自动控制原理期末试卷文档

完好word版,自动控制原理期末试卷及答案,介绍文档完好word版,自动控制原理期末试卷及答案,介绍文档7/7完好word版,自动控制原理期末试卷及答案,介绍文档课程名称:自动控制理论（A/B卷闭卷）考试时间100分钟题号一二三四五六七八九十总分统分人题字100得分考生注意事项：1、本试卷共2页，试卷若出缺页或破坏，请马上举手报告以便更换。2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和稿本纸带出考场。3、答案请写在答题纸之密封线内和纸卷正面，否则不记分。一、填空题（每空1分，共15分）1、反响控制又称误差控制，其控制作用是经过与反响量的差值进行的。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、两个传达函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为G(s)，则G(s)为（用G1与2(s)表示）。(s)G4、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，该系统的特色方程为，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，则该系统的传达函数G(s)为。6、根轨迹初步于，停止于。7、设某最小相位系统的相频特色为( )tg1( )900tg1(T)，则该系统的开环传达函数为。8、PI控制器的输入－输出关系的时域表达式是，其相应的传达函数为，由于积分环节的引入，能够改进系统的性能。二、选择题（每题2分，共20分）1、采用负反响形式连接后，则( )A、必然能使闭环系统牢固；B、系统动向性能必然会提高；C、必然能使搅乱引起的误差逐渐减小，最后完好除掉；D、需要调整系统的结构参数，才能改进系统性能。2、以下哪一种措施对提高系统的牢固性没有收效( )。A、增加开环极点；B、在积分环节外加单位负反响；C、增加开环零点；D、引入串通超前校正装置。3、系统特色方程为D(s)s32s23s60，则系统( )A、牢固；B、单位阶跃响应曲线为单调指数上升；C、临界牢固；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、系统不牢固；C、输入幅值过大；D、闭环传达函数中有一个积分环节。5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是( )A、主反响口符号为“-”；B、除Kr外的其他参数变化时；C、非单位反响系统；D、根轨迹方程（标准形式）为G(s)H(s)1。6、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、已知开环幅频特色如图2所示，则图中不牢固的系统是( )。系统①系统②系统③图2A、系统①B、系统②C、系统③D、都不牢固8、若某最小相位系统的相角裕度0o，则以下说法正确的选项是( )。A、不牢固；B、只有当幅值裕度kg1时才牢固；C、牢固；D、不能够判用相角裕度判断系统的牢固性。9、若某串通校正装置的传达函数为10s1，则该校正装置属于( )。100s1A、超前校正B、滞后校正C、滞后-超前校正D、不能够判断10、以下串通校正装置的传达函数中，能在c1处供应最大相位超前角的是：10s110s12s11A、1B、1C、1D、1s10s三、(8分)试建立如图3所示电路的动向微分方程，并求传达函数。图3四、（共20分）系统结构图如图4所示：图41、写出闭环传达函数(s)C(s)表达式；（4分）R(s)2、要使系统满足条件：,2,试确定相应的参数K和；4n（分）3、求此时系统的动向性能指标00,ts；（4分）4、r(t)2t时，求系统由r(t)产生的稳态误差ss；e（4分）5、确定Gn(s)，使搅乱n(t)对系统输出c(t)无影响。（4分）五、(共15分)已知某单位反响系统的开环传达函数为G(s)Kr:s(s3)21、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹（求出：渐近线、分别点、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色曲线L0( )如图5所示：1、写出该系统的开环传达函数G0(s)；（8分）2、写出该系统的开环频率特色、开环幅频特色及开环相频特色。（3分）3、求系统的相角裕度。（7分）4、若系统的牢固裕度不够大，能够采用什么措施提高系统的牢固裕度？（4分）试题一答案一、填空题(每题1分，共15分)1、给定值2、输入；扰动；3、G1(s)+G2(s)；4、2；20.707；s22s20；衰减振荡25、105；ss6、开环极点；开环零点K(s1)7、s(Ts1)8、

u(t)

Kp[e(t)

1

e(t)dt]

；

Kp[1

1

]；稳态性能T

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)建立电路的动向微分方程，并求传达函数。解：1、建立电路的动向微分方程依照KCL有ui(t)u0(t)d[ui(t)u0(t)]u0(t)R1CR2dt(2分)即R1R2Cdu0(t)(R1R2)u0(t)R1R2Cdui(t)R2ui(t)dtdt(2分)2、求传达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)得传达函数U0(s)R1R2CsR2(2分)G(s)R2Ui(s)R1R2CsR1四、(共20分)KC(s)s2K2解：1、（4分）(s)2n2R(s)KKsKsK2s2nsn1ss2K2224K42、（4分）nK2n223、（4分）0e124.32000ts442nKK14、（4分）G(s)s2KK1Ks(sK)s(s1)v11sessA2KK1K1C(s)sGn(s)5、（4分）令：n(s)sN(s)＝0(s)得：Gn(s)sK五、(共15分)1、绘制根轨迹（8分）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：（-∞，-3）及（-3，0）；（1分）(3)3条渐近线：

33a2（2分）360,180(4)分别点：120得：d1（2分）dd3Krdd324(5)与虚轴交点：( )s36s29sKr0DsImD(j)3903（2分）ReD(j)62Kr0Kr54绘制根轨迹如右图所示。KrKr2、（7分）开环增益K与根轨迹增益Kr的关系：G(s)29s(s3)2ss13得KKr9（1分）系统稳准时根轨迹增益Kr的取值范围：Kr54，（2分）系统牢固且为欠阻尼状态时根轨迹增益Kr的取值范围：4Kr54，（3分）系统牢固且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围：4K6（1分）9六、（共22分）解：1、从开环波特图可知，原系统拥有比率环节、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)K(2分)s1)(1s(1s1)12由图可知：1处的纵坐标为40dB,则L(1)20lgK40,得K100(2分)110和2=100（2分）故系统的开环传函为G0(s)100（2分）ss1s1101002、写出该系统的开环频率特色、开环幅频特色及开环相频特色：开环频率特色G0(j)100（1分）jj1j110100开环幅频特色A0()100（1分）221011100开环相频特色：0(s)90otg1tg1（1分）3、求系统的相角裕度：求幅值穿越频率，令A0()1001得c31.6rad/s（3分）22101110