南工程-自动控制原理试卷

1、南京工程学院试卷( A卷)共6页 第1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： 班级 学号 姓名 题号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 ）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 ，则相应的系统是稳定的。3.系统的频率特性可分为 和相频特性。4.由系统的给

2、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 滞后量。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。本题得分2、 图解题（本题2小题，共20分） 1. 已知系统的动态结构图，用梅森公式求系统的传递函数，。（10分） 2.已知系统的动态结构图，用梅森公式求系统的传递函数，。（10分） 南京工程学院试卷

3、 共 页 第 2 页 3、 计算题（本题4小题，每题6分，共24分） 1. 采样控制系统的结构如图，T=1s，试确定系统的稳定性。（6分） 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） 试题评分标准及参考答案 一、单项选择题（每小题1分，共 15 分）1.A 2.D 3.C 4.A 5.A 6.C 7.B 8.B 9.A 10.C 11.A 12.B 13.A 14.C 15.A二、填空题（每空1 分，共 25分）1.00110010B 2.AX，CX，BP，SP，DI 3.45230H 4.先进后出，先进先出 5.0003CH

4、6. 程序方式，中断方式，DMA方式 7.并行I/O，3 8.较低地址，较高地址 9. 存储器映像的I/O寻址，I/O映像的I/O寻址，I/O映像的I/O寻址 10.240 11.128，10 12.IF，IF 南京工程学院试卷 共 6 页 第 3 页 R(s)s+1 南京工程学院试卷 共 6 页 第 4 页 3. 系统的结构如图所示，试确定取何值时闭环系统稳定。 4.已知离散控制系统的结构如图所示，采样周期T=0.1s， 稳态误差。 四、综合题（本题2小题，每题20分，共40分） 1.已知系统的开环传递函数G(s)H(s)=1）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

5、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 5 页 2. 设系统开环传递函数为G(s)H(s)=1） 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） 试确定系统的相角稳定裕量。（7分） 南京工程学院试卷 共 6 页 第 6 页 南京工程学院试题评分标准及参考答案（A） 2007 /2006 学年 第 一 学期 一、填空题1. 传递函数的定义为：在 零 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 的拉氏变换

6、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

7、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） 南京工程学院试卷 共 页 第 2 页 南京工程学院试卷 共 页 第 3 页 南京工程学院试卷 共 页 第 页 南京工程学院试卷 共 页 第 页 南京工程学院试卷( B卷)共6页 第1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： 班级 学号 姓名 题号一二三四五六七八九十总分得分一、单项选择题(本题16

8、题 ,每空1题,共16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 控制系统。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 和无穷远。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

9、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 。本题得分二、图解题（本题2小题，每题10分，共20分） 1.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，。（10分） 2. 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，。（10分） 南京工程学院试卷 共 页 第 2 页 南京工程学院试卷 共 6 页 第 3 页 三、计算题（本题4小题，每题6分，共24分） 1.系统的结构如图所示，试求系统的阻尼比=0.5时的K值。（6分） 2.已知系统的结构如图，确定系统

10、的单位阶跃响应以及调整时间（2%）（6分） 试题评分标准及参考答案 一、单项选择题（每小题1分，共 15 分）1.A 2.D 3.C 4.A 5.A 6.C 7.B 8.B 9.A 10.C 11.A 12.B 13.A 14.C 15.A二、填空题（每空1 分，共 25分）1.00110010B 2.AX，CX，BP，SP，DI 3.45230H 4.先进后出，先进先出 5.0003CH 7. 程序方式，中断方式，DMA方式 7.并行I/O，3 8.较低地址，较高地址 10. 存储器映像的I/O寻址，I/O映像的I/O寻址，I/O映像的I/O寻址 10.240 11.128，10 12.IF

11、，IF TC(s)R(s)R(s)-s+1 南京工程学院试卷 共 6 页 第 4 页 3.系统的结构如图所示，求系统的静态误差Kp,Kv,Ka和R(t)=3t+t²时的系统的误差稳态方程。 4.已知系统的传递函数=，求系统在正弦信号r(t)=sin(t-30°)作用下的稳态输出响应ess（保留两位小数）。（6分） 四、综合题（本题2小题，每题20分，共40分） 1.已知系统的开环传递函数G(s)H(s)=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Kr的取值范围。（6分）3）确定闭环系统的过阻尼Kr的取值范围。（2分）4）绘制闭环系统

12、的根轨迹图。（6分） 南京工程学院试卷 共 6 页 第 5 页 2.设系统被控对象G0(s)=和校正装置Gc(s)=1)画出G0(s)和Gc(s)的对数频率特性曲线。（6分）2)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(c)（保留一位小数）。（8分） 南京工程学院试卷 共 6 页 第 6 页 南京工程学院试题评分标准及参考答案（A）共 页 第1页2007 /2006 学年 第 一 学期 1.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。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正弦信号。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 。1