自动控制原理试题含答案

1、s 1相角储备 为（）度。（共12分）系统的方块图如下，试求：1、通过方块图化简求闭环传递函数Cs （用梅逊公式也可）。（8分）Rs题号一一三四五六七总分分数1612241612911成绩、（共16分，每空2分）填空题。1、根据有无反馈，控制系统可分为两类：（）。2、传递函数的定义是（）。3、F（s） s 3的拉氏反变换为（）。s2 3s 24、非最小相位系统是指（）。5、某闭环传递函数为 C11的控制系统的截止频率b为（）rad/s。R（s） 2 s 16、线性采样系统稳定的充要条件是其特征根均位于 z平面（）。7、已知某控制系统开环传递函数为 _2_,则该系统的剪切频率c为（）rad/s,

2、R(s) + cK1)三、（共24分）某单位负反馈控制系统如图，阻尼比0.5,试求:C（s）1、系统类型、阶次。（2分）2、K、无阻尼振荡角频率 n、有阻尼振荡角频率 d的值。（6分）3、系统的开环传递函数 Gk（s）。（2分）4、静态误差系数 Kp, Kv和Ka。（3分）5、系统对单位阶跃、单位斜坡、单位加速度输入的稳态误差essp, essv, essa。（3分）6、峰值时间tp,最大超调量p%。（4分）7、输入信号为r（t） 2时，系统的稳态输出 c（）、输出最大值Cmax。（4分）四、（共16分）传递函数题。1、（从图（a）, （b）中选作一题）求系统输入为 “，输出为X。时的传递函数

3、 匹（s）。（6分）Xi（s）(a)(b)G（s）。（6 分）3、已知采样控制系统如图所示，写出系统的闭环脉冲传递函数C（-z） o （4 分）2、已知最小相位系统对数幅频渐近线如图，试求对应的传递函数五、（共12分）1、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为GK （s）s（s2 2s一，试确定使系统产生持4）续振荡的K值，并求振荡频率。（6分）b）为另一系统的开环对数2、下图中，图（a）为某一系统的开环幅相频率特性曲线，图（6分）幅相频率特性曲线，Pr为开环右极点数，试判断两个系统的闭环稳定性。燕山大学试卷密 封 线共 8 页 第 7 页六、（共9分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为GK（s

4、）4，试求：s（s 2）1、绘制开环对数幅频特性曲线的渐近线。（4分）2、输入为r（t） 2sin（2t 90 ）时，闭环系统的稳态输出 Css。（5分）七、（共11分）图（a）、（b）中，实线分别为两个最小相位系统的开环对数幅频特性曲线，采用校正后，曲线由实线变为虚线，试问： 1、串联校正有哪几种形式？ （3分）2、图（a）、（b）应分别采取什么校正方法？ （4分）、（共16分，每空2分）1、开环控制系统、闭环控制系统2、当初始条件为零时，输出量的拉应变换与输入量的拉氏变换之比 t 2t3、2e e4、若控制系统的传递函数中有零点或极点在复平面s的右半部，则称为非最小相位传递函数，相应的系统

5、称为非最小相位系统5、0.56、以圆心为原点的单位圆内7、出,120、（共12分）所以,C(s)GiG2G3G4R(s) 1 G3G4G5 G2G3G6 G£2G3G4G72、(4 分)E(s) R(s) G7 C(s) d 0 C(s)1 G3G4G5 G2G3G6 1 G7 R(s)R(s)R(s) 1 G3G4G5 G2G3G6 GiG2G3G4G7、（共24分）1、1型、2阶2、K=1n =1 rad / s（2分）（2分）（2分）d n J 2 0.866 rad/s-，、13、Gk(s) (2 分)s(s 1)4、Kp limGK(s)(1 分)s 0Kv lims0K

6、(s) 1(1 分)s 0Ka lim s2GK (s) 0(1 分)s 0(2分)5、essp 1/(1 Kp) 0essv1/Kv 1essa 1 / K a. 冗 冗 2冗6、tp d 33212p% e 1100%p(1分)(1分)(1分)3.630.5e 1 0.52100%16.3%八-217、C(s) R(s)Gb(s)2;s s s 121c( ) lim c(t) lim sC(s) lim s - -22ts 0s 0 s ss 1Cmax 2(1 p%)2.33四、（共16分）1、（从图（a）, （b）中选作题）.。（a）解：列写动力学微分方程:(6分)d2Xom 一2d

7、2tdxof dt (k1k2)(Xi(2分)(2分)2 2分)2 2分)Xo)0经拉式变换得:ms2X0(s) fsXo(s) *1 k2)Xi(s) X0(s)0 ms2Xo(s) fsXo(s) (k1 k2)Xo(s) (K kz)Xi(s)化简并整理，得:X0(s)k1k2Xi(s)2msfsk1k2(b)解：采用运算电阻的方法:Xo(s)Xi(s)R2R1 R1/Cs2 1/CsR2cs 1(R1 R2)Cs 12、(6 分)系统由一个比例环节和一个惯性环节组成。即由 20lgK=20 得 K= 10;转角频率T 0.5,得T = 2o所以，G(s)102s 13、(4 分)G&#

8、169;(z)1 GiG2(z)H(z)五、(共12分)1、(6 分) 方法一：系统的闭环传递函数为:Gb(s)特征方程为：D(s) 列劳斯表2s23s4s2sKK2 4s K0要使系统稳定，则 K3s2ss10；22 KK 0。得:2所以，使系统产生持续振荡的K值为：K 8将K 8代入特征方程，即解得其虚根为, 方法二：系统临界稳定,D(s)s322s 2s 4s 8 (sj2o所以，振荡频率4)(s 2) 02Gk (s)所以过K(1,j0)点，则KGK(js(s2 2s 4) s3 2 s2K4sK 2所以，j(48,j(43)3),即 421 j02、(6 分)(a) N+ N-=0 2=0, Zr=Pr-2N = 6,所以闭环不稳定。(b) N+-N =2-1 = 1, Zr=Pr-2N = 0,所以闭环稳定。六、(共9分)(3分)(3分)1、（4 分）Gk (s)所以,4s(s 2)K2s(0.5s 1)2、（5 分）闭环传函为Gb(s)Gk(S)频率特性为GB(j1 Gk(s) 424 j24s2 2s 42, A(.：（4arctg -42)2 (222)290A(2) 1902 A(2) 2系统稳态输出为: 七、（共11分）(2) 900css 2sin 2