自动控制原理试卷及答案20套

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1、自动控制原理试卷(一)A(1) 求系统传递函数C侣)/R(s)(10分)系统结构图如图所示，(10分)取何值时，系统才能稳定？Xi(s)+三、已知负反馈系统的开环传递函数为，Wk(S)s22s4试画出以K为参数系统的根轨迹；证明根轨迹的复数部分为圆弧。(15分)100WK(s)四、已知一单位闭环系统的开环传递函数为s(0.5s1),现加入申0.1s1Wc(s)联校正装置：C0.01s1，试：(20分)判断此校正装置届丁引前校正还是迟后校正？(2) 绘制校正前、后系统及校正装置的对数幅频特性。(3) 计算校正后的相位裕量。五、非线性系统结构如图所示，设输入r=0,绘制起始点在c(0)C01,C(

2、0)C00的cc平面上的相轨迹。(15分)(15分)!t2*1(t)时，求稳态误差ess。六、采样控制系统如图所示，已知K10-T2s1. 求出系统的开环脉冲传递函数2.当输入为1t*1R(s)/一sT1esK0.5s2sC(s)七、用奈氏稳定判据判断如下图所示系统的稳定性。其中，(1)(3)为线性(15分)自动控制原理试卷(一)B一、控制系统的结构如下图。(s)朋当F(s)=0时，求系统闭环传递函数R(s);系统中H2(s)应满足什么关系，能使干扰F(s)对输出C(s)没有影响?(10分)R(s)二、.设某控制系统方框图如图所示，要求闭环系统的特征值全部位丁s=1垂线之左，试确定参数K的取值

3、范围。(10分)RsQPKs(0.1s1)(0.25s2)*K(0.25s1)W(s)三、.一单位负反馈系统的开环传函为s(0.5s1),欲使该系统对单位阶跃函数的响应为一振幅按指数规律衰减的简谐振荡时间函数，试用根轨迹法确定K值范围(要求首先绘制根轨迹，求出并在图上标注主要的特征点参数)(15分)四、如图(a)和(b)所示是两个单位反馈系统的开环对数幅频特性，它们都是最小相位的，且开环截止频率相等，均为c。(20分)要求:1. 写出系统的开环传递函数比较两系统的稳定性，暂态性能（,ts）和包速输入下的稳态误差。2. 将图（a）所示的系统校正为图（b）所示的系统，应采用什么形式的申联校正装置？

4、并写出此校正装置的传递函数Gc（S）。五、.图所示为开环系统的幅相特性。图中P为开环传递函数G（s）H（s）中具有正实部的极点数目。试详细分析闭环系统的稳定性。（16分）|hn六. 非线性系统结构如图所示，设输入r=0,试描绘该系统的相平面图。（14分）cG(s)七.设米样系统的方框图如图所小，其中能使系统稳定的K1值范围。K1s(s4)米样周期T=,求(15分)(10分)三、求系统传递函数C(s)/R(s)(10分)试画出以K为参数系统(15分)12s的持续振荡。XLHT:2(s)K(s1)Wk(s)2三、已知负反馈系统的开环传递函数为，s2s2的根轨迹；并求系统稳定时K的取值范围。WK(s

5、)100四、已知一单位闭环系统的开环传递函数为0.1s1Wc(s)置：0.01s1，试：(4) 判断此校正装置属于引前校正还是退后校正？(5) 绘制校正前、后系统及校正装置的对数幅频特性。(6) 计算校正后的相位裕量。s(0.5s1),现加入串联校正装(20分)3.判断闭环系统稳定性。3.当输入为1(t)t*1(t)折*购时，求稳态误差ess。(15分)七、判断下列三个非线性系统闭环稳定性。自动控制原理试卷(二)B1.控制系统的结构如下图。(3)当F(s)=0时，求系统闭环传递函数(s)C(s)R(s)系统中H2(s)应满足什么关系，能使干扰F(s)对输出C(s)没有影响?(10分)设某控制系

6、统方框图如图所示，要求闭环系统的特征值全部位丁s=1垂线之左，试确定参数K的取值范围。(10分)Ks(0.1s1)(0.25s2)3、设反馈控制系统中*KG(s)s(s2)(s5)H(s)1要求：(1)概略绘制系统根轨迹图，判断系统的稳定性。(2)如果改变反馈通路传递函数使H(s)12s,试判断H(s)改变后系统的稳定性，研究H(s)改变所产生的效应。(15分)s2,校正装置的特性为Ws4.已知一系统原有的特性为函0.25s1Wcs0.01s10.1s1(1) 画出原系统和校正装置的对数幅频特性。当采用申联校正时，求校正后系统的开环传递函数，并计算其相位裕量丫(3c)和增益裕量GM(15分)图

7、所示为开环系统的幅相特性。图中P为开环传递函数G(s)H(s)中具有正实部的极点数目。试详细分析闭环系统的稳定性。(20分)3)(b)Im|hn已知非线性控制系统的结构图如图7-38所示。为使系统不产生自振，是利用描述函数法确定继电特性参数a,b的数值。(15分)c(t)7.线性离散控制系统如下图所示，试确定使系统稳定的K值范围（15分）自动控制原理试题（三）A卷一、单项选择题：在下列各题中，有四个备选答案，请将其中唯一正确的答案填入题干的括号中。（本大题共9小题，总计40分）1、（本小题3分）下列性能指标中，可以描述系统暂态性能的有一超调量调节时间稳态误差调节频率上升时间B.C.D.答（）2

