南工程-自动控制原理试卷0807

（A卷）（A卷）2007/2008学年 第一学期 共6页第1页课程所属部门： 自动化学院课程名称: 自动控制原理考试方式：闭卷 使用班级： 自动化051/052、数控051/052/053班学姓名题号 ▲二三四五六七八九十总分得分命题人：课程组教研室主任审核：主管领导批准:一、单项选择题（本题16题，每空1题，共16分） 本题得分|.传递函数的定义为：在—初始条件下，线性定常系统输出量的拉氏变换，与系统的的拉氏变换之比。.若系统特征方程系数均大于，且劳斯表中第一列元素均为，则相应的系统是稳定的。.系统的频率特性可分为和相频特性。.由系统的给定值至被控量的通道称为。.开环对数幅频特性曲线的频段反应了系统的稳定性和。.一般将占=0.707时的二阶系统称为二阶系统。.开环对数幅频特性曲线的低频段主要由和来确定。.经典控制理论中分析系统性能的方法主要有—分析法、跟轨迹分析法和分析法。.相位裕量是指在频率处，使系统达到临界稳定状态尚可附加的滞后量。.如果控制系统闭环特征方程的根都在s平面的半平面，则该系统稳定。

,RR程学院试卷共^^第2页共20分）1,已知系统的动态结构图，（10分）C,RR程学院试卷共^^第2页共20分）1,已知系统的动态结构图，（10分）C用梅森公式求系统的传递函数2.已知系统的动态结构图，。（10分）2工本题得分用梅森公式求系统的传递函数Cg,累。(s)E二、图解题（本题2小题，南京工程学院试卷三、计算题（本题4小题，每题6分，共24分）本题

得分.采样控制系统的结构如图，T=1s,试确定系统的稳定性。（6分）.已知系统的结构如图，确定系统的闭环传递函数和系统在单位阶跃信号作用下的超调量。％（保留两位小数）。（6分）南京工程学院试卷.系统的结构如图所示，试确定T取何值时闭环系统稳定。R(s)R(s)稳态误差。O.ls+1稳态误差。O.ls+1.已知离散控制系统的结构如图所示，采样周期T=0.1s,南京工程学院试卷本题四、综合题（本题2小题，每题20分，共40分） 得分1Kr.已知系统的开环传递函数G（s）H（s）=4-^-一^s's2+2s+2）1）确定开环系统根轨迹的出射角。（6分）2）确定闭环系统的根轨迹与虚轴的交点。（6分）3）绘制闭环系统的根轨迹图。（6分）4）从图上确定自=0.5时，闭环系统复数极点的位置。（2分）南京工程学院试卷.设系统开环传递函数为G（s）H（s）=-1）求系统的开环频率特性。（2分）2）求系统的幅频特性和相频特性。（4分）3）试画出系统的开环对数频率特性。（5分）4）试确定系统的相角稳定裕量丫。（7分）南京工程学院试题评分标准及参考答案（A）2007/2006学年第一学期一、填空题.传递函数的定义为：在工初始条件下，线性定常系统输出量的拉氏变换，与系统的输入量的拉氏变换之比。.若系统特征方程系数均大于工，且劳斯表中第一列元素均为工值，则相应的系统是稳定的。.系统的频率特性可分为幅频特性和相频特性。.由系统的给定值至被控量的通道称为_前向通道。.开环对数幅频特性曲线的中频段反应了系统的稳定性和快速性。.一般将1=0.707时的二阶系统称为最佳二阶系统。.开环对数幅频特性曲线的低频段主要由积分环节和比例环节来确定。.经典控制理论中分析系统性能的方法主要有_时域分析法、跟轨迹分析法和频率分析法。.相位裕量是指在穿越频率处，使系统达到临界稳定状态尚可附加的相角滞后量。.如果控制系统闭环特征方程的根都在s平面的左半平面，则该系统稳定。解答题第一题答案是错误的!解答题第一题答案是错误的！（用信号流图方法做）南京工程学院试卷南京工程学院试卷4.①（/㈤）二^—南京工程学院试卷4.①（/㈤）二^—— （I分）,J8t4月（面）=「1=^=三0.49 （1分）中加ctan]=-1逊炉G（F）=月■月（⑹sing妤30+0（切]（1分）=0.4%山«4697.） （2分）四，综合渔£本遢共2小超.每题20分,共00分）I.解nI.解n图中标出开环零极点（2分）ex=!3543分） %口90.（1分）21根处:帽佰方E3%*--0.63时有：《2分）A；卜0.63+2卜.0.63《2分）L1H_8n__ _ 卜0.6斗卜0.63+1|同理.当3=-2,37时有:TOC\o"1-5"\h\z/C1-2.37+2k237+31 - … ，八、V 5 ^=1=＞犬=1353 （2分）T37卜2.37+1 •故欠困尼振蓄时£的取值苑里为二0虫7<Kf<13.93（2分）南京工程学院试卷共页第页南京工程学院试卷共页第页（B（B卷）2007/2008学年 第一学期 共6页第1页课程所属部门： 自动化学院课程名称: 自动控制原理考试方式：闭卷 使用班级： 自动化051/052、数控051/052/053班学姓名题号 ▲二三四五六七八九十总分得分命题人：课程组教研室主任审核：主管领导批准:一、单项选择题（本题16题，每空1题，共16分） 本题得分|.对控制性能的基本要求有三方面，即：其稳定性、快速性和。.当系统输入端加上一正弦信号时，系统输出的稳态响应信号也是。.控制装置与之间不但有顺向作用，而且有反向联系，这种系统称为—控制系统。.传递函数值取决于系统的结构和，与系统的输入和输出无关。.当系统开环增益减小时，其开环对数幅频特性曲线的穿越频率。.系统期望值与实际输出值的最终稳态值之间的差值为误差。.闭环系统的根轨迹起始于开环传递函数的，终止与开环传递函数的和无穷远。.系统的频率特性可分为特性和特性。.系统开环对数幅频特性曲线穿越频率越高，系统的响应。.乃氏稳定判据是根据系统的频率特性曲线判断闭环系统的。.控制系统稳定的充分必要条件是系统闭环特征方程所有根的实部为。.系统积分环节数越多，相应对数幅频特性曲线低频段的斜率。

