自动控制试题.pdf
一、单项选择题1、适合应用传递函数描述的系统是: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。2、单位反馈系统稳态速度误差的正确含义是:A、在“/)=/?.1(,)时,输出速度与输入速度的稳态误差;B、在 r)=R.l时,输出位置与输入位置的稳态误差;C、在 r)=K l 时,输出位置与输入位置的稳态误差;D、在/(/)=/1 时,输出速度与输入速度的稳态误差。3、系统的开环传递函数为两个“S”多项式之比G(S)=弓号,则闭环特征方/V (3)程为:A、N(S)=0 B、N(S)+M(S)=0C、1+N(S)=0 D、与是否为单位反馈系统有关4、非单位反馈系统,其前向通道传递函数为G(S),反馈通道传递函数为H(S),则输入端定义的误差E(S)与输出端定义的误差E*(S)之间有如下关系:A、E(S)=H(S)E*(S)B、E*(S)=H(S)-E(S)C、E(S)=G(S)-”(S)-E*(S)D、E*(S)=G(S”(S)-E(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、K*Q-s)B、K*c、K*D、K*(l-s)s(s+l)s(s-l)(s+5)S(S23S+1)s(2-s)6、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的:A、低频段 B、开环增益 C、高频段 D、中频段7、一阶系统的闭环极点越靠近S平面原点: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8、已知系统的传递函数为T S +1 ,其 幅 频 特 性 应 为:A、e T B、e C、K-e D、犬 一T -B、-C、-D、-5 +1 0.1 5 +1 0.5 5 +1 1 0.V +11 1、一阶系统的闭环极点越靠近S平面原点:A、准确度越高 B、准确度越低 C、响应速度越快 D、响应速度越慢上 _e-TS1 2、已知系统的传递函数为T S +1 ,其幅频特性|G(加)|应为:Jr26y2+11 3、下列串联校正装置的传递函数中,能在=1处提供最大相位超前角的是:1 0 s+10.1 5 +12 s+10.5.v +1O.l.v +11 0 s+11 4、适合应用传递函数描述的系统是: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。15、非单位反馈系统,其前向通道传递函数为G(S),反馈通道传递函数为H(S),则输入端定义的误差E(S)与输出端定义的误差E(5)之间有如下关系:A、E(S)=(S)(S)B、ES)=H(S)-E(5)C、E(S)=G(S)H(S)-E(S)D、E*(S)=G(S)-H(S)-E(S)16、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17、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、K*(2-S)B、K*c、K*D、K*(l-s)S(S +1)S(S-l)(S +5)S($2 3 S +1)5(2-5)18、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的:A、低频段 B、开环增益 C、高频段 D、中频段19单位反馈系统稳态速度误差的正确含义是:A、在=时,输出速度与输入速度的稳态误差;B、在=时,输出位置与输入位置的稳态误差;C、在 4)=V”时,输出位置与输入位置的稳态误差;D、在 r(/)=V/时,输出速度与输入速度的稳态误差。20、系统的开环传递函数为两个“S”多项式之比G(S)=等?,则闭环特征/V (3)方程为:A、N(S)=0 B、N(S)+M(S)=0C、1+N(S)=0 D、与是否为单位反馈系统有关21、采用负反馈形式连接后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逐渐减小,最后完全消除;D.需要调整系统的结构参数,才能改善系统性能。