《自动控制原理》试卷试题及答案(B20套)

1、自动控制原理试卷B（01）一、问答题（30分）1试画出一般自动控制系统的原理结构图，并简要说明各部分的作用（6分）2什么是最小相位系统和非最小相位系统最小相位系统的主要特点是什么（6分）3试画出超前网络的伯德图，并说明其特点以及用频率法超前校正的使用条件（6分）4写出绘制根轨迹的条件方程（6分）5试回答下列问题：（6分）（1） 进行校正的目的是什么为什么不能用改变系统开环增益的办法来实现（2） 在什么情况下采用串联滞后校正它主要能改善系统哪方面的性能二、综合计算题（70分）1、 （12分）画出下图所示电路的方框图（或信号流图），并求传递函数。2、 （12分）具有单位负反馈系统的开环传递函数为试

2、用劳斯判据判别闭环系统的稳定性及闭环特征根的分布情况。3、 （16分）最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如下图所示，试求：（1） 系统的开环传递函数；（2） 绘出对应的对数相频特性的大致形状；（3） 判断闭环稳定性及根的分布情况。四、（15分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为。（1）绘制系统的根轨迹（）；（2）求系统临界稳定的k值与系统的闭环极点。五、（15分）已知系统结构图如图所示，试求当时，系统的稳态误差自动控制原理试卷B（01）参考答案一、问答题略。二、综合计算题1、。2、系统临界稳定，左半平面1个根，右半平面0个根，虚轴上4个根。3、（1）；（2）图略；（3）闭环不稳定，2个右根

3、。4、根轨迹略。临界稳定k=162，闭环极点：-9，5、自动控制原理试卷B（02）1、已知某系统初始条件为零，其单位阶跃响应为，试求系统的传递函数及单位脉冲响应。（10分）2、 下图是温度计系统的方框图，现在用温度计测量盛在容器的水温，发现一分钟时间才能指示出水温的98%的数值，如果给容器加热，使水温以10/分的速度线性变化，问温度计的稳态指示误差有多大。（10分）3、已知4个二阶系统的闭环极点分布如下图所示，试按表格形式比较它们的性能。（14分） 比较项目系 统振荡频率（高低）阻尼系数（大中小）衰减速度（快慢） 1213144、系统如下图所示，试求:（1） 当时系统的稳态误差；（2） 若要减

4、小稳态误差，则应如何调整K1,K2（3） 如分别在扰动点之前或之后加入积分环节，对稳态误差有何影响？(14分)5、（9分）已知系统开环幅相频率特性如下图所示，试根据奈氏判据判别系统的稳定性,并说明闭环右半平面的极点个数。其中为开环传递函数在s右半平面极点数，为开环系统积分环节的个数。6、（14分）某单位负反馈系统的开环传递函数为,要求：（1） 绘制K由0+变化的根轨迹图，并写出绘制步骤；（2） 确定系统稳定是的K的取值范围是多少？7、 最小相位系统的开环对数幅频特性如下图所示，试求：（1）系统的开环传递函数；（2）画出对应的对数相频特性曲线的大致形状；（3）求出相位稳定裕量。（小数点后保留2位

5、）（15分）8、系统方框图如下，试求传递函数。（14分）自动控制原理试卷B（02）参考答案1、传递函数：，单位脉冲响应：2、ess=2.53、 比较项目系 统振荡频率（高低）阻尼系数（大中小）衰减速度（快慢） 1低中慢2高小慢1低中慢3高中快1低中慢4低大快4、（1）；(2)适当增加K1,减小essn，增加K2，减小essr；（3）扰动点之前加入积分环节，有利于消除essn，但ess增加；之后加入积分环节，有利于消除essr。5、（1）闭环稳定，z=0；（2）闭环不稳定，z=1；（3）闭环稳定，z=0。6、（1）根轨迹图略；（2）系统稳定0.5<K<0.787、（1）开环传递函数；

6、（2）图略。（3）8、。自动控制原理试卷B（03）1、（10分）具有单位负反馈系统的开环传递函数为试用劳斯判据判别闭环系统的稳定性及闭环特征根的分布情况。2、（10分）已知某单位负反馈系统的开环传递函数为，在正弦信号作用下，闭环系统的稳态响应，试计算的值。3、（10分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为，求当相位裕量=45°时的K值。4、（10分）已知单位负反馈系统的闭环零点为-1，闭环根轨迹起点为0，-2，-3，试确定系统稳定时开环增益的取值范围。5、（15分）控制系统结构如下图所示。（1）试确定系统无阻尼自然振荡频率，阻尼比和最大超调量；（2）若串联比例微分校正装置使系统成为临界

