下图所示， 则该系统 （是/否）稳定。 11. 高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的 响应速度越慢 。12. 开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标 超调量 。13. 开环对数幅频特性的低频段决定了

13、系统的 稳态精度 。14. 开环对数幅频特性的中频段决定了系统的 闭环系统的动态性能 。15. 开环对数幅频特性的高频段决定了系统的 闭环系统的抗干扰能力 。16. 若某最小相位系统的相角裕度，则该系统 稳定 。17. 频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率对应时域性能指标 调整时间 ，它们反映了系统动态过程的快速性。18. 设系统的开环传递函数为，绘制该系统的开环幅相频特性曲线草图。系统的开环频率特性为 对于0型系统有当时，；当时，； 令，即，得 此时 开环幅相频特性曲线如下图所示19. 某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线如下图所示：(1)写出该系统的开环传递函数；(1)从开环波特图可知，原系统具有比例环节、一个积分环节、两个惯性环节。故其开环传函应有以下形式 由图可知：处的纵坐标为40dB, 则, 得 故系统的开环传函为 (2)写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性。写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性：开环频率特性 开环幅频特性 开环相频特性： 20. 已知反馈系统的开环传递函数为 ，试： (1)用奈奎斯特判据判断系统的稳定性；系统的开环频率特性为幅频特性：，相频特性：起点：；时，渐进性与负虚轴平行，与虚轴距离为0终点：； ，曲线位于第3象限与实轴、虚轴无额外交点。开环频率幅相特性图如右图所示。 判断稳定性