22、关于系统传递函数,以下说法不正确的是A.是在零初始条件下定义的;B.只适合于描述线性定常系统;C.与相应s 平面零极点分布图等价;D.与扰动作用下输出的幅值无关。23、系统特征方程为。=S3+2/+3S+6=0,则系统A.稳定;B.临界稳定;C.右半平面闭环极点数Z=2;D.型别u=l。24、系统在4)=/作用下的稳态误差=8,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。25、对于以下情况应绘制0 0 根轨迹的是A.主反馈口符号为“+”;B.除K*外的其他参数变化时;C.非单位反馈系统;D.根轨迹方程(标准形式)为G(s)(s)=+1。26、非最小相角系统A.一定是条件稳定的;B.对应要绘制0 根轨迹;C.开环一定不稳定;D.闭环相频的绝对值非最小。27、对于单位反馈的最小相角系统,依据三频段理论可得出以下结论A.低频段足够高,就能充分小;B.4 以-20dB/dec穿越OdB线,系统就能稳定;C.高频段越低,系统抗干扰的能力越强;D.可以比较闭环系统性能的优劣。28、频域串联校正方法一般适用于A.单位反馈的非最小相角系统;B.线性定常系统;C.单位反馈的最小相角系统;D.稳定的非单位反馈系统。29、离散系统差分方程,优+2)=3C+1)-26+3伏+1)-伏)贝|脉冲传递函数为3z 1 3z+l 3z-l-3z+lA.z2-3z+2-B.Z2-3Z+2;C.Z?+3Z-2;D.+3z-2 o30、适用于描述函数法分析非线性系统的前提条件之一是A.G)必须是二阶的;B.非线性特性正弦响应中的基波分量幅值占优;C.非线性特性具有偶对称性;D.N(A),G(s)必须是串联形式连结的。31、采用负反馈形式连接后A.一定能使闭环系统稳定;B.系统动态性能一定会提高;C.需要调整系统的结构参数,才能改善系统性能;D.一定能使干扰引起的误差逐渐减小,最后完全消除。32、关于系统传递函数,以下说法不正确的是A.与相应s 平面零极点分布图等价;B.与扰动作用下输出的幅值无关。C.是在零初始条件下定义的;D.只适合于描述线性定常系统;33、系统特征方程为0(S)=S+2S2+3S+6=0,则系统A.稳定;B.右半平面闭环极点数Z=2;C.临界稳定;D.型别丫=1。34、系统在 作 用 下 的 稳 态 误差 二 ,说明A.系统不稳定;B.型别v s(2-s)446、已知单位反馈系统的开环传递函数为(S +2 C),则 其 幅 值 裕 度 等于:A 0 B、s C、4 D、2/47、积分环节的幅频特性,其幅值与频率成:A、指数关系 B、正比关系 C、反比关系 D、不定关系K 厂48、已知系统的传递函数为K T 1),其幅频特性顺汝)应为:K-K K-e-e-;-eA、co(Ta)+1)B、Ta+c、+1KD、+149、非线性系统相轨迹的起点取决于:A、系统的结构和参数 B、初始条件C、与外作用无关 D、初始条件和所加的外作用50、下列串联校正装置的传递函数中,能在处提供最大相位超前角的是:lOs+1 lOs+l 2s+l O.ls+1A、5+1 B 0.15+1 c、0.5s+1 D、10s+1共 5 页 第 2 页51、单位反馈系统稳态速度误差的正确含义是:A、在R 时,输出速度与输入速度的稳态误差B、峰值时间提前D、系统的快速性愈好c o M(S)6(5)=B、在 时,输出速度与输入速度的稳态误差C、在“。=心1时,输出位置与输入位置的稳态误差D、在r)=V J时,输出位置与输入位置的稳态误差52、线性定常二阶系统的闭环增益加大:A、对系统的动态性能没有影响C、超调量愈大53、系统的开环传递函数为两个“S”多项式之比 2),则闭环特征方程为:A、N(S)+M(S)=0 B、1+N(S)=0C、N(S)=0 D、与是否为单位反馈系统有关54、系统结构图如图2所示,下列开环传递函数对应的根轨迹属于零度根轨迹的 是()。