7、阻尼系统，试确定的值；（3）确定校正后系统在单位斜坡输入下的稳态误差。R（s） E（s） C（s）6、（15分）某系统方框图如图所示，试求传递函数。7、（15分）有一控制系统如图所示。已知系统的闭环极点是。（1） 确定此时增益和速度反馈系数的值；R C（2） 若为（1）确定的常数，请以为参变量画出根轨迹。8、（15分）已知系统开环传递函数为试用奈奎斯特稳定判据判断其稳定性。1） ，求出处于临界稳定的值； 2） 时，讨论的稳定范围。自动控制原理试卷B（03）参考答案1、 系统临界稳定，左半平面1个根，右半平面0个根，虚轴上4个根。2、 。3、。4、。5、（1）；（2）=0.1；（3）。6、。7、

8、（1）=4，=0.5；（2）根轨迹略。8、(1)=0.1；(2）>1。自动控制原理试卷B（04）1、（15分）已知系统初始条件为零，其单位阶跃响应为，试求：（1） 系统的闭环传递函数；（2） 系统的阻尼比和无阻尼自振频率；（3） 系统的超调量。2、（10分）具有单位负反馈系统的开环传递函数为试用劳斯判据判别闭环系统的稳定性及闭环特征根的分布情况。3、 （12分）系统方框图如图所示，试求传递函数。4、（15分）某单位负反馈系统的开环传递函数为,要求：（3） 绘制K由0+变化的根轨迹图，并写出绘制步骤；（4） 确定系统稳定是的K的取值范围是多少？（5） 要使闭环稳定且为欠阻尼时K的取值范围是

9、多少 5、（12分）已知系统结构图如图所示，试求当时，系统的稳态误差6、 （12分）求如图所示电路的微分方程，并求传递函数，画出其伯德图并说明其特性(是超前还是滞后)。 7、（9分）已知系统开环幅相频率特性如下图所示，试根据奈氏判据判别系统的稳定性,并说明闭环右半平面的极点个数。其中为开环传递函数在s右半平面极点数，为开环系统积分环节的个数。8、已知系统的传递函数为,试绘制系统的开环幅相频率特性曲线并求闭环系统稳定的临界增益K值。（15分）自动控制原理试卷B（04）参考答案1、(1)闭环传递函数；（2）=1.43，=23.8；（3）=0。2、系统临界稳定，左半平面1个根，右半平面0个根，虚轴上

10、4个根。3、。4、（1）根轨迹图略；（2）系统稳定1<K<1.48；（3）1.04<K<1.48 5、6、，伯德图略，是超前的。7、（1）闭环稳定，z=0；（2）闭环不稳定，z=1；（3）闭环稳定，z=0。8、频率特性曲线略。临界增益K=1.25自动控制原理试卷B（05）一、填空 （10分）1 为了减小稳态误差，可-前向通道积分环节个数或-开环增益。2 用曲线表示系统（或环节）的频率特性，常使用-、-、-三种方法。3 闭环零点是由前向通道的-和反馈通道的-构成。4 按给定值的变化规律不同，系统可划分为-系统、-系统、-系统三种。5 根据校正装置与被控对象的联接方式划分，

11、有-校正和-校正；根据校正装置的构成元件划分，有-校正和-校正；根据校正装置的特性划分，有-校正和-校正。6 一般根轨迹的幅值条件-，相角条件-。二、基本概念题（30分）1已知单位负反馈系统的闭环零点为-1，闭环根轨迹起点为0，-2，-3，试确定系统稳定时开环增益的取值范围。（8分）2设系统的闭环传递函数为，求当输入信号频率f=1/2HZ,振幅Ar=10，初始角为00时，系统的稳态输出。（8分）3 某系统开环零、极点分布如下图，其中-P为极点，-Z为零点，试绘制系统的一般根轨迹草图。（6分）4 闭环系统传递函数为，若要使系统在欠阻尼情况下的单位阶跃响应的超调量小于16.3%，调节时间小于6s，

