控制工程基础试卷及答案

1、课程名称：自动控制理论（A/B卷闭卷）22一、填空题（每空1分，共15分）1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过与反馈量的差值进行的。2、复合控制有两种基本形式：即按的前馈复合控制和按的前馈复合控制。3、两个传递函数分别为Gi（s归G2（s）的环节，以并联方式连接，具等效传递函数为G（s）,则G（s）为（用Gi（s）fG2（s）表示）。4、典型二阶系统极点分布如图1所示，则无阻尼自然频率n,阻尼比,该系统的特征方程为,该系统的单位阶跃响应曲线为。5、若某系统的单位脉冲响应为g（t）10e0.2t5e0.5t,则该系统的传递函数G（s）为。6、根轨迹起始于,终止于。7、设某最小相位系统的相频

2、特性为（）tg1（）90tg1（T）,则该系统的开环传递函数为。8、PI控制器的输入一输出关系的时域表达式是,其相应的传递函数为,由于积分环节的引入，可以改善系统的性能。二、选择题（每题2分，共20分）1、采用负反馈形式连接后，则（）A、一定能使闭环系统稳定；R系统动态性能一定会提高；G一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；D需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果（）。A、增加开环极点；B、在积分环节外加单位负反馈；G增加开环零点；D、引入串联超前校正装置。323、系统特征万程为D（s）s2s3s60,则系统（）A、稳定；B、单位阶跃响应曲

3、线为单调指数上升；G临界稳定；D、右半平面闭环极点数Z2。4、系统在r（t）t2作用下的稳态误差ess，说明（A、型别v2;B、系统不稳定；G输入幅值过大；D、闭环传递函数中有一个积分环节。5、对于以下情况应绘制00根轨迹的是（）A主反馈口符号为“-；B、除Kr外的其他参数变化时；G非单位反馈系统；D、根轨迹方程（标准形式）为G（s）H（s）16、开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标（）。A、超调%B、稳态误差essC、调整时间tsD、峰值时间tp7、已知开环幅频特性如图2所示，则图中不稳定的系统是（）。系统系统系统图2A、系统B、系统C、系统D、都不稳定8、若某最小相位系统的相角裕度

4、0,则下列说法正确的是（）A不稳定；B、只有当幅值裕度kg1时才稳定；G稳定；D、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。9、若某串联校正装置的传递函数为10s1,则该校正装置属于（）。100s1A超前校正B、滞后校正C、71后-超前校正D、不能判断10、下列串联校正装置白专递函数中，能在c1处提供最大相位超前角的是:10s110s12s10.1s1A、B、C、D、s10.1s10.5s110s1三、（8分）试建立如图3所示电路的动态微分方程，并求传递函数。四、（共20分）系统结构图如图4所示:图41、写出闭环传递函数（S）2表达式；（4分）R（s）2、要使系统满足条件：0.707,n2,试确定相应

5、的参数K和；（4分）3、求此时系统的动态性能指标,ts；（4分）4、r（t）2t时，求系统由r（t）产生的稳态误差ess；（4分）Krs(s 3)25、确定Gn（s）,使干扰n（t）对系统输出c（t）无影响。（4分）五、（共15分）已知某单位反馈系统的开环传递函数为G（s）1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹（求出：渐近线、分离点、与虚轴的交点等）；（8分）2、确定使系统满足01的开环增益K的取值范围。（7分）六、（共22分）某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线LK）如图5所示：图3对散幅频特性曲线1、写出该系统的开环传递函数Go（s）;（8分）2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特

6、性及开环相频特性。（3分）3、求系统的相角裕度。（7分）4、若系统的稳定裕度不够大，可以采用什么措施提高系统的稳定裕度？（4分）试题一答案、填空题（每题1分，共15分）1、给定值2、输入;扰动;3、G1（s）+Gz（s）；4、五;-0.707;s22s20;衰减振荡21055、s0.2ss0.5s6、开环极点;开环零点K(s1)s(Ts1)18、u(t)Kpe(t) - e(t)dt；1一八Kp1一；稳态性能Ts二、判断选择题（每题2分，共20分）1、D2、A3、C4、A5、D6、A7、B8、C9、B10、B三、（8分）建立电路的动态微分方程，并求传递函数。解：1、建立电路的动态微分方程根据K

