自动控制原理复习试题库20套

第第1页一、填空（每空1分，共18分）1．自动控系统的数学模型有 、 、 、 共4。2连续控制系统稳定的充分必要条件是 。离散控制系统稳定的充分必要条件是 。ct)3．某统控系统的微分方程为：

+05C(t)=2r(t)。则该系统的闭环传递函数Φ(s= ；该系超调σ%= ；节时间ts(Δ2%)= 。0(s)．某单位反馈系统Gs)=

s2(0.s2(0.2s4)

，则该系统是 阶 型统；其开环放大系数K= 。则该系统开环传递函数Gs)= ；ωC= 。

L(ω)dB400.1

[-20]

ωCω．相位滞后校正装置又称为 调节器，其校正作用是 。7．采样器的作用是 ，某离散控制系统G(Z)

1e

1T)

（单位反馈 T=01）当输入 rt)=t 时.该系统稳态误差(Z)2(Ze1T)为 。二.1.求图控制系统的传递函数.G4+R(s)

G1 G2 G3-- --G5

C(s)C(S)求：R(S)

G6（102.求图示系输出C（Z的表达式4分）R（s）

TG1 G2 G3-

C（s）TH1 H2三、 计算1、已知ft)1e

1tT

求F（s（4分）2、已知F(s)

1s2(s)

。求原函数f（t6分）3．已知系如图示，求使系统稳定时a的取范围（0R（s）

Sa- S

- S(S)3S

C（s）四．反馈校正系统如图所示（12求（1）Kf0时，系统ξ，ωn和在单位斜坡输入下的稳态误差es.（2）若使统ξ=0707kf应取何？单位斜坡输入下es.？R(s)

8S(S)

c(s)kfs五.已知某系统L（ω）曲线（2分）（1）写出统开环传递函数G（s）（2）求其位裕度γ（3）欲使系统成为三阶最佳系统求其K=？γmaxL(ω)[-20]10 25 ωc

100 ω[-40]六已知控制系统开环频率特性曲线如图示P为开环右极点个数г为积分环节个数判别系统闭环后的稳定性。（要求简单写出判别依据（2分）+j +j +j+1 +1 +1ω=∞г=2p=0

ω=∞ ω=∞г=3p=0

p=2（1） （2） （3）七、已知控制系统的传递函数为0(s)数G0（S（12分）一.填空题（10分）

(5s5s)

将其教正为二阶最佳系统，求校正装置的传递函1.传递函数母多项式的根，称为系统的 2.微分环的传递函数为 3.并联方框的等效传递函数等于各并联传递函数之 4.单位冲击数信号的拉氏变换式 5.系统开环递函数中有一个积分环节则该系统为 型系。6.比例环节频率特性为 。7.微分环的相角为 。8.二阶系的谐振峰值与 关。9.高阶系统超调量跟 有关。10. 零初始条件下输出量与输入量的拉氏变换之比，称该系统的传递函数。二．试求下图的传第函数(7分)G4R + C- G1 G2G3三设有一个由弹簧物体和阻尼器组成的机械系（如下图所示设外作用力（t为输入量位移为y（t）输出量，列写机械位移系统的微分方程（0分）k（t）m（t）f四．系统结构如图所示，其中K=8，T0.25（5（1） 输入信号xi（t）=1t，求系统的响应；（2） 计算系统的性能指标tr、tp、ts（5%、бp；（3） 若要求将系统设计成二阶最佳ξ=0707，应如改变K值X（s）

Kss)

X0（t）0.5五．在系统的特征式为A（s）=s6+2s5+8s4+12s3+20s2+16s+160，试断系统的稳定性（8分）六．最小位系统的对数幅频特性如图所示。试求开环传递函数和相位裕量γ12分）L()-20dbdec2012 -40dbdec0 41

w10-60-20七．某控制系统的结构如图，其中

G(s)

Ks(0.s(0.1s)。要求设计串联校正装置，使系统具有K≥1000及υ≥４５

的性能指标（3分）Xis－

Gc′s) Gs)

X0(s).八．设采样控制系统饿结构如图所示，其中

G(s)

1s(s4)

,T.5s

判断系统的稳定性。xI(t) TXI(s)

Gs)

x0(t)X0(s)

（0分）九．已知位负反馈系统的开环传递函数为G(s)

K(s)2(s)2

,试绘制K由0->+∞化的闭环根轨迹图,系统稳定的K值范围。(15)一、填空题：(每空1.5分，共5分)1.当扰动信进入系统破坏系统平衡时，有重新恢复平衡的能力则该系统具有 。2.控制方式改变输入直接控制输出，而输出对系统的控制过程没有直接影响，叫 。3.线性系统零初始条件下输出量与输入量的 之，称该系统的传递函数。4.积分环的传递函数为 。5.单位斜坡数信号的拉氏变换式 。6.系统速误差系数K= 。7.系统输出零上升到第一次穿过稳态值所需要的时间为 。8.二阶欠尼振荡系统的峰值时间为 。9.二阶振环节的频率特性为 。10.拉氏变中初值定理为 。二设质量-弹簧-摩擦系统如下图，f为摩擦系数k为弹簧数p(t)为输入量x(t)为输出量试确定系统的微分方程。(1分)M三.在无源网络中已知R1100kΩR=1MΩ,C=1μ,C21μF试求网络的传递函数U（s/Ur(s,说明该网络是否等效于两个RC网络串？(12分)R1 R2uC1 C2ur u0四.设单位反馈控制系统的开环传递函数为统持续振荡时的k值。(2分)

G(s)

K(s(s(s2

6s)

确闭环系五.已知单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)

s11s12s)

