控制理论考试试题3.pdf

经典控制理论习题解答经典控制理论习题解答第一章考试题库1、重庆三峡学院 吆至也学年度第2期自动控制原理课程考试试题册A 卷(02级电信)一、填空(本题共2 0 分，共 1 0 小题，每题各2分)1.自动控制是2.反馈控制的基本原理是 检测错误，用于纠正错误 o3 一个反馈控制系统通常由控制装置、测 量 装 置、比较装置、被控装置、执行机构、参考输入变换装置 等几个部分组成。4 .按给定量的运动规律，控 制 系 统 可 分 为 随动控制系统、定值控制系统_ _ _ _ _ _ _ _ _、程序控制系统。5 .系统的频率特性是指 o6 .一个设计性能良好的控制系统，应当满足 稳定、快 速、准 确 三个方面的要求。7 .根轨迹的模值方程为，相角方程为。8 .非线性特性的描述函数定义为 o9 .对于高阶系统，系统主导极点是指 10 .采样系统的脉冲传递函数定义为：G (Z)=C(Z)/R(Z),二、(本题共1 5 分)某工业过程温度控制系统如图所示，电位器上设定的电压U r 是系统的输入量，箱体内液体的实际温 度 9 为输出量，插入箱体内的热电偶的输出Ue与。成正比。试分析该系统的工作原理并画出方框图。(本题共1 5 分)测得某二阶系统的单位阶跃响应c(t)如图所示，已知该系统具有单位负反馈，试确定其开环传递函数。四、（本题共1 5 分，共 2 小题）1）设某系统的特征方程式为：s+2/+s2+2.（+1 =0,试用劳斯稳定判据判别系统的稳定性。2）下图表示开环传递函数G（s）的奈奎斯待图,P 为 G（s）的正实部极点数目，判定闭环系统的稳定性。五、（本题共15分）已知最小相位开环系统的渐近对数幅频特性如图所示。试求取系统的开环传递函数。六、（本题共20分）已知单位反馈系统的开环传递函数为:C(s)2005(0.15+1 )试设计一个串联超前校正环节，使系统的相角裕量不小于45度，截止频率不低于50rad/s。自动控制原理 课程考试试题A卷评分标准一、(本题共2 0 分，共 10小题，每题各2 分)1、在没有人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之达到一定的状态和性能。2、检测误差，用于纠正误差。3、控制器、测量装置、比较装置、参考输入变换装置、执行机构、被控对象。4、随动控制系统、定值控制系统、程序控制系统5、线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。6、稳定性、快速性、准确性9、有一个或两个闭环极点距离虚轴最近，这些极点在该高阶系统时间响应中起主导作用，而其它极点距离虚轴较远，可以近似忽略。10、G(Z)=C(Z)/R(Z)。二、(本题共1 5 分)r(_ 4G.8_三、(本题共 15 分)，$一 5(0,0 4 1S+O四、(本题共1 5 分)1)不稳定，2)(a)不稳定、(b)不稳定+1)五、(本题共1 5 分)s s +1)六、（本题共2 0 分）G c(s)=1 +Q.O26s1+0.0026s2、重 庆 三 峡 学 院 里 至 西 学 年 度 第/一 期自动控制原理课 程 考 试 试 题 册 B 卷（0 2 级 电 信）一、填 空（本题共2 0 分，共 1 0 小题，每题各2分）1 .自动控制是2 .反馈控制的基本原理是 o3 .一 个 反 馈 控 制 系 统 通 常 由、等几个部分组成。4 .按给定量的运动规律，控制系统可分为、o5 .系统的频率特性是指 o6 .一个设计性能良好的控制系统，应当满足、三个方面的要求。7.根轨迹的模值方程为，相角方程为。8 .非线性特性的描述函数定义为 o9.对于高阶系统，系统主导极点是指 o1 0 .采样系统的脉冲传递函数定义为：二、（本题共1 5 分）电冰箱制冷系统工作原理如图。继电器的输出电压Ua就是加在压缩机上的电压。简述工作原理，指出控制对象、执行元件、测量元件、被控变量、参考输入，绘出系统元件框图。三、（本题共1 5 分）已知系统结构图如图所示，单位阶跃响应的超调量为1 6.3%,峰值时间tp=l秒.试确定参数t、K四、（本题共1 5 分叫共2 小题）1）设某系统的特征方程式为：J +2/+s2+2,+I=0,试用劳斯稳定判据判别系统的稳定性。2）下图表示开环传递函数G（s）的奈奎斯待图，P 为 G（s）的正实部极点数目，判定闭环系统的稳定性。(b)五、（本题共15分）已知某开环系统的传递函数为:75(。.2s+1)(s2+16s+100)试绘制该系统的Bode图。