7、CL有Ui(t)u0(t)RdUi(t)u0(t)Cu0(t)-RT(2分）R1R2cdU0(t)(R1dtR2)u0(t)RECduSdtR2%(t)(2分）2、求传递函数对微分方程进行拉氏变换得R1R2csU0(s)(R1R2)U0(s)R1R2csUi(s)R2Ui(s)(2分)得传递函数G(s)U0(s)Ui(s)R1R2csR2R1R2csR1R2(2分)四、（共20分）解：1、（4分）(s)C(s)R(s)1K2s2、(4分)2242240.7073、(4分)004.3200ts2.834、(4分)G(s)KsK1sKs(sK)1s(s1)Kkv1.414Kks22ns5、（4 分

8、）令：0（S）C(s)N(S)K11一Gn(S)ss=0(s)得：Gn(s)sK五、（共15分）1、绘制根轨迹（8分）（1）系统有有3个开环极点（起点）：0、-3、-3,无开环零点（有限终点）；（1分）（2）实轴上的轨迹：（-8,-3）及（-3,0）；（1分）23条渐近线：a32(2分)60,180八一12(4)分离点：0得：d1dd3一2Krdd34(5)与虚轴交点：D(s)s36s29sKr0ImD(j)3903ReD(j)62Kr0Kr54绘制根轨迹如右图所示。2、（7分）开环增益K与根轨迹增益Kr的关系：G（s）(1分)得KKr.9系统稳定时根轨迹增益Kr的取值范围：Kr54,（2分）

9、系统稳定且为欠阻尼状态时根轨迹增益Kr的取值范围：4Kr54,（3分）4系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围：-K6（1分）9六、（共22分）解：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G（s）s（s1K-11）（一s2（2分）由图可知:1处的纵坐标为40dB,则L（1）20lgK1）40,得K100（2分）110和2=100（2分）故系统的开环传函为G0（s）100（2分）s.s.s11101002、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G0（j）100（1分）j1j110100开环幅频特性A0（）10

10、010121100（1分）开环相频特性:0（S）90o tg 10.1 tg 10.01（1分）3、求系统的相角裕度求幅值穿越频率,1002c 31.6rad / s （3 分）100（ c）90otg10.11tg 0.0190o tg13.16tg 10.316180o（2 分）180o 0（c）180o180o 0（2分）对最小相位系统0o临界稳定4、（4分）可以采用以下措施提高系统的稳定裕度：增加串联超前校正装置；增加串联滞后校正装置；增加串联滞后-超前校正装置；增加开环零点；增加PI或PD或PID控制器；在积分环节外加单位负反馈。试题二一、填空题（每空1分，共15分）1、在水箱水温控

11、制系统中，受控对象为,被控量为。2、自动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;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;含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于。3、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。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用;在频域分析中采用。4、传递函数是指在初始条件下、线性定常控制系统的与之比。5、设系统的开环传递函数为K2（s1）,则其开环幅频特性为，相频s2（Ts1）特性为。6、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

12、c对应时域性能指标,它们反映了系统动态过程的。二、选择题（每题2分，共20分）1、关于传递函数，错误的说法是（D）BA传递函数只适用于线性定常系统；B传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响;C传递函数一般是为复变量s的真分式；D闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。2、下列哪种措施对改善系统的精度没有效果（C）。A、增加积分环节B、提高系统的开环增益KG增加微分环节D、引入扰动补偿3、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的（D）A、准确度越高B、准确度越低C、响应速度越快D、响应速度越慢一504、已知系统的开环传递函数为，则该系统的开环增益为（C）。（2s1）（

