自动控制原理 试卷一及其答案

PAGE年月日第页共页第2页共2页考卷一第1页共2页考试时间：110分钟考试形式：闭卷学生自带普通计算器:允许一、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，总计10分）1.下列性能中哪个不是自动控制系统的基本性能要求（）。A.准确性 B.稳定性 C.平稳性 D.快速性2.系统稳定的充分必要条件是其所有的（）在s平面左半平面。A.闭环极点 B.开环极点 C.闭环零点 D.开环零点3.用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是（）。A.脉冲信号 B.斜坡信号 C.阶跃信号 D.正弦信号4.下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果()。A、增加开环极点；B、在积分环节外加单位负反馈；C、增加开环零点；D、引入串联超前校正装置。5.当采样频率和最高次谐波角频率满足（）时，采样信号可无失真地恢复原信号。A. B. C. D.二、判断题（本大题共5小题，每小题2分，总计10分）1.当时，二阶系统处于临界阻尼状态。 （）2.根轨迹画得是系统闭环极点的轨迹。 （）3.奈奎斯特图又称对数频率特性曲线。 （）4.最小相位系统在s右半平面既没有闭环零点也没有闭环极点。 （）5.离散系统稳定的充要条件是其所有的开环极点都在单位圆内。 （）三、（25分）已知系统的结构图如下图所示（1）求系统的闭环传递函数；（2）当，，，，时，求系统的闭环传递函数，并判断其稳定性。四、（15分）已知单位负反馈系统的开环传递函数，绘制系统的根轨迹。五、（25分）某控制系统及其串联校正装置的对数幅频特性如图中所示和所示。（1）求控制系统、校正装置、校正后系统的开环传递函数；（2）绘制校正后系统的伯德图；六、（15分）某离散系统结构如图所示，采样周期T=0.1s，（1）求系统的开环脉冲传递函数和闭环脉冲传递函数；（2）判断K=10时系统的稳定性。附：常见z变换，

一、（10分）答案（本大题共5小题，每小题2分，答错、不答、多答均不得分）1.C2.A3.D4.A5.D二、（10分）答案（本大题共5小题，每小题2分，答错、不答均不得分）1.X2.√3.X4.X5.X三、（25分）答案（根据答题要点给分，答对给相应分数，不答或答错不给分）（1）采用梅逊公式求解：图中有2条前向通路，2个回路。P1=G1G2P2=GΔ=1+G1GΦ(s)=G或采用等效变换法求解： (2分) (4分) (4分)得到传递函数为Φ(s)=G（2）将G1=1s+1，G2=1Φ(s)=s3根据系统的闭环传递函数分母的系数，列劳斯表s劳斯表第一列未发生变号，系统稳定。 (5分)四、（15分）答案（根据答题要点给分，答对给相应分数，不答或答错不给分）（1）n=3,m=0,有3条根轨迹分支，终止于无穷远处 （2分）（2）实轴上的根轨迹段为(-∞,-10],[（3）渐近线σa=-5-8（4）分离点A'B-AB'=0⇒d（5）系统特征方程D(s)=s求得K=520,ω=±210j （5分）五、（25分）答案（根据答题要点给分，答对给相应分数，不答或答错不给分）（1）根据图示，写出控制系统的开环传递函数为G0(s)=10s(0.1s+1)校正装置为Gc(s)=s+110s+1因此求得校正后系统的开环传递函数为G'(s)=10(s+1)s(0.1s+1)(10s+1)（2）求出校正后系统的转折频率一阶微分环节ω1=1rad/s，一阶惯性环节ω2=0.1rad/s当ω=1rad/s时，L(ω)=20lgK相角从-90°绘制出系统的伯德图为 (5分) (3分)