六、（本题共20分）设单位反馈I 型系统原有部分的开环传递函数为:Kf =.5(5 +1)(0.15 -F D要求静态速度误差系数K v 2 8,相角裕量丫 3 5 度，设计串联校正装置。自动控制原理 课程考试试题B卷评分标准一、（本题共20分，共 10小题，每题各2 分）8、在没有人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之达到一定的状态和性能。9、检测误差，用于纠正误差。10、控制器、测量装置、比较装置、参考输入变换装置、执行机构、被控对象。11、随动控制系统、定值控制系统、程序控制系统12、线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。13、稳定性、快速性、准确性1J-I C I a 人，=，二J-/s _ 2/s -2，=（2 卜 1）414、？j =I -七 L /d v，4：2=年 J I 8 N=-户=-y a r r t a n /9、有一个或两个闭环极点距离虚轴最近，这些极点在该高阶系统时间响应中起主导作用，而其它极点距离虚轴较远，可以近似忽略。10、G（Z）=C（Z）/R（Z）o二、（本题共15分）三、（本题共15分）f z-=23.-1=2-6 2 7 6 =2.6 2 8L K.=8：=1 3.1 6四、（本题共15分）1）不稳定，2）（a）稳定，（b）稳定。五、（本题共15分）六、（本题共20分）4.9s+1：62.5s+14、重庆三峡学院2 0 0 5 至2 0 0 6 学年度第二期自动控制原理 课程考试试题册A 卷试题使用对象：物理与电子信息 院（系）03 级 电子信息工程 专业1、2 班（本科）一、（本题2 0 分）填空1 .自动控制是指.2 .PI D控制器输入输出关系表达式为：u（t）=o3 .改善二阶系统响应的措施有：、4 .开 环 对 数 幅 率 特 性 的 低 频 段 反 映 了 系 统 的 ,中频段反映了系统的 和,高频段反映了系统。5 .系统的频率特性是指 6 .根据开环频率特性曲线绘制闭环频率特性曲线的两种图线是：和7 .根轨迹的模值方程为，相角方程为 o8 .非线性特性的描述函数定义为 o9 .消除系统结构不稳定的措施可以有两种，一种是，另一种是 o1 0.采样系统的脉冲传递函数定义为：.三、（本 题 1 0 分）回答下列问题1、什么是主导极点？什么是主导极点分析法？2、简述绘制系统根轨迹图的步骤。四、(本题10分)系统结构图如图所示，试求系统的闭环传递函数C (S)/R(S)o四、(本题15分)设单位负反馈控制系统的开环传递函数为:G(s)=s(0.Is+10)当K=10时，试求系统在单位阶跃函数输入时系统的阻尼比J、无 阻 尼 自 然 频 率 峰 值 时 间f。、超调量。和调整时间乙。五、(本题共15分)已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为:C一 K&K 2 K 3 S(TIS+1)(T25+1)输入信号为r)=(a+4)1(。，其中a力为常数。试 求 系 统 稳 态 误 差 时，各参数应保持的六、关系。(本题15分，共2小题)已知某调速系统的特征方程式为:53+41.5.?2+5175+1670(1+/C)=0求该系统稳定的K值范围。2)下图表示开环传递函数G(s)的奈奎斯特图，P为G(s)的正实部极点数目，试判定闭环系统的稳定性。七、（本 题 15分）已知单位反馈系统的开环传递函数为:G(s)=4K+2)试设计一个串联超前校正环节，使校正后系统的速度误差系数K,=2 0 s-1 相角裕量/2 45。重庆三峡学院 2 0 0 5至2 0 0 6学 年 度 第 期自动控制原理 课程考试试题A卷评分标准命 题 人 廖 祥 学 使 用 于 物理与电子信息院（系）0 3 级 电子信息工程专 业 1、2 班（本 科）一、（本题2 0 分）15、在没有人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之达到一定的状态和性能。6 凶）=K pe+K J ede+K 口呆17、误差信号的比例-微分控制、输出量的速度反馈控制。18、稳态精度，平稳性、快速性，对输入端高频信号的抑制能力。19、线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。20、等 M、等 N圆图，Nichole图。21、K，=q|s-z _ ,工/（5 2,）一 工/（6 0）=（2人 +1）,左=0,1,2,-一Y,“A；+8 ；A,N=N。