自动控制原理期末复习题B卷及答案.doc

B卷一、填空题（每空 1 分，共20分） 1、 对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面，即：_、_ 和_，其中最基本的要求是_。2、 线性系统的主要特点是具有 性和齐次性。3、 反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 与反馈量的差值进行的。4、 一般将时的二阶系统称为 二阶系统。5、 从0变化到时，惯性环节的频率特性极坐标图在 象限，形状为 。6、 闭环系统的根轨迹起始于开环传递函数的 ，终止于开环传递函数的 或无穷远。7、 在经典控制理论中，可采用、根轨迹法或 等方法判断线性控制系统稳定性。8、 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 。9、 如果控制系统闭环特征方程的根都在平面的 平面，则该系统稳定。10、 PID控制器的输入输出关系的时域表达式是，其相应的传递函数为。11、 采样系统中，分析与设计的一个重要数学工具是_。12、 非线性系统的运动过程可能出现稳定、不稳定或_三种情况。 二、选择题（每题 2 分，共10分）1、 设系统的传递函数为G（S），则系统的阻尼比为（ ）。A B1 C D2、 已知系统的开环传递函数为，则该系统的开环增益为 ( )。A、 50 B、25 C、10 D、5 3、 若两个系统的根轨迹相同，则有相同的：( )。A、闭环零点和极点 B、开环零点 C、闭环极点 D、阶跃响应4、 伯德图中的低频段反映了系统的（ ）。A稳态性能 B动态性能 C抗高频干扰能力 D.以上都不是5、 放大环节的频率特性相位移为（ ）。A -180 B0 C90 D-90三、（6分）系统方框图如图所示，画出其信号流图，并求出传递函数。四、(8分) 已知系统的结构如图，求系统的单位阶跃响应以及调整时间（）五、(8分)已知系统的特征方程为 =0 ,判定系统的稳定性，并说明位于右半S平面的特征根数目。 六 、（9分）已知开环零极点分布如图所示，绘出相应的闭环根轨迹概略图。七、（14分）设系统开环传递函数为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）画出系统的开环对数频率特性曲线。（5分）4）确定系统的相角稳定裕量。（3分）八、（13分）设控制系统如图所示，要求：单位斜坡输入时，位置输出稳态误差 rad ,开环剪切频率 rad/s, 相角裕度 ,幅值裕度 。设计串联超前校正网络。 九、 （12分）以下四图中的G曲线与负倒函数曲线的交点为N0，N10，N20，判断各图中N0，N10，N20对应的周期运动是否稳定。 （a） （b） （c） （d） B卷答案 一、填空题（每空 1 分，共20分）1、稳定性； 快速性； 准确性； 稳定性 2、叠加 3、给定值 4、最佳 ； 5、第四； 半圆 6、极点； 零点 7、劳斯判据(或：时域分析法)； 奈奎斯特判据(或：频域分析法) 8、开环； 稳定性 9、左半 10、11、Z变换 ； 12、自激振荡二、选择题（每题 2 分，共10分）A；C；C；A；B；三、（6分）解：.（2分）.（分）四、(8分)解： （2分） （2分） （2分） （2分） 五、(8分)=0 Routh： S5 1 2 11 S4 2 4 10 S3 S2 10 S S0 10 (4分)第一列元素变号两次，不稳定。 .(2分)有2个正根。 (2分)六 、（9分）七、（14分）解：1） (2分)2） 幅频特性： （2分）相频特性： （2分）3）试画出系统的开环对数频率特性曲线 幅频特性：低频段曲线：过点，斜率-20.（1分）两个转折频率：.（1分）中高频段斜率：-40，-60（1分）相频特性：起点，终点（2分）4）确定系统的相角稳定裕量。由图可以看出穿越频率位于斜率为40的中频段 中频段的近似传递函数为： （1分）当（1分） （1分）八、（13分） (4分) (6分)(3分)九、 （12分） 图（a）N0稳定； (2分)图（b）N0不稳定； (2分)图（c）N10不稳定，N20稳定；(4分)图（d）N10稳定，N20不稳定。(4分)