12、峰值时间小于6.28s，试在S平面上绘出满足要求的闭环极点可能位于的区域。（8分）三、综合计算题：（60分）1、（15分） 在零初始条件下对单位反馈系统施加设定输入信号，测得系统的输出响应为y(t)。试求系统的开环传递函数，并计算系统在单位阶跃输入和单位斜坡输入下的稳态误差，以及阶跃函数输入下系统的上升时间、调整时间和超调量。2、 （15分）已知控制系统的方块图如图所示。试求系统的传递函数。3、（15分）某单位负反馈系统的开环传递函数为试：（1）画出K由0+变化的根轨迹；(2) 求出系统稳定且为欠阻尼时的开环增益K的范围。4、 15分）已知最小相位系统的开环对数幅频特性如下图所示，试求（1）系

13、统的开环传递函数；（2）画出对应的对数相频特性曲线的大致形状；（3）求出相位稳定裕量，并分析系统的稳定性。自动控制原理试卷B（05）参考答案一 填空1、 增加，增大2、 奈奎斯特区县、bode图、尼科尔斯3、 零点、极点4、 定值、随动、程控5、 串联、反馈、无源、有源、超前、滞后6、 二、基本概念题123根轨迹草图略。4、，图略。三、综合计算题1、开环传递函数，单位阶跃输入ess=0,单位斜坡输入ess=0.2，上升时间0.8s、调节时间0.44s，无超调量。2、 。3、根轨迹略，系统稳定且为欠阻尼时3<K<9。4、（1）系统的开环传递函数；（2）特性曲线略；（3）闭环稳定， 自

14、动控制原理试卷B（06）一、基本概念题：（30分）1 自动控制系统的组成主要有那些环节？画出简单控制系统的方框图。 2 系统在给定值单位阶跃扰动时输出响应形式为衰减振荡过程，试在阶跃响应曲线上标出系统的主要性能指标调节时间、峰值时间和超调量。3 什么是控制系统的频率特性控制系统的频率特性有哪些表示方法4 试分别写出下述典型环节的传递函数：比例环节、积分环节、一阶惯性环节、一阶微分环节、二阶振荡环节。5 频域分析法中系统的动态性能指标有哪些？二、填空题（10分）1按给定值的变化规律不同，系统可划分为-系统、-系统、-系统三种。2传递函数与系统的结构参数-，与输入量的形式和大小-。3欠阻尼二阶系统

15、的阻尼比越小，系统的平稳性越-。4控制系统的稳定性与结构-关，与外作用-关。5控制系统的稳态误差与结构参数-关，与外作用-关。三、综合计算题（60分）1（12分）闭环系统的特征方程，试用劳斯判据判断系统的稳定性，并说明特征根在S平面上的分布。2、（12分）求下列方框图的传递函数 。 3、（12分）系统结构如下图所示，试求当时系统的稳态误差。 4、（12分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为 （1）试绘制由变化的闭环根轨迹图；（2）求出临界阻尼比时的闭环传递函数。5、（12分）某最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如下图所示，试求:（1）系统的开环传递函数；（2）画出对应的对数相频特性曲线的大

16、致形状。 自动控制原理试卷B（06）参考答案综合计算题1系统临界稳定，2对纯虚根，2个左半平面根。2、 。3、=0.3。4、（1）根轨迹图略；（2）时闭环传递函数。5、（1）系统的开环传递函数；（2）相频特性曲线略。自动控制原理试卷B（07）一、填空（10分）1为了减小稳态误差，可-前向通道积分环节个数或-开环增益。2闭环零点是由前向通道的-和反馈通道的-构成。3按给定值的变化规律不同，系统可划分为-系统、-系统、-系统三种。4. 根据校正装置与被控对象的联接方式划分，有-校正和-校正；根据校正装置的构成元件划分，有-校正和-校正；根据校正装置的特性划分，有-校正和-校正。5. 传递函数与系统

17、的结构参数-，与输入量的形式和大小-。6减小阻尼比使二阶系统单位斜坡响应的稳态误差-，使超调量-。7控制系统的稳态误差与结构参数-关，与外作用-关。8偶极子是指一对靠得很近的-环零极点。二、（8分）某校正装置的电路如图1所示，试计算此电路的传递函数，并判断其是超前校正装置还是滞后校正装置。图1 校正装置的电路三、（10分）激光打印机利用激光束为计算机实现快速打印。通常我们用控制输入来对激光束进行定位，因此会有，其中，输入代表了激光束的期望位置。（1）若是单位阶跃输入，试计算输出；（2）求的终值。四、（10分）系统的特征方程分别为：判断系统的稳定性，给出系统闭环特征根在s平面的分布情况。患者实际