尸 -Z arctan X 1 X B,9、改变积分性质，引入比例-微分控制。1 0、G（z）=C（z）/R（z）.二、（本 题1 0分）1、主导极点：如果系统中有一个（极点或一对）复数极点距虚轴最近，且附近没有闭环零点；而其它闭环极点与虚轴的距离都比该极点与虚轴距离大5倍以上，则此系统的响应可近似地视为由这个（或这对）极点所产生。主导极点分析法：对于高阶系统，用主导极点对系统进行近似分析，从而将一个高阶系统简化为一阶或二阶的分析的方法。2、分支数；连续性与对称性；起点与终点；实轴上的根轨迹；根轨迹的渐近线根轨迹与实轴的交点；出射角、入射角；根轨迹与虚轴交点；（9）闭环极点和与积三、（本 题1 0分）C(s)GQ,R(s)-四、(本题 1 5 分)f p=0.3 6 s、(7%=1 6.3%、ts=0.7五、（本 题1 5分）沁Kf普六、（本 题1 5分）1）一1 K b；10.b六、1.若系统的相位截止频率为g，增益截止频率为切 则系统的幅值裕度为：a)、1.、;b)c)-201glG(X)W(X)l；d)-201glG(7)H(g)l2.控制系统的闭环频率特性指标为：a)O)c；b)纤；c)IM(0)l；d)M m.3.对于标准的二阶系统，若。,，为定植，则当系统的阻尼比J增大时，系统的上升时间乙将a)增大；b)减 小；c)变长；d)缩短4.串联迟后校正网络有:a)Gc(s)=-,b l;b)Gc(s)=-,b 3.5rad/s。重庆三峡学院 20三至2 0 0 7 学年度第上_ 期自动控制原理 课程考试试题A 卷评分标准命 题 人 廖 祥 学 使 用 于 物理与电子信息院（系）0 4 级 电子信息工程专 业 1、2、3 班（本科）一、（本题2 0 分）29、在没有人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之达到一定的状态和性能。30、稳态精度，平稳性、快速性，对输入端高频信号的抑制能力。31、线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。32、K【n|s-z,|,Z(s-Z,.)-Y Z(.v-p,)=(2k+1,k=0,l,2,-z-J=1；-i.-I5、N 产 差 三 五 N arctan L 6、。gX 1 X B,（?）7、Z-v（n 12）Z-（n-m）7t I 2 8、向量法，等 M圆、等 N圆，N ichole图。9、1 +N（X）G（）。）=010、如果系统中有一个极点（或一对复数极点）距虚轴最近，且附近没有闭环零点；而其它闭环极点与虚轴的距离都比该极点与虚轴距离大5 倍以上，则此系统的响应可近似地视为由这个（或这对）极点所产生。二、（本题2 0 分）1.a、d；2.b、c、d；3.a、c；4、b、c；5.b；6.d；7.b；8.c；9.a b；10.b三、（本题 15 分）C（S）_ G 4+G 3G4+G|G?G4R（s）1 +G 2 G 3+G 2 G 4四、（本题 15 分）K=13.36,T=0.2,e J5=0.2五、（本 题 15分）G（s）=厂-s】*。六、（本 题 1 5 分）一，、(0.639.V+1)(10.V+1)G(s)=-(0.0245+1)(245+1)6、重庆三峡学院纥至”学年度第二_ 期自动控制原理课程考试试题册B 卷（04级电信1、2、3 班）一、（本题3 0 分）填空1.自动控制是指。2.开 环 对 数 幅 频 特 性 的 低 频 段 反 映 了 系 统 的 ,中频段反映了系统的 和高频段反映了系统 03.系统的频率特性是指_4 .根轨迹的模值方程为，相角方程为5 .非线性特性的描述函数定义为_6 .采样系统的脉冲传递函数定义为。7 .开环幅相曲线的起始角为，终止角为.8.根 据 开 环 频 率 特 性 曲 线 绘 制 闭 环 频 率 特 性 曲 线 的 方 法 有,.9 .若系统的线性部分的频率特性为G(y),非线性部分的描述函数为N(X),则由上面两个部分构成的单位反馈系统的特征方程为：。1 0 .主导极点是指。1 1 .若系统的相位截止频率为0 g ,则系统的幅值裕度为1 2.常 用 的 系 统 闭 环 频 率 特 性 指 标 有。1 3.对于标准二阶系统来说，系统的最佳阻尼比为：。1 4 .已知某调速系统的特征方程式为：$4+2$3+31+4$+5 =0,则特征方程有 个正实部的根。1 5 .二阶系统在谐振频率a)m处的谐振峰值A(0,“)为：.