13、s5）A、 50B、25C、10D、55、若某系统的根轨迹有两个起点位于原点，则说明该系统(B)。A、含两个理想微分环节B、含两个积分环节C、位置误差系数为0D、速度误差系数为0A、超调%B、稳态误差essC、调整时间tsD、峰值时间tp7、已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是(B)K(2s)K(s1)KK(1s)A、B、C、2D、s(s1)s(s5)s(ss1)s(2s)8、若系统增加合适的开环零点，则下列说法不正确的是()B。A、可改善系统的快速性及平稳性；B、会增加系统的信噪比；G会使系统的根轨迹向s平面的左方弯曲或移动；D、可增加系统的稳定裕度。9、开环对数幅频特性的低

14、频段决定了系统的(B)A。A稳态精度B、稳定裕度C、抗干扰性能D、快速性10、下列系统中属于不稳定的系统是(D)。A、闭环极点为421j2的系统B、闭环特征方程为s22s10的系统G阶跃响应为c(t)20(1e0.4t)的系统D、脉冲响应为h(t)8e0.4t的系统三、(8分)写出下图所示系统的传递函数C(结构图化简，梅逊公式均可)R(s)四、（共20分）设系统闭环传递函数（s）迪，试求：R（s）Ts2Ts11、 0.2;T0.08s；0.8;T0.08s时单位阶跃响应的超调量、调节时间ts及峰值时间tp。（7分）2、 0.4；T0.04s和0.4；T0.16s时单位阶跃响应的超调量%、调节时

15、间ts和峰值时间tp。（7分）3、根据计算结果，讨论参数、T对阶跃响应的影响。（6分）五、（共15分）已知某单位反馈系统的开环传递函数为s(s 3)G（S）H（S）Kr（s1）,试：1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹（求出：分离点、与虚轴的交点等）;（8分）2、求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围。（7分）s(s 1)六、（共22分）已知反馈系统的开环传递函数为G（s）H（s）,试:1、用奈奎斯特判据判断系统的稳定性；（10分）2、若给定输入r（t）=2t+2时，要求系统的稳态误差为0.25,问开环增益K应取何值。（7分）3、求系统满足上面要求的相角裕度。（5分）试题二答案

16、一、填空题（每题1分，共20分）1、水箱;水温2、开环控制系统;闭环控制系统；闭环控制系统3、回；劳斯判据;奈奎斯特判据4、签；输出拉氏变换;输入拉氏变换K221t5、一工;arctan180arctanT（或：180oarctan72,T2211T26、调整时间ts;快速性、判断选择题（每题2分，共20分）1、B2、C3、D4、C5、B6、A7、B8、B9、A10、DR(s)三、（8分）写出下图所示系统的传递函数C（结构图化简，梅逊公式均Pi(1分)解：传递函数G(s):根据梅逊公式G(s)C(s)口R(s)4条回路：L1G2(s)G3(s)H(s),L2G4(s)H(s),L3Gi(s)G

17、2(s)G3(s),L4Gi(s)G4(s)无互不接触回路。(2分)41Li1G2(s)G3(s)H(s)G4(s)H(s)Gi(s)Gz(s)G3(s)Gi(s)G4(s)i1(2分)2条前向通道:P1G1(s)G2(s)G3(s),P2G1(s)G4(s),(2分)G(s)R(sP11P22G(s)Gz(s)G3(s)G1(s)G4(s)G2(s)G3(s)H(s)G4(s)H(s)G(s)G2(s)G3(s)G1(s)G4(s)(1分)四、(共20分)解：系统的闭环传函的标准形式为:(s)T2s22Ts12ns22ns其中n0.21、当T0.08s时,ts0.8时T0.08ststp4T