试中T10.1(s),T20.5(s).入信号为rt)=20.5t,求统的稳态误差1分）六.最小相位系统对数幅频渐进线如下，试确定系统的传递函数。(12)L(ω)40 0 -2030205

-400-20

0.1

100 ω-60七.试求E(s)

1ets21s)

的z变换. (12分)八.已知单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)（1）试绘制K由0→+∞变的闭环根轨迹图；

Ks(s(5s)（2）用根轨迹法确定使系统的阶跃响应不出现超调的K值范围；（3）为使系统的根轨迹通过-1±j1两点拟加入串联微分校正装置（τs+1，试确定τ的取值。（15分）一。填空题（6分）（1）开环传递函数与闭环传递函数的区别是 。（2）传递函数是指 。（3）频率特性是指 。（4）系统校正是指 。（5）幅值裕量是指 。（6）稳态误差是指 。（7）图a的传函数为Gs)= 。（8）图b中的t= 。（9）图c的传函数为Gs)= 。（10）s3+528s+60此特征方的根的实部小于-1时统稳定的k值范围 。（11）图d的传函数为K= 。（12）图e的ωc 。（13）图f为相位 正。（14）图g中的γ K 。（15）图h、ij稳定性一次为 、 。（16）As)=s6=2s8s412320+16+16=0次系统是否稳定 。（17）开环传递Gs)=k(T1s1)/s2T2s+1),(1T,k、1、T2为常数)则γax=_ 。Xi(s)— —

G1(s)

Xo(s)

1.310.98

C(t)—G2(s)图a

t0.1图b t20-20

L(ω)[-20]1050

L(ω)75 [-40]ω1 10 ω

2010-20

L(ω)10 ωc ω图c 图d 图ecR1Ui R2 Uo图f

Im-0.6 1Re-0.6图gIm Im ImRe-1 P=3V=0

Re-1 P=2V=1

Re-1 P=1V=0图h 图i 图j二、判断题（每题1分，共0分）1.拉普拉斯换的位移定理为L[ft-τ)=e-sF(τ+S)()2.在任意线形式下L[a1t)+bf2(t)]aF1s)+bF2(s)()3.原函数为ft)st.则象函数F（S）=

S( )S2W24.G1(s和G（S）为串联连接则等效后的结构为G1s）.G2（） ( )5.rt)t)则R(s)1( )S..t6.设初始条全部为零2Xt)Xt)t则Xt)t1e2)( )7.一阶系统单位阶跃响应下

pT( )8.二阶系统单位阶跃信号作用下当

0时系统输出为等幅振荡( )9.劳斯判拒断系统稳定的充分必要条件是特斯方程各项系数大于零( )10.稳态误为e

mSE(s)( )s三.求系统的传递函数。Xo(s/Xi(s、Xo(s/D(s、E(s)/Xi(s、E(s/D(s（10Xi(s)

E(s)

Ds)— —

Xo(s)G1(s) G2(s) G3(s)— —四．复合控制系统结构图如下图所示，图中K、K2、T1、2是大于零常数（0Xi(s)

E(s)_

Gc(s)K1/T1+1 K2/s(T2s1)

Xo(s)a、确定当闭环系统稳定时，参数K1K2、T1、2应满足的条件。b、当输入γ(t=ot时，择校正装置G(s)使得系无稳态误差。五设单位负反馈的开环传递函数为Gs)=K/[s(s+1)(0.25s+1)要求系统稳态速度误差系数Kv≥5角裕度γ′≥4o采用联校正，试确定校正装置的传递函数（0分）六.已知Fz)=8Z+828Z3判断该系的稳定性10分）七．已知单位负反馈系统的闭环传递函数为G(s)(1)试绘制参数a由0→∞变化的闭环根轨迹图；

s2s(2)判断(

3,j)点是在根轨迹上；(3)由根轨迹求出使闭环系统阻尼比ξ=05时的a的值。.14分）一.填空题（每空1分共4分）1.当扰动信进入系统破坏系统平衡时用其动态过程中给定值与测量值之间产生的最大偏差来衡量系统动态过程的 。2.比例环节传递函数为 。3.单位抛物函数信号的拉氏变换式 。4.系统特方程的根具有一个根为零或实部为零时，该系统为 。5.系统位置差系数Kp= 。6.一阶惯环节的频率特性为 。7.G（s=1+Ts的相频性为 。8.闭环频指标有 、 。9.常用的正装置有 、 、 。10.z变换的z定义 。二.分析下述系统的稳定性.（1分）1.已知系特征方程为: Ds)=s4+2+s22s+1=0 试判断统的稳定性;（4分）2.最小相系统的开环幅相曲线如图1所示,确定系统的稳定性;（4分）ωc=ω1ω1-1

Imω=∞Re0

-90

L(ω)20

ωc ωω=0图1

-180

ф(ω)图23.开环对数率特性如图2所示,而有v=1,p=1试判断系统的稳定性;（6分）4.最小相角统开环增益为K时,对数幅频特性L(ω)如图3所示,现要求相角裕度为γ=45°,试确定环增益如何变化?7分）L(ω)-2060ω1图3

ωc ω-40三.系统结如图4所试求系统传递函数Ф(=

C(s)R(s)

.（8分）R(s)

G3 C(s)G1H1H2G2图4四.已知某位反馈系统结构图如图()所示,单位阶跃响应曲线如图(b)所示,确定开环增益K和时常数T1T（0分）R(s)

K1s2s)

C(s)

1.200.95

Ht)(a)图5

0 1（b）

t/s五.系统结如图6所.（2分）1.试绘制Ta=0时的闭极点;2.确定使统为过阻尼状态时的a值范围;3.确定阻比§=0.5的a值,定相应的闭环极点位置并计算此时输入rtt时系统的稳态误差essR(s)