程学院试卷页_第2页南京工程学院试卷共6页第3页二、图解题（本题2小题，每题10分，共20分）（10程学院试卷页_第2页南京工程学院试卷共6页第3页二、图解题（本题2小题，每题10分，共20分）（10分）,（10分）,+G心）H心）共2工本题得分需。E（s）忒）。2.已知系统的动态结构图，用梅森公式求系统的闭环传递函数用C（s）1.已知系统的动态结构图，用梅森公式求系统的闭环传递函数谕三、计算题（本题4小题，每题6分，共三、计算题（本题4小题，每题6分，共24分）1.系统的结构如图所示，试求系统的阻尼比&=0.5时的K值。（6分）2.已知系统的结构如图，确定系统的单位阶跃响应以及调整时间（2%）（6分）本题得分s(s+1)南京工程学院试卷3.系统的结构如图所示，求系统的静态误差Kp,Kv,Ka和R(t)=3t+t2时的系统的误差稳态方程。4.已知系统的传递函数，求系统在正弦信号4.已知系统的传递函数，求系统在正弦信号r(t)=sin(t-30°)作用下的稳态输出响应ess(保留两位小数)。(6分)本题

得分南京工程学院试卷本题

得分四、综合题（本题2小题，每题20分，共40分）.已知系统的开环传递函数G（s）H（s）=Kr1［号3）1）确定闭环系统根轨迹的分离点（保留两位小数）。（6分）2）确定闭环系统欠阻尼振荡时Kr的取值范围。（6分）3）确定闭环系统的过阻尼Kr的取值范围。（2分）4）绘制闭环系统的根轨迹图。（6分）南京工程学院试卷.设系统被控对象G0(s)=-r——20 和校正装置G(s)=M5包0 s(0.5s+1)0.05s+1) c (0.025s+1)1)画出G0(s)和Gc(s)的对数频率特性曲线。(6分)2)采用串联校正，画出校正后G(s)的频率特性曲线并写出G(s)传递函数的表达式(6分)3)计算出校正后的相角稳定裕量Y(3c)(保留一位小数)。(8分)南京工程学院

