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自动控制原理题库(经典部分)要点

《自动控制原理》题库

一、解释下面基本概念

1、控制系统的基本控制方式有哪些？

2、什么是开环控制系统？

答：在控制器与被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用，即系统的输出量对控制量没有影响。

3、什么是自动控制？

答：自动控制就是采用控制装置使被控对象自动地按照给定的规律运行，使被控对象的一个或数个物理量能够在一定的精度范围内按照给定的规律变化。

4、控制系统的基本任务是什么？

5、什么是反馈控制原理？

6、什么是线性定常控制系统？

7、什么是线性时变控制系统？

8、什么是离散控制系统？

9、什么是闭环控制系统？

10、将组成系统的元件按职能分类，反馈控制系统由哪些基本元件组成？

11、组成控制系统的元件按职能分类有哪几种？

12、典型控制环节有哪几个？

13、典型控制信号有哪几种？

14、控制系统的动态性能指标通常是指？

15、对控制系统的基本要求是哪几项？

16、在典型信号作用下，控制系统的时间响应由哪两部分组成?

17、什么是控制系统时间响应的动态过程？

18、什么是控制系统时间响应的稳态过程？

19、控制系统的动态性能指标有哪几个？

20、控制系统的稳态性能指标是什么？

21、什么是控制系统的数学模型？

22、控制系统的数学模型有：

23、什么是控制系统的传递函数？

24、建立数学模型的方法有?

25、经典控制理论中，控制系统的数学模型有?

26、系统的物理构成不同，其传递函数可能相同吗?为什么? 27、控制系统的分析法有哪些？ 28、系统信号流图是由哪二个元素构成？ 29、系统结构图是由哪四个元素组成？ 30、系统结构图基本连接方式有几种？

31、二个结构图串联连接，其总的传递函数等于？ 32、二个结构图并联连接，其总的传递函数等于？

33、对一个稳定的控制系统，其动态过程特性曲线是什么形状？ 34、二阶系统的阻尼比10<<ξ，其单位阶跃响应是什么状态？ 35、二阶系统阻尼比ξ减小时，其阶跃响应的超调量是增大还是减小？

36、二阶系统的特征根是一对负实部的共轭复根时，二阶系统的动态响应波形是什么特点？

37、设系统有二个闭环极点，其实部分别为：δ＝－2；δ＝－30，问哪一个极点对系统动态过程的影响大？38、二阶系统开环增益K 增大，则系统的阻尼比ξ减小还是增大？ 39、一阶系统可以跟踪单位阶跃信号，但存在稳态误差？不存在稳态误差。

40、一阶系统可以跟踪单位加速度信号。一阶系统只能跟踪单位阶跃信号（无稳态误差）可以跟踪单位斜坡信号（有稳态误差）

41、控制系统闭环传递函数的零点对应系统微分方程的特征根。应是极点 42、改善二阶系统性能的控制方式有哪些？ 43、什么是二阶系统？什么是Ⅱ型系统？ 44、恒值控制系统 45、谐振频率 46、随动控制系统 47、稳态速度误差系数K V 48、谐振峰值

49、采用比例－微分控制或测速反馈控制改善二阶系统性能，其实质是改变了二阶系统的什么参数？。 50、什么是控制系统的根轨迹？

51、什么是常规根轨迹？什么是参数根轨迹？

52、根轨迹图是开环系统的极点在s 平面上运动轨迹还是闭环系统的极点在s 平面上运动轨迹？ 53、根轨迹的起点在什么地方？根轨迹的终点在什么地方？ 54、常规根轨迹与零度根轨迹有什么相同点和不同点？ 55、试述采样定理。

56、采样器的功能是？

57、保持器的功能是？

二、填空题：

1、经典控制理论中，控制系统的分析法有：、、。

2、控制系统的动态性能指标有哪几个？、、、、。

3、改善二阶系统的性能常用和二种控制方法。

4、二阶系统中阻尼系数ξ＝0，则系统的特征根是；系统的单位阶跃响应为。

5、根据描述控制系统的变量不同，控制系统的数学模型有：、、。

6、对控制系统的被控量变化全过程提出的共同基本要求归纳为：、、。

7、采用比例－微分控制或测速反馈控制改善二阶系统性能，其实质是改变了二阶系统的。 8、设系统有二个闭环极点，实部分别为：δ＝－2；δ＝－30，哪一个极点对系统动态过程的影响大？ 9、反馈控制系统的基本组成元件有元件、元件、元件、元件、元件。 10、经典控制理论中，针对建立数学模型时所取的变量不同而将系统的数学模型分为：模型、模型、模型。

11、控制系统的分析法有：、、。 12、、和准确性是对自动控制系统性能的基本要求。 13、二阶振荡环节的标准传递函数是。 14、一阶系统

Ts 1

的单位阶跃响应为。 15、二阶系统的阻尼比ξ在______范围时，响应曲线为非周期过程。 16、在单位斜坡输入信号作用下，Ⅱ型系统的稳态误差e ss =______。 17、单位斜坡函数t 的拉氏变换为______。

18、在单位斜坡输入信号作用下，I 型系统的稳态误差e ss =__________。

19、当且仅当闭环控制系统传递函数的全部极点都具有__________时，系统是稳定的。

20、线性定常系统的传递函数，是在________条件下，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。 21、控制系统的校正方式有：；；；。 22、反馈控制系统是根据给定值和__________的偏差进行调节的控制系统。 23、在某系统特征方程的劳斯表中，若第一列元素有负数，那么此系统______。

24、根据根轨迹绘制法则，根轨迹的起点起始于，根轨迹的终点终止于。 25、若根轨迹位于实轴上两个相邻的开环极点之间，则这两个极点之间必定存在点。

26、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_____。

27、设系统的频率特性为)(jI )j (R )j (G ω+ω=ω，则)(R ω称为。 28、在小迟延及低频情况下，迟延环节的频率特性近似于的频率特性。 29、Ⅰ型系统极坐标图的奈氏曲线的起点是在相角为______的无限远处。

30、根据幅相曲线与对数幅频、相频曲线的对应关系，幅相曲线单位园上一点对应对数幅频特性的线，幅相曲线单位圆外对应对数幅频特性的范围。

31、用频率校正法校正系统，在不影响系统稳定性的前提下，为了保证稳态误差要求，低频段要充分大，为保证系统的动态性能，中频段的斜率为，为削弱噪声影响，高频段增益要。 32、利用滞后网络进行串联校正的基本原理是：利用校正网络对高频信号幅值的特性，使已校正系统的下降，从而使系统获得足够的。