E(s)1s

1 C(s)s图6六.已知系开环传递函数:G(s)H(s=

Kts)s2s)

若t>T,t=Tt<T,试分绘制这3情况下的幅相曲线.（12分）七.求f(t)=t的Z变换（10分）八.已知单位负反馈系统的开环传递函数为

G(s)

(sa)/42s(s)（1）试绘制参数a由0+变换的闭环根轨迹图；（2）求出临界阻尼比ξ=1的闭环传递函数（3一.填空题每空1.5分共5分）1.线性系统 输出量与入量的拉氏变换之比，称该系统的传递函数。2.一阶微环节的传递函数为 。3.系统开传递函数中有两个积分环节则该系统为 型统。4.二阶欠尼振荡系统的最大超调量为 。5.频率特性括 。6.对数幅频性L（ω） 。7.高阶系的谐振峰值与 关。8.单位阶信号的z换为 。9.分支点逆信号流向移到G（s）前，为了保证移动后的分支信号不变，移动的分支应串入 。10.高阶系中离虚轴最近的极点，其实部小于其他极点的实部的1/5并且附近不存在零点，则该极点称为系统的 。二.试求下图的传第函数(8分)R C- G1

- G2 G3G4G5三.如图所示有源电路设输入电压为ui(t)输电压为uc(t为运算放大器开环放大倍数试列写出微分方程(12分)R1 u1(t)ui(t)

i1(t)

i2(t)C1 C2

uc(t)四.确定下图所示闭环系统稳定时K的取值范围。(10分)X（s）

Ks(s2s(s)

X（s）五.已知单位反馈系统的开环传递函数为（s=

0(s)s(s)

试求输入信号x=2+2t+t2时系统的稳定误差（13)六.最小相系统的对数幅频特性如图所示。试求开环传递函数和相位裕量γ。(15分)L()100

-20dbdec20 w1 2-20

-40七.系统的结构如图所示，求系统的脉冲传递函数。(12分)

x*(t)X0(z)xi(t)

e(t)

G1(s)

e1(t)

G2(s)

x0(t)Xi(s) _

T E1(s) _ T

x0(s)Hs)八.设负反馈系统的开环传递函数为G(s)（15分）

K(s(s(s)

绘制K由0->∞变化的闭环根轨迹图。一.填空题（0分）（1）控制系统的基本要求是 、 、 。（2）脉冲传递函数是 。（3）幅频特性是指 。（4）系统校正是指 。（5）幅值裕量是指 。（6）香农定理是指 。（7）图a的传函数为Gs)= 。（8）图b的闭传递函数为Gs)= 。（9）图c的传函数为Gs)= 。（10）s3+528s+60此特征方的根的实部小于-1时统稳定的k值范围 。（11）图d的传函数为K= 。（12）图e的ωc 。（13）图f为相位 正。（14）图g中的γ K 。（15）图h、ij稳定性一次为 、 。（16）As)=s6=2s58s412320+16+16=0次系统是否稳定 。（17）开环传递Gs)=k(T1s1)/s2T2s+1),(1T,k、1、T2常数)则γax=_ 。L(ω)200]10500]

L(ω)ω 75 [-20]

L(ω)201010

[-20]ωc-20

[-4图c

1 1图d 0 1 1

-20 ω图eXi(s)— —

Xo(s)

1.31

C(t)—G2(s)图a

t0.1图bR1Ui R2Im图f-1

ReP=1V=2

c Uo

ImRe-1 P=2V=1

Im-0.8

1ReIm图gRe-1 P=1V=0图h 图i 图k二.判断题（每题2分共0分）1.在任意线性形式下L[a1t)-bf2(t)]=a(s-bF2(s) ( )2.拉普拉斯变换的终值定理为t

ft)mF(s)( )s3.1s）和G2（）为并串联连接则等效后的结构为G1sG2（S( )...

2 t 34.设初始条件全部为零Xt)Xt)Xt)t)则Xt)

e2sn3

t( )25.一阶系在单位阶跃响应下ts)T( )三.求下图对应的动态微分方程（10分）C1uR1 R2ui uoC2四.求系统的传递函数。Y1(s/X1(s、Yo(s/X2(s、Y2(s)/X1(s、Y2(s/X2(s（0分）X1(s)

G1(s)—

Y1(s)Y2(s)

G4(s) G2(s)—G3(s)

X2(s)五.复合控制系统结构图如下图所示，图中K1K2、T1、2是大于零的常数。Xi(s)

E(s)_

Gc(s)K1/T1+1 K2/s(T2s1)

Xo(s)c、确定当闭环系统稳定时，参数K1K2、T1、2应满足的条件。d、当输入γ(t=ot时，择校正装置G(s)使得系无稳态误差（10分）六.结构图下，T=1s求Gz)（10分）Xi(t) Xo(t)(1—e-s)/s 1[s(s+1)]七.设负反系统的开环传递函数为：

G(s)

K;(s(s(s26s)试绘制K由0->∞变化闭环根轨迹图（0分）一、填空题 （每空1分，共01.线性系统零初始条件下 的拉氏换之比，称该系统的传递函数。2.系统的传函数，完全由系统的 决，而与外界作用信号的形式无关。3.系统特方程的根具有一个正根或复根有负实部时，该系统为 。4.系统输出过稳态值达到第一个峰值所需的时间为 。5.由传递函怎样得到系统的频率特性 。6.积分环的频率特性为 。7.纯迟延节的频率特性为 。8.G（s=1+Ts的幅频性为 。9.高阶系的调节时间跟 有。10.幅频性最大值与零频幅值之比为 。二．试求下图的传递函数(7分)H2R -- G1