18、的血压预期的血压阀门设置蒸汽外科手术干扰图2 血压控制系统五、（12分）人们设计了一种能够控制患者麻醉期间平均动脉血压的医疗系统。动脉血压反映了外科手术时的麻醉深度。该控制系统的框图如图2所示，其中外科手术的影响表示为干扰。（1）当干扰为时，确定系统的稳态误差假设；（2）当输入为斜坡信号时，确定系统的稳态误差假设；（3）当，定性地绘制干扰输入为单位阶跃信号时，系统的瞬态响应曲线假设。六、（15分）为了平衡在弯道上产生的巨大离心力，高速列车配备了倾斜控制系统，其控制系统方框图如下图所示。绘出系统的根轨迹图，并画出时，系统的单位阶跃响应曲线的大致形式。 控制器 动态特性r（t） c（t）预期 实际

19、倾斜度 倾斜度七、（15分）已知两系统的开环对数幅频特性如图所示，试问在系统（a）中加入何样的串联环节可以达到系统（b）。 L（w） -20 -40 -201.5 3 5 10 20 40 100 200 w (a) (b) -40 题4-3-32图八、（10分）设单位负反馈系统的开环传递函数为。当系统受到输入信号的作用时，求系统的稳态输出。九、（10分）给定系统的方框图如下图所示,试求闭环传递函数。自动控制原理试卷B（07）参考答案一、 填空二、是滞后校正装置，。三、（1）；（2）的终值=1。四、闭环不稳定。2个右半平面根，2个左半平面根，2个虚根五、（1）ess=0；（2）ess=k/4；

20、（3）曲线略。六、曲线略。七、校正前；校正后八、九、自动控制原理试卷B（08）一、（15分）判断下列说法是否正确，在正确的前面画“T”，在错误的前面画“F”。每小题正确得1分，不判断不得分，判断错误扣1分。1. 对于欠阻尼的二阶系统：（ ）当阻尼比保持不变时，无阻尼自振荡频率越大，系统的超调量也越大；（ ）当阻尼比保持不变时，无阻尼自振荡频率越大，系统的调节时间越小；（ ）当无阻尼自振频率不变时，阻尼比越大，系统的谐振峰值越大；（ ）当无阻尼自振频率不变时，阻尼比越大，系统的谐振频率越小。2. 对于线性定常的负反馈控制系统：（ ）它的传递函数与外输入信号无关；（ ）它的稳定性与外输入信号无关；

21、（ ）它的稳态误差与外输入信号无关；（ ）它的特征方程是唯一的。（ ）为了达到某一性能指标，校正装置是唯一的。3对于串联校正：（ ）若采用无源校正，只能构成滞后校正；不能构成超前校正。（ ）若采用有源校正，既能构成滞后校正；又能构成超前校正。4根轨迹的模值方程可用于（ ）绘制根轨迹；（ ）确定根轨迹上某点所对应的开环增益；（ ）确定实轴上的根轨迹；（ ）确定根轨迹的起始角与终止角。；二、（13分）某系统方框图如下图所示，求：(1) 以为输入，分别以为输出的闭环传递函数；(2) 以为输入，分别以为输出的闭环传递函数；（3）系统的开环传递函数。三、（12分）某系统方框图如下，求传递函数 。 四、（

22、15分）系统方框图如图所示，试求当时系统总误差时K的取值范围。 五、（15分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为 （1）试绘制由变化的闭环根轨迹图；（2）用根轨迹法确定在欠阻尼状态下的值范围。（3）求闭环极点出现重根时的闭环传递函数。六、（10分）系统闭环特征方程为 试判定闭环稳定性，并确定所有特征根的分布。七、（20分） 系统结构图以及校正后的对数幅频特性渐近线如下图所示。（清华1996年试题）求：（1）写出串联校正装置的传递函数；说明是什么型式的校正； （2）画出的幅频特性渐近线，标明各转折点角频率； （3）计算校正后的相角裕量。00.010.1 1 10100-20-40-40-60-2