18、4Te0.2/小0.2252.7%40.08(汽1.6s0.2n0.8/1e40.080.8(4分)T0.08.10.220.26s0.821.5%0.4s(3分)tp0.080.42s.10.820.42、当T0.04s时,ts0.4T0.16s时,tstp3、根据计算结果,讨论参数tp4T4T（1）系统超调只与阻尼系数（2）当时间常数T一定,阻尼系数即初始响应速度变慢;（2分）（3）当阻尼系数一定,时间常数0.4/1e40.040.40.4225.4%0.4sTn：1212e0.4“140.160.4（4分）0.04J0.420.14s一,70.425.4%1.6s（3分）0.160.55

19、sT对阶跃响应的影响。（6分）有关，而与时间常数T无关，增大，超调增大，调整时间ts减小，即暂态过程缩短;T增大，调整时间ts增加，即暂态过程变长;即初始响应速度也变慢。（2分）五、（共15分）（1）系统有有2个开环极点（起点）：0、3,1个开环零点（终点）为：-1;%减/（2分）峰值时间峰值时间tp增加,tp增加,（2）实轴上的轨迹：（-8,-1）及（0（3）求分离点坐标3）；（2分）（2分）111/日，得d1dd3d11,d2（2分）分别对应的根轨迹增益为Kr1,Kr（4）求与虚轴的交点系统的闭环特征方程为s（s-3）Kr（s1）0,即$2（Kr3）sKr0令s2（Kr3）sKr3,Kr3

20、（2分）根轨迹如图1所示。（2分）（3分）（1分）（1分）解：1、系统的开环频率特性为G(j )H(j )Kj (1 j )(2分)幅频特性：A（）相频特性：（）90o arctan（2分）图12、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Kr的取值范围：Kr3,系统稳定且为欠阻尼状态时根轨迹增益Kr的取值范围：Kr39,开环增益K与根轨迹增益Kr的关系：KKr-3系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围：K13六、（共22分）起点:0,A(0),(0)900；(1分),A()0,()180；(1分)0:()90180曲线位于第3象限与实轴无交点。开环频率幅相特性图

21、如图2所示。（1分）判断稳定性：开环传函无右半平面的极点，则极坐标图不包围（一1, j0）点, 根据奈氏判据，Z = P 2N = 00 , N 0系统稳定。图22、若给定输入r（t） = 2t+ 2时，要求系统的稳态误差为0.25,求开环增益K: 系统为1型，位置误差系数K p =8,速度误差系数Kv=K ,（2分）依题意:A essKv0.25,（3分）（2分）故满足稳态误差要求的开环传递函数为G（s）H（s）s（s 1）3、满足稳态误差要求系统的相角裕度令幅频特性：A（2分）（c）90oarctan90o arctan2.7160o（1分）相角裕度180oc）180o 160o 20o（

22、2分）试题三、填空题（每空1分,共20分）1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面， 即：稳定性、快速性和2、控制系统的 是,二阶系统传函标准形式是3、在经典控制理论中，可采用 统稳定性。4、控制系统的数学模型，取决于系统 5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为称为传递函数。一阶系统传函标准形式、根轨迹法或等方法判断线性控制系与外作用及初始条件无关。6、奈奎斯特稳定判据中，Z=P-R，其中P是指指,R指7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，ts定义为8、PI控制规律的时域表达式是。P I D控制规律的传递函数表达式是9、设系统的开环传递函数为s(T1s 1)(T2s 1),则其开环幅频特性

23、为二、判断选择题(每题2分，共16分)1、关于线性系统稳态误差，正确的说法是：()A、一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差；稳态误差计算白通用公式是eqlims_Rs一；s01G(s)H(s)C增大系统开环增益K可以减小稳态误差；D增加积分环节可以消除稳态误差，而且不会影响系统稳定性。2、适合应用传递函数描述的系统是()。A、单输入，单输出的线性定常系统;B、单输入，单输出的线性时变系统；C、单输入，单输出的定常系统；D、非线性系统。53、若某负反馈控制系统的开环传递函数为-一-,则该系统的闭环特征万程为()。A、s(s 1) 0B、 s(s 1)5 0C、s(s 1) 1 0D、与是否为单位反