8、、（本小题3分）系统的传递函数可通过求取该系统的一而求得.A.阶跃响应函数B.脉冲响应函数C.斜坡响应函数D.抛物线响应函数答（）3、（本小题3分）如图所示是某系统的单位阶跃响应曲线，下面关丁性能指标正确的是一A.L6sB.匕4sC.tP14sD.%30%答()4、(本小题5分)W(s)48已知控制系统开环传递函数为A.系统稳定B.s奏8)(s23s4)，则下述正确的是一)5、(本小题5分)10W(s)或,一已知控制系统开环传递函数为s(s2)(s5),当输入r(t)6t4时，系统稳态误差为一0B.C.0.6D.6()6、(本小题6分)系统根轨迹如图所示，当根轨迹与虚轴相交时，下述正确的是-6

9、-3A.1B.K162C.2.42D.)7、(本小题5分)下列线性系统判断中正确的是F=1C.(3)稳定D.全不稳定）8、（本小题5分）在采样控制系统中,应至少大丁1为使采样信号不失真的恢复为原来的连续信号，则采样频率maxA.2B.maxC.2maxD.3max）9、（本小题5分）设有一DD茸统,T=1,Kc=1,试求单位阶跃响应在第几拍达到最大?(s)拍B.1拍C.2拍D.3拍答（）二、计算题在下列各题中，（需要写出详细步骤、结果和画出必要的图形。）（本大题共3小题，总计60分）1.系统的传递函数方块图如图所示。试确定K和a取何值时，系统将维持以角1,频率2s的持续振荡。（20分）Xi（s

10、）+Xo（s）趣K（s?nasas2s1K（0.25s1）W（s）一单位负反馈系统的开环传函为s（0.5s1）,欲使该系统对单位阶跃函数的响应为一振幅按指数规律衰减的简谐振荡时间函数，试用根轨迹法确定K值范围（要求首先绘制根轨迹，求出并在图上标注主要的特征点参数）。（20分）3.如图（a）和（b）所示是两个单位反馈系统的开环对数幅频特性，它们都是0要求：写出系统的开环传递函数1.比较两系统的稳定性，暂态性能将图（a）所示的系统校正为图2.3.（%,ts）和包速输入下的稳态误差。（b）所示的系统，应采用什么形式的申联校正装置？并写出此校正装置的传递函数Gc（s）。自动控制原理试题（三）B卷一、单

11、项选择题：在下列各题中，有四个备选答案，请将其中唯一正确的答案填入题干的括号中。（本大题共9小题，总计40分）1、（本小题3分）把系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为系统的传递函数。）2、（本小题3分）线性系统的稳定性是系统本身固有的一种特性，与输入量及初始条件无关）3、（本小题3分）线性系统稳定的充分必要条件是：开环传递函数的所有极点均位丁S复平面的左半平面。A.正确B.不正确C.部分正确D.无法判断答（）4、（本小题3分）输入量为单位斜坡函数时，要使系统的稳态误差为零，系统必须为I型系统。A.正确B.不正确C.部分正确D.无法判断答（）5、（本小题5分）下列那个线性系统闭环稳定。

12、）6、（本小题5分）非线性系统闭环稳定判断中下列那个正确C.（3）M稳定N不稳定D.都不稳定7、（本小题6分）已知系统的特征方程如下，判断系统稳定性的错误结论是哪个。s62s56s48s310s24s40A.系统临界稳定B.没有S右半平面根C.有1对在虚轴上的根D.有2对在虚轴上的根答（）8、（本小题6分）2x0.5x2xx0非线性系统动态方程如下，试判断（-2,0）的奇点类型。A.中心点B.焦点C.节点D.鞍点答（）9、（本小题6分）dB*L(3)某开环系统幅频特性波德图如下，试确定开环系统增益K01B.2C.4D.8答（）二、计算题：在下列各题中，需要写出详细步骤、结果和画出必要的图形。（

13、本大题共3小题，总计60分）1、（本小题20分）设一反馈控制系统的开环传递函数如下，试绘制K1变化时系统特征方程的根轨迹，并求出系统稳定时K1的取值范围。G(s)H(s)s(s3)(s22s2)2、（本小题20分）设1型单位反馈系统原有部分的开环传递函数为:G（s）s（s1）要求设计申联校正装置，使系统具有K=12及丫=40度的性能指标。3、（本小题20分）G(s)s(s4),采样周期R(s)C(s)G(s)设米样系统的方框图如图所小，其中T=，求能使系统稳定的Ki值范围。(四)自动控制原理试卷1.控制系统的方框图如图所示，试用梅逊公式C(s)W2(s)H1(s)10分02“已知系统的特征方程

14、如下，判断系统的稳定性。2. s62s56s48s310s24s4设一反馈控制系统的开环传递函数如下，试绘制K1变化时系统特征方程的根轨迹。20分_K1G(s)H(s)21s(s3)(s22s2)已知单位负反馈系统的开环传递函数：100(s1)G(s)2sss(万1)(福1)(s1)10203. 试求系统的相角裕度和幅值裕度。15分设1型单位反馈系统原有部分的开环传递函数为：G(s)备要求设计申联校正装置，使系统具有K=12及丫=40度的性能指标。试用等倾线法画出相轨迹。10分?7.采样系统结构图如图所示,的稳定性。Wi(s)10s(5s1)，采样周期T=1秒，试判断闭环系统分15Xr(s)0