G4+ C- G2 G3H1三．画出下图所示电路的动态结构图(10分)R1 u1(t)ui(t)

i1(t)

i2(t)C1 C2

uc(t)四． 已知系统的单位阶跃响应为x0（t）11.8e4t+0.8e9t。试求（1闭环传递函数；（）系统的阻尼比ξ和无阻尼自然振荡频率ωn；3）系统的调量σp和调节时间ts。 (3分)五． 在系统的特征式为A（s）=s6+2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0，求系统的特征根。(8分)六.最小相位系统的对数幅频特性如图所示。试求开环传递函数和相位裕量γ。(14分)L()-40dbdec10 -20dbdec01 8

w-40七．设单位反馈系统的开环传递函数

G(s)

Ks(s(5s)

为要求系统稳态速度误差系数Ｋv≥,相裕度υ′≥４０

。，采用串联滞后校正，试确定校正装置的传递函数。(15分)八．已知F(z)

z(z(z)2

求z的反变换(8分)九、系统方框图如下图，求（1）当闭环极点为s1

3j时的K,1值；（2）在上面所确定的K1值下，试绘制K由0→+∞化的闭环根轨迹图 （15分）R(s)

Ks2-1+K1s

C(s)一.选择题（每题1分共0分）1.反馈控制系统又称为（）A.开环控制系统B．环控制系统B.扰动顺补偿系统D．输入顺馈补偿系统2.位置随动统的主反馈环节通常是（）A．电压负反馈 B．流负反馈 ．转速负反馈 D．置负反馈3.如果典型阶系统的单位阶跃响应为减幅振荡(又称阻尼振荡)，则其阻尼比（）A．ξ<0 ．ξ=0 ．0<ξ1 D．ξ≥14.Gs)=1/[(+1)S+2)(S+)S+4)]环节的对数相频特性的高频渐近线斜率为（）A．-20dB B．-40dB C．-60dB D．80dB5.某自控系的开环传递函数Gs)=1[(+1)S+2)]，则此系统为（）A．稳定系统B．不稳系统 C稳定边界系统 D．条件稳定系统6．若一系的特征方程式为(s+1)2(s－2)23＝0则此系统是（ ）A．稳定的 B．临界定的 C．稳定的 D．条件定的7.下列性能标中的()为系统的稳态指标。A.σP B.ts C.N D.ess8.下列系统属于开环控制的为：()A.自动跟踪雷达 B.控加工中心 .普通床 D.家空调器9.RC串电路构成的系统应为()环节。A比例 B惯性 C.分 D.振荡10.输出信与输入信号的相位差随频率变化的关系是()。A.幅频特性 .相频性 .递函数 D频率响应函数二．试求下图的传递函数(6分)G3CR + +C- G1 G2-H1 H2H3三．画出如图所示电路的动态结构图(10分)LsUi（t）

I(s)

IR(s)

1U（s）sc四．某单位反馈系统结构如下图所示，已知x（t）=tdt）=-0.5。计算该系统的稳态误差。(1分)Ds)Xi(s)

4.2s1

5ss)

X0(s)五．设复合控制系统如下图所示。其中，K1=22=1T=025s，K2K3=1要求（1）当r（t）=1++（1/2）2，系统的稳态误差；（2）系统的单位阶跃响应表达式 (1分)K3SkR + Ck- k1_ sTs)六.最小相位系统的对数幅频特性如图所示。试求开环传递函数和相位裕量γ。(15分)100-20

L()1

-20dbdec

10 w-40七某Ⅰ型单位反馈系统固有的开环传递函数为,

G(s

)Ks(s)

要求统在单位斜坡输入信号时位置输入稳。态误差ess0.1,减切率ωc’≥44rad/s,相裕度υ≥４５

幅值裕度Ｋg(dB≥100Db.用下图无源和有源 相 位 超 前 网 络 矫 正 ， 系 统 ， 使 其 满 足 给 定 的 指 标 要 求 。(13分)八．系统结构如图所示，求输出量z的变换X0(). (0分)xI(t G1XI(s)

G5_ T G2

+G3 G4

T x*(tX0(z)x0(t)X0(s)九. 系统框图如图2--21所示，制a由0→∞变化的闭环根轨迹图，并要求：（1）求无局部反馈时系统单位斜坡响应的稳态误差、阻尼比及调节时间；（2）讨论a=2局部反馈对系统性能的影响；（3）求临界阻尼时的a值。 （5分）R(s) E(s)- -

1s(s)

C(s)as图2-4-一．选择题（每题1分，共10分）1.利用奈斯特图可以分析闭环控制系统的（ ）A.稳态性能 B.动态性能 C.稳态动态性能 D.抗扰性能2.有一线性统其输入分别为u1t)和u2t)时输出分别为1(t)和2(t)当输入为a1(t)+22(t)时a1a2为常数)，输出应为（ ）A.a11(t)+y2() B.a11(t)+2(t) C.a11(t)-a22(t) D.1(t)+a22()1T3.某串联校装置的传递函数为Gc()=K S(0<β<1，则该装置是（ ）1SA.超前校正装置 B.滞后校装置C.滞后—超前校正装置 D.超前——滞后校正装置4.1型系统环对数幅频渐近特性的低频段斜率为（ ）A.-40(dB/dec) B.-20(B/dec) C.0(dBdec) D.+20(dBde)Ksz)5.开环传递数Gs)(s)= 1 ，其中p>>p>0，则轴上的根轨迹为（ ）sp1sp2)A.（-∞，-p2],[-1,-p1] B.(-∞,-2]C.[-1+∞] D.[-z,-p1]6.设系统的递函数为Gs)=