23、0520自动控制原理试卷B（08）参考答案一、1、FTFT, 2、TTFT，3、FT，4、TTFF二、三、四、15<=K<30五、（1）根轨迹图略；（2）欠阻尼状态下0<<1,（3）重根时。六、闭环不稳定。2个右半平面根，2个左半平面根，2个虚根七、（1）校正后的传递函数： 滞后超前网络：，（2）图略。（3）自动控制原理试卷B（09）一、基本概念题（40分）1、（7分）已知系统初始条件为零，其单位阶跃响应为，试求：（1）系统的闭环传递函数；（2）系统的阻尼比和无阻尼自振频率；（3）系统的超调量。2、（12分）某系统方框图如下图所示，求：(1) 以为输入，分别以为输出的闭

24、环传递函数；(2) 以为输入，分别以为输出的闭环传递函数。3、（12分）已知系统的传递函数分别为（1）；（2）；（3）；（其中试分别画出以上三个系统的伯德图。4、（9分）已知系统的开环零、极点分布如下图所示，试大致描绘出一般根轨迹的形状。二、综合计算题（60分）1、（10分）画出下图所示电路的动态结构图（或信号流图），并求传递函数。2、（10分）具有单位负反馈系统的开环传递函数为试用劳斯判据判别闭环系统的稳定性及闭环特征根的分布情况。3、 （12分）某系统方框图如下图所示，试：（1）绘制系统的一般根轨迹并写出绘制步骤；（2）应用根轨迹法分析系统稳定时K的取值范围。4、（12分）已知系统结构图如

25、图所示，试求当时，系统的稳态误差5、（16分）已知系统如下图1所示，原系统的开环对数幅频特性如图2所示，希望设计一个串联校正环节，使系统校正后变为型，2阶。且单位阶跃响应为求出校正环节的传递函数及参数，并画出校正后和校正环节的。校正环节原系统图1图2-20dB/dec40-2002020100101-40dB/decrad/secdB自动控制原理试卷B（09）参考答案一、基本概念题1、(1)闭环传递函数；（2）=1.43，=23.8；（3）=0。2、3、伯德图略。4、根轨迹略。二、综合计算题1、2、系统临界稳定，左半平面1个根，右半平面0个根，虚轴上4个根。3、根轨迹略。0<K<3

26、。4、5、校正环节的传递函数自动控制原理试卷B（10）一、基本概念1、（8分）已知系统初始条件为零，其单位阶跃响应为，试求：（1）系统的闭环传递函数；（2）系统的阻尼比和无阻尼自振频率；（3）系统的超调量。2、（12分）某系统方框图如下图所示，求：(1) 以为输入，分别以为输出的闭环传递函数；(2) 以为输入，分别以为输出的闭环传递函数。3、（10分）已知系统的传递函数分别为（1）；（2）；（3）其中，试分别画出以上三个系统的伯德图。4、（10分）试回答下列问题：（1）进行校正的目的是什么为什么不能用改变系统开环增益的办法来实现（2）在什么情况下采用串联滞后校正它主要能改善系统哪方面的性能二、

27、综合计算题（60分）1、（10分）画出下图所示电路的方框图（或信号流图），并求传递函数。2、（10分）具有单位负反馈系统的开环传递函数为试用劳斯判据判别闭环系统的稳定性及闭环特征根的分布情况。3、（14分）最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如下图所示，试求：（4） 系统的开环传递函数；（5） 绘出对应的对数相频特性的大致形状；（6） 判断闭环稳定性及根的分布情况。4、（14分）某系统方框图如下图所示，试：（1）绘制系统的一般根轨迹并写出绘制步骤；（2）应用根轨迹法分析系统稳定时K的取值范围。5、（12分）已知系统结构图如图所示，试求当时，系统的稳态误差自动控制原理试卷B（10）参考答案一、

28、基本概念1、(1)闭环传递函数；（2）=1.43，=23.8；（3）=0。2、3、伯德图略。4、 略。二、计算1、方框图略。2、系统临界稳定，左半平面1个根，右半平面0个根，虚轴上4个根。3、（1）；（2）图略；（3）闭环不稳定，2个右根。4、根轨迹略。0<K<3。5、自动控制原理试卷B（11）一、基本概念题（40分）1、（8分）已知系统初始条件为零，其单位阶跃响应为，试求：（1）系统的闭环传递函数；（2）系统的阻尼比和无阻尼自振频率；（3）系统的超调量。2、（12分）某系统方框图如下图所示，求：(1) 以为输入，分别以为输出的闭环传递函数；(2) 以为输入，分别以为输出的闭环传递