15、W1(s)Xc(s)Z1(t)Zeat自动控制原理试卷(四)B15分0s310s216s1601.控制系统的方框图如图所示，试用梅逊公式求系统的传递函数。已知单位负反馈系统的开环传递函数为,(1) 绘制系统的根轨迹；(2) 求系统稳定时K的取值范围。WK(s)BWS(S1)，试:153.已知单位负反馈系统的开环传递函数：100(-1)G(s)2sss(一1)(一1020试求系统的相角裕度和幅值裕度。1)(s1)15分5.系统的结构图如图(a)所示，其中，W2(S)为最小相位环节，W2(S)由如图(b)所示的对数幅频特性确定出。试求系统稳定时(a)d2cers(s+1)试绘制其初始状态为3时的相

16、轨迹。15分设米样系统的方框图如图所小，其中统稳定的K1值范围15分R(s)+.TG(s)Kis(s4),采样周期t=,求能使系C(s)6.含有死区继电器特性的非线性系统的方框图如图所示，系统中线性部分的输入输出关系为：dcydtc非线性系统部分的输入输出关系可用下式表示:e1yf(e)0,1普G(s)自动控制原理试卷(五)A一、选择题：(共20分)1、(本小题4分)系统的传递函数可通过求取该系统的一而求得.答()2、(本小题4分)如图所示是某系统的单位阶跃响应曲线，下面关丁性能指标正确的是一h(t)*t2468101214A.tr6sB.匕4SC.品14SD.%30%答()3、(本小题5分)

17、10W(s)-已知控制系统开环传递函数为s(s2)(s5),当输入r(t)6t4时，系统稳态误差为一0B.C.0.6D.64、(本小题4分)-63.0系统根轨迹如图所示，当根轨迹与虚轴相交时，下述正确的是一A. 1B.K162C.2.42D.05、(本小题4分)下列线性系统判断中正确的是控制系统的方框图如图所示，试用梅逊公式求系统的传递函数10分0W2(s)H1(s)四、已知已知单位反馈系统的开环传递函数为1(sa)G(s)j42s2(s1)(15分)a的变化范围为0,+Q,试绘制系统的闭环根轨迹。（15分）dBL（3）八、五、已知一最小相位系统开环的对数幅频特性如下图所示,试写出系统开环传递

18、函数Wks,求系统相位裕量和增益裕量输入r=0,绘制起始点在c(0)Co1,c(0)Co0的cc平面上的相轨迹。(15分)七、线性离散控制系统如下图所示，试确定使系统稳定的K值范围自动控制原理试题A1卷题号一二三四五六七总分得分、本题共2小题。（20分）W(s)Uc(s)Ur(S)。1.（10分）下图所示电路，求Wb(s)2.（10分）下图所示系统，求Xc(s)Xr(s)数。（15分）求系统的闭环传递函（一）画出系统根轨迹（关键点要标明）（二）求使系统稳定的Kg值范围。三、已知单位负反馈系统的开环传函为Ws（2）若系统原有的开环传递函数为下图所示，求串联校正装置的传递函数。10010.1s2s

19、,而校正后的对数幅频特性如dBAL(3)100六、画出两个常见的非线性元件的特性。（5分）(10分)t00t0七、求解差分方程fk23fk12fktt其中，初始条件：f00,f10；输入条件：自动控制原理试题B2卷考题一二三四五六七八总分得分一、填空。12分1.线性定常系统，,把系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为系统的传递函数。2. 线性系统的稳定性是系统本身固有的一种特性，与输入量及初始条件。3. 线性系统稳定的充分必要条件是。4 .输入为单位斜坡函数时，要使系统稳态误差为零，系统必须为型系统。5 .采样系统在初始条件为零时，把称为系统的脉冲传递函数。6 .用开环频率特性分析研究

20、系统暂态特性时，常常用和这两个特征量的Xc(s)(2)%=25%调节时、化简结构图(或用信号流图法)求闭环传递函数Xr(s)。12分(1)三、设单位负反馈的典型二阶系统的单位阶跃响应的超调量为a问为ts(5%)=2秒，试求：(1)系统的开环传递函数；(2)输入为单位斜坡函数时的稳态误差。14分Wk(S)B四、已知单位负反馈系统的开环传递函数为，S(S。，试：(1) 绘制系统的根轨迹；求系统稳定时K的取值范围。12分五、包括两小题。14分1.绘制下列系统的相平面图。(1)xx0(2)x102. 用奈氏稳定判据判断如下图所示系统的稳定性。其中，(1)(3)为线性系统，(4)(6)为非线性系统六、采

21、样系统结构图如图所示,数。12分Wi(s)W%七、已知原系统开环传递函数为采样周期T=1秒，求闭环脉传递函W(S)10S(S1),现采用申联校正方法，使校正后为二阶工程最佳系统且开环放大系数不变，试：12分(1) 确定校正装置Wc(S);绘制校正前、后及校正装置的对数幅频特性;K(2S1)八、已知系统的结构图如图(a)所示，其中，*0.5S1,W2(S)为最小相位环节，其对数幅频特性如图(b)所示。试求使闭环系统稳定的K值范围12分(a)W2(S)Xc(S)自动控制原理试题A3卷考题一二三四五六七八总分得分、填空。10分.,把系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为系统的传递函数。1 .