24、馈系统有关4、非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S),反馈通道彳递函数为H(S),当输入信号为R(S),则从输入端定义的误差E(S)为()A、E(S)R(S)G(S)B、E(S)R(S)G(S)H(S)C、E(S) R(S) G(S) H (S)D、E(S) R(S) G(S)H (S)5、已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是()。A、*K (2 s)s(s 1)*Ks(s 1)(s 5)*K2s(s2-3s 1)D、*K (1 s)s(2 s)6、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的：A、低频段B、开环增益C、高频段D、中频段A、 010D 、 207、已知

25、单位反馈系统的开环传递函数为G(s)210(2s1)一，当输入信号是s(s6s100)8、关于系统零极点位置对系统性能的影响，下列观点中正确的是()A、如果闭环极点全部位于S左半平面，则系统一定是稳定的。稳定性与闭环零点位置无关；日如果闭环系统无零点，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；C、超调量仅取决于闭环复数主导极点的衰减率，与其它零极点位置无关；D、如果系统有开环极点处于S右半平面，则系统不稳定。三、(16分)已知系统的结构如图1所示，其中G(s)k(0.5S1),输入信号为单位斜s(s1)(2s1)坡函数，求系统的稳态误差(8分)。分析能否通过调节增益k,使稳态误差小

26、于0.2(8分)。R(s)G) G(s)C(s)2510四、(16分)设负反馈系统如图2,前向通道传递函数为G(s),若米用测速负反馈s(s2)H(s)1kss,试画出以ks为参变量的根轨迹(10分)，并讨论ks大小对系统性能的影响(6分)。R(s)五、已知系统开环传递函数为G(s)H(s)k1-s),k,T均大于0，试用奈奎斯特稳定s(Ts1)判据判断系统稳定性。(16分)第五题、第六题可任选其一六、已知最小相位系统的对数幅频特性如图3所示。试求系统的开环传递函数。(16分)20-10|L(co) dB-20101R(s)C(s)-40*0s(s 1)17七、设控制系统如图4,要求校正后系统

27、在输入信号是单位斜坡时的稳态误差不大于0.05,相角裕度不小于40o,幅值裕度不小于10dB,试设计串联校正网络。（16分）试题三答案一、填空题（每题1分，共20分）1;Ts 11、稳定性（或：稳，平稳性）：准确性（或：稳态精度,精度）2、输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值；G（s）21G(s)s22nns2(或：G(s)T2s22Ts1)3、劳斯判据（或：时域分析法）;奈奎斯牛t判据（或：频域分析法）4、结构；参数5、201gA（）（或：L（）;lg（或：按对数分度）6、开环传函中具有正实部的极点的个数，（或：右半S平面的开环极点个数）;闭环传函中具有正实部的极点的个数（或：右半

28、S平面的闭环极点个数,不稳定的卞B的个数）;奈氏曲线逆时针方向包围（-1,j0）整圈数。7、系统响应到达并保持在终值5%或2%误差内所需的最短时间（或：调整时间.调节时间）；响应的最大偏移量h（tp）与终值h（）的差与h（）的比的百分数。（或：h(tp) h()h()100% ,超调)8、m(t)Kp tKpe(t)p 0e(t)dtTit(或：Kpe(t) Ki 0edt)；-1Gc(s) Kp(1s)Ts一Ki(或：Kp Kds)s9、A()K(Ti )2 1 .(T2 )2 1()900 tg 1(T1 ) tg 1(T2 )二、判断选择题（每题2分，共16分）1、C2、A3、B4、D5