二、(本题1 0 分)简述绘制系统根轨迹图的步骤。三、(本题1 5 分)系统结构图如图所示，试求系统的闭环传递函数C (S)/R (S)四、(本题1 5 分)已知系统的结构图，单位阶跃响应的超调量。%=1 6.3%,峰值时间f 0=1秒。试求：1、确定参数K和7。2、当 输 入 信 号 为=1.5/时，系统的稳态误差。五、（本 题15分）如图所示为实验获得的幅值随频率变化的渐近线，试确定系统的传递函数。L(w)dB六、（本 题15分）已知单位反馈系统的开环传递函数为:G(s)=s(0.5s+l)试设计一个串联校正装置，使 校 正 后 系 统 在 斜 波 输 入 时 的 稳 态 误 差0.05,相角裕量重庆三峡学院 2 0 0 6至2 0 0 7学年度 第2期自 动 控 制 原 理 课 程 考 试 试 题B卷 评 分 标 准（0 4级 电信1、2班）一、（本题3 0 分）填空1、在没有人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之达到一定的状态和性能。2、稳态精度，平稳性、快速性，对输入端高频信号的抑制能力。3、线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。4、n w-z,|,Z N（S-Z,）-EN（S亿）=（2女+1）匹 4=0,1,2,5、N 尸 卫 三 五N ar ct a n A 6 G （z）=X X B,H （z）7、N -、，（万/2），N ）加/2。改变积分性质，引入比例-微分控制8、向量法，等 M圆、等 N圆，N i c h ol e 图。9、1 +N （X ）G （J。）=01 0、如果系统中有一个极点（或一对复数极点）距虚轴最近，且附近没有闭环零点；而其它闭环极点与则此系统的响应可近似地视为由这个（或这对）极3b、1 加（0）1、Mm.虚轴的距离都比该极点与虚轴距离大5 倍以上,点所产生。1 1.-201 g l G（j）/（77y?）l.1 2.1 3.1/V 2.1 4.2 个.11 5.二、（本 题 1 0 分）答：分支数；连续性与对称性；起点与终点；实轴上的根轨迹；根轨迹的渐近线根轨迹与实轴的交点；出射角、入射角；根轨迹与虚轴交点；（9）闭环极点和与积。三、（本题 1 5 分）c（.o G,G2 四、（本题 1 5 分）K=1.31 6,r=0.263、e ,=0.41 3R（s）l+G G j+G.G,/,五、（本 题 1 5分）G（s）250_ _ _ _ _ _ _ _$(s+0.4.v)(l +0.025s)六、（本 题 1 5 分）G,（s）=(0.227s+1)(0.045s+1)7、重庆三峡学院以至必学年度第/_ 期自动控制原理课程考试试题册A卷(05级电信1、2、3)一、(本题1 0 分)问答题1)自动控制系统由哪几部分组成？2)自动控制系统的基本要求是什么？3)举一个自动控制在实际工程中应用的例子，并简单的说明其工作原理。二、(本题3 0 分)填空题1.b ；2.d ；3.b ；4.c ；5.b；6.a ；7.a ；8.a ；9.a；l O.b；1 1.a d ；1 2.c d ；1 3.a b e d ；1 4 b e ；1 5.a b1 .标准二阶系统的最佳阻尼比为 Oa)0；b)1/V 2；c)1；d)-0.707,2.若系统的传递函数为G(s)=K(，一s j)/s J I-s,)，则系统有 个无穷零点。j=li=la)0；b)n；c)m；d)n-m.3.P D 控制器可以表达为 oa)k(l+k2)s；b)和(l +K s)；c)&(1 +k 2,)；d)ki(l+k2s+k3)os s4.二阶系统在谐振频率3 m处的谐振峰值A(，为。a)1/2 b),/_ 2 g 2.c)1/2勿 1-3；d)“也 一 片。5.若一系统开环传递函数G(s)正实部极点数目为1,半个奈奎斯特图绕(-1,J 0)点的圈数为1,则其闭环系统 oa)稳定；b)不稳定；c)临界稳定；d)都不对6.开 环 对 数 幅 频 特 性 的 低 频 段 反 映 了 系 统 的 a)稳态精度；b)平稳性、快速性；c)对输入端高频信号的抑制能力；d)相位裕量7.根 轨 迹 的 模 值 方 程 为 K*.饰-Z,|r -n(5-Z i)Kn(s-Z,)K 如S-Z,|a)-1 J ；b)，-1 j ；c)J=I Q；a;J=I Qrik-p,i 立 缶 一。,)i=l/=!t=l i=l“一 i8 .