22、线性系统的稳定性是系统本身固有的一种特性，与输入量及初始条件。3. 线性系统稳定的充分必要条件是。4.输入为单位斜坡函数时，要使系统稳态误差为零，系统应为型系统。5.线性离散系统在初始条件为零时，把称为系统的脉冲传递函数。、用化简结构图或信号流图方法求下列系统的闭环传递函数B()XS)。12分三、已知典型二阶系统的单位阶跃响应曲线如图所示。试求：(1) 开环传递函数。(2) 单位斜坡函数输入时的稳态误差。四、已知负反馈系统的开环传递函数为Wk(S)Kg(:1)s，试画出系统的根轨迹图。14分Wk(s)50(s2)五、已知单位负反馈系统的开环传递函数为：s(s10)，试：12分(1) 绘制波德图

23、；(2) 计算相位裕量。六、本题包括两小题。14分(一)试用奈氏判据判断下图所示系统的稳定性。其中，(1)(3)为线性系统，(们(4)(6)为非线性系统。(二)绘制下列系统的相平面图。(1)xx0七、系统的结构图如图(a)所示，其中,x1W2(S)为最小相位环节,W2(S)由如图(b)所示的对数幅频特性确定出。试求系统稳定时K的取值范围。14分W(s)八、某离散系统结构图如图所示，s(s2)，采样周期T=1秒，试判断系统的稳定性。Z1(t)Zeatzz1zar自动控制原理试题B3卷考题一二三四五六七八总分得分Uc(s)、推导下列网络的传递函数：Ur(s)10分、用化简结构图或信号流图方法求闭环

24、传递函数Xr(s)。12分三、单位负反馈的典型二阶系统的单位阶跃响应的超调量为a%f25%调节时间为ts(5%=2秒，求：(1)系统的开环传递函数；(2)输入为单位斜坡函数时的稳态误差。15分四、Wk(s)已知负反馈系统的开环传递函数为14Kgs(s1)(s2)，试画出系统的根轨迹图。分五、以下两题任选一题。(如全做，按第一题记分)10Wk(S)(一) 已知单位负反馈系统的开环传递函数为(二) 绘制下列系统的相平面图。(1)xx0(2)分50(S1)_2/S(S5),试绘制波德图。六、用奈氏判据判断下列系统的稳定性。其中,线性系统。(1)(3)为线性系统，(4)(5)为非分七、系统的结构图如图

25、(a)所示，其中，W2(S)为最小相位环节，W2(S)由如图(b)所示的对(a)12分数幅频特性确定出。试求系统稳定时K的取值范围。一一、上W1(s)八、米样系统结构图如图所示，10s(0.5s1,采样周期T=1秒，试判断系统的稳定性。12分Xr(s)咽匕W1(s)TXc(s)Z1(t)ZeatzaTze自动控制原理试题A4卷考题一二三四五六总分得分(1)、选择题(每小题5分，共20分)，请选择其中所有正确的答案，将相应的字母和题号写在答题纸上。输入量为单位斜坡函数时，要使系统为无差系统，系统类型必须为:a.0型b.1型c.2型d.2型以上(2)线性系统稳定的充分必要条件是:a.开环传递函数的

26、所有极点均位丁S复平面的左半平面。b.c.闭环传递函数的所有极点均位丁S复平面的左半平面。闭环特征方程式的所有根均具有负实部。d.以上答案都不正确。(3)某非线性系统的三1商和线性部分频率4ImE线性部分的描述函数负倒特性特性W1(j3)如图一所示。两线交点处的3；和。WJ该闭环系统是：Re3Wi(j3)图一a.稳定的b.不稳定的c.产生自持振荡,d.产生自持振荡,其角频率为，振幅为其角频率为，振幅为e.以上答案都不正确(4)已知采样系统的输出Z变换为W(z)XrXc(z)(z)H(z)W(z)它符合下述哪几个系统?、16分系统结构如下图所小。(1) 绘制P(0T8)变化时，系统的根轨迹图；确

27、定使闭环系统的阶跃响应为单调变化过程时P的最小值。三、16分已知一系统原有的特性为,校正装置的特性为Wcs0.25s10.01s10.1s1(1) 画出原系统和校正装置的对数幅频特性。当采用申联校正时，求校正后系统的开环传递函数，并计算其相位裕量Y(3c)和增益裕量GM四、15分采样系统结构图如下图所示,W1（s）10s(5s1)，采样周期T=1秒,试判断闭环系统的稳定性。(注：sazeaTXc(s)Xc(对五、15分下图所示系统，求传递函数Xr(s)和N(s)六、设单位负反馈的典型二阶系统的单位解跃响应的超调量为a%=25%调节时(1) 问为ts(5%)=2秒，求：18分系统的开环传递函数；

28、输入为单位斜坡函数时的稳态误差。自动控制原理试题B4卷考题一二三四五六总分得分二、选择题(每小题5分，共20分)，请选择其中所有正确的答案，将相应的字母和题号写在答题纸上。、16(5)单位负反馈系统的开环传递函数为Wk(s)s28s16，则闭环系统的阻尼比E等丁：a.1b.2c.*d.(6)单位负反馈系统的开环传递函数为&e.以上答案都不正确KWk(s)ts的调节时间ts(土5%误差带)为:而闭环单位阶跃响应的稳态误差为:8h.以上答案都不正确a.3T2Kd.i,则闭环系统单位阶跃响应3TK11Kb.e.(7)已知单位正反馈系统的开环传递函数为的根轨迹大致图形如图一、c.3T1K；f.0g.图