29、、A6、D7、D8、A三、（8分）试建立如图3所示电路的动态微分方程，并求传递函数。四、（共20分）系统结构图如图4所示:三司屋困1、写出闭环传递函数（S）四表达式；（4分）R（s）2、要使系统满足条件：0.707,n2,试确定相应的参数K和；（4分）3、求此时系统的动态性能指标,ts；（4分）4、r（t）2t时，求系统由r（t）产生的稳态误差ess；（4分）Krs(s 3)25、确定Gn（s）,使干扰n（t）对系统输出c（t）无影响。（4分）五、（共15分）已知某单位反馈系统的开环传递函数为G（s）1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹（求出：渐近线、分离点、与虚轴的交点等）；（8分）

30、2、确定使系统满足01的开环增益K的取值范围。（7分）六、（共22分）某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线Lo（）如图5所示：上）dB图3对数幅频特性曲线1、写出该系统的开环传递函数Go（s）;（8分）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。（3分）3、求系统的相角裕度。（7分）4、若系统的稳定裕度不够大，可以采用什么措施提高系统的稳定裕度？（4分）三、（8分）试建立如图3所示电路的动态微分方程，并求传递函数。图3四、（共20分）系统结构图如图4所示:1、写出闭环传递函数（s）包s）表达式；（4分）R（s）2、要使系统满足条件：0.707,n2,试确定相应的参数K和；（4分）

31、3、求此时系统的动态性能指标00,ts；（4分）4、r（t）2t时，求系统由r（t）产生的稳态误差ess；（4分）Krs(s 3)25、确定Gn（s）,使干扰n（t）对系统输出c（t）无影响。（4分）五、（共15分）已知某单位反馈系统的开环传递函数为G（s）1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹（求出：渐近线、分离点、与虚轴的交点等）；（8分）2、确定使系统满足01的开环增益K的取值范围。（7分）六、（共22分）某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线l0（）如图5所示：1、写出该系统的开环传递函数G0（s）；（8分）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。（3分）3、求系

32、统的相角裕度。（7分）4、若系统的稳定裕度不够大，可以采用什么措施提高系统的稳定裕度？（4分）42三、（8分）试建立如图3所示电路的动态微分方程，并求传递函数。四、（共20分）系统结构图如图4所示:R F(j)1、写出闭环传递函数（s）C（s）表达式；（4分）R（s）2、要使系统满足条件：0.707,n2,试确定相应的参数K和；（4分）3、求此时系统的动态性能指标 , ts； （4分）4、5、r（t）2t时，求系统由r（t）产生的稳态误差ess；（4分）确定Gn（s）,使干扰n（t）对系统输出c（t）无影响。（4分）五、（共15分）已知某单位反馈系统的开环传递函数为G（s）s（s3）1、绘制该

33、系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹（求出：渐近线、分离点、与虚轴的交点等）；（8分）2、确定使系统满足01的开环增益K的取值范围。（7分）六、（共22分）某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线L0（）如图5所示:图3对散幅频特性曲线1、写出该系统的开环传递函数Go（s）;（8分）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。（3分）3、求系统的相角裕度。（7分）4、若系统的稳定裕度不够大，可以采用什么措施提高系统的稳定裕度？（4分）三、（8分）试建立如图3所示电路的动态微分方程，并求传递函数。图3四、（共20分）系统结构图如图4所示:1、写出闭环传递函数（S）C以表达式；（4分）R（

34、s）2、要使系统满足条件:0.707 ,2,试确定相应的参数K和；（4分）3、求此时系统的动态性能指标00,ts；（4分）4、r（t）2t时，求系统由r（t）产生的稳态误差ess；（4分）5、确定Gn（s）,使干扰n（t）对系统输出c（t）无影响。（4分）五、（共15分）已知某单位反馈系统的开环传递函数为G（s）后1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹（求出：渐近线、分离点、与虚轴的交点等）；（8分）2、确定使系统满足01的开环增益K的取值范围。（7分）六、（共22分）某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线Lo（）如图5所示：1、写出该系统的开环传递函数Go（s）；（8分）2、写出该系统的