29、函数。3、（10分）已知系统的传递函数分别为（1）；（2）；（3）其中，试分别画出以上三个系统的伯德图。4、（10分）试回答下列问题：（1）进行校正的目的是什么为什么不能用改变系统开环增益的办法来实现（2）在什么情况下采用串联滞后校正它主要能改善系统哪方面的性能二、综合计算题（60分）1、（10分）画出下图所示电路的方框图（或信号流图），并求传递函数。2、（14分）最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如下图所示，试求：（1）系统的开环传递函数；（2）绘出对应的对数相频特性的大致形状；（3）判断闭环稳定性及根的分布情况。3、（10分）系统闭环特征方程为，试判定闭环稳定性，并确定所有特征根的分布

30、。4、（14分）某系统方框图如下图所示，试：（1）绘制系统的一般根轨迹并写出绘制步骤；（2）应用根轨迹法分析系统稳定时K的取值范围。5、 系统方框图如图所示，若要求当时总的稳态误差，求K的取值范围。（12分）自动控制原理试卷B（11）参考答案一、 基本概念题1、(1)闭环传递函数；（2）=1.43，=23.8；（3）=0。2、3、伯德图略。4、略。二、综合计算题1、2、（1）；（2）图略；（3）闭环不稳定，2个右根。3、系统不稳定，右半平面1个根，虚轴上4个根。4、根轨迹略。0<K<3。5、K>0.5自动控制原理试卷B（12）1、已知某系统初始条件为零，其单位阶跃响应为，试求

31、系统的传递函数及单位脉冲响应。（10分）2、系统结构如下图所示，试求当输入时系统的稳态输出Cs(t)。（10分）3、试求下图所示无源校正网络的的传递函数，画出其伯德图并说明其特性(是超前还是滞后)。（10分） (3)4、系统闭环传递函数为，若要使系统在欠阻尼情况下的单位阶跃响应的超调量小于16.3%，调节时间小于6s，峰值时间小于6.28s，试在s平面上绘出满足要求的闭环极点可能位于的区域。（8分）5、单位负反馈系统开环奈氏曲线分别如下图所示，其中分别为右半平面和原点出的极点数，试确定系统右半平面的闭环极点数，并判断闭环稳定性。（8分） 6、某系统闭环特征方程为，试判定闭环稳定性，并确定闭环系

32、统在右半平面、左半平面和虚轴的极点个数。（12分）7、已知系统的结构图如下，试求传递函数（14分）8、下图所示为最小相位系统开环对数幅频特性渐近线，试求该系统的相位裕量和在作用下的稳态误差。（14分）9、已知系统的方框图如下，若要求r(t)=(1+t)1(t), n(t)=1(t)时总的稳态误差ess0.6, 求K的取值范围。（14分） 自动控制原理试卷B（12）参考答案参考答案1、 传递函数：，单位脉冲响应：2、3、 ，超前4、 ，图略。5、 （1）z=0，闭环稳定；（2）z=0，闭环稳定6、 闭环不稳定，2个右根。4个左根。7、8、9、自动控制原理试卷B（13）一、基本概念题（40分）1、

33、 已知单位负反馈系统的开环传递函数为，试求系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应。（9分）2、 试求下图所示无源校正网络的的传递函数，画出其伯德图并说明其特性(是超前还是滞后)。（10分）3、 已知系统的开环零、极点分布如下图所示，试大致描绘出一般根轨迹的形状。（9分）4、已知单位负反馈系统的开环传递函数为，试求：（1）系统的时域指标：超调量、峰值时间tp、调节时间ts；（2）频域指标：谐振峰值Mr、谐振频率。（12分）二、综合计算题（60分）1、 某系统方框图如下图所示，试求系统的传递函数。（10分）2、某单位负反馈系统的开环传递函数为，若使系统以的频率振荡，试确定振荡时的K和a值。（10分）3、

34、已知一复合控制系统的方框图如下，试求：（1） 无补偿通道Ks时，系统的稳态误差；（2） 加入补偿通道Ks后系统的稳态误差。（12分）4、某单位负反馈系统的开环传递函数为试绘制以a为可变参数根轨迹的大致图形，并由根轨迹图回答下述问题：1）确定系统临界稳定时的a值及在系统稳定范围内 a值的取值范围。2）确定系统阶跃响应无超调时a的取值范围。3）确定系统阶跃响应有超调时a的取值范围。4）系统出现等幅振荡时的振荡频率。（14分） L（w） -20 -401.5 3 5 10 20 40 100 200 w (a) (b)5、已知两系统的开环对数幅频特性如图所示，试问在系统（a）中加入何样的串联环节可以