29、二、图三所示，请选择:图一正确a.b.图二正确c.图三正确Wk(S)4JA0图二厘三Kg2S(1S),给出其可能*0d.都不正确(8)已知米样系统的输出统？Xc(z)Z变换为W(z)Xr(z)1H(z)W(z),它符合下述哪几个系Xr(s)Xc(s)Xr(s)tCw(s)Xc(s)*b.H(s)a.Xr(s)d.W(s)H(s)、16分设单位负反馈系统的开环传递函数为:KWk(S)2S(S2)(S22S2)Xc(s)1试应用劳斯稳定判据确定K为多大时将使系统阶跃响应出现振荡，并求出振荡角频率。三、已知一单位负反馈典型二阶系统的单位阶跃响应曲线如下图所示，求系统的闭环传递函数。(18分)四、18

30、分已知系统结构图如图四(a)所小，(系统为最小相位系统)申联校正环节Wc(s)如图四(b)所示，系统校正后的开环对数幅频特性如图四(c)所示。试求原系统的传递函数W(s),并计算校正后的相位裕量五、14分采样系统结构图如图五所示，T为采样周期且T=1秒。试:(1)求闭环脉冲传递函数。Xr(S)A图五Xc(S)1z（2）判断系统的稳定性。（注：zeaT）六、14分非线性系统的结构图如图六（a）所示，其中非线性特性的负倒描4ImRe图六（b）述函数-1/R（A）曲线如图六（b）所示。试画出线性部分的奈氏曲线，并用描述函数法判断系统是否会发生自振。自动控制原理试卷A一、单选题（每题2分，共20分）1

31、.控制系统中基本环节的划分，是根据（:A.元件或设备的形式B.系统的物理结构C.环节的连接方式D.环节的2. 数学模型绘制根轨迹时需计算入射角的情况为：开环传递函数有（）A.实极点B.实零点D.共轴复零点C.共轴复极点4K设一单位反馈控制系统的开环传递函数为G0(s)=s(s2),要求Kv=20,则K=()10B.20C.30D.40输入为阶跃信号时，如果()，则积分环节的输出信号的上升速度越快。3. 输入信号的幅度越小，积分时间常数越小输入信号的幅度越小，积分时间常数越大输入信号的幅度越大，积分时间常数越小输入信号的幅度越大，积分时间常数越大如果二阶振荡环节的对数幅频特性曲线存在峰值，则阻尼

32、比E的值为()vE0.707B.0E0.707D.E1决定系统静态性能和动态性能的是系统传递函数的()A.零点和极点B.零点和传递系数C.极点和传递系数D.零点、极点和传递系数16设二阶振荡环节的传递函数G(s)=s24s16,则其对数幅频特性渐近线的交接频率为()2rad/sB.4rad/sC.8rad/sD.16rad/s10,H(s)1Khs已知系统前向通道和反馈通道的传递函数分别为G(s)=s(s1),当闭环临界稳定时，Kh值应为()A.-1B.-0.1C.0.1D.12、239.设单位负反馈系统的开环传函为G(s)=(s1)，那么它的相位裕量的值为()oooo1Ts10.某申联校正装

33、置的传递函数为Gc(S)=K1Ts(061),则该装置是()A.超前校正装置B.滞后校正装置滞后校正装置二、填空(每题2分，共20分)根据控制系统信号的形式，控制系统可分为控制系统、控制系统。1. 对丁一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：2. ftO用时域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是若要求系统的快速性好，则闭环极点应距虚轴越好。如果根轨迹位丁实轴上两个相邻的开环零点之间(其中一个零点可以位丁无穷远处)，则在这两个零点之间必定存在06.伯德图分中频段、高频段和低频段，低频段能够反应系统的,中频段能够反映系统的暂态性能，高频段主要反映系统。7. 根轨迹图必对称丁根平面的。8.

34、 分析稳态误差时，将系统分为0型系统、1型系统、2型系统，这是按开环传递函数的节数来分类的。1. 采样控制系统中，如果希望从采样信号f(t)中不失真的恢复原来的信号f(t),则采样频率s满足线性定常系统的脉冲传递函数的定义三、简答题(每题5分，共20分)绘制由基本环节组成的闭环控制系统的一般结构图。2. 在0E1三种情况下，标准二阶系统的单位阶跃响应特性分别是什么？3. 如图是最小相位系统的开环对数幅频渐近特性，试写出其传递函数G(s)。4、求下列方程的奇点，并判断奇点类型。(7) x(1x2)xx0Cs四、系统方框图如图2所示，并求出传递函数而。(8分)F.图2Wk(S)五.已知一单位闭环系

35、统的开环传递函数为100s(0.5s1),、0.1s1_Wc(s)联校正装置：0.01s1，试：(12分)判断此校正装置届丁引前校正还是滞后校正？(说明原因)绘制校正前、后系统及校正装置的对数幅频特性。(3) 计算校正后系统的相位裕量。六、采样系统结构图如图所示,统的稳定性。W1(s)10S(5S1),采样周期T=1秒，试判断闭环系Xr(s)Xc(s)10分Z1土ZeatzeaT七、用奈氏稳定判据判断如下图所示系统的稳定性。其中,(1)(3)为线性系统，(4)(5)为非线性系统finKnVL(js)(10分)P=0ReKNMjE*/A*自动控制原理试卷B一、单选题（每题2分，共20分）1.根据

36、给定值信号的特点分类，控制系统可分为（）。3. 包值控制系统、随动控制系统和程序控制系统反馈控制系统、前馈控制系统前馈一反馈复合控制系统最优控制系统和模糊控制系统连续控制系统和离散控制系统绘制根轨迹时需计算出射角的情况为：开环传递函数有（）A.实极点B.实零点C.共轴复极点D.共轴复零点已知单位反馈控制系统在阶跃函数作用下，稳态误差ess为常数，则此系统为（）A.0型系统B.I型系统C.口型系统D.m型系统34开环系统频率特性G（j3）=（1J），当3=1rad/s时，其频率特性相角9=（）。450B.-900C.135D.270过阻尼系统的动态性能指标是调整时间ts和（）A.峰值时间tpB.