小口小 K(s+2)小口小 K(s+2)G(s)H(s)=G(s)H(s)=-A、s(s+l)B、s(l-s)r/X T JZ X K(S+2)Z X T JZ X K(2-s)G(s)H(s)=G(S)H(S)=-C、s(s-1)D、s(l-s)55、非单位反馈系统,其前向通道传递函数为G(S),反馈通道传递函数为H(S),则输入端定义的误差E(S)与输出端定义的误差E(S)之间有如下关系:A、E(S)=H(SE*(S)B、E*(S)=H(SE(S)C、E(S)=G(S(S)-E*(S)D、E*(S)=G(S)-H(S)-E(S)16后56、已知单位反馈系统的开环传递函数为sG+幻,则其幅值裕度”公等于:A、0B、0 0C、4D、2V257、非线性系统相轨迹的起点取决于:A、系统的结构和参数B、初始条件C、与外作用无关 D、初始条件和所加的外作用158、某系统的传递函数为$2,在输入S)=2sin夕作用下,其输出稳态分量的幅值为()o_ L 2 1 1A、3 B、5 c、5 D,359、下列串联校正装置的传递函数中,能在4=1 处提供最大相位超前角的是:10s+1 10s+1 2s+l 0.ls+lA、5+1 B、O.Lv+l c、0.55+1 D、105+160、适合于应用传递函数描述的系统()。A、只能是单输入,单输出的定常系统;B、可以是单输入,单输出的时变系统;C、可以是非线性系统;D、只能是单输入,单输出的线性定常系统。61、反馈控制系统的优点之一是它能有效地抑制系统()中扰动的影响。A.给定通道 B o 反馈通道 C o 测量装置 D o 前向通道62、控制系统的稳态误差反映了系统的()。A.稳定性 B o 稳态性能 C o 快速性 D o 动态性能63、单位反馈系统的前向通路传递函数为G(s)。那么,该系统的闭环传递函数应 为()0G(s)A.1 +G(s)B.1+G(s)C.G(s)H(s)D.G(s)6 4、一般来说,系统增加积分环节,系统的稳定性将()。A.变坏 Bo变好 Co不变 Do可能变好也可能变坏6 5、已知校正装置的渐近对数幅频特性如图所示。试判断该环节的相位特性是()oA.相位超前 产 2 0 20/B.相位滞后 _ _ _ _ _ _/1-C.相位滞后-相位超前D.相位超前-相位滞后6 6、某线性控制系统的静态速度误差系数为8。那么,该系统至少应为()系统。A.ni 型 B.u 型C.I型D.0型6 7、控制系统的闭环极点分别为即=5冬=-4,系统增益为5,则其闭环传递函数为()o2A(s +0.5)(s +4)5C(s +0.5)(s +4)2B.(s +0 5)(s +4)1 0D.(s +0 5)(s +4)W(s)=-6 8、一单位反馈系统的闭环传递函数为 s +2,当输入r(t)=2 s i n 2 t时,则其稳态输出的幅值为(A.V 2)oB o V 2/2C.2D o 46 9、系统的传递函数完全决定于系统的()。A.输入信号 B o 输出信号C o 结构和参数 D o 扰动信号70、控制系统的相位稳定裕量反映了系统的()oA.稳定性B o 稳态性能C。快速性D o 动态性能71、非单位反馈系统,其前向通道传递函数为G(S),反馈通道传递函数为H(S),则输入端定义的误差E(S)与输出端定义的误差(S)之间有如下关系:E(S)=H(S)-E*(S)B、E S)=H(S)-E(S)72、73、E(S)=G(S)-H(S)-E*(S)D、E*(S)=G(S)-H(S)-E(S)W(s)=也控制系统的闭环传递函数为 1 +G(s)”(s)。那么,该系统的开环传递函数应为()oA.G(s)Bo l+G(s)H(s)Co G(s)H(s)系统闭环极点在S 平面的分布如图所示。那么,可以判断该系统是()。S平面A.稳定的B o 不稳定的c.临界稳定的D o 无法判定稳定性C、1DOG(S)H(S)XX0-ak(zs+l)74、已知系统的开环传递函数为sQs+1)”+26+1)o 则75、系统的开环渐近对数幅频特性在3一。时的斜率为(A.-20Bo+20Co-40)dB/deCoDo-6 0某线性控制系统的速度误差为0.那么,该系统至少应为()系统。A.10 型Bo n 型Co I 型Do。型76、G(s)一闭环系统的开环传递函数为8(s+3)425+3)“+2),则该系统为()oA.。型系统,开环增益为8C.I 型系统,开环增益为477、采用负反馈形式连接后A.一定能使闭环系统稳定;Bo I 型系统,开环增益为8Do 0 型系统,开环增益为4B.