35、达到系统（b）。 （14分）自动控制原理试卷B（13）参考答案一、基本概念题1、单位脉冲响应：；单位阶跃响应：。2、，超前3、根轨迹略。4、（1）=16.3%、tp=0.36s，ts=0.6s(0.8s)（2）Mr=1.17s，=7.07。二、综合计算题1、2、K=2，a=0.75。3、（1）无补偿时，；（2）加入补偿。4、（1）临界稳定a=1，稳定范围0< a<1。(2)无超调0<a<0.07。（3）有超调0.07<a<1。（4）等幅振荡的振荡频率=0.5。5、校正前；校正后自动控制原理试卷B（14）一、基本概念题（40分）1、已知系统的单位阶跃响应为，试

36、求系统的传递函数及调节时间。（10分）2、某闭环系统的特征方程为，试求系统产生等幅振荡的k值。（11分）3、试求下图所示无源校正网络的的传递函数，画出其伯德图并说明其特性(是超前还是滞后)。（10分）4、已知系统的开环零、极点分布如下图所示，试大致描绘出一般根轨迹的形状。（9分）二、综合计算题（60分）1、某系统方框图如下，试求各种典型传递函数：（1）；（2）。（12分）2、二阶系统闭环极点在复平面S上的不同位置如下图所示，试画出与其相对应的单位阶跃响应曲线的大致形状。（12分）3、设控制系统如下图所示，系统的输入端除有用信号r（t）以外，还夹杂有扰动信号n（t），已知，试计算系统的稳态误差。

37、（12分）4、最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如下图所示，试求：(1)系统的开环传递函数；(2)绘出对应的对数相频特性的大致形状； (3)判断闭环稳定性及根的分布情况。（12分）5、某单位负反馈系统的开环传递函数为,试绘制K由0+变化的根轨迹图，写出绘制步骤，并说明闭环稳定时K的取值范围。（12分）自动控制原理试卷B（14）参考答案一、基本概念题1、，调节时间=8s。2、k>4。3、是滞后校正装置， 4、略。二、综合计算题1、（1）；（2）。2、图略。3、。4、(1)开环传递函数；(2)图略。(3)闭环不稳定，2个右根，1个左根。5、0<K<4。自动控制原理试卷B（15

38、）1、 已知某单位负反馈系统的开环传递函数为，在正弦信号作用下，闭环系统的稳态响应，试计算的值。（10分）2、 画出下图所示电路的动态结构图（或信号流图），并求传递函数。（10分）(1)3、 已知单位负反馈系统对单位脉冲函数的时域响应为试求：（1）系统的闭环传递函数，系统的开环传递函数；（2）当输入时，系统的输出h（t）；（3）指出闭环系统的主导极点。（14分）4、系统方框图如图所示，试求当时系统总误差时K的取值范围。 5、某系统方框图如下图所示，试求系统的传递函数。（12分）6、某单位负反馈系统的开环传递函数为,要求：（1） 绘制K由0+变化的根轨迹图，并写出绘制步骤；（2） 要使闭环稳定且

39、为欠阻尼时K的取值范围是多少（15分）7、某最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如下图所示，试求其对应的传递函数表达式，并画出对应的相频特性简图。(15分) 8、设系统结构图如下图所示，试求：（1） 欲使干扰对系统的输出无影响，（2） 欲使系统在自由振荡角频率时，具有最佳阻尼比，试求和的值。（12分）自动控制原理试卷B（15）参考答案1、2、3、（1），=；（2）h（t）=；（3）-1，-0.24、15<=K<30 5、6、根轨迹图略，1<K<67、= 8、,自动控制原理试卷B（16）1、画出下图所示电路的动态结构图（或信号流图），并求传递函数。（12分）2、系统闭环

40、特征方程为，试判定闭环系统的稳定性及闭环特征根的分布情况。（10分）3、已知系统开环幅相频率特性如下图所示，试根据奈氏判据判别系统的稳定性,并说明闭环右半平面的极点个数。其中为开环传递函数在s右半平面极点数，为开环系统积分环节的个数。（9分）4、系统方框图如下图所示，若系统单位阶跃响应的超调量，在单位斜坡输入时ess=0.25,试求：（1） ，n，K，T的值；（2） 单位阶跃响应的调节时间ts，峰值时间tp。（12分）5、某系统方框图如下图所示，试求系统的传递函数。（14分）6、具有扰动输入的控制系统如下图所示，求：当时系统的稳态误差。（14分）7、某单位负反馈系统的开环传递函数为，要求：（1