1s2s1

，则系统的阻尼比为（ ）1 1A. B.25 5

1C. D.127.设单位负馈控制系统的开环传递函数Go(s=

Kssa)

，其中K>0,>0，则闭控制系统的稳定性与（ ）A.K值的大小有关 B.a值的大有关C.a和K值大小有关 D.a和K的大小无关8.在伯德中反映系统动态特性的是( )。A.低频段 .中段 .高频段 D.无反映9.设开环统的频率特性G(jω)=

11j)2

，当ω=1rad/s时，其频率特性幅值G1)=( )。A.1 B. 2 C.1 D.12 410.开环传函数为Gs)H(s)=

Ks3(s)

,则实轴上的根轨迹为( )。A.［-3,∞］ .0,∞］C.(-∞,-3) D.［-3,0］二．统的结构图如下：试求传递函数（s）/R（s。 （5分。R_ _ G G三．系统特征方程为s6+30s5+20s4+10s3+5s+20=0试判断系统的稳定性（6分）2 2 2四系统的闭环传递函数（s/（s为ωn/s+ξωns+ωn误差定义为e=-,试求统在r(t)为l(t)tl(t)时的稳态误差（5分）五．控制系统的开环传递函数

G(s)

0(s)s2(.s)画出幅频特性曲线，试判断系统的稳定性，并计算稳定裕度γ（5六．系统校正前后的开环传递函数如图，试求校正装置15分）L-40

-200.1

-201

ω10 20-40七设系统的结构如下图所示采样周期T=1s设K=10设分析系统的稳定性并求系统的临界放大系数（15分）R(s)_

1eTss

Ks(s)

C(s)八若某系统当阶跃输入作用rt)=l(t)时在初始条件下的输出响应为C(t)=1-e+e-t.试求系的传递函数和脉冲响应（9分）一．判断题 （每题1，共0分）1．在任意线性形式下L[f1(t)+bf2t)]=1(s+bF2(s) （ ）2．拉普拉变换的微分法则

2[d2

ft)]S2F(s)

. （ ）t23．G1s）和G2（S）为并串联连接则等效后的结构为G1sG（S） （ ）4．一阶系在单位阶跃响应下ts)T（ ）5．二阶系在单位阶跃信号作用下当

0时系统输出为等幅振荡 （ ）6.劳斯判判断系统稳定的充分必要条件是特斯方程各项系数大于零 （ ）7．系统的征方程为s40s35s2s20则该系统稳定 （ ）8．单位负馈系统中

G(s)

2s(s5s)

当rt)

1t2时e 02s （ ）9．.典型比环节相频特性()00（ ）110．G(s)

4s1

的转折频率为4 （ ）二．仓库大门自动控制系统的工作原理如图所示，试说明自动控制大门开启和关闭的工作原理，并画出系统的原理方框图。(10分)绞盘放大器 电动机电位关门开关大门开门开关三．电路如图所示，ur(t)为输入量，(t)为输出量，试列写该电网络的动态方程并求传递函数ucs)/ur(s)。(13分)R1i1i2ur

Lu0C i1i2

R2 uc四．控制系统如图所示，试确定系统的稳态误差。(13分)r=1+t e 1- s

n=0.1

0cs(2s)0.5五．单位反馈系统的结构图如图所示，试画出K>0时环系统的根轨迹图（要求按步骤作。(13分)R(s)

K(s)s(s)

C(s)s2s2六已知系统的闭环传递函数为

2nn(s)n 当入rt)=2sint时测得输出cs(t)4sin(-4)试确定nn系统的参数ζ，n。 (3分)

s2

s2七．系统结构如图所示，已知当K=10，T=0.1，系统的截止频率ωc=5若要求ωc不变度提高4，问应如何选择K，T？(15分)rt) e-

Ks)s1

Gs)

c(t)八．(13分试求Fz)=

0z(z(z)

的Z反变换。一.判断题 (每题1.5，共5分)1.拉普拉变换的积分法则

[

ft(t)2]

1F(S)( )( )s2( )2.一阶系在单位阶跃响应下ts()T()3.二阶系在单位阶跃信号作用下当01时系统输出为等幅振荡()4.稳态误为e

met)s5.系统的征方程为s30s29s00则该系统稳定 ( )6.单位负反系统中

G(s)

2s(s5s)

当rt)t)时es0 ( )7.系统输出振幅与输入振幅之比称为幅频特性 ( )8.频率特性对系统适用，对控制元件，部件，控制装置不适用 ( )9.在正弦信作用下，输出的稳态分量与输入的参数比称为频率特性 ( )10.对幅频性的纵坐标用L（ω）表示且L（ω）=20LgAω) ( )C(s)二.化简构图，求系统传递函数 ?R(s)

10分）（2）①.当（s）G（）时，求

C(s)R(s)

N（s）=0

（8分）R(s) + + +

Ns)G（s）

C(s)+A（s） H（s）+ -②...上题当（s=（s=

(s(s)

,（=0（t=（t时选择（s使mc(t)=。t（7分）三.系统右，K*0，画根轨迹。 （13分）四.已知传递函数G（s）=（12分）

s3s22s5s42s34s28s5

，试判断此传递函数是否为最小相位传递函数。五.已知开传递函数G（s=

0(s2)(s)2(s0)

,画对数幅频特性曲（用分段直线近似表示。（12分）六.s)

s2s)2s

求f(t)?