33、超前校正是将超前网络的交接频率1/aT 和1/T 选择在待校正系统的两边，可以使校正后系统的和满足性能指标要求。

34、根据对数频率稳定判据判断系统的的稳定性，当幅频特性穿越0db 线时，对应的相角裕度γ＜0，这时系统是；当相频特性穿越－180。

线时，对应的幅频特性h ＜0，这时系统是。

35、在频域设计中，一般地说，开环频率特性的低频段表征了闭环系统的；开环频率特性的中频段表征了闭环系统的；开环频率特性的高频段表征了闭环系统的； 36、滞后校正装置最大滞后角的频率m ω= 。

37、0型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为______dB/dec ，高度为20lgK p 。 38、串联校正装置可分为超前校正、滞后校正和__________。

39、积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为__________dB ／dec 。 40、在离散控制系统中有二个特殊的环节，它们是和。

三、单项选择题

1、在建立数学模型时，一个元件只能有一种结构图与其对应？ A.正确 B.不正确

2、根据所取的变量不同，一个元件的结构图不是唯一的。(电子放大器在高频和低频时就有不同的模型) A.正确 B.不正确

3、一个系统只能有一种信号流图与其对应。 A.正确 B.不正确

4、根据所取的变量不同，一个系统的信号流图不是唯一的。 A.正确 B.不正确

5、正弦函数sin t ω的拉氏变换是（）

ω+s 1

2s ω+ω

C.2

2s s ω+

D. 2

2s 1

ω+

6、二阶系统当0<ζ<1时，如果增加ζ，则输出响应的最大超调量p σ将（） A.增加 B.减小 C.不变

D.不定

7、下列判别系统稳定性的方法中，哪一个是在频域里判别系统稳定性的判据（） A.劳斯判据

B.赫尔维茨判据

C.奈奎斯特判据

D.根轨迹法

8、设单位负反馈系统的开环传函为G(s)=3

)1s (22+，那么它的相位裕量γ的值为（）

A.15o

B.60o

C.30o

D.45o

9、滞后——超前校正装置的相角是，随着ω的增大（） A.先超前再滞后

B.先滞后再超前

C.不超前也不滞后

D.同时超前滞后

10、主导极点的特点是（） A.距离实轴很远 B.距离实轴很近 C.距离虚轴很远

D.距离虚轴很近

11、若系统的状态方程为u 10X 4013X ?

????+??????-= ，则该系统的特征根为（） A.s 1=-3,s 2=-4 B.s 1=3,s 2=4 C.s 1=1,s 2=-3

D.s 1=-3,s 2=4

12、确定根轨迹的分离点和会合点，可用（） A.0)j (H )j (G 1=ωω+ B.幅值条件 C.幅角条件

0ds

13、某校正环节传递函数G c (s)=1

s 101

s 100++，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（）

A.(0,j0)

B.(1,j0)

C.(1,j1)

D.(10,j0)

14、设积分环节的传递函数为G(s)=

，则其频率特性幅值M(ω)=（） A.

ωK B.2K

C.ω

D.21

15、由电子线路构成的控制器如图，它是（） A.PI 控制器

B.PD 控制器

C.PID 控制器

D.P 控制器

16、研究自动控制系统时常用的典型输入信号是（） A ．脉冲函数 B ．斜坡函数 C ．抛物线函数

D ．阶跃函数

17、实轴上根轨迹右端的开环实数零点、极点的个数之和为（） A ．零

B ．大于零

C ．奇数

D ．偶数

18、PID 控制器的传递函数形式是（）

A ．5+3s

B ．5+3s 1

C ．5+3s+3s

D ．5+1

s 1

19、拉氏变换将时间函数变换成（） A ．正弦函数

B ．单位阶跃函数

C ．单位脉冲函数

D ．复变函数

20、线性定常系统的传递函数，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 21、PID 控制器中，积分控制的作用是（） A ．克服对象的延迟和惯性 B ．能使控制过程为无差控制 C ．减少控制过程的动态偏差

D ．使过程较快达到稳定

22、当二阶系统的根分布在右半根平面时，系统的阻尼比ξ为（） A ．ξ<0

B ．ξ=0

C ．0<ξ<1

D ．ξ>1

23、若某系统的传递函数为G(s)=1

Ts K

+，则其频率特性的实部R(ω)是（） A ．2

1K ω+ B ．-2

2T 1K

ω+ C ．

ω+

D ．-T

ω+

24、已知系统的特征方程为(s+1)(s+2)(s+3)=s+4，则此系统的稳定性为（） A ．稳定 B ．临界稳定 C ．不稳定

D ．无法判断

25、已知系统前向通道和反馈通道的传递函数分别为G （s ）=s K 1)s (H ,)

1s (s 10

h +=-，当闭环临界稳定

时，K h 值应为（） A ．-1

B ．-0.1

C ．0.1

D ．1

26、闭环系统特征方程为G(s)H(s)=-1,其中G(s)H(s)的矢量表示为（） A ．1/（2l+1）π

B ．1/±(2l+1)π

C ．1/（±2l π）

D ．1/(±l π)

（各备选项中l =0,1,2……）

27、某串联校正装置的传递函数为G c (s)=k 1,Ts

1Ts

1>β+β+，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

28、设开环系统频率特性G(j )

1.0j 1)(10j 1(j 1

)ω+ω+ω=ω，则其对数幅频特性的渐近线中频段斜率为

（） A ．-60dB/dec B ．-40dB/dec C ．-20dB/dec

D ．0dB/dec

29、设控制系统的开环传递函数为G(s)=)

2s )(1s (s 10

++，该系统为( )

A ．0型系统

B ．1型系统

C ．2型系统

D ．3型系统

30、若系统的特征方程式为s 3+4s+1=0，则此系统的稳定性为( ) A ．稳定 B ．临界稳定 C ．不稳定

D ．无法判断

31、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 ．

0ds

dk = 32、PI 控制器的传递函数形式是( ) A ．5+3s B ．5+4s C ．

s 41s

51++ D ．)s

311(+

- 33、设一单位反馈控制系统的开环传递函数为G 0(s)=)

2s (s K

4+，要求K V =20，则K=( )

A ．10

B ．20

C ．30

D ．40

34、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

35、令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的( ) A ．代数方程 B ．特征方程 C ．差分方程

D ．状态方程

36、过阻尼系统的动态性能指标是调整时间t s 和( ) A ．峰值时间t p B ．最大超调量σp C ．上升时间t r

D ．衰减比σp ／σp ′

37、二阶振荡环节的相频特性)(ωθ，当∞→ω时，其相位移)(∞θ为( ) A ．-270° B ．-180° C ．-90°

D ．0°

38、设某系统开环传递函数为G(s)=)

1s )(10s s (10

2+++，则其频率特性奈氏图起点坐标为( )

A ．(-10，j0)

B ．(-1，j0)

C ．(1，j0)

D ．(10，j0)

