南京理工大学自动控制原理题库No17(含答案)

课程教学大纲编号：100102课程名称： 自动控制原理 学分4.5 试卷编号：100102017满分分值：1W 审定教师；陈庆伟 考试方式： 闭卷考试满分分值：1W 审定教师；陈庆伟 组卷年月：2000/5 组卷教师：向峥嵘一．选择题：（10分）1.有串联矫正环节G（s）=1±坯是属于（ ）。c1+0.11s（1）相位超前矫正； （2）相位滞后矫正；（3）增益调整； （4）相位矫正超前矫正。2.某系统的传递函数为G（s）=2.某系统的传递函数为G（s）=18(3s+1)(6s+1)其极点是（）。1s=-3,s=-6; (2)s=--,s=11(3)s=3,s=6; (4)=s—,s=—;）。36）。3.设系统开环传递函数为G（s），函数F（s）=1+G（s）,MG（s）与F（s）（1）极点相同；1）极点相同；（3）零极点都相同2）零点相同；4）零极点都不同。4.一个单位负反馈系统为I型系统，开环增益为k,则在厂（t）=t输入下，此系统的（）。（1）稳态速度误差是8; （2）稳态加速度误差不是8；（3）稳态速度误差是丄； （4）稳态位置误差是丄。k k5•已知系统频率特性为一5一，则该系统可表示为（ ）。j®+1(1)5ejt-g1®(3)-5e-jt-g(1)5ejt-g1®®2+1）。6.对欠阻尼系统，为提高系统的相对稳定性，可以（）。（1）增大系统的固有频率；（2）减小系统的固有频率;（3）增加阻尼； （4）减小阻尼。TOC\o"1-5"\h\z7•线性系统的传递函数G(s)( )。随着输入的该变而变化；(2)代表了系统本身的物理结构；取决于系统本身的多态特性。仅于系统的结构参数有关。8将系统的输出不断的全部或部分的返回输入，成为( )。(1)调整；(2)测量；(3)矫正；(4)反馈。9.(2分)若要求在基本保持原系统的稳定性和频带宽的前提下，提高系统的控制精度，减 小稳态误差，则通常较有效的措施是采用( )。提高开环增益，且串联相位滞后矫正；单纯的提高开环增益；不提高增益，单纯的采用相位滞后矫正；提高开环增益，且串联相位超前矫正。二.(12分)控制系统的结构如图所示，k和k分别为前向通道和反馈通道的增益常数，现要12求系统的前向通道的传递函数为C(S)=100(S+10)，试确定满足此要求的k和kE(s)s(s+5)(s+20) 1 2的值以及反馈通道的传递函数H(s)。三.(15分)计算作图题:已知某单位反馈系统的开环传递函数为G(s)= ，s(s+1)试求该系统在单位阶跃信号作用下的超调量和调整时间(A取b%)；为了使系统阻尼比为0.7，对系统实施速度反馈，试画出速度反馈的系统方块图并求出速度反馈系数；⑶画出单位阶跃响应的大致图形，在图上标出性能指标t,t,t,b%的定义。prs四.(10分)sn十a sn-i十 十as十an-1 1 0已知一稳定系统的闭环传递函数为0（s）= 乍十U0 ,误差定义为e（t）=r（t）-c（t），试求系统对输入为sn十a sn-i十 十as十an-1 1 02五．（10分）设单位反馈系统的开环传递函数为G（s）= - ，若要求闭环特征方程s（1十s3）（1十 ）的根的实部均小于-1，问k值应取在什么范围内？如果要求实部均小于-2，情况又如何？六．（13分）计算作图题：用根轨迹法确定图示系统无超调的k值范围。^(0.25s+l)

s(0.5s+l)^(0.25s+l)

s(0.5s+l)七．（5分）设单位反馈系统的开环传递函数为G（s）二竺十1，试确定使相角裕量等于45时的a值。八．（10分）对于图示的二阶系统，试画出开环闭环频率特性的Bode图。在Bode图上标出代表频域性能指标的w（开环截止频率）丫（相角裕量）谐振峰值M及带宽频率w,c r b并定性说明这四个参数与时域性能的关系。(0 <0.707)九．(15分)最小相位系统的开环对数幅频特性如图所示，试求：(1)系统的开环传递函数；(2)作出开环系统的幅相曲线，并用奈奎斯特稳定判据闭环系统的稳定性计算系统的相角裕度；(4)试求静态误差系数kk和k。p,va^L(w)dB课程名称： 自动控制原理 学分4.5 教学大纲编号：100102试卷编号：100102017 考试方式：闭卷考试 满分分值100考试时间：120 分钟一．（10分）1．（1）2.（2）二.（12分）3.(1)4.(4)5.(2)6.(3)7.(3)8.(4) 9.(1)(2分一．（10分）1．（1）2.（2）二.（12分）3.(1)4.(4)5.(2)6.(3)7.(3)8.(4) 9.(1)(2分)2s(s+5)22k1C(s)=k =E(s)11+ 2 H(s)s(s+5)+2H(s)s(s+5)2k1 100(s+10)1 = s(s+5)+2H(s) s(s+5)(s+20)k=50,k=5,H'(s)=—-1 2 s+10H(s)=5s(s+5)s+102k1 1 ==s(s+5)+2H(s)s(s+5)+10s(s+5丿 s(s+5)(s+10)+10s(s+5)+ +s+10100100(s+10)_ 100(s+10)s(s+5)(s+20)三.(15分)1g= =0.158210®=€10=3.16(弧度/秒)/\n⑴ 一眩-.•.Q%=e y*100%=60.5%3t= =6秒nsgw

ne(S)=s当r(t)二Ro+Rt+R 2.+(1当r(t)二Ro+Rt+R 2.n2^10解得：气=0.343]R(s)]R(s)sn+a sn-in-1snsn+a sn-in-1+asn-1n-1as22+as+a10R(s)ess=limsE(s)sTOTOC\o"1-5"\h\zsn+asn-1 asess=limsE(s)sTO=lims n-1 2 [O+—1+—2]stO sn+asn-1 a s2+as+a s s2 s3n-1 2 1 0aR22aO(10分)14~9（2）无论k为何值,系统均能满足所有极点实部小于-2.（13分）使系统无超调的范围