37、最大超调量pC.上升时间trD.衰减比p/p二阶振荡环节的相频特性（），当时，其相位移（）为（）A.-2700B.-180C.-900D.01027.设某系统开环传递函数为G（s）=（ss10）（s1）,则其频率特性奈氏图起点坐标为（）A.(-10,j0)B(-1,j0)8. 超前校正装（）。置的频率特性为C.(1,j0)部(D.(10,j0)1)其最大超前相位角m为T21T21T21T21确定根轨迹与虚轴的交点，可用A.劳斯判据B.幅角条件C.幅值条件D.dsk(s1)10.设开环传递函数为G(s)H(s)=s(s2)(s3),其根轨迹渐近线与实轴的交点为1. ()A.0B.-1C.-2D.

38、-3二、填空(每题2分，共20分)根据控制系统元件的性质，控制系统可分为:空制系统、:空制系统。2. 对丁一个自动控制系统的性能要求的快速性可由暂态性能指标中等决定。3. 用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是。4. 线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为0如果根轨迹位丁实轴上两个相邻的开环极点之间，则在这两个极点之间必定存在0单位脉冲函数乂称为a函数，它的数学表达式是o根轨迹图起始丁。线，性定常系统传递函数的定义为条件下，根轨迹与虚轴相交，表明系统的闭环特征方程根中有o控制系统中，为保证系统有足够的相位裕量，通常希望中频段特性斜率(即c上的斜率

39、)为0三、简答题(每题5分，共20分)1.设系统特征方程为s4+2s3+3s2+4s+5=0试用劳斯稳定判据判别该系统的稳定性。2. 线性定常系统的稳定性和闭环极点的分布有什么关系？2. 图是最小相位系统的开环对数幅频渐近特性，试写出其传递函数W(s)。L()Jk4.简述香农采样定理的内容。Cs四、系统方框图如图所示，并求出传递函数丽。（8分）Xr(s)Xt(S)W(s)w2(s)W3(s)r*jkLLkH(s)H2(s)-W4（s）20W/K（s）五.已知一单位闭环系统的开环传递函数为s（0.1s1），现加入申联/、s1（s）校正装置：Wc10s1，试：（12分）（9）判断此校正装置届丁引前

40、校正还是滞后校正？（说明原因）（10）绘制校正前、后系统及校正装置的对数幅频特性。（3）计算校正后系统的相位裕量。六、已知一采样控制系统如图，其中采样周期T=1s,试求使系统稳定的K的范围。（10分）Xr(s)Ts1eXc(s)ks(s2)(10分)0(1)(3)为线性七、用奈氏稳定判据判断如下图所示系统的稳定性。其中,系统，(4)(5)为非线性系统一、填空题(每空1分，共15分)1、反馈控制乂称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。2、复合控制有两种基本形式：即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。3、两个传递函数分另U为Gi(s*G2(s)的环节，以并联方式连接，其等

41、效传递函数为G(s)，则G(s)为Gi(s)+G2(s)(用Gi(s力G2(s)表示)。4、典型二阶系统极点分布如图1所示，则无阻尼自然频率n,阻尼比,该系统的特征方程为_s22s20,该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振荡。5、若某系统的单位脉冲响应为g(t)10e0.2t5e0.5t,则该系统的传递函数G(s)为。s0.2ss0.5s6、根轨迹起始丁开环极点、终止于开环零点。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为K(s1。s(Ts1)1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。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

42、象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，届丁闭环控制系统。3、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统稳定。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据：在频域分析中采用奈奎斯特判据。4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比22122215、设系统的开环传递函数为S，则其开环幅频特性为Ks2(Ts1)相频特性为arctan180；arctanT(或6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，越频率

43、c对应时域性能指标调整时间ts,它们反映了系统动态过程的快速性开环频域性能指标中的幅值穿1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：稳定性、快速性和准确性2、控制系统的一输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值_称为传递函数。一1阶系统传函标准形式是G(s)二阶系统传函标准形式是_2G(s)s22，(或:、1G(s)T2s22Ts1Ts1一一3、在经典控制理论中，可采用劳斯判据、根轨迹法或奈奎斯特判据等方法判断线性控制系统稳定性。4、控制系统的数学模型，取决于系统结构和参数，与外作用及初始条件无关。5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为20lgA()，横坐标为_lg_。6、奈奎