设某系统传递函数G(s)=Kn(s S j)/sT I(s-s，)，则开环幅相曲线的起始角为一y=l i=a)N-v(/2)；b)z -(n -m)7 t/2 ；c)万/2；d)0 9,若非线性特性的描述函数为N(X),线性部分的频率特性是G(y),则系统的闭环特征方程为a)l +N(X)G(/g)=0；b)l+N(s)G(s)=0；c)l+77(s)G(s)=0；d)1 +7V(j 7y)G(j ty)=010.控制系统的闭环频率特性指标是 Oa)a)c；b)a)h；c)/；d)c r%11.若系统的相位截止频率为0.增 益 截 止 频 率 为 则 系 统 的 幅 值 裕 度 为 oa)c，、匚、；b)-；c)-2 0幽)咐0)1；d)幺)幽 3)04)|四GJ R)H(JR)12 .采样控制系统常用 进行描述。a)传递函数；b)描述函数；c)脉冲传递函数；d)差分方程。13.控制系统常见的非线性特性有 oa)不灵敏区；b)饱和；c)间隙；d)摩擦14.串联迟后校正网络是 oa)Gc(s)=力 1;b)Gc(s)=-,bli c)Gc()=/C+；d)Gc(s)=K+Kds+Ts l+7i T S15.消除系统结构不稳定的措施有 oa)改变积分性质；b)引入比例微分控制;c)引入速度反馈；d)减小开环系数。三、(本题1 5 分)已知一系统由如下方程组组成：1)X|(s)=G|(s)R -G|(s)G 7(G -G 8 (s)C(s)2)X 2(s)=G 2(S)X ,(5)-G6(5)X 3(5)3)X 3(s)=X 2 (s)G 5(s)C(s)G 3(s)4)C(5)=G4(S)X3(S)试绘制系统系统结构图，并求出系统的闭环传递函数：C(s)/R(s)。四、(本题1 5 分)闭环系统的动态结构图如图所示。c)若系统在单位阶跃输入时，M “=2 0%,=1.8,试确定参数K,r 的取值;d)若系统输入信号为r(f)=(l +f)l(f),试求系统稳态误差外,。五、(本题15分)已知一单位反馈系统对数幅频特性渐近线曲线如下，要求:1)确定系统的传递函数，并判断系统的稳定性。2）若将对数幅频特性渐近线曲线向右平移10倍频程，讨论对系统阶跃响应的影响。六、（本 题15分）已知一单位反馈系统的开环传递函数为：G（s）=一，设计一个串联超前校正装s（s+l）置对系统进行校正。根据计算回答下列问题：1）若要求系统校正后，系统在斜波输入时的稳态误差e 0.067，则K值应为多少？2）若原系统G（s）开环频率特性的截止频率0,=3.9,系 统 能 满 足45。的相位裕量吗？说明理由。3）若不满足/245。的相位裕量，试计算串联超前校正装置的分度系数a.4）若校正装置之后，系 统 新 的 截 止 频 率5.7,试计算校正装置的时间常数T.重庆三峡学院 2 0 0 7 至2 0 0 8 学 年 度 第 2期自动控制原理 课 程 考 试 试 题 A 卷 评 分 标 准（05级电信1、2、3 班）一、（本 题 1 0 分）1）控制器、测量装置、比较装置、参考输入变换装置、执行机构、被控对象等。2）稳定性、快速性、准确性。3）如温度、压力控制，计算机磁盘控制等。二、（本题3 0 分）1.b；2.d；3.b；4.c；5.b；6.a；7.a；8.a；9.a；lO.b；11.ad；12.cd；13.abed；14、be；15.ab三、（本题 15 分）=-G?GQG 1-R（s）1+G 2G 8G$+G 3G 4G 5+G 2G 3G 4（G 7 G g）四、（本题 15 分）K=13.36,c=0.2,e*=0.2五、（本 题 15分）G5 I)5(105+1)(0.255+1)稳定，%（T%不变。六、(本题 15 分)K=1 5；不能;a=4.3;T=0.08.8、重 庆 三 峡 学 院 2 007 至2 008 学年度第二_ 期自动控制原理 课 程 考 试 试 题 册 B 卷(05级电信1、2、3 班)一、(本题1 0 分)问答题1、什么是闭环控制？闭环控制有什么优缺点？2、什么是奈魁斯特判剧？二、(本题3 0 分)填空题1.b ；2.d；3.a；4.a；5.b；6.A ；7.b ；8.b ；9.a；10.b；11.b ；12.d；13.b ；14、ab c；15.b1.标准二阶系统的传递函数为：1/(T2S2 TS+1)9则二阶系统的转则频率为a)T；b)l/T；c)COn；d)1/心。2 .若系统的传递函数为1六常,则 系 统 有 一 个 无 穷 零 点。a)0；b)1；c)2；d)3.3.设某个三型系统的开环增益为K,则该系统Bo de图起始段渐进线与横轴交于 点。