试题评分标准及参考答案（A）2007/2006学年第一学期 共页第1页.对控制性能的基本要求有三方面，即：其稳定性、快速性和准确性。.当系统输入端加上一正弦信号时，系统输出的稳态响应信号也是正弦信号。.控制装置与受控对象之间不但有顺向作用，而且有反向联系，这种系统称为闭环控制系统。.传递函数值取决于系统的结构和参数 ，与系统的输入和输出无关。.当系统开环增益减小时，其开环对数幅频特性曲线的穿越频率减小。.系统期望值与实际输出值的最终稳态值之间的差值为稳态误差。.闭环系统的根轨迹起始于开环传递函数的极点 ，终止与开环传递函数的零点和无穷远。.系统的频率特性可分为幅频特性和相频特性。.系统开环对数幅频特性曲线穿越频率越高，系统的响应越快。.乃氏稳定判据是根据系统的开环频率特性曲线判断闭环系统的稳定性。.控制系统稳定的充分必要条件是系统闭环特征方程所有根的实部为负。.系统积分环节数越多，相应对数幅频特性曲线低频段的斜率负。二，图解题（本题共？小期,每逑I。分，共之。分）'’.此一医半胃 质总包建｛式“—令仇白子去@—A,- 口）凡［只屯工行）&=丁Q5）。分）&=氏⑸仇式5）（1分）4=1t6切%口）/《）+G⑸G（0+5①注（汉心壮心⑴一包⑶伉G）用3H式6.（I分】片d小产】： .a?=1U分）, Q㈤伉⑶伉㈤十伉G）.. £1分）.丰E"1I+仃式冷门；［；（1）/㈤！*⑴仇⑶凡⑴।*。在㈤d⑶+G*W）-G*）GaCJ）ff-i（J）丰E"1m _ .Rg-I+@⑸弓式幻M卜）田仔）「5⑴5G&讯⑴解答题第一题答案是错误的！（用信号流图方法做）

南京工程学院试卷发⑶jr付工一4⑶/⑸口分）J=-6声⑴端区MJs）［上&=6㈤GQ）H,S）砥⑸ 口分」“1"”而）*戋所如）+5（施（啊（$）佻）见小&（力沸出（力气（力□分）片=G“）Gj（y）G,GJ*£=-<1分LG-G式GG*a）-△工=116（幻历。）。分】C⑸_ 一，槐㈤小㈤+电白瓯⑴+丑㈤仇但明㈤用⑸ 0分］距丁I+G,㈤/⑺+G,/⑷+3（或74声声）氏⑸H式幻*气白际⑺兄⑷/⑸，国"）北——5a匚"5（a乩⑥*乌.）方式切+4。}0式1脑G］M（j）"K$HGG在（幻可仁）可（公门分）TOC\o"1-5"\h\z耳=1、4=I+5（用厅Q） C分）告淮E芯1母巾S三不『三丁~<1方5旦… 日•6£。）-6曲/7#用心）/仃）一 （5月㈤"'《阳国二G式幻氏⑺十仃心向［甲淳优⑸%6+市土应口必㈤以耳j三,计算题上本墨，利国,每冠6分；共利分）k 丁 l］.根 । ——■<2分）”-=£=".=，£C2分）y”4-IOj+A年曰.=IO="O.SjAf=10方=100I工行3,琳,<P（.%'）—>y'—— LI分J父+{+I4』*=i（［分J苕必产|苕=03（僚1八&/&E；CV）-I-r 一.母/+P）=1-1!515呵♦既一+60）（2加Jl-F4，= = （I5M加工懿，*呼0+1）_门分3?+^+10&+10D（jJ=.;J>5J+1Oef+10-0（I分）劳斯第J.i IQrAL 10（2分，

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南京工程学院试卷共页第3南京工程学院试卷共页第3页__0.632工「仁IX--0.368）分）所以,该系统为I蟹系筑. ■。分）而输入信号为亍“V+F+产，含有加速度输入环节。分）所以"e=tI分）当；叁主国？小魏,每球近分.上好：n根据重报条件有』/（$）=工、$ =+5$+6（1分）X（j）=2j+1B（^）=Zr+5（1分）即:（广士$乂为+5）=（/+5$+碰匕+1）（上分）4j74-12.V4-6=0U分）的=-0.63；4=-2.37 （2分）0=0-035"+90°）±180。二+45*A分）-J与s二jgi弋人r,+2/+2*+K,=0匕分）副田™W+2c?=011分）Kr--7a）^=0（!分）

所以a=0：K；=a（1分）出=±&；K；=4（］分）3）t3”督条施敦遒薄2分4J（2分）画出G0度加的矢世现与他也迹的交点南京工程学院试卷共页第页解丁-IT-（六取代于65,="，100jco(l+70,02(0)(1+南京工程学院试卷共页第页解丁-IT-（六取代于65,="，100jco(l+70,02(0)(1+加2此2） 幅段特性,改砌=一G）100（2分）1+2500相频特性：蚁硝=一90°-arctan0-02由-.arctan0.2^ (2分)3）试商出京货的开不对数颉自转性曲蛇福频器性： ^坐标现苞：（1分）低旋忸曲线：过点"上!丝）三皿”树里二名。分）两个转折频率；叫.=5