39、采用负反馈连接时，如前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则其等效传递函数为( ) A ．)s (G 1)

s (G +

B ．)s (H )s (G 11

C ．

)

s (H )s (G 1)

s (G +

D ．

)

s (H )s (G 1)

s (G -

40、一阶系统G(s)=1

+Ts K

的时间常数T 越大，则系统的输出响应达到稳态值的时间( ) A ．越长 B ．越短 C ．不变

D ．不定

41、开环传递函数为)

6+s (s K

，则根轨迹上的点为( )

A ．-6+j

B ．-3+j

C ．-j

D ．j

四、基本性能指标的计算

（1）、下列描述系统的微分方程中，r(t)为输入量，c(t)为输出量，判断哪些是线性定常系统，哪些是线性时变系统，哪些是非线性系统？

答：非线性系统（1）线性定常系统（2、5）

线性时变系统（3、4）

（2）、已知系统的特征方程，s 5+3s 4+12s 3+20s 2+35s+25=0，求系统的稳定性和系统在s 右半平面的根数或虚根值。

（3）、求下图采样系统输出的Z 变换Y(Z) (T=1秒)

提示：)

)(1()1()(1aT aT aT e z z z e a s s a Z e z z a s Z ------=??????+-=???

???+；　

标注：Y(Z)=RG(Z)G(Z)

C(S)/R(S)=3/(4S+8)

（5）、用Z 变换法求解差分方程：y(k+3)+6y(k+2)+11y(k+1)-6y(k)=0

试求该系统的传递函数且初始条件为零，

微分方程为：　）、设控制系统的（)

()

()(3)(8)

(43s R s C s r t c dt

t dc =+　

?∞-++=+=+=+=+++++=t

d t r dt t dr t r t c t t r t c dt

t dr t r t c dt t dc t t r t c dt t dc dt

t c d dt t c d dt t r d t

t r t c τω)(5)

(6)(3)(.55

cos )()(.4)

)()()(.3)()(8)

(6)(3)(.2)()(5)(.12

2332

y(0)=y(1)=1 y(2)=0 （a

z z

a Z T t -=??????提示：）

（6）、已知控制系统的传递函数为： 2

)(2

++=

s s s G ，试求描述系统的微分方程。（用部分分式法将传递函数G(S)展开，利用1/（s+a ）的反拉式变换为E （-at ）。）（7）、已知单位反馈控制系统的开环传递函数为)

5s (s 4

)s (G 0+=求1）单位阶跃响应（R(S)=1/S ）；2）

单位斜坡响应(R(S)=1/S2)。

（8）、设单位反馈控制系统的开环传递函数为G 0(s)=,)

2s )(3s (s )

1s (52

+++当参考输入r(t)=4t+8t 2时，试求系统的稳态误差e ssr 。

五、基本图形

1、绘制下述电路的结构图

U I

2、系统信号流图如图所示，试用梅逊公式求传递函数。

T=(abcd+ed-bedg)/(1-af-bg-ch+afch)

3、己知系统开环零、极点分布如图所示，试概略绘出相应的闭环系统根轨迹图。

4、某无源RLC 网络如图所示，当ω=5rad/s 时，其频率特性G(j ω)的幅值M(ω)=2,相角?-=ωθ90)(，试求其传递函数G(s)。

答案：G(S)=4/S

5、设一阶系统的闭环传递函数为G(s)=1

,试分析并画出其不同时间常数T（T1

解析：h(t)=1-exp(-t/T)

6、求所示控制系统的传递函数

六、系统基本分析

1、已知系统的特征方程，s4+3s3+6s2+3s+6=0，判断该系统的稳定性，若闭环系统不稳定，指出其在s平面右半部的极点个数（要有劳斯计算表）。

2、已知系统的特征方程，s4+4s3+5s2+4s+5=0，判断该系统的稳定性，若闭环系统不稳定，指出其在s 平面右半部的极点个数（要有劳斯计算表）。

3、已知系统如下图所示，画出系统根轨迹（关键点要标明）。求使系统稳定的K 值范围，及临界状态下的振荡频率。

答：系统稳定的K 值范围是：K>1，临界状态下的振荡频率Wn ？

4、控制系统如图所示，k=16/s ，T=0.25s ，试求（1）系统的阻尼系数ξ，自然振荡频率ωn ；

ξ=0.25 ωn=8

（2）计算系统的超调量δ%；

（3）若δ%=16%，当T 不变时k 等于多少？

（提示：　%100%2

1?=--

ξξπ

δe ）

5、已知一单位负反馈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。

解析：超调量Mp=0.09和峰值时间tp=0.8s

6、已知单位负反馈系统的开环传函为()

322

2)(s s s K s W k ++=

画出系统根轨迹（关键点要标明）。

求使系统稳定的K 值范围，及临界状态下的振荡频率。

7、设系统开环传函为

()()111

)(-+=

s Ts s W k τ，试分别大致画出τT 三种情况下的

奈氏图。

8、求电路传递函数，并分析该电路是超前特性还是滞后特性。

R 1

相位超前

相位滞后

9、已知单位反馈系统的开环传递函数，

)106()

12(5)(2

+++=s s s s s G ，试求输入信号为r(t)= t 时，

系统的稳态误差

答案：Esr=2

10、已知单位反馈系统的开环传递函数，试求输入信号为r(t)=2t 时，系统的稳态误差

)106()

12(10)(2

2+++=s s s s s G

答案：Esr=0

11、试根据奈氏稳定判据，判断下图所示曲线对应的闭环系统的稳定性。

（式中：K ＞1；T1、T2 、T ＞0）

)(2)1()1()()1(21-=

++=

TS k

s G T S S T k s G ）（　

12、试画出下列传递函数的Bode 图

13、一最小相位系统的开环对数频率特性如图所示，求： 1.分析写出系统的开环传递函数； 2.利用相角裕度判断系统的稳定性。

14、某最小相位系统的开环对数幅频特性如图所示， 1.写出系统开环传递函数；

2.利用相角裕度判断系统稳定性。

15、已知某系统动态结构图如图所示，试用奈氏判据判断其稳定性并指出不稳定极点的个数。

)

18)(12(2

)(++=s s s G )

110)(1(200

)()(2++=s s s s H s G )

110)(1(50

)()(2

2+++=s s s s s H s G )

1.0()

2.0(10)()(2++=

s s s s H s G )

254)(1()

1.0(8)()(22+++++=

s s s s s s s H s G

16、设二阶系统的闭环传递函数为

)

(

ξω

，当0<1

ξ时，试说明它的特征方程和

特征根是什么?并将特征根在根平面上表示出来，再说明系统是否稳定?