35、开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性。（3分）3、求系统的相角裕度。（7分）4、若系统的稳定裕度不够大，可以采用什么措施提高系统的稳定裕度？（4分）三、（8分）试建立如图3所示电路的动态微分方程，并求传递函数。四、（共20分）系统结构图如图4所示:图41、写出闭环传递函数（S）2表达式；（4分）R（s）2、要使系统满足条件：0.707,n2,试确定相应的参数K和；（4分）3、求此时系统的动态性能指标,ts；（4分）4、r（t）2t时，求系统由r（t）产生的稳态误差ess；（4分）Krs(s 3)25、确定Gn（s）,使干扰n（t）对系统输出c（t）无影响。（4分）五、（共15分）已知某单位

36、反馈系统的开环传递函数为G（s）1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹（求出：渐近线、分离点、与虚轴的交点等）；（8分）2、确定使系统满足01的开环增益K的取值范围。（7分）六、（共22分）某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线LK）如图5所示：图3对散幅频特性曲线1、写出该系统的开环传递函数Go（s）;（8分）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。（3分）3、求系统的相角裕度。（7分）4、若系统的稳定裕度不够大，可以采用什么措施提高系统的稳定裕度？（4分）三、（8分）试建立如图3所示电路的动态微分方程，并求传递函数。图3四、（共20分）系统结构图如图4所示:1、写出闭

37、环传递函数（S）C以表达式；（4分）R（s）2、要使系统满足条件:0.707 ,2,试确定相应的参数K和；（4分）3、求此时系统的动态性能指标00,ts；（4分）4、r（t）2t时，求系统由r（t）产生的稳态误差ess；（4分）5、确定Gn（s）,使干扰n（t）对系统输出c（t）无影响。（4分）五、（共15分）已知某单位反馈系统的开环传递函数为G（s）后1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹（求出：渐近线、分离点、与虚轴的交点等）；（8分）2、确定使系统满足01的开环增益K的取值范围。（7分）六、（共22分）某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线Lo（）如图5所示：1、写出该系统的开环传递

38、函数Go（s）；（8分）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。（3分）3、求系统的相角裕度。（7分）4、若系统的稳定裕度不够大，可以采用什么措施提高系统的稳定裕度？（4分）试题四一、填空题(每空1分，共15分)1、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面，即：、和,其中最基本的要求是。2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为G(s),则该系统的开环传递函数为。3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有、等。4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用、等方法。K5、设系统的开环传递函数为，则其开环幅频特性为

39、，s(T1s1)(T2s1)相频特性为。6、PID控制器的输入一输出关系的时域表达式是,其相应的传递函数为。7、 最/J、相位系统是指0二、选择题(每题2分，共20分)1、关于奈氏判据及其辅助函数F(s)=1+G(s)H(s)，错误的说法是()A、F(s)的零点就是开环传递函数的极点日F(s)的极点就是开环传递函数的极点CF(s)的零点数与极点数相同2s 1s2 6s 100则该系统的闭环特征方程为DF(s)的零点就是闭环传递函数的极点2、已知负反馈系统的开环传递函数为G(s)()。2A、s6s1000B、(s26s100)(2s1)0D、与是否为单位反馈系统有关3、一阶系统的闭环极点越靠近S

40、平面原点，则()。A、准确度越高B、准确度越低C、响应速度越快D、响应速度越慢4、已知系统的开环传递函数为100,则该系统的开环增益为()。(0.1s1)(s5)A、100B、1000C、20D、不能确定5、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的：A、闭环零点和极点B、开环零点C、闭环极点D、阶跃响应6、下列串联校正装置的传递函数中，能在c1处提供最大相位超前角的是()。10s110s1A、B、C、s10.1s17、关于PI控制器作用，下列观点正确的有（）2s10.5s1D、0.1s110s1A、可使系统开环传函的型别提高，消除或减小稳态误差；日积分部分主要是用来改善系统动态性能的；C比例系数无论