a)VF；b)/K；c)K；d)2 0I g A：.4.二阶系统在0“处的幅值A(0“)为。a);b)(i)Jl 2 ；c)-;d)CO 。2?2 氤 口?75.已知系统的闭环特征方程为：S5+6S4+3S3+2S2+3+S=0,则该系统。a)稳定；b)不稳定；c)临界稳定；d)都不对。6.非 线 性 特 性 的 描 述 函 数 定 义 为。a)N=ARC TAN L,b)A f(z)=c)N(S)=，d)N =+BJ.X B I R(z)R(s)X7.设某系统传递函数G(s)=Kn(s -S j)/s、n(s -s,)，则开环幅相曲线的终止角为.7=1/=!a)v(/2)；b)(n m)兀 12；c)-n兀 12；d)-m/r/2 o98 .控制系统的闭环频率特性指标为:a）CDc；b）COb；c）9.对于标准的二阶系统，若例，为定植，则当系统的阻尼比J增大时，系统的上升时间f,将a）增大；b）减 小；c）不变；d）缩短10.消除系统结构不稳定的措施有：a）增大开环增益系数；b）引入比例微分控制；c）引入速度反馈；d）减小开环增益系数。11.开 环 对 数 幅 频 特 性 中 频 段 反 映 了 系 统 的 a）稳态精度；b）平稳性、快速性；c）抑制高频干扰的能力；d）稳定性12.设系统的传递函数为（s）,则 系 统 的 频 率 特 性 是 oa）（s）；b）N（/；c）|O）（ji y）|；d）13.若一系统开环传递函数G（s）正实部极点数目为1,半个奈奎斯特图绕（-1,j0）点的圈数为1,则其 闭 环 系 统。a）稳定；b）不稳定；c）临界稳定；d）都不对14 .根据开环频率特性曲线绘制闭环频率特性曲线的方法有 oa）向量法；b）等 M 圆、等 N 圆；c）Ni ch o l e图；d）根轨迹法15、如果系统中有一个极点（或一对复数极点）距虚轴最近，且附近没有闭环零点；而其它闭环极点与虚轴的距离都比该极点与虚轴距离大5 倍以上，则此系统的响应可近似地视为由这个（或这对）极点所产生。这 种 分 析 系 统 的 方 法 称 为。a）时域分析法；b）频域分析法；c）主导极点法；d）根轨迹法三、（本 题 1 5 分）已知系统的微分方程如下：l)x l-r-c +ni2)X 2=KlXl3)x 3=X2-X54)7x 4=x35)x 5=x4-K2n26)Kox 5=c+c式中，K，K|,K 2,7 为正常数，要求：1）建立系统结构图；2）求出系统的闭环传递函数：C（s）/R（s）。四、（本 题 15分）设单位负反馈控制系统的开环传递函数为:KG（s）=-s（T s +10）1）当K=160,T=0.25时，试求系统的的阻尼比J、无阻尼自然频率和动态性能指标（7%和。2）当输入信号为r（f）=l+2f+f2时，试求系统稳态误差。五、（本 题15分）已知某个单位反馈系统的开环传递函数为：G（s）=-75竺+D-,试绘制：1）s（s/2+l）（s2/2+s/2+l）开环幅频特性曲线的渐近线图;2）开环相频特性曲线的概略图；。六、（本 题15分）已知单位反馈系统的开环传递函数为:G(s)4Ks(s+2)试设计一个串联超前校正环节，使校正后系统的速度误差系数降.=2 0.b，相角裕量/2 50。重庆三峡学院”至幽学年度第2期自动控制原理课 程 考 试 试 题B卷 评 分 标 准（0 5级电信1、2、3班）一、（本题2 0分）1、答：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，即有被控量对控制过程的影响，这种控制称为闭环控制。特点：1)由负反馈构成闭环，利用误差信号进行控制；2)对系统外界扰动和内部参数变化具有一定的抑制能力，因而控制精度较高：3)若系统内部元件参数配合不当，可能产生振荡。2、如果开环传递函H(s)G(s)在s右半平面内有k个极点，并且liml+G(s)(s)=常 数，则为了使闭环系统稳定，当0从-8变 到+8 时，G(j0)(y)的轨迹必须反时针包围-L+jO点k次(Z=P-N)o二、(本题2 0分)1.b；2.d；3.a；4.a；5.b；6.b；7.b；8.b；9.a；10.b；11.b；12.d；13.b；14、abc；15.b三、（本题 15 分）1 2=-R（s）Ts3+（T+l）s2+s+KtK0四、（本题 15 分）0“=25.3,J=0.7 9,1=0.2/,=0.41,0=1.7%,e 8五、（本 题15分）六、s+4 4（本题 15 分）G（s）=4.2-5+18.41 +0.27751 +0.054s9、重 庆 三 峡 学 院2 0 0 8至2 0 0 9学年度第二_ 期自动掷制原理 课 程 考 试 试 题 册A卷(06级化工工艺)一、(本题2 0分)填空题1.