《自动控制原理》A卷答案(电气工程及自动化专业)

山东科技大学2007—2008学年第一学期《自动控制原理》考试试卷（A）答案及评分标准班姓学 题号一题号一二三四总得分评卷人审核人得分（分，共分）1、对自动控制系统的基本性能要求可归纳为三个方面，这三个方面是稳、快、准。2准确性能；中频区决定了系统 的快速性能。高频区决定了系统抗干扰性能。若要求提高系统的响应速度应选择超前校 正装置。若要求提高系统抑制噪声的能力应选择 滞后 校正装置。3、某反馈控制的特征函数F(s)1G(s)H(s)0.5s)则该系统的开环极点 -5，5s)-0.2 ，为闭环极点为-10，-2 。4、如下图所示系统的开环放大倍数为 100 ，当输入信号r(t)4时，系统稳态误差为4/101 ，当输入信号rt4t时，系统稳态误差为。5s45、系统传递函数G(s)

0 1x0u,y4 s23s2

2

0 2x4uy。1 3 5二、选择题（315）

1、若系统（或元件）的某输入输出的拉氏变换分别为x(s),x(s)，对应的传递函数记为G(s)，i 0则下列说法是不正确的有（B）A G(s)X

(s)

X (s)；B G(s) 0 ，描述了系统的全部信息；X(s)i

X(s)iC 若g(t)为单位脉冲响应，则G(s)L[g(t)]；D G(s)反映了系统本身的固有特性。2 12、已知系统的状态方程和输出方程为 3

x2u,y3 ，则系统状态（A。 1A．可控，可观；B．可控，不可观；C．不可控，可观；D．不可控，不可观3非线性系统周期运动如下图曲线和 1 曲线有两个交点12下列说法正确的（D）G N(A、1对应的周期运动是稳定的，2对应的周期运动是稳定的。1B、1对应的周期运动是不稳定的，2对应的周期运动是不稳定的。2C、1对应的周期运动是不稳定的，2对应的周期运动是稳定的。D、1对应的周期运动是稳定的，2对应的周期运动是不稳定的。4Bode20dB/dec1幅值为20dB，相频(090，则该系统（B）A 是0型系统，开环放大倍数为10；B 是I型系统，开环放大倍数为10；1010C 是0型系统，开环放大倍数为 ；D 是I型系统，开环放大倍数为 。10105、已知系统特征方程s43s33s23s20，下列说法正确的是（B）A．系统稳定。B.系统临界稳定。C.系统不稳定。D.无法判断。三、计算题（每题10分，共40分）1、如下图所示系统，其单位阶跃响应曲线h(t)所示，试确定参数k及a。R解：依题可知h()1 （3）0.75''p 1.091% 9% 1(s) K 2

K 2

)分）2 s asK s 2

s

an1212p

0.75n

n n n()分）12 12

0.7665%

0.09

0.7665210.766520.60833(0.7665210.76652

(52分）0.7510.60820.7510.6082n

5.236

()分）K2236224 （2分）a260823637n2、系统结构图如下图所示，求系统的闭环传递函数(s).解（2分)3、采样系统结构如下图所示，其中K=1，T=1s，求闭环脉冲传递函数(z。判断系统稳定性。 1 0.368z0.264解：1）G(z)z)Z (4分)s2(s z21.368z0.368(z) G(z)

0.368z0.264

(2分)1G(z) z2z0.6322）系统闭环特征方程为：D(z)z2z0.6320(2分)特征根z1,2

0.5j0.618，在单位圆内，系统稳定。(2分)4

0 1x0uy，能否通过状态反馈把系统的极点配 2 置在处若可以求出实现上述极点配置的反馈矩阵KSAb0 2，2 系统可控，可以通过状态反馈实现极点配置。（3分）Kk1 2sI(AbK)

s 1

s22(k

1)s2k332k1

s22k2

2 1（3分）a*(s)s220s100（2分）2(k

1)20 k51.52231001111k ,k21

（2分）四、绘图题（每题15分，共30分）1、已知某系统的开环传递函数为G(s)H(s)K为参数的闭环系统根轨迹图；K值范围。解：开环极点:p0,p p 21 2 3

K，s(s1)(s2)， 渐近线:

1

60

（2分） a 180实轴上的根轨迹:(,2],[1,0] （2分）分离点:

d[G(s)H(s) 0 3 ds

121.577121.577s1,2

66

0.433与虚轴交点:s33s22sk0 （2分）s3 1 2s2 3 k

k6时，有260,s1 2 3s0 k2得：s j21,2单位阶跃响应呈阻尼衰减振荡的k值范围为: 0k6（3分）绘图（3分） 52、已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)H(s) ，要求：5s(0.1s1)(0.4s1)绘制概略开环幅相曲线（要求确定起点，终点，与实轴的交点；利用奈氏判据判定系统稳定性（步骤，结论。确定系统的幅值裕度和相角裕度。解：1G(j0)H(j0)90（1分）终点：G(j)H(j)0270（1分）与实轴的交点：x

5,Gjx

(jx

)0.4(4分)1分）2)R=0，P=0Z=0，由