（3七．已知序列x(n)和(n)的Z变为X(z)

3z3

2z2

2zY(z)

0z(z(z)

(z(z24z)试确定序列x(n)和(n)初值和终值 （0分）一. 判断题(每题1.5分，共5分)1.拉普拉变换的微分法则

[d

ft)]S2F(s)（ ）2t22t2.一阶系在单位阶跃响应为yt)1eT （）tT3.二阶系在单位阶跃信号作用下当

0时系统输出为等幅振荡 （ ）4.系统的征方程为s40s35s2s20则该系统稳定 （ ）5.单位负馈系统中

G(s)

2s(s5s)

当rt)t)时es0 （ ）6.系统输的相位与输入相位之差称为相频特性 （ ）7.频特性适用于线性正常模型. （ ）8.典型比例节相频特性()00（ ）9.开环对数频特性曲线低频积的形状只决定于系统的开环增益K和积分环节的数目（对最小相位系统而言） （ ）10.谐振峰反映了系统的平稳性 （ ）二.对于图所示系统，假设运算放大器是理想的运算放大器，被控对象是不可改变的。V(s)（1）.画出统方块图，写出传递函数o ；(10分)Vi(s)（2.求系单位阶跃响应分析系统是否处于欠阻尼状态如果不是如何改善系统才能既不提高系统的阶次又能使系统处于欠阻尼状态。(10分)1MΩ

1μF

被控对象Vi 1MΩ1MΩ

1MΩ 1MΩ Vo- - -V1 V2三.判断特征方程为s37s+171=0系统是否具有=1的稳裕度。(10)四反馈控制系统如图所示被控对象及测量环节传递函数不可改变G（s）为控制器传递函数（s）为控制输入（s为输出N（sN（s分别为加在被控对象输入输出上的干扰N（s为测量干扰。要求系统分别在响应：（1）r(t)=t*1(t)n1()=n2(t)3(t)0（2）rt)=1(t),n1(t)=1(t),n2(t)n3t)=0（3）rt)=1(t),n2(t)=1(t),n1(t)n3t)=0（4）rt)=1(t),n3(t)=1(t),n1(t)n2t)=0时，稳态误差为零。试求以上4情况各对控制器传递函数Gc（s）有何要求？(14分)N1(s) N2(s)控制器 被控对象R(s)+-

+G（s） +

+2+s(s)N3(s)

+ C(s)测量环节0 +s0 +五.系统闭特征方程为s3-3s+2s+K(+10)=0，概略绘制K由0→+∞化的闭环根轨迹图。(12分)六.设单位负反馈系统的开环传递函数为

k(s)

K1s)s5s)

其中K>0若选定奈奎斯路径如图所示：（1） 画出系统与该奈氏路径的奈氏曲线[即该奈氏路径在Gk（s）平面中的映射；（2） 根据所画奈氏曲线即奈奎斯特稳定判断闭环系统稳定的条件；（3） 当闭环系统不稳定时计算闭环系统在右半s平面的极点数。(15分)Imω=+∞①ω=0+④ω=0-③ω=-∞

②R→∞0 ReΓs七.已知一单位反馈系统的开环对数频率特性如图所示：(14分)（1）系统开环传递函数；（2）以梅增益公式为基础，画出与该系统相应的信号流图（也可用直接分解法；L(ω),dB-20dB/dec 30 2/3

-40dB/dec

ωrad/s一．选择题：(每题5分，共5)1.实验中以从( )取频率特性。A.稳定的性和非线性系统 B.不稳定的线性和非线性系统C.不稳定线性系统 D.定的线性系统2.传递函的概念适用于（ ）统。A．线性非线性 B.性非时变C．非线定常 D.性定常3．系统的态性能包括（ ）。A．稳定、平稳性 B.稳性、快速性C．快速、稳定性 D.定性、准确性4．确定统根轨迹的充要条件是（）。A．根轨的模方程 B.轨迹的相方程C．根轨增益 D.轨迹方程的阶次5．正弦号作用于线性系统所产生的频率响应是（ A．输出应的稳态分量B.输出响的暂态分量C．输出应的零输入分量D.输出响的零状态分量6．系统的递函数完全决定于系统的( 。A．输入信号 B输出信号C.结构和数 扰动信号7．控制系的相位稳定裕量反咉了系统的( )。A．稳定性 B稳态性能C.快速性 D动态性能8．一般来，系统增加积分环节，系统的稳定性将（ A．变好 B.变坏 C不变 .可能好也可能变坏9．系统开对数幅频特性L()中段主要参数的大小对系统的（ ）性能无影响。A.动态 B.稳态 C.相对稳定性 D.响应快速性10．反馈制系统又称为（ ）A．开环控系统 B闭环控制系统C．扰动顺补偿系统 D输入顺馈补偿系统二．系统结构图如下，试求（1当k

0时系统的动态性能（2系统阻尼比7的k值（3当k6时系统的动态性能。(15分)三.系统方框如图所示，E（s）=R（）—C（s）,试求传递函数： （0分）（1）

C(s)，R(s)

C(s)，N1(s)

C(s)；N2(s)（2）

E(s)，R(s)

E(s)，N1(s)

E(s)。N2(s)

G N(s)212R(s)+N1(s) -G1 G2- -

C(s)G3四.（5系统结构如图所示：求K*0时的根轨迹。五.系统方框图如图所示，设r（t）n（t）1（，系统中各环节传递函数如下：G1（s）=

K.5s1

，G2（s）=

1s5

，H（s）=25试求1系统的稳态误差；1（2）在扰作用点左侧的前向通路中串入积分因子s1（3）在扰作用点右侧的前向通路中串入积分因子s

，后，求系统的稳态误差；，后，求系统的稳态误差；（4）在（3）所述的情况下，拟对扰动加装补偿环节，以使扰动对输出无影响，试求补偿环节的传递函数并画出补偿后的方框图。 （15分）R(s)