系统动态性能一定会提高;C.一定能使干扰引起的误差逐渐减小,最后完全消除;D.需要调整系统的结构参数,才能改善系统性能。78、关于系统传递函数,以下说法不正确的是A.是在零初始条件下定义的;B.只适合于描述线性定常系统;C.与相应s 平面零极点分布图等价;D.与扰动作用下输出的幅值无关。79、系统特征方程为0(S)=S3+2/+3S+6=0,则系统A.稳定;B.临界稳定;C.右半平面闭环极点数Z=2;D.型别v=1。80、系统在 作 用 下 的 稳 态 误 差 为 二 ,说明A.型别 2;B.系统不稳定;C.输入幅值过大;D.闭环传递函数中有一个积分环节。81、对于以下情况应绘制0 根轨迹的是A.主反馈符号为“+”;B.除K*外的其他参数变化时;C.非单位反馈系统;D.根轨迹方程(标准形式)为G(s)(s)=+1。82、非最小相角系统A.一定是条件稳定的;B.对应要绘制0 根轨迹;C.开环一定不稳定;D.闭环相频的绝对值非最小。83、对于单位反馈的最小相角系统,依据三频段理论可得出以下结论A.低频段足够高,e$s就能充分小;B.以-2 0 d B/d e c 穿越O d B 线,系统就能稳定;C.高频段越低,系统抗干扰的能力越强;D.可以比较闭环系统性能的优劣。8 4、频域串联校正方法一般适用于A.单位反馈的非最小相角系统;B.线性定常系统;C.单位反馈的最小相角系统;D.稳定的非单位反馈系统。8 5、离散系统差分方程C/+2)=3C+1)-2C+3 +l)i 则脉冲传递函数为3 z -1 -3 z +1 3 z -1 -3 z +lA.z2-3z+2;B.z2-3z+2;c.z2+3z-2;D.Z2+3Z-2 O二、填空题1、典型二阶系统极点分布如图1 所示,则无阻尼自然频率例=;阻尼比4=;2、最小相位系统的开环对数幅频特性三频段分别反映的系统性能是低频段反映_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _中频段反映_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _高频段反映_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _5(s+4)G(s)“(s)=-3、设系统开环传递函数为 s(s+l)G +2),则开环根轨迹增益K*=;静态速度误差系数Kv=。4、已知开环幅频特性如图2 所示,试分别求出相应闭环系统在S右半平面的极点数Z。Z=Z=Z=5、正反馈系统的根轨迹称为 度根轨迹。6、频率特性图包括、o7、最常用的补偿方法是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 补偿和 补偿。8、P I 控制器是是一种相位_ _ _ _ _ _ _校正装置,主要用来改善系统的_ _ _ _ _ _ _ 性能。.9、对一个自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面:、和准确性10、如果要求系统的快速性好,则闭环极点应距离_ _ _ _ _ _ _ 越远越好。1 1、在控制系统中应用反馈的主要目的就是为了降低系统对 参数的变化及不可预测的干扰 的敏感程度。1 2、控制系统对输入信号的响应由 分量和 分量两部分组成。1 3、振荡环节在转折频率时的相位角为,大于转折频率时渐近对数幅频特性的斜率为 d B/d eC o,、1 0(5 +0.5)G(5)=-;-1 4、一控制系统的开环传递函数为 5(0.5 5 +1 X5-+2 5 +2)。那么,该系统是一阶系统。1 5、经 典 控 制 论 主 要 研 究、的分析和设计问题。1 6、反馈控制系统包含 和控制装置两大部分。1 7、自 动 控 制 系 统 的 基 本 控 制 方 式 有、和 o1 8、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 系统、随动系统和 系统。1 9、列出分析自动控制系统时常用的其中两种典型外作用函数:、2 0、线性定常系统的传递函数是指在_ _ _ _ _条件下,系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比。