44、斯特稳定判据中，Z=P-R，其中P是指开环传函中具有正实部的极点的个数(或：右半S平面的开环极点个数),Z是指闭环传函中具有正实部的极点的个数(或：右半S平面的闭环极点个数，不稳定的根的个数)_,R指奈氏曲线逆时针方向包围(-1,j0)整圈数。7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，ts定义为调整时间。%是超调量。则其开环幅频特性为9、设系统的开环传递函数为，01_1_()90tg(Ti)tg(T2。9、A().,.(Ti)21(T2)211、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面，即：稳定性、准确性和快速性，其中最基本的要求是稳定性。2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为G(s),则该系

45、统的开环传递函数为G(s)。3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有微分方程、传递函数等。4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用劳思判据、根轨遮、奈奎斯特判据等方法。5、设系统的开环传递函数为,则其开环幅频特性为s（T1s1）（T2s1）A()(Ti)21(T2)21011相频特性为()90tg(Ti)tg(T2)_。6、最小相位系统是指S右半平面不存在系统的开环极点及开环零点。二、选择题（每题2分，共20分）1、2、采用负反馈形式连接后，则（D）A、一定能使闭环系统稳定；B系统动态性能一定会提高;C、一定能使干扰引起的误差

46、逐渐减小，最后完全消除；需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。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；C、增加开环零点；（A）。、在积分环节外加单位负反馈;、引入申联超前校正装置。3、系统特征方程为D(s)2s23s0,则系统（C）4、A、稳定；C、临界稳定；系统在r（t）t2作用下的稳态误差A、型别v2；C、输入幅值过大;5、对丁以下情况应绘制A、主反馈口符号为C、非单位反馈系统;6、A、7、ess、单位阶跃响应曲线为单调指数上升;、右半平面闭环极点数Z2o，说明（A）、系统不稳定；、闭环传递函数中有一个积分环节。根轨迹的是（、除Kr外的其他参数变化时;、根轨迹方程（标准

47、形式）开环频域性能指标中的相角裕度超调%B、稳态误差ess已知开环幅频特性如图2所示,为G(s)H(s)1对应时域性能指标（AC、调整时间ts则图中不稳定的系统是（D、峰值时间tppB)。系统系统系统图2D、都不稳定A、系统B、系统C、系统8、若某最小相位系统的相角裕度0：,则下列说法正确的是（C）A、不稳定;、只有当幅值裕度kg1时才稳定;C、稳定;D、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。A、超前校正B、滞后校正滞后-超前校正D、不能判断9、若某申联校正装置的传递函数为史口，则该校正装置届丁（B）100s1C、10、下列申联校正装置的传递函数中，能在c1处提供最大相位超前角的是:0.1s1D、

48、10s1BA10s1日&1c2s1、s1、0.1s1、0.5s11、关丁传递函数，错误的说法是（B）A传递函数只适用丁线性定常系统；B传递函数不仅取决丁系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响；C传递函数一般是为复变量s的真分式；D闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。2、下列哪种措施对改善系统的精度没有效果（C）。A、增加积分环节B、提高系统的开环增益KC、增加微分环节D、引入扰动补偿3、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的（D）A、准确度越高B、准确度越低C、响应速度越快D、响应速度越慢4、已知系统的开环传递函数为50，则该系统的开环增益为(C(2s1)(s5)B、25C、1

49、0A、50)。5、若某系统的根轨迹有两个起点位丁原点，则说明该系统(B)。A、含两个理想微分环节B、含两个积分环节C、位置误差系数为0D、速度误差系数为06、开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标(A)。A、超调%B、稳态误差essC、调整时间tsD、峰值时间tpp7、已知某些系统的开环传递函数如下，届丁最小相位系统的是(B)A、KB、KC、2kd、KL)s(s1)s(s55s(ss1)s(2s)8、若系统增加合适的开环零点，则下列说法不正确的是(B)。A、可改善系统的快速性及平稳性；B、会增加系统的信噪比；C、会使系统的根轨迹向s平面的左方弯曲或移动；D、可增加系统的稳定裕度。9、开环

50、对数幅频特性的低频段决定了系统的(A)。A、稳态精度B、稳定裕度C、抗干扰性能D、快速性10、下列系统中届丁不稳定的系统是(D)。A、闭环极点为,21j2的系统B、闭环特征方程为s22s10的系统C、阶跃响应为c(t)20(1e0.4t)的系统D、脉冲响应为h(t)8e0.4t的系统1、关于奈氏判据及其辅助函数F(s)=1+G(s)H(s),错误的说法是(A)A、F(s)的零点就是开环传递函数的极点8F(s)的极点就是开环传递函数的极点GF(s)的零点数与极点数相同DXF(s)的零点就是闭环传递函数的极点2、已知负反馈系统的开环传递函数为G(s)(B)。2s1-2s6s100,则该系统的闭环特

51、征方程为A、s26s10002一-B、(s6s100)(2s1)0C、s26s100103、一阶系统的闭环极点越靠近S平面原点，则A、准确度越高B、准确度越低D、与是否为单位反馈系统有关(D)。C、响应速度越快D、响应速度越慢4、已知系统的开环传递函数为100(0.1s1)(s5),则该系统的开环增益为(C)。A、100B、1000C、20D、不能确定C、闭环极点D、阶跃响应5、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的：CA、闭环零点和极点B、开环零点C1处提供最大相位超前角的是（B）。10s1A、s110s1B、0.1s12s1C、0.5s17、关于PI控制器作用，下列观点正确的有(A)6、下列串