41、） 作出系统的一般根轨迹图，并写明主要步骤；（2） 试求系统阻尼比时的K值范围。（14分）8、已知最小相位系统的开环对数幅频渐近线如下图所示：（1）试写出系统的开环传递函数，并计算各参数；（2）概略画出开环对数相频特性的大致曲线。（15分）自动控制原理试卷B（16）参考答案1、2、闭环不稳定，2个右根，4个左根。3、z=2，不稳定；z=2，不稳定；z=0，稳定。4、=0.5，n=2，K=4，T=0.25；调节时间ts=3s或4s，峰值时间tp=。5、6、ess=-1。7、根轨迹图略，5<K<9。8、= 自动控制原理试卷B（17）1（10分）图1所示的滤波电路可以滤除高频成份，用它可

42、以将近似直流电压转换成输出直流电压。试计算此电路的传递函数。图1 150W（额定值）转换器的滤波电路2（10分）单位负反馈系统的开环传递函数为，求：（1）其单位阶跃响应；（2）输入信号时，求系统的稳态输出。患者实际的血压预期的血压阀门设置蒸汽外科手术干扰图2 血压控制系统3（10分）人们设计了一种能够控制患者麻醉期间平均动脉血压的医疗系统。动脉血压反映了外科手术时的麻醉深度。该控制系统的框图如图2所示，其中外科手术的影响表示为干扰。（1）当干扰为时，确定系统的稳态误差假设；（2）当输入为斜坡信号时，确定系统的稳态误差假设；（3）当，定性地绘制干扰输入为单位阶跃信号时，系统的瞬态响应曲线假设。4

43、（15分）某单位负反馈系统为开环不稳定系统，其开环传递函数为，（1）确定时系统稳定的K的取值范围；（2）画出K>0的根轨迹图；（3）确定K=10时系统的闭环特征根。5（10分）传递函数的对数幅值特性曲线如图3所示，试根据它确定K、a、b的值。图5 Bode图6（15分）设单位负反馈控制系统的开环传递函数为，试绘制Nyquist草图，并应用Nyquist稳定判据判断系统的稳定性。7（15分）某系统动态方框图如下图所示，其中为输入量，为扰动量，为输出量，求系统总的输出的表达式。K1 K2s K2sGn(s) NR C题4-2-42图8、（15分）系统结构图如图所示，为参考输入，为干扰输入，为

44、顺馈补偿器的传递函数，欲完全消除对输出的影响，且要求系统对输入的单位阶跃信号的响应指标为超调量 ，调节时间ts =3（误差范围为5%），试确定系数K1 ,K2及的表达式。自动控制原理试卷B（17）参考答案1、2、3、（1）ess=0；（2）ess=k/4；（3）曲线略。4、（1）K>2；（2）根轨迹图略；（3） 5、K=8、a=0.25、b=1/246、z=0，闭环稳定。7、 8、, 自动控制原理试卷B（18）0dB/dec-20dB/dec-40dB/dec2820.12.5精确特性1、（10分） 某最小相位系统，开环渐近对数幅频特性如下，试求取相应的开环传递函数（要求计算出全部系数）

45、。2、 （10分）写出下图所示电路的动态结构图（或信号流图），并求传递函数。(1)3、（14分）已知单位负反馈系统对单位脉冲函数的时域响应为试求：（1）系统的闭环传递函数，系统的开环传递函数；（2）当输入时，系统的输出h（t）；（3）指出闭环系统的主导极点。4、（12分）系统方框图如图所示，试求当时系统总误差时K的取值范围。 5、（12分）某系统方框图如下图所示，试求系统的传递函数。6、（15分）某单位负反馈系统的开环传递函数为,要求：（1）绘制K由0+变化的根轨迹图，并写出绘制步骤；（2）要使闭环稳定且为欠阻尼时K的取值范围是多少 7、校正环节原系统图1（15分）已知系统如图1所示原系统的开环对数幅频特性如图2所示，希望设计一个串联校正环节，使系统校正后变为型，2阶。且单位阶跃响应。求出校正环节的传递函数及参数，并在图2中画出校正