自动控制原理试卷及答案

自动控制原理试卷及答案 - 课程名称: 自动控制理论 一、填空题每空 1 分，共15分 1、反应控制又称偏向控制，其控制作用是通过 与反应量的差值进展的。 2、复合控制有两种根本形式：即按 的前馈复合控制和按 的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为G(s)，那么G(s)为 用G1(s)与G2(s) 表示。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 那么无阻尼自然频率?n? ， 阻尼比- ， 该系统的特征方程为 ， 该系统的单位阶跃响应曲线为 。 5、假设某系统的单位脉冲响应为g(t)?10e?0.2t?5e?0.5t， 那么该系统的传递函数G(s)为 。 6、根轨迹起始于 ，终止于 。 7、设某最小相位系统的相频特性为?(?)?tg?1(-)?900?tg?1(T?)，那么该系统的开环传递函数为 。 8、PI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 ，由于积分环节的引入，可以改善系统的 性能。 二、选择题每题 2 分，共20分 1、采用负反应形式连接后，那么 ( ) A、一定能使闭环系统稳定； B、系统动态性能一定会进步； C、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除； D、需要调整系统的构造参数，才能改善系统性能。 2、以下哪种措施对进步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应； C、增加开环零点； D、引入串联超前校正装置。 3、系统特征方程为 D(s)?s3?2s2?3s?6?0，那么系统 ( ) A、稳定； B、单位阶跃响应曲线为单调指数上升； C、临界稳定； D、右半平面闭环极点数Z?2。 1 4、系统在r(t)?t2作用下的稳态误差ess-，说明 ( ) A、 型别v?2； B、系统不稳定； C、 输入幅值过大； D、闭环传递函数中有一个积分环节。 5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是( ) A、主反应口符号为“-” ； B、除Kr外的其他参数变化时； C、非单位反应系统； D、根轨迹方程标准形式为G(s)H(s)-1。 6、开环频域性能指标中的相角裕度?对应时域性能指标( ) 。 A、超调?% B、稳态误差ess C、调整时间ts D、峰值时间tp 7、开环幅频特性如图2所示， 那么图中不稳定的系统是( )。 系统 系统 系统 图2 A、系统 B、系统 C、系统 D、都不稳定 ?8、假设某最小相位系统的相角裕度-0，那么以下说法正确的选项是 ( )。 A、不稳定； B、只有当幅值裕度kg?1时才稳定； C、稳定； D、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。 9、假设某串联校正装置的传递函数为10s?1，那么该校正装置属于( )。 100s?1A、超前校正 B、滞后校正 C、滞后-超前校正 D、不能判断 10、以下串联校正装置的传递函数中，能在?c?1处提供最大相位超前角的是： A、 10s?110s?12s?10.1s?1 B、 C、 D、 s?10.1s?10.5s?110s?1 2 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。 图3 四、共20分系统构造图如图4所示： 图4 1、写出闭环传递函数?(s)?C(s)表达式；4分 R(s)2、要使系统满足条件：-0.707,?n?2,试确定相应的参数K和?；4分 3、求此时系统的动态性能指标?00,ts；4分 4、r(t)?2t时，求系统由r(t)产生的稳态误差ess；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)某单位反应系统的开环传递函数为G(s)?Kr: 2s(s?3)1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹求出：渐近线、别离点、与虚轴的交点等；8分 2、确定使系统满足0-?1的开环增益K的取值范围。7分 3 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G0(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、假设系统的稳定裕度不够大，可以采用什么措施进步系统的稳定裕度？4分 4 试题二 课程名称: 自动控制理论 一、填空题每空 1 分，共15分 1、在水箱水温控制系统中，受控对象为 ，被控量为 。 2、自动控制系统有两种根本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联络时，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络时，称为 ；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 。 3、稳定是对控制系统最根本的要求，假设一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，那么该系统 。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析p 中采用 ；在频域分析p 中采用 。 4、传递函数是指在 初始条件下、线性定常控制系统的 与 之比。 5、设系统的开环传递函数为K(?s?1)，那么其开环幅频特性2s(Ts?1)为 ，相频特性为 。 6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率?c对应时域性能指标 ，它们反映了系统动态过程的 。 二、选择题每题 2 分，共20分 1、关于传递函数，错误的说法是 ( ) A 传递函数只适用于线性定常系统； B 传递函数不仅取决于系统的构造参数，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。 5 第 7 页 共 7 页