52、联校正装置的传递函数中，能在A、可使系统开环传函的型别提高，消除或减小稳态误差；8积分部分主要是用来改善系统动态性能的；G比例系数无论正负、大小如何变化，都不会影响系统稳定性;以只要应用PI控制规律，系统的稳态误差就为零。8、关于线性系统稳定性的判定，下列观点正确的是（C）。D、0.1s110s1A、线性系统稳定的充分必要条件是：系统闭环特征方程的各项系数都为正数;B、无论是开环极点或是闭环极点处于右半S平面，系统不稳定；C、如果系统闭环系统特征方程某项系数为负数，系统不稳定；D、当系统的相角裕度大于零，幅值裕度大于1时，系统不稳定。9、关于系统频域校正，下列观点错误的是（C）A、一个设计良好

53、的系统，相角裕度应为45度左右；B、开环频率特性，在中频段对数幅频特性斜率应为20dB/dec；C、低频段，系统的开环增益主要由系统动态性能要求决定；10(2s1)力G(s)22s2(s26s100)(D)、10D当输入信号是、20D、利用超前网络进行串联校正，是利用超前网络的相角超前特性。10、已知单位反馈系统的开环传递函数r（t）22tt2时，系统的稳态误差是A、0B、ooC1、关于线性系统稳态误差，正确的说法是：（C）A、一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差稳态误差计算的通用公式是esslims2R(s)s01G(s)H(s)G增大系统开环增益K可以减小稳态误差；以增加积分环节可以消除稳态

54、误差，而且不会影响系统稳定性。2、适合应用传递函数描述的系统是（A）。A、单输入，单输出的线性定常系统；B、单输入，单输出的线性时变系统；C、单输入，单输出的定常系统；D、非线性系统。3、若某负反馈控制系统的开环传递函数为s(s1)，则该系统的闭环特征方程为（B）。A、S(S1)0B、s(s1)50C、s(s1)10D、与是否为单位反馈系统有关4、非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为号为R(S),则从输入端定义的误差E(S)为(A、E(S)R(S)G(S)C、E(S)R(S)G(S)H(S)G(S),反馈通道传递函数为H(S),当输入信D)B、E(S)R(S)G(S)H(S)D、E(S)R(

55、S)G(S)H(S)5、已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是(A)。A、*K(2s)s(s1)*KCs(s1)(s5)s(s2-3s1)D、*K(1s)s(2s)6、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的：DA、低频段B、开环增益C、高频段D、中频段7、已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)10(2s1)s2(s26s100)当输入信号是一一2r(t)22tt时，系统的稳态误差是(D)A、010;D、208、关于系统零极点位置对系统性能的影响，下列观点中正确的是(A)A、如果闭环极点全部位于S左半平面，则系统一定是稳定的。稳定性与闭环零点位置无关；8如果闭环系统无零点

56、，且闭环极点均为负实数极点，则时间响应一定是衰减振荡的;C、超调量仅取决于闭环复数主导极点的衰减率，与其它零极点位置无关;D、如果系统有开环极点处于S右半平面，则系统不稳定。解答题三、（8分）试建立如图3所示电路的动态微分方程，并求传递函数。JCp-HhJl4I,+二R2JU0解：1、建立电路的动态微分方程根据kcl有uiu0cdui(t)u0Ridu0(t)dt即R1R2Cdt2、求传递函数(RiR2)u(t)R1R2CUo(t)R2dUi(t)R2Ui(t)dt(2分)(2分)对微分方程进行拉氏变换得RiR2CsU0（s）（RiR2）U0（s）U0（s）G（s）Ui（s）四、（共20分）系

57、统结构图如图4所示:得传递函数RRCsUJs)R2Ui(s)R1R2CsR2R1R2CsR1R2(2分)1、T叩，）攻.）1顷舟l_4国HU-回一1*图4式;写出闭环传递函数（s）(4分)KC(s)/K(s)R(s)14K12sss2K2、要使系统满足条件：0.707,3、求此时系统的动态性能指标%,ts0oe124.3200ts；（4分）sK2八2s2nsnn2,试确定相应的参数K和442.83n24、r（t）2t时，求系统由r（t）产生的稳态误差es;（4分）5、确定Gn（s），使干扰n（t）对系统输出c（t）无影响。（4分）五、（共15分）已知某单位反馈系统的开环传递函数为G(s)Krs

58、(s3)21、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹（求出：渐近线、分离点、与虚轴的交点等）；（8分）2、确定使系统满足01的开环增益K的取值范围。（7分）六、（共22分）某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线L0（）如图5所示:1、写出该系统的开环传递函数Go（s）；（8分）2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性。（3分）3、求系统的相角裕度。（7分）4、若系统的稳定裕度不够大，可以采用什么措施提高系统的稳定裕度？（4分）可以采用以下措施提高系统的稳定裕度：增加串联超前校正装置；增加串联滞后校正装置；增加串联滞后-超前校正装置；增加开环零点；增加PI或PD或PID控制器；在积分环节外加单位负反馈。三、（8分）写出下图所示系统的传递函数C堕（结构图化简，梅逊公式均可）解：传递函数G(s):根据梅逊公式G(s)C(m(1分)4条回路：L1G2(s)G3(s)H(s),L2G4(s)H(s),L3Gi(s)G2(s)G3(s),L4Gi(s)G4(s)无互不接触回路。(2分)特征式：41Li1G2(s)G3(s)H(s)G4(s)H(s)G(s)G2(s)G3(s)G(s)G4(s)i1(2分)2条前向通道：pG1(s)G2(s)G3(s),11;P2G1(s)G4