17、频率分析法有几种图解分析方法？各是什么方法？

18、两支或两支以上的根轨迹相交于一点时，交点表示特征方程有何性质？

19、为什么说串联校正是最常用的一种校正方式？

20、已知最小相位开环系统的渐近对数幅频特性如图所示，试求该系统的开环传递函数G(s)。

20、根据图所示的波德图判断(a)、(b)两系统的稳定性，并简要说明理由。

21、已知系统如下图所示，求系统的单位阶跃响应，并判断系统的稳定性。

22、设系统开环传函为

()()1

)

(

kτ

，画出当K>1时的奈氏曲线（分τ

三种情况），并判断系统的稳定性。

23、已知一系统原有的特性为

()()

21.01100s s s W +=

，校正装置的特性为

()()()11.0101.01

25.0+++=

s s s s W c ，

（1）画出原系统和校正装置的对数幅频特性。

（2）当采用串联校正时，求校正后系统的开环传递函数，并计算其相位裕量PM 和增益裕量GM 。

七、基本设计

1、位置随动系统如图所示，若要求系统的最大超调量δ% ＝20% ，峰值时间tp ＝1s ，确定开环增益度K 和速度反馈增益b

提示2

11%100%2

ωπδξξπ

?=--

n p t e

2、图示为某控制系统阶跃单位响应h(t)波形，试根据图中所示，求系统的阻尼系数ξ和自然振荡频率ωn

（提示：

%δ

3、％＝25 ％，峰值时间tp ＝0.5秒，

(1)确定系统中的K 值和τ值。 (2)当r(t)=t 时

, 求系统稳态误差。

11%100%2

ξωπδξ

πξ

?=--

p t e

提示：　

自动控制原理选择题

自动控制原理选择题（48学时） 1．开环控制方式是按进行控制的，反馈控制方式是按进行控制的。（A ）偏差；给定量（B ）给定量；偏差（C ）给定量；扰动（D ）扰动；给定量（） 2．自动控制系统的是系统正常工作的先决条件。（A ）稳定性（B ）动态特性（C ）稳态特性（D ）精确度（） 3．系统的微分方程为 222 )()(5)(dt t r d t t r t c ++=,则系统属于。（A ）离散系统（B ）线性定常系统（C ）线性时变系统（D ）非线性系统（） 4．系统的微分方程为)()(8)(6)(3)(2233t r t c dt t dc dt t c d dt t c d =+++,则系统属于。（A ）离散系统（B ）线性定常系统（C ）线性时变系统（D ）非线性系统（） 5．系统的微分方程为()()()()3dc t dr t t c t r t dt dt +=+,则系统属于。（A ）离散系统（B ）线性定常系统（C ）线性时变系统（D ）非线性系统（） 6．系统的微分方程为()()cos 5c t r t t ω=+,则系统属于。（A ）离散系统（B ）线性定常系统（C ）线性时变系统（D ）非线性系统（） 7．系统的微分方程为 ττd r dt t dr t r t c t ?∞-++=)(5)(6 )(3)(,则系统属于。（A ）离散系统（B ）线性定常系统（C ）线性时变系统（D ）非线性系统（） 8．系统的微分方程为 )()(2t r t c =,则系统属于。（A ）离散系统（B ）线性定常系统（C ）线性时变系统（D ）非线性系统（） 9. 设某系统的传递函数为：,1 2186)()()(2+++==s s s s R s C s G 则单位阶跃响应的模态有：（A ）t t e e 2,-- （B ）t t te e --,

《自动控制原理》典型考试试题

《自动控制原理》典型考试试题（时间120分钟）院/系专业姓名学号第二章：主要是化简系统结构图求系统的传递函数，可以用化简，也可以用梅逊公式来求一、（共15分）已知系统的结构图如图所示。请写出系统在输入r(t)和扰动n(t)同时作用下的输出C(s)的表达式。 G4 H1G3 G1 G 2 N(s)C(s) R(s) - -+ + + 二、（共15分）已知系统的结构图如图所示。试求传递函数 )()(s R s C ，) () (s N s C 。三、（共15分）已知系统的结构图如图所示。试确定系统的闭环传递函数C(s)/R(s)。 G1 G2 R(s) - + + C(s) - + 四、（共15分）系统结构图如图所示，求X(s)的表达式

G4(s)G6(s) G5(s)G1(s) G2(s) N(s) C(s) R(s) -- G3(s) X(s) 五、（共15分）已知系统的结构图如图所示。试确定系统的闭环传递函数C(s)/R(s)和C(s)/D(s)。 G1 G2 R(s) - + + C(s) -+ D(s) G3G4 六、（共15分）系统的结构图如图所示，试求该系统的闭环传递函数 ) () (s R s C 。七、（15分）试用结构图等效化简求题图所示各系统的传递函数 ) () (s R s C

一、（共15分）某控制系统的方框图如图所示，欲保证阻尼比ξ=0.7和响应单位斜坡函数的稳态误差为ss e =0.25,试确定系统参数K 、τ。二、（共10分）设图（a ）所示系统的单位阶跃响应如图（b ）所示。试确定系统参数,1K 2K 和a 。三、（共15分）已知系统结构图如下所示。求系统在输入r(t)=t 和扰动信号d(t)=1(t)作用下的稳态误差和稳态输出)(∞C 2/(1+0.1s) R(s) - C(s) 4/s(s+2) E(s) D(s) 四、（共10分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为： 2()(2)(4)(625) K G s s s s s = ++++ 试确定引起闭环系统等幅振荡时的K 值和相应的振荡频率ω 五、（15分）设单位反馈系统的开环传递函数为 1 2 ) 1()(23++++=s s s s K s G α 若系统以2rad/s 频率持续振荡，试确定相应的K 和α值第三章：主要包括稳、准、快3个方面稳定性有2题，绝对稳定性判断，主要是用劳斯判据，特别是临界稳定中出现全零行问题。相对稳定性判断，主要是稳定度问题，就是要求所有极点均在s=-a 垂线左测问题，就是将s=w-a 代入D(s)=0中，再判断稳定快速性主要是要记住二阶系统在0<ξ<1时的单位阶跃响应公式以及指标求取的公式。准确性主要是稳态误差的公式以及动态误差级数两方面

大学期末考试自动控制原理题集(附带答案)