自动控制是指 o2.开 环 对 数 幅 频 特 性 的 低 频 段 反 映 了 系 统 的 ,中频段反映了系统的 和，高频段反映了系统。3.系统的频率特性是指。4.根轨迹的模值方程为,相角方程为 o5.非线性特性的描述函数定义为.6.采样系统的脉冲传递函数定义为 7.开环幅相曲线的起始角为,终止角为8.根 据 开 环 频 率 特 性 曲 线 绘 制 闭 环 频 率 特 性 曲 线 的 方 法 有，。9.若系统的线性部分的频率特性为G(j&),非线性部分的描述函数为N(X),则由上面两个部分构成的单位反馈系统的特征方程为：o10.判断采样系统稳定性方法有：.二、(本题20分)完成下列两题：1)某工业过程温度控制系统如图所示，电位器上设定的电压U,是系统的输入量，箱体内液体的实际温度。为输出量，插入箱体内的热电偶的输出与8成正比。试分析该系统的工作原理并画出方框图。蒸 汽锅 炉C-T3 口放 大as梢 体2)系统结构图如图所示，试求系统的闭环传递函数C (S)/R(S)ouh,U三、(本题20分)系统结构如图所示，试求系统的超调量(7%和调节时间R(S)25s($+5)C(S)四、(本题20分)已知单位负反馈系统的开环传递函数为G(S)=-5(0.15+1)(0.25+1)试求：D 使系统稳定的K 值；2)若 r(t)=2t+2 时，要求系统的稳态误差为0.2 5,问K 应取何值？五、(本题20分)已知最小相位系统的开环对数幅频特性4(0)和串联校正装置的对数幅频特性4(0),如图所示：(1)写出原系统的开环传递函数G(s),并求其相角裕度；(2)写出校正装置的传递函数(3)画出校正后系统的开环对数幅频特性4 c(。)，并 求 其 相 角 裕 度。50db40db30db10db7-4 0I)0.0 10.1 0.3 21 1 02 0 -20db-6 0-30db7-40db%(重庆三峡学院 2 0 0 8 至2 0 0 9 学年度第_ 期自动控制原理 课程考试试题A 卷评分标准命 题 人 廖 祥 学 使 用 于 化 工 院（系）0 5 级 化工工艺专 业 1 班（本科）一、（本题2 0 分）1、在没有人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之达到一定的状态和性能。2、稳态精度，平稳性、快速性，对输入端高频信号的抑制能力。3、线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。4、,工/（5一号）一 工/（$一，）=（2女 +1），4=0，1，2，11=15、Y,-J A.+B.A.N=N。i=-Z arctan X X B,7、Z-/2)/一(一？)4/2。8、向量法，等 M圆、等N圆，N ich o le图。9、1 +N(X)G()=010、朱利判据、劳斯判据。二、(本题2 0 分)1)2)C(s)_ G|G2G3d_一 丽-1 毋3G4H2夕3HMQ2G3G4H3三、(本题 20 分)。=16.3%ts=1.45四、(本题 20 分)(1)0K 15,(2)K=8五、(本题 20 分)(1)G=-J-K=100/=-3 3.4；(2)G,=3-1 2 5 5 +1(3)s +i)g+i)ioos+110 20G G,=1 O(3：2 5 S +1)#=5 7 7。5(+1)(+1)(1 0 0 5 +1)1 0 2 0重庆三峡学院2 0 0 8 至2 0 0 9 学年度第_ 期自动控制原理 课程考杳试题册B 卷(0 6级 化工工艺)一、(本题2 0 分)填空题1 .什么是自动控制？一个自动控制系统由哪几部分组成？2 .什么是闭环控制？闭环控制有什么优缺点？3 .开环对数幅频特性的低频段、中频段和高频段与系统的性能有什么联系？4 .简述控制系统串联超前校正装置设计的步骤。二、(本题2 0 分)1)设某系统的特征方程式为：+4 1.5 1+5 1 7 5 +2.3*1 0 4=0,试用劳斯判据判别系统的稳定性。2)下图表示开环传递函数G(s)的奈奎斯待图，P为 G(s)的正实部极点数目，判定闭环系统的稳定性。7 Im尸=2三、(本题2 0 分)已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=1 _s(s +1)试求该系统的上升时间乙、峰值时间/、超调量。