E(s)-

G1(s)

Ns)

G2(s)

C(s)Hs)六.某控制系统的开环传递函数为G（s）=

6;s(2s5s)a) 试求系统的相位裕量和幅值裕量；14sb) 如采用传递函数G（s=18s

的串联超前校正装置试绘制校正后系统的伯德（不用修正并求此时的相位裕量；c) 讨论校正后系统的动态性能有何改进。 15分）七采样控制系统框图如下其中T=1.K=10.分析该系统的稳定性并求该系统临界稳定时K值15R(S) C(S)tsk1 1s

s(s)一.选择题.每题2分共0分）1.单位斜坡数ft)=t的氏变换式F(s)=（ ）A．s ．1 C．S2 D．1/22．单位抛线输入函数rt)的数学表达式是rt)＝（ ）A．at2 B．1/2t2 C．2 D．1/2t23．当二阶统特征方程的根为具有负实部的复数根时，系统的阻尼比为（ ）A．ζ<0 B．ζ＝0 C．<ζ<1 D．ζ≥14．已知单反馈控制系统在阶跃函数作用下，稳态误差es为常数，则此系统为（ ）A．0型系统 B．I型系统C．Ⅱ型系统 D．Ⅲ型系统5．设某环的传递函数为Gs)＝

12s1

，当ω＝0.5ra／s时，其频率特性相位移θ(0.5)=（ ）A．－．－C．D．4 6 6 46．超前校装置的最大超前相角可趋近（ ）A．－90° B．－45° C．45°D．90°7．单位阶函数的拉氏变换是（ ）A．1s3

．1s2

C．1 D．1s8．比例微控制器中，微分时间常数越大，则系统的（ ）A．动态偏差越小 B．动态偏差越大C．振荡越小 D．过渡过程缩短9．同一系，不同输入信号和输出信号之间传递函数的特征方程（ ）A．相同 B．不同C．不存在 D．不定102型系对数幅频特性的低频段渐近线斜率为（ ）A．－60d／dec B．－40dBdecC．－20dBdec D．0dB／dec二.判断题（每题2分共0分）1..f(t)=1--t的Z变换为

1（）Z12.频率特性的中频段反映系统的动态性能。幅值穿越频率ωc决定着系统的放大系数和系统型别。（）3.系统开环点数等于系统的根轨迹的条数。 （）4.若系统的越频率ωc大，则调节速度快，即ts就小（）σt5.特征方程根s=σ，为实数根有m重极点则对应的时域表达式为(k1k+……+kt-1)e （σt三.系统结构图如图所示若要求系统阶跃响应的性能指标超调量δ%=16.3%节时间t=175s(5%误差)，试选择参数1,2。并计此时系统在单位斜坡信号作用下的稳态误差。kR(s) E(s) C(s)k1s2

15K2s四.单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)

K*(s)s(s)2

画出K>0闭环系统的根轨迹图并求出有一个闭环 极 点 为 -3 时 开 环 增 益 K 的 值 和 这 时 另 外 两 个 闭 环 极 点。（15分）五、单位负反馈系统的开环传递函数为Gs)，设Gs)无右半面的极点和零点，其对应的对数幅频渐近曲线如图所示（ωc为已知值，试写出开环传递函数G(s)的表达式并作出相频特性曲线，分析闭环系统的稳定性。（13分）L(ω)/dB-20

ωc-60

ω/(rad/s)系统对数幅频渐近曲线六.单位负反馈系统的开环传递函数为

G(s)K(4s)s(s)2

这里K>0试用奈奎斯判特判据讨论闭环系统的稳定性（要求作出奈奎斯判特曲线14分）七.采用系的结构框图如下所示采用周期T1s试确定制器的脉冲传递函数Dz)使该系统在单位阶跃信号作用下为最小拍无差系统（3r(t)-

e(t)

e*(t)

D（z）

u(t)

u*(t)

1eTss

1s0s)

c(t)一.判断题：(每题1.5共5分)t（ ）1.一阶系在单位斜坡响应为yt)tT1eTt（ ）T2.二阶系在单位阶跃信号作用下当

0时该系输出稳定 （ ）3.系统的征方程为s4s3s22s10则该系统稳定 （ ）4.单位负馈系统中

G(s)

2s(s5s)

当rt)

1t2时e 0（ ）25.典型积环节相频特性)00（ ）6.频带频反映系统的快速性 （ ）7.系统谐峰值越大.超调量越大 （ ）8.三频段用的前提是系统闭环稳定 （ ）19.G(s)

4s1

的转折频率为4 （ ）10.单位阶响应为t)1e4te9tt)

对应频率特性为G(j)

(j)2(j)6（ ）二.系统结构如图所示。若要求闭环系统的阻尼比ξ=

22 ，阶跃响应的调节时间t=1,2定k,2的值。 （3分）R(s) K1

5s(s)

C(s)K2s三系统结构如图所示图中T1=01T20.2为了保证rt)=t3作用下统的稳态误差es0.05K应如何选取（3分）R(s) E―

K1s2s)2

C(s)四.单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)环系统稳定时K的取值范围（4

K(s)2s3

试出K由零变到正无穷时闭环系统的根轨迹并确定闭五.单位负馈系统的开环传递函数为G(s)

ks2s)

中T、k均为大于零，试绘制系统的概略幅相特性曲线并用奈奎斯特稳定判据判别闭环稳定性。(5分)六.系统结构如图(a)所示。其中原有开换传递函数Go(s和校正装置Gc(s的对数幅频渐近特性曲线如图(b)中Lo,Lc所示。并设Go(s、Gc(s)均没有负平面右半部的零点、极点。 （5分）（1）分别写出Go(s、Gc(s的表达式；R(s) C(s)Gc(s) Go(s)―图(a)（2）画出G(sGc(s对应的对数幅频渐近特性曲线和相频特性曲线，并分析Gc(s对系统的校正作用L(ω)/dB[-40]