5 自动控制原理1 单项选择题（每小题1分，共20分） 1. 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（ C ） A. 系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计 2?惯性环节和积分环节的频率特性在（ A ）上相等。 A.幅频特性的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D.穿越频率 3. 通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（ C ） A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件 4. 3从0变化到+8时，延迟环节频率特性极坐标图为（ A ） A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线 5. 当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（B ）统临界稳定。有（C ） A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节 6.若系统的开环传递函数为 s(5s 10 2 —，则它的开环增益为 2） 7. 8. 9. A.1 二阶系统的传递函数 B.2 G(s) A.临界阻尼系统若保持二阶系统的 A.提高上升时间和峰值时间 C.提高上升时间和调整时间 2 s B.欠阻尼系统 Z 不变，提高 C.5 5 D.10 3n , 一阶微分环节G （s ） 1 Ts ，当频率 A.45 ° B.-45 ° 10.最小相位系统的开环增益越大，其（ A.振荡次数越多，则该系统是（ 2s 5 C. 过阻尼系统则可以（B ） B. 减少上升时间和峰值时间 D. 减少上升时间和超调量 1 . T 时，则相频特性 G （ j ）为（A ） C. 90 ° D ） B.稳定裕量越大 D.稳态误差越小 D.零阻尼系统 D.-90 ° 11.设系统的特征方程为 D s s 4 8s 3 17s 2 16s 则此系统（A ） A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。 12.某单位反馈系统的开环传递函数为: s(s 1）（s 5），当k =（ C ）时，闭环系 A.10 B.20 C.30 D.40 4 13.设系统的特征方程为 Ds 3s 3 10s 5s 2 0,则此系统中包含正实部特征的个数 A.0 B.1 C.2 D.3 14.单位反馈系统开环传递函数为 2 ，当输入为单位阶跃时，则其位置误 s 6s s 差为（C ）

自动控制原理题库(经典部分)要点

《自动控制原理》题库一、解释下面基本概念 1、控制系统的基本控制方式有哪些？ 2、什么是开环控制系统？答：在控制器与被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用，即系统的输出量对控制量没有影响。 3、什么是自动控制？答：自动控制就是采用控制装置使被控对象自动地按照给定的规律运行，使被控对象的一个或数个物理量能够在一定的精度范围内按照给定的规律变化。 4、控制系统的基本任务是什么？ 5、什么是反馈控制原理？ 6、什么是线性定常控制系统？ 7、什么是线性时变控制系统？ 8、什么是离散控制系统？ 9、什么是闭环控制系统？ 10、将组成系统的元件按职能分类，反馈控制系统由哪些基本元件组成？ 11、组成控制系统的元件按职能分类有哪几种？ 12、典型控制环节有哪几个？ 13、典型控制信号有哪几种？ 14、控制系统的动态性能指标通常是指？ 15、对控制系统的基本要求是哪几项？ 16、在典型信号作用下，控制系统的时间响应由哪两部分组成? 17、什么是控制系统时间响应的动态过程？ 18、什么是控制系统时间响应的稳态过程？ 19、控制系统的动态性能指标有哪几个？ 20、控制系统的稳态性能指标是什么？ 21、什么是控制系统的数学模型？ 22、控制系统的数学模型有： 23、什么是控制系统的传递函数？ 24、建立数学模型的方法有? 25、经典控制理论中，控制系统的数学模型有?

26、系统的物理构成不同，其传递函数可能相同吗?为什么? 27、控制系统的分析法有哪些？ 28、系统信号流图是由哪二个元素构成？ 29、系统结构图是由哪四个元素组成？ 30、系统结构图基本连接方式有几种？ 31、二个结构图串联连接，其总的传递函数等于？ 32、二个结构图并联连接，其总的传递函数等于？ 33、对一个稳定的控制系统，其动态过程特性曲线是什么形状？ 34、二阶系统的阻尼比10<<ξ，其单位阶跃响应是什么状态？ 35、二阶系统阻尼比ξ减小时，其阶跃响应的超调量是增大还是减小？ 36、二阶系统的特征根是一对负实部的共轭复根时，二阶系统的动态响应波形是什么特点？ 37、设系统有二个闭环极点，其实部分别为：δ＝－2；δ＝－30，问哪一个极点对系统动态过程的影响大？38、二阶系统开环增益K 增大，则系统的阻尼比ξ减小还是增大？ 39、一阶系统可以跟踪单位阶跃信号，但存在稳态误差？不存在稳态误差。 40、一阶系统可以跟踪单位加速度信号。一阶系统只能跟踪单位阶跃信号（无稳态误差）可以跟踪单位斜坡信号（有稳态误差） 41、控制系统闭环传递函数的零点对应系统微分方程的特征根。应是极点 42、改善二阶系统性能的控制方式有哪些？ 43、什么是二阶系统？什么是Ⅱ型系统？ 44、恒值控制系统 45、谐振频率 46、随动控制系统 47、稳态速度误差系数K V 48、谐振峰值 49、采用比例－微分控制或测速反馈控制改善二阶系统性能，其实质是改变了二阶系统的什么参数？。 50、什么是控制系统的根轨迹？ 51、什么是常规根轨迹？什么是参数根轨迹？ 52、根轨迹图是开环系统的极点在s 平面上运动轨迹还是闭环系统的极点在s 平面上运动轨迹？ 53、根轨迹的起点在什么地方？根轨迹的终点在什么地方？ 54、常规根轨迹与零度根轨迹有什么相同点和不同点？ 55、试述采样定理。

自动控制原理期末考试复习题及答案

一、填空题 1、线性定常连续控制系统按其输入量的变化规律特性可分为_恒值控制_系统、随动系统和_程序控制_系统。 2、传递函数为 [12(s+10)] / {(s+2)[(s/3)+1](s+30)} 的系统的零点为_-10_，极点为_-2__，增益为_____2_______。 3、构成方框图的四种基本符号是：信号线、比较点、传递环节的方框和引出点。 4、我们将一对靠得很近的闭环零、极点称为偶极子。 5、自动控制系统的基本控制方式有反馈控制方式、_开环控制方式和_复合控制方式_。 6、已知一系统单位脉冲响应为t e t g 5.16)(-=，则该系统的传递函数为。 7、自动控制系统包含_被控对象_和自动控制装置两大部分。 8、线性系统数学模型的其中五种形式是微分方程、传递函数、__差分方程_、脉冲传递函数_、__方框图和信号流图_。 9、_相角条件_是确定平面上根轨迹的充分必要条件，而用_幅值条件__确定根轨迹上各点的根轨迹增益k*的值。当n-m ≥_2_时, 开环n 个极点之和等于闭环n 个极点之和。 10、已知一系统单位脉冲响应为 t e t g 25.13)(-=，则系统的传递函数为_ _。 11、当∞→ω时比例微分环节的相位是： A.90 A.ο 90 B.ο 90- C.ο45 D.ο 45- 12、对自动控制的性能要求可归纳为_稳定性__、_快速性_和准确性三个方面，在阶跃响应性能指标中，调节时间体现的是这三个方面中的_快速性___，而稳态误差体现的是_稳定性和准确性_。 13、当且仅当离散特征方程的全部特征根均分布在Z 平面上的_单位圆 _内，即所有特征根的模均小于___1____,相应的线性定常离散系统才是稳定的。 14、下列系统中属于开环控制系统的是 D.普通数控加工系统