和调整时间乙。四、(本题2 0 分)已知单位负反馈系统的开环传递函数为G(S)=-，5(0.1 5 +1)(0.2 5 +1)试求：1)使系统稳定的K值；2)若 r(t)=2 t +2时，要求系统的稳态误差为0.2 5,问K应取何值。五、(本题2 0 分)已知一单位反馈系统的开环传递函数为：G(s)=根据计算回答下列问题:s(s +1)1)若要求系统校正后，系统在斜波输入时的稳态误差e s s /0=3.63s、（J%=16%、=65 或$=85四、（本题 20 分）（1）0K 15（2）K=8五、（本题2 0分）K=1 5;不能;第二章补考试题1、自动控制原理0 5至 0 6学年度第2 期返-级课程补考试题册一、（本题2 0分）填空1.自动控制是。2.一 个 反 馈 控 制 系 统 通 常 由、等几个部分组成。3.按给定量的运动规律，控制系统可分为、o4.系统的频率特性是指 o5.PID控制器输入输出关系表达使为：u（t）=o二、（本题3 0分）简单回答下列问题1、什么是闭环控制？闭环控制有什么优缺点？2、Bode图的低频段、中频段、高频段反映了控制系统的什么特性？3、简述控制系统串联超前校正装置设计的步骤。三、（本 题10分）某工业过程温度控制系统如图所示，电位器上设定的电压U r是系统的输入量，箱体内液体的实际温度。为输出量，插入箱体内的热电偶的输出U e与。成正比。试分析该系统的工作原理并画出方框图。加热蛇 形 管阀门蒸汽锅炉三、（本 题 1 0 分）已知系统的闭环特征方程为，55+6544-353+2524-5,4-5=0四、（本 题 1 5 分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为：、1000G（s）=-s（s+34.5）试求系统的fpJs，。.五、（本 题 1 5 分）某系统的开环传递函数为：G(s)=100(0.5s+1)5(25+1)(0.15+1)试画出系统的Bode图。自动榜制原理05一纥学年度第2期退_ 级课程补考试题评分标准命 题 人 廖 祥 学 使 用 于 物理与电子信息院（系）03 级 应用电子技术专 业 1 班（专 科）一、（本题2 0 分）33、在没有人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之达到一定的状态和性能。34、控制器、测量装置、比较装置、参考输入变换装置、执行机构、被控对象。35、随动控制系统、定值控制系统、程序控制系统。36、稳定性、快速性、准确性。37、线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。6、有一个或两个闭环极点距离虚轴最近，这些极点在该高阶系统时间响应中起主导作用，而其它极点距离虚轴较远，可以近似忽略。7、稳态精度，平稳性、快速性，对输入段高频信号的抑制能力。8、串联校正，反馈校正。9、G （Z）=C（Z）/R（Z）1 0、u（t）-Kpe（t）+K e（T）d T+K二、（本题4 0 分）1、答：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，即有被控量对控制过程的影响，这种控制称为闭环控制。闭环控制系统的特点是：1）由负反馈构成闭环，利用误差信号进行控制；2）对系统外界扰动和内部参数变化具有一定的抑制能力，因而控制精度较高；3）若系统内部元件参数配合不当，可能产生振荡。2、答：PID控制就是对偏差信号e（t）进行比例、积分、微分运算后，形成的一种控制规律。它的特点是:1）在系统的低频段，P ID 控制器中积分器部分的作用，将使对数幅频特性的斜率增加-2 0,使系统无静差度提高，从而改善系统的稳态性能.2）在系统的中频段，PID控制器中微分器部分的作用，将使系统相位裕量增加，也使得系统的穿越频率增加，从而改善系统的动态性能.3）在系统的高频段，PID控制器中微分器部分的作用，将使系统的高频幅值增加，抗高频干扰的能力降低。3、答：D串联超前校正主要针对系统频率特性的中频段进行校正，使校正后幅频特性曲线的中频段斜率为-20dB/dec,并有足够的相位裕量。2）串联超前校正会使系统的穿越频率增加，这表明校正后系统的频带变宽，瞬态响应速度变快，但系统抗高频干扰的能力也变差。3）串联超前校正很难使原系统的低频特性得到改善，若想用提高增益的办法使低频段上移，则由于整个幅频特性曲线的上移，将使系统的平稳性变差，抗高频噪声的能力也将被削弱。4）当未校正系统的相频特性曲线在穿越频率