41、正负、大小如何变化，都不会影响系统稳定性;D只要应用PI控制规律，系统的稳态误差就为零。8、关于线性系统稳定性的判定，下列观点正确的是（）。A、 线性系统稳定的充分必要条件是：系统闭环特征方程的各项系数都为正数;B、 无论是开环极点或是闭环极点处于右半S平面，系统不稳定；C、 如果系统闭环系统特征方程某项系数为负数，系统不稳定；D、 当系统的相角裕度大于零，幅值裕度大于1时，系统不稳定。9、关于系统频域校正，下列观点错误的是（）A一个设计良好的系统，相角裕度应为45度左右；B开环频率特性，在中频段数幅频特性斜率应为20dB/dec；C低频段，系统的开环增益主要由系统动态性能要求决定；D利用超前

42、网络进行串联校正，是利用超前网络的相角超前特性。10、已知单位反馈系统的开环传递函数为G（s）r（t）22tt2时，系统的稳态误差是（）A、0B、ooC、1010(2s1)-221s(s6s100),当输入信号是D、20三、写出下图所示系统的传递函数Cs）（结构图化简，梅逊公式均可）。R（s）（8分）四、（共15分）已知某单位反馈系统的闭环根轨迹图如下图所示1、写出该系统以根轨迹增益K*为变量的开环传递函数；（7分）2、求出分离点坐标，并写出该系统临界阻尼时的闭环传递函数。（8分）五、系统结构如下图所示，求系统的超调量和调节时间ts。(12分)s(s5)六、已知最小相位系统的开环对数幅频特性匕

43、()和串联校正装置的对数幅频特性Lc()如下图所示，原系统的幅值穿越频率为c24.3rad/s：(共30分)1、写出原系统的开环传递函数G(s),并求其相角裕度,判断系统的稳定性；(10分)2、写出校正装置的传递函数Gc(s);(5分)3、写出校正后的开环传递函数G0(s)Gc(s),画出校正后系统的开环对数幅频特性Lgc()，并用劳斯判据判断系统的稳定性。(15分)试题四答案一、填空题(每空1分，共15分)1、稳定性快速性准确性稳定性2、G(s)；3、微分方程传递函数(或结构图信号流图)(任意两个均可)4、劳思判据根轨迹奈奎斯特判据K0ii5、A()2,2；()900tg1(Ti)tg1(T

44、2),(T1)21)2i6、m(t)Kpe(t)K2te(t)dtKp皿Gc(s)Kp(1s)Ti0dtTiS7、S右半平面不存在系统的开环极点及开环零点二、判断选择题(每题2分，共20分)1、A2、B3、D4、C5、C6、B7、A8、C9、C10、D三、(8分)写出下图所示系统的传递函数C0(结构图化简，梅逊公式均R(s)可)。n、Pi解：传递函数G(s):根据梅逊公式G(s)C(s)L(2分)R(S)3条回路：LiGi(S)Hi(S),L2G2(S)H2(S),L3G3(s)H3(s)(1分)(1分)1对互不接触回路：L1L3G1(s)H1(s)G3(s)H3(s)31Lii 1L1L31

45、Gi(s)Hi(s) G2(s)H2(s) G3(s)H3(s) Gi(s)Hi(s)G3(s)H3(s)(2分)1条前向通道:PiGi(s)G2(s)G3(s),11(2分)C(s) G(s) R(s)Gi(s)G2(s)G3(s)1Gi(s)Hi(s)G2(s)H2(s)G3(s)H3(s)Gi(s)Hi(s)G3(s)H3(s)(2分)四、(共15分)1、写出该系统以根轨迹增益K*为变量的开环传递函数；(7分)2、求出分离点坐标，并写出该系统临界阻尼时的闭环传递函数。(8分)解：1、由图可以看出，系统有1个开环零点为：1(1分)；有2个开环极点为：0、-2(1分)，而且为零度根轨迹。由此可得以根轨迹增益K*为变量的开环传函G（s）分）2、求分离点坐标111/曰,得d 1