自动控制原理试卷及答案

（A/B n阻尼比 则该系统的传递函数G(s)为 7、设某最小相位系统的相频特性为()tg1()900tg1(T)，则该系统的开环传递函数

D(s)s32s23s60，则系统 ，说明 A、型别v2 D、根轨迹方程（标准形式）为G(s)H(s)1 )A、超调

D、峰值时间t 图2

10s1

100s

10ss

10s

2s10.5s

10s图 ,)

s(s)2 20.707；s22s20；衰减振22 s ss(Ts 8、u(tKp[e(tTe(t)dt]Kp[1Ts]态 8、C9、B10、ui(t)u0根据KCL

Cd[ui(t)u0(t)]

u0

RRCdu0(t)

R

(t)RRCdui(t)Ru

1

1 2R1R2CsU0(s)(R1R2)U0(s)R1R2CsUi(s)R2Ui

G(s)

U0(s)Ui

R1R2CsR2R1R2CsR1R2

(s)

C(s) s

nn nn

1K s

s2Ks

s2

sK222

K

2K2n2

0000

e

4.320ts

4242s

14（4）G(s1s

s(sK s(s

ve

2KKK

1K1

5（4分）

(s)

N

Gn(ss

333

1 d

得：d

rKdd32rr(5)与虚轴交点D(ss36s29sKrImD(j)39 KrReD(j)62 KrK2（7分）开环增益K与根轨迹增益Kr的关系：G(s) K

Kr s(s

s

得K

，49

K

G(s)

s(

s1)(

s

,110和2

s故系统的开环传函G0(ss

G0(j)

jj101j10010 100

0(s)

10 10 100 tgtg90tg3.16tg0.316cc ()c

0(c)

180

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 为 于 。 5、设系统的开环传递函数 ，则其开环幅频特性 ，相频特性s2(Ts 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c对应时域性能指标，它们反映了系统动态过程的 )

(2s1)(s

A、 ) D、速度误差系数为 )A、超调

D、峰值时间t K(2s(s

B、

K(ss(s

Cs(s2－s

K(1s(2 B、闭环特征方程为s2s10的系2C、阶跃响应为c(t20(1e04t的系统D、脉冲响应为h(t8e04t

T2s22Ts1、0.2；T0.08s0.8；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、调节时间ts和峰值时间tp（7分）)

Ks(s

K221 ；arctan180arctanT(或：180arctan 2T221

1T2 9、A10、

nn

G(s)

4条回路L1G2(s)G3(s)H(s,L2G4(s)H(sL3G1(s)G2(s)G3

L4G1(s)G4

441Li1G2(s)G3(s)H(s)G4(s)H(s)G1(s)G2(s)G3(s)G1(s)G4

11s)G3(s)G1s)G3(s)G1(s)G4

2

1 ，其中 T2s22Ts s22s2 1110

e02

41、当

时，ts

T

n1n1

1 t

111110

e08

4当

ts

T

n1n1

11d 1d1110

e04

42、当

时，ts

T

n1n1

1 t

111110

e04

4当

ts

T

n1n1

111dd

系统超调只与阻尼系数有关，而与时间常数T无关，增大，超调减小(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； （2分） 1

，得

d

d d

Kr

Kr 令s2K3)s

sj0,

Kr

根轨迹如图1所示图 3

G(j)H(j)

K12j(112

A()

()

arctan

~1800~:()~180开环频率幅相特性图如图2所示。 系统为1型，位置误差系数KP=∞，速度误差系数KV=K

e

A

20.25 K

8

G(s)H(s)

s(s

A()

1

c

12(c)12

arctanc

arctan2.7

((c)180160

。。 。。 。

s(T1s1)(T2s

A、一型系统在斜坡输入信号时无误差；

；s01G(s)H、增

s(s

A、s(s1) B、s(s1)5Cs(s11

为 A、E(S)R(S)G(S) B、E(S)R(S)G(S)H(SC、E(S)R(S)G(S)H D、E(S)R(S)G(S)H K*(2 K K K*(1s(s

B、s(s1)(s5）Cs(s2－3s

s(2

10(2ss2(s26s

A、0 B、∞ C、10 D、 三、(16已知系统的结构如图1所示，其中G(s

k(0.5ss(s1)(2s

—

s(s

出以ks为参变量的根轨迹(10并讨论ks大小对系统性能的影响(6—H—H

k(1s)s(Ts

L(ω)L(ω)--ω-1 -图Ks(s——10dB，试设计串联校正网络。16分)

Ts

G(s) s22s

G(s)

T2s22Ts))5、20lgA((L()lg(或：按对数分度j0整圈数。%与终值h(的差与h(的比的百分（h(tph()100，超调t8、m(t)Kpe(t)Kpt Ke(t)Kt ) G(s)K(11

KsK

()90tg(T1)

(T)21(T)2 图 ,)

s(s)图 ,)

s(s)图 ,)

s(s)图 ,)

s(s)图 ,)

s(s)图 ,)

s(s)

s(T1s1)(T2s

6、PID控制器的输入－输出关系的时域表达式是 A、F(s)的零点就是开环传递函数的极点CF(s)的零点数与极点数相同、

2ss26s

A、s26s100 B、(s26s100)(2s1)Cs26s1001

)

(0.1s1)(s

A、100 ()10ss

10ss

2s10.5s

10s有() 、如 、低

10(2ss2(s26s

，当输入信号是r(t22tt2时 A、 B、 C、 D、

————

——21×--×12--ss(s（15分）---024-110-1、稳定性快速性准确 2、G(s)

(T)21(T)2 m(t)Ke(t)Kp te(t)dtK

G(s)K(1

T Ti

7、A8、

nn

G(s)

3条回路L1G1(s)H1(s)L2G2(s)H2(sL3G3(s)H3

1互不接触回路L1L3G1(s)H1(s)G3(s)H3

1

G(s)C(s)

G(s)K*(s1)s(s

K*(1s)s(s2)

1

，得

d

d d

K* K*

K(s) 1

s(s

s(s

(s) 1

s(s5) s25ss(s

(s)

2n s22s

2

解得10

n

所以

e05

ts

0.5

或

0.5

1.6s，

0.5

1.4s，

0.5

示，原系统的幅值穿越频率为c24.3rads共30）（15分）

G0(s)

s(

s1)(

s

由图可知：1处的纵坐标为40dB,L(120lgK40,110和2

K

s(1s1)(

s

tgtgtgtgcc 0(c0(c)18020800

1sG(s)2 1s1

1s 1s

100s

3.125s