自动控制原理选择题库

自动控制原理1 一、单项选择题（每小题1分，共20分） 1. 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（） A.系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计 2. 惯性环节和积分环节的频率特性在（）上相等。 A.幅频特性的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D.穿越频率 3. 通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（） A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件 4. ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（） A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线 5. 当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（） } A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节 6. 若系统的开环传递函数为2) (5 10+s s ，则它的开环增益为（） .2 C 7. 二阶系统的传递函数52 5)(2++= s s s G ，则该系统是（） A.临界阻尼系统 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统 D.零阻尼系统 8. 若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn ，则可以（） A.提高上升时间和峰值时间 B.减少上升时间和峰值时间 C.提高上升时间和调整时间 D.减少上升时间和超调量 9. 一阶微分环节Ts s G +=1)(，当频率T 1=ω时，则相频特性)(ωj G ∠为（） ° ° ° ° 10.最小相位系统的开环增益越大，其（） > A.振荡次数越多 B.稳定裕量越大 C.相位变化越小 D.稳态误差越小 11.设系统的特征方程为()0516178234=++++=s s s s s D ，则此系统（） A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。 12.某单位反馈系统的开环传递函数为：()) 5)(1(++=s s s k s G ，当k =（）时，闭环系统临界稳定。 .20 C 13.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ，则此系统中包含正实部特征的个数有（） .1 C

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第一章习题答案 1-1 根据题1-1图所示的电动机速度控制系统工作原理图 (1) 将a ，b 与c ，d 用线连接成负反馈状态； (2) 画出系统方框图。解（1）负反馈连接方式为：d a ?，c b ?；（2）系统方框图如图解1-1 所示。 1-2 题1-2图是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。题1-2图仓库大门自动开闭控制系统解当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框图如图解1-2所示。

1-3 题1-3图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。题1-3图炉温自动控制系统原理图解加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比，c u 增高，炉温就上升，c u 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压f u 。f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较，得出偏差电压e u ，经电压放大器、功率放大器放大成a u 后，作为控制电动机的电枢电压。在正常情况下，炉温等于某个期望值T °C ，热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u 。此时，0=-=f r e u u u ，故01==a u u ，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使c u 保持一定的数值。这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以下的控制过程：控制的结果是使炉膛温度回升，直至T °C 的实际值等于期望值为止。 ?→T C ?→↑→↑→↑→↑→↑→↓→↓T u u u u u c a e f θ1C ↑ 系统中，加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设定的电压r u （表征炉温的希望值）。系统方框图见图解1-3。

自动控制原理-期末考试试题卷

洛阳理工学院 2010/2011 学年第二学期自动控制原理期末考试试题卷（B）适用班级：B 考试日期时间：适用班级：一、判断题。正确的打√，错误的打×。(每小题1分，共10分) 1.传递函数是线性定常系统的一种内部描述模型。（） 2.劳斯判据是判断线性定常系统稳定性的一种代数判据。（） 3.频域分析法是根据闭环系统的频率特性研究闭环系统性能的一种图解方法。( ) 4.频率响应是系统在正弦输入信号下的全部响应。（） 5.绘制系统Bode图时，低频段曲线由系统中的比例环节（放大环节）和微积分环节决定( ) 6.对于线性定常系统，若开环传递函数不包括积分和微分环节，则当0 ω=时，开环幅相特性曲线（Nyquist图）从正虚轴开始。（） 7.开环控制系统的控制器和控制对象之间只有正向作用，系统输出量不会对控制器产生任何影响。（） 8.Ⅰ型系统，当过渡过程结束后，系统对斜坡输入信号的跟踪误差为零。（） 9.控制系统分析方法中，经典控制理论的分析方法有频域分析法、根轨迹分析法、时域分析法。（） 10.已知某校正网络传递函数为 1 () 1 s G s as + = + ，当满足a>1条件时，则该校正网络为滞后校正网络。（）二、单选题(每小题2分，共20分) 1.下述（）属于对闭环控制系统的基本要求。（A）稳定性（B）准确性（C）快速性（D）前面三个都是 2.分析线性控制系统动态性能时，最常用的典型输入信号是（）。（A）单位脉冲函数（B）单位阶跃函数（C）单位斜坡函数（D）单位加速度函数 3.典型二阶系统阻尼比等于1时，称该系统处于（）状态。（A）无阻尼（B）欠阻尼（C）临界阻尼（D）系统不稳定或临界稳定 4.稳定最小相位系统的Nyquist图，其增益（幅值）裕度（）。（A）0 hdB<（B）0 hdB>（C）1 hdB<（D）1 hdB> 5.单位反馈控制系统的开环传递函数为 4 () (5) G s s s = + ，则系统在()2 r t t =输入作用下，其稳态误差为（）。（A）10 4 （B） 5 4 （C） 4 5 （D）0 6.一个线性系统的稳定性取决于（）。（A）系统的输入（B）系统本身的结构和参数

自动控制原理试题库(含答案)

一、填空题（每空 1 分，共15分） 1、反馈控制又称偏差控制，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、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)为G1(s)+G2(s)（用G 1(s)与G 2(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 ω 阻尼比=ξ ，0.7072 = 该系统的特征方程为2220s s ++= ，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0.20.5()105t t g t e e --=+，则该系统的传递函数G(s)为 105 0.20.5s s s s +++。 6、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为(1) (1)K s s Ts τ++。 8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 1 ()[()()]p u t K e t e t dt T =+ ?，其相应的传递函数为 1 [1] p K Ts + ，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态性能。 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象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制系统；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，属于闭环控制系统。 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

自动控制原理典型习题(含答案)

自动控制原理习题一、(20分) 试用结构图等效化简求下图所示系统得传递函数 ) () (s R s C 。解: 所以: 3 2132213211)() (G G G G G G G G G G s R s C +++= 二.(10分)已知系统特征方程为063632 3 4 =++++s s s s ,判断该系统得稳定性,若闭环系统不稳定,指出在s 平面右半部得极点个数。(要有劳斯计算表) 解:劳斯计算表首列系数变号2次,S 平面右半部有2个闭环极点,系统不稳定。 6 6.0650336610 1234s s s s s - 三.(20分)如图所示得单位反馈随动系统,K=16s -1,T=0、25s,试求: (1)特征参数n ωξ，; (2)计算σ%与t s ; (3)若要求σ%=16%,当T 不变时K 应当取何值？解:(1)求出系统得闭环传递函数为:

T K s T s T K K s Ts K s /1 /)(22++= ++= Φ 因此有: 25.021 2/1),(825.0161====== -KT T s T K n n ωζω (2) %44%100e %2 -1- =?=ζζπ σ %) 2)((2825.04 4=?=?= ≈ s t n s ζω (3)为了使σ%=16%,由式 %16%100e %2 -1- =?=ζζπ σ 可得5.0=ζ,当T 不变时,有: ) (425.04)(425 .05.021 212/11221--=?===??=== s T K s T T n n ωζζω 四.(15分)已知系统如下图所示, 1.画出系统根轨迹(关键点要标明)。 2.求使系统稳定得K 值范围,及临界状态下得振荡频率。解 ① 3n =,1,2,30P =,1,22,1m Z j ==-±,1n m -= ②渐进线1条π ③入射角 1?()18013513513590360135135=?+?+?+?-?=?+?=? 同理 2?2135sr α=-? ④与虚轴交点,特方 3 2 220s Ks Ks +++=,ωj s =代入 222 K K -0=1K ?=,2s = 所以当1K >时系统稳定,临界状态下得震荡频率为2ω＝ X r X c K S 3 S 2+2S ＋2

自动控制原理期末考试题A卷

A 卷一、填空题（每空 1 分，共10分） 1、在水箱水温控制系统中，受控对象为，被控量为。 2、对自动控制的性能要求可归纳为___________、快速性和准确性三个方面，在阶跃响应性能指标中，调节时间体现的是这三个方面中的______________，而稳态误差体现的是______________。 3、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。 4、 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。 5、香农采样定理指出：如采样器的输入信号e(t)具有有限宽带，且有直到ωh 的频率分量，则使信号e(t) 完满地从采样信号e*(t) 中恢复过来的采样周期T 要满足下列条件：________________。二、选择题（每题 2 分，共10分） 1、设系统的传递函数为G （S ）＝1 52512++s s ，则系统的阻尼比为（）。 A ．21 B ．1 C ．51 D ．25 1 2、非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，当输入信号为R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为 ( ) A 、 ()()()E S R S G S =? B 、()()()()E S R S G S H S =?? C 、()()()()E S R S G S H S =?- D 、()()()() E S R S G S H S =- 3、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 4、已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是( )。 A 、 (2)(1)K s s s -+ B 、(1)(5K s s s +-+） C 、2(1)K s s s +－ D 、(1)(2) K s s s -- 5、已知系统的开环传递函数为 100(0.11)(5)s s ++，则该系统的开环增益为 ( )。 A 、 100 B 、1000 C 、20 D 、不能确定

自动控制原理选择题(整理版)

1-10:CDAAA CBCDC; 11-20:BDAAA BCDBA; 21-30:AACCB CBCBA; 31-40:ACADC DAXXB; 41-50:ACCBC AADBB; 51-60:BADDB CCBBX; 61-70:DDBDA AACDB; 71-80:ADBCA DCCAD; 81-90:CAADC ABDCC; 91-100:BCDCA BCAAB; 101-112:CDBDA CCDCD CA 《自动控制原理》考试说明（一）选择题 1单位反馈控制系统由输入信号引起的稳态误差与系统开环传递函数中的下列哪个环节的个数有关?( ) A ．微分环节 B ．惯性环节 C ．积分环节 D ．振荡环节 2 设二阶微分环节G(s)=s 2+2s+4，则其对数幅频特性的高频段渐近线斜率为( ) A ．-40dB ／dec B ．-20dB ／dec C ．20dB ／dec D ．40dB ／dec 3设开环传递函数为G(s)H(s)=K(s+1) s(s+2)(s+3) ，其根轨迹( ) A ．有分离点有会合点 B ．有分离点无会合点 C ．无分离点有会合点 D ．无分离点无会合点 4 如果输入信号为单位斜坡函数时，系统的稳态误差e ss 为无穷大，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 信号流图中，信号传递的方向为( ) A ．支路的箭头方向 B ．支路逆箭头方向 C ．任意方向 D ．源点向陷点的方向 6 描述RLC 电路的线性常系数微分方程的阶次是( )

A.零阶 B.一阶 C.二阶 D.三阶 7 方框图的转换，所遵循的原则为( ) A.结构不变 B.等效 C.环节个数不变 D.每个环节的输入输出变量不变 8 阶跃输入函数r (t )的定义是( ) A.r (t )=l(t ) B.r (t )=x 0 C.r (t )=x 0·1(t ) D.r (t )=x 0.δ(t ) 9 设单位负反馈控制系统的开环传递函数为G 0(s)= () () B s A s ，则系统的特征方程为( ) A.G 0(s)=0 B.A(s)=0 C.B(s)=0 D.A(s)+B(s)=0 10 改善系统在参考输入作用下的稳态性能的方法是增加( ) A.振荡环节 B.惯性环节 C.积分环节 D.微分环节 11当输入信号为阶跃、斜坡函数的组合时，为了满足稳态误差为某值或等于零，系统开环传递函数中的积分环节数N 至少应为( ) A.N≥0 B.N≥1 C.N≥2 D.N≥3 12 设开环系统的传递函数为G(s)=1 (0.21)(0.81) s s s ++，则其频率特性极坐标图与实轴交点的幅值|G (jω)|=( ) A.2.0 B.1.0 C.0.8 D.0.16 13设某开环系统的传递函数为G (s )=210 (0.251)(0.250.41) s s s +++,则其相频特性 θ(ω)=( ) A.1 1 2 4tg 0.25tg 10.25ω ωω----- B.11 2 0.4tg 0.25tg 10.25ωωω---+- C.11 2 0.4tg 0.25tg 10.25ωωω---++ D.11 2 0.4tg 0.25tg 10.25ωωω----+ 14设某校正环节频率特性G c （j ω）=101 1 j j ωω++，则其对数幅频特性渐近线高频段斜率为 ( )

自动控制原理习题1(含答案)

《自动控制原理》习题解答

第一章习题及答案 1-1 根据题1-1图所示的电动机速度控制系统工作原理图 (1) 将a ，b 与c ，d 用线连接成负反馈状态； (2) 画出系统方框图。解（1）负反馈连接方式为：d a ?，c b ?；（2）系统方框图如图解1-1 所示。 1-2 题1-2图是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。题1-2图仓库大门自动开闭控制系统解当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大

门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框图如图解1-2所示。 1-3 题1-3图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。题1-3图炉温自动控制系统原理图解加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比， c u 增高，炉温就上升，c u 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压f u 。 f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较，得出偏差电压e u ，经电压放大器、功率放大器放大成a u 后，作为控制电动机的电枢电压。在正常情况下，炉温等于某个期望值T °C ，热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u 。此时，0=-=f r e u u u ，故01==a u u ，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使c u 保持一定的数值。这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以下的控制过程：控制的结果是使炉膛温度回升，直至T °C 的实际值等于期望值为止。