Lc[20]L0 1 10L图

100o

ω/(rad/s)七.采样统的结构如下图所示，采样周期T1s，输入为单位阶跃信号，试问：（1）统的闭环满冲传递函数；（2）系的输出响应*(t)（算至n=515分）c*(t)r(t)-

e(t)

e*(t)

1eTss

u(t)

1s(s)

c(t)一.选择题（每题1.5分共5分）A．零B．大于零C．奇数D．偶数A．零B．大于零C．奇数D．偶数2．PID控制器的传递函数形式是（）A．5+3sB．5+31C．5+3s+31 D．5+s3．拉氏变将时间函数变换成（ ）

s1s1A．正弦函数 B．单位阶跃函数C．单位脉冲函数 D．复变函数4．线性定系统的传递函数，是在零初始条件下（ ）A．系统输出信号与输入信号之比B．系统输入信号与输出信号之比C．系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比D．系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比5．若某系的传递函数为Gs)=

Ks1

，则其频率特性的实部R(ω)是（ ）A． K12T2C． K1T

B．-D．-

K12T2K1T6．已知系的特征方程为(s+1)(s+2)s+3)=s+4，此系统的稳定性为（ ）A．稳定 B．临界稳定C．不稳定 D．无法判断7．已知系统前向通道和反馈通道的传递函数分别为G（s）=应为（ ）A．-1 B．-0.1

ss)

,Hs)1K

hs，当闭环临界稳定时，Kh值C．0.1 D．18．闭环系特征方程为G(s)H(s=-1,其中G(s)H(s)的矢量表示为（ ）A．1/（2l）π B．1/(l+1πC．1/（2l D．1/(lπ)（各备选项中l=0,12…）9．某串联正装置的传递函数为Gc(s=k

11

,1，该校正装置为（ ）A．滞后校正装置 B．超前校正装置C．滞后—超前校正装置 D．超前—滞后校正装置10．设开系统频率特性G(j)

111)

，则其对数幅频特性的渐近线中频段斜率为（ ）A．-60dB/dc B．-40dBdecC．-20dBdec D．0dB/d二.统结构如图一所示。求系统的闭环传递函数C(S/R()。(15分)R(s)

_G1 _

H2G2 G3

C(s)H1G4三．系统的结构图如图二所示。试确定阻尼比ζ=0。6的Kf值，并求出这时系统阶跃响应的调节时间ts和超调量σp%。(15分)R(s)_

9 1_ s(s)

C(s)Kfs四．单位负反馈系统的开环传递函数为试确定系统闭环稳定时的K值范围。(15)五．单位负反馈系统的开环传递函数

G(s)

Ks(.2s)2（1）确定K值，使系统的模稳定裕度为2dB;（2）确定K值，使系统的相稳定裕度为60°。 (15分)六．系统结构图如图五所示。误差的定义为-c（15分)（1）确定Kp值使系统在rt)=1(t)时的稳态误差为0.05；（2）确定的Kp值，求Kf值使得相当干扰d(t)为跃函数时的稳态误差为零。d(t)Kfrt)_

1Kp.4s1

1cs1七．采样系统如下图所示。其中Gs)对应的z换式为Gz),已知(10分)G(z)

K(z)(z(z)

Gz)一.简答题（0分）1.从元件的能分类，控制元件主要包括哪些类型的元件？ (5分”2.开环系统闭环系统各有什么特点？（5分）二．判断题 （每题2分，共01.二阶系统单位阶跃信号作用下当

n1时输出为11n

t)ent( )( )2.系统的特方程为2s40s3s25s20则该系统稳定。3.单位负反系统中

G(s)

2s(s5s)

当rt)t)

1t2时e 02( )4.典型微分节相频特性)00( )5.三频段适的范围是具有最小相位性质的单位负反馈系统 ( )6.G(s)4s1的转折频率为2.5 ( )7.单位负反系统开环传递函数G(s)

3s(s24s)

的相角裕量80 ( )8.相位超前正装置传递函数为C

(s)

S1)( )S119.PD校正的传递函数为GC(s)KpKds

( )tS10.香农定为采样频率大于等于信号最高频率的2倍 ( )三.求下图所示电网络的传递函数，图中电压u1)、u2(t)分是输入变量和输出变量,求该系统的传递函数1分）CR1R0U1(t)

U2(t)四.求拉普拉斯变换式F（s）=

1s2(s)

的Z换F（z。 （4分）G(s)

K(s);s(2s)五.设负反系统的开环传递函数为： 试制K由0-∞变化的闭环根轨迹图（15分）六.方框图图所示，若系统的σ%=15%tp=0.8。试求：（1）K1、K2值；（2）r(t)=1(t)的调节时间s和上升时间tr。（5分）R(s)

K1s(s)

C(s)1K2s七.设系统开环传递函数没有右平面的零点和极点且开环渐进对数幅频特性曲线为下图中的L0加入联校正环节后的开环渐进对数幅频特性曲线为图中的L1求校正节的传递函数画出该环节的伯德（对数幅频特性曲线用渐进线表示，并明该校正环节的作用15分）L(ω)/dB0

-20L1

L0-40 -40

-20

ω/(rad/s)ω1 ω2 ω3

ω4-20

ω5-40-40一.选择题每题2分共0分）1.对于一阶二阶系统来说，系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的( )A.充分件 .要条件.充分要条件 D.上都不是2.开环传递数为Gs