自动控制原理期末考试题

《自动控制原理B 》试题A 卷答案一、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1．若某负反馈控制系统的开环传递函数为 5 (1) s s +，则该系统的闭环特征方程为 ( D )。 A ．(1)0s s += B. (1)50s s ++= C.(1)10s s ++= D.与是否为单位反馈系统有关 2．梅逊公式主要用来（ C ）。 A.判断稳定性 B.计算输入误差 C.求系统的传递函数 D.求系统的根轨迹 3．关于传递函数，错误的说法是 ( B )。 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。 4．一阶系统的阶跃响应（ C ）。 A ．当时间常数较大时有超调 B ．有超调 C ．无超调 D ．当时间常数较小时有超调 5. 如果输入信号为单位斜坡函数时，系统的稳态误差为无穷大，则此系统为（ A ） A ． 0型系统 B. I 型系统 C. II 型系统 D. III 型系统二、填空题（本大题共7小题，每空1分，共10分） 1．一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：___稳定性、快速性、__准确性___。 2.对控制系统建模而言，同一个控制系统可以用不同的数学模型来描述。 3. 控制系统的基本控制方式为开环控制和闭环控制。 4. 某负反馈控制系统前向通路的传递函数为()G s ，反馈通路的传递函数为()H s ，则系统的开环传递函数为()()G s H s ，系统的闭环传递函数为 () 1()() G s G s H s + 。 5 开环传递函数为2(2)(1) ()()(4)(22) K s s G s H s s s s s ++= +++，其根轨迹的起点为0,4,1j --±。 6. 当欠阻尼二阶系统的阻尼比减小时，在单位阶跃输入信号作用下，最大超调量将增大。 7.串联方框图的等效传递函数等于各串联传递函数之积。三、简答题（本题10分）图1为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方框图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？

自动控制原理试题库套和答案详细讲解

可编辑word,供参考版！一、填空（每空1分，共18分） 1．自动控制系统的数学模型有、、、共4种。 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。 3．某统控制系统的微分方程为： dt t dc ) (+0.5C(t)=2r(t)。则该系统的闭环传递函数 Φ(s)= ；该系统超调σ%= ；调节时间t s (Δ=2%)= 。 4．某单位反馈系统G(s)= ) 402.0)(21.0() 5(1002 +++s s s s ，则该系统是阶型系统；其开环放大系数K= 。 5．已知自动控制系统L(ω)曲线为：则该系统开环传递函数G(s)= ； ωC = 。 6．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 ) ()1() 1()(10210T T e Z Z e Z G -----= （单位反馈T=0.1）当输入r(t)=t 时.该系统稳态误差为。二. 1. 求：) () (S R S C （10分） R(s)

2.求图示系统输出C（Z）的表达式。（4分）四．反馈校正系统如图所示（12分）求：（1）K f=0时，系统的ξ，ωn和在单位斜坡输入下的稳态误差e ss. （2）若使系统ξ=0.707，k f应取何值？单位斜坡输入下e ss.=？可编辑word,供参考版！

五.已知某系统L（ω）曲线，（12分）（1）写出系统开环传递函数G（s）（2）求其相位裕度γ （3）欲使该系统成为三阶最佳系统.求其K=？，γmax=? 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。（1）（2）（3）

自动控制原理选择题(整理版)讲课教案

自动控制原理选择题 (整理版)

3设开环传递函数为G(s)H(s)=K(s+1) ，其根轨迹 s(s+2)(s+3) ( ) A．有分离点有会合点B．有分离点无会合点C．无分离点有会合点D．无分离点无会合点 4 如果输入信号为单位斜坡函数时，系统的稳态误差e ss为无穷大，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 信号流图中，信号传递的方向为( ) A．支路的箭头方向B．支路逆箭头方向 C．任意方向D．源点向陷点的方向 6 描述RLC电路的线性常系数微分方程的阶次是( ) A.零阶 B.一阶 C.二阶 D.三阶 7 方框图的转换，所遵循的原则为( ) A.结构不变 B.等效 C.环节个数不变 D.每个环节的输入输出变量不变 8 阶跃输入函数r(t)的定义是( ) A.r(t)=l(t) B.r(t)=x0 C.r(t)=x0·1(t) D.r(t)=x0.δ(t)

自动控制原理试题库(含参考答案)

一、填空题（每空1分，共15分） 1、反馈控制又称偏差控制，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，则G(s) 为G1(s)+G2(s)（用G1(s)与G2(s)表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， ω，则无阻尼自然频率= n 7 其相应的传递函数为，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态性能。 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象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制系统；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，属于闭环控制系统。 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。

5、设系统的开环传递函数为2(1)(1) K s s Ts τ++ arctan 180arctan T τωω--。 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 ω对应时域性能指标调整时间s t ，它们反映了系统动态过程的。 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。是指闭环传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、根轨迹、奈奎斯特判据等方法。

(完整版)自动控制原理课后习题及答案

第一章绪论 1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点. 解答：1开环系统 (1) 优点:结构简单，成本低，工作稳定。用于系统输入信号及扰动作用能预先知道时，可得到满意的效果。 (2) 缺点：不能自动调节被控量的偏差。因此系统元器件参数变化，外来未知扰动存在时，控制精度差。 2 闭环系统 ⑴优点：不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量偏离给定值，都会产生控制作用去清除此偏差，所以控制精度较高。它是一种按偏差调节的控制系统。在实际中应用广泛。 ⑵缺点：主要缺点是被控量可能出现波动，严重时系统无法工作。 1-2 什么叫反馈？为什么闭环控制系统常采用负反馈？试举例说明之。解答：将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反馈。闭环控制系统常采用负反馈。由1-1中的描述的闭环系统的优点所证明。例如，一个温度控制系统通过热电阻（或热电偶）检测出当前炉子的温度，再与温度值相比较，去控制加热系统，以达到设定值。 1-3 试判断下列微分方程所描述的系统属于何种类型（线性，非线性，定常，时变）？（1）22 ()()() 234()56()d y t dy t du t y t u t dt dt dt ++=+ （2）()2()y t u t =+ （3）()()2()4()dy t du t t y t u t dt dt +=+ （4）() 2()()sin dy t y t u t t dt ω+= （5）22 ()() ()2()3()d y t dy t y t y t u t dt dt ++= （6）2() ()2() dy t y t u t dt +=

自动控制原理选择题版

C．积分环节D．振荡环节 2 设二阶微分环节G(s)=s2+2s+4，则其对数幅频特性的高频段渐近线斜率为 ( ) A．-40dB／dec B．-20dB／dec C．20dB／dec D．40dB／dec 3设开环传递函数为G(s)H(s)=K(s+1) ，其根轨迹( ) s(s+2)(s+3) A．有分离点有会合点B．有分离点无会合点 C．无分离点有会合点D．无分离点无会合点 4 如果输入信号为单位斜坡函数时，系统的稳态误差e 为无穷大，则此系统为 ss ( ) A．0型系统B．I型系统 C．Ⅱ型系统D．Ⅲ型系统 5 信号流图中，信号传递的方向为( ) A．支路的箭头方向B．支路逆箭头方向 C．任意方向D．源点向陷点的方向 6 描述RLC电路的线性常系数微分方程的阶次是( )