2 1、传递函数 1 0(S+4)/(S+2)(2 0 S+l)的 系 统 的 零 点 为,极点为_,根轨迹增益为,其 单 位 阶 跃 响 应 为;该系统的可近似为传递函数为 的一阶系统。2 2、表征一阶系统K/(T s+1)静态特性的参数是,动态特性的参数是;而二阶系统动态特性的两个特征参数是:和。2 3、系统的 特性和 特性统称为系统的频率特性,它反映了在正弦输入信号作用下,系统的 响应与输入正弦信号的关系。24、对 自 动 控 制 的 性 能 要 求 可 归 纳 为、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_ _o25、香农采样定理指出:如果采样器的输入信号e(t)具有有限宽带,并且有直至g h的频率分量,则使信号6(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:.26、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 内,即所有 特 征 根 的 模 均 小 于,相应的线性定常离散系统才是稳定的。27、已知单位负反馈系统的开环传递函数为G(S)=1/(S+1),则闭环系统在r(t)=sin2t时的稳态输出c(t)=.28、已知一系统单位脉冲响应为g()=6 e 则该系统的传递函数为_O29、15、差分方程为 c(+2)-(1+=(l-e5 7)+1)的系统的脉冲传递函数是:三、计算题C(S)1、已知系统结构如图1 所示,求 传 递 函 数 标(本 题 15分)图 12、系统结构如图2 所示,试求系统的超调量和调节时间4 oR(S)25C(S)s(s+5)图23、某单位反馈系统的开环传递函数为G(S)H(S)=K*(S+1)5(5-3)(1)绘制K*从 0 8变化的根轨迹(要求出:分离点、与虚轴的交点等);(2)求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K 的取值范围。4、已知单位负反馈系统的开环传递函数为 5(0.15+1)(0.25+1)试求:(1)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。5、已知最小相位系统的开环对数幅频特性儿()和串联校正装置的对数幅频特性”c)如图3 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GN S);(3)画出校正后系统的开环对数幅频特性4c(。),并求其相角裕度。图3-20db-6030db40db%6、系统结构图如图1 所示(1)写出闭环传递函数 表达式;(2)要使系统满足条件:4 =0.70 7,例=2,试确定相应的参数K和,;(3)求此时系统的动态性能指标(。%,4);(4)/=?,时,求系统的稳态误差图1控制系统结构图(5)确定G,(s),使 干 扰 对 系 统 输 出 c Q)无影响。G(s)=-长.7、单位反馈系统的开环传递函数为 s +3)”(1)绘制K*=Ore 时的系统根轨迹(确定渐近线,分离点,与虚轴交点);(2)确定使系统满足0 占 1 的开环增益K的取值范围;(3)定性分析在0 J 1 范围内,K增大时,b%,/,以及r(Z)=t作用下的变化趋势(增加/减小/不变)。8、离散系统结构图如图2所示,采样周期丁=1。图2离散系统结构图(1)写出系统开环脉冲传递函数G(z);(2)确定使系统稳定的K 值范围;(3)取K=l,计算4)=,作用时系统的稳态误差e 3)。9、系统的开环对数幅频特性曲线与()如图3 所示,采用串联校正,校正装置(1)写出校正前系统的传递函数G O (s);(2)在图3 中绘制校正后系统的对数幅频特性曲线L 3);(3)求校正后系统的截止频率4 和相角裕度了。N(A)10、非线性系统结构图如图4 所示,M=l,4M71A图4 非线性系统结构图(1)7=0 时,确定系统受扰后最终的运动形式(稳定/自振/发散);(2)7=0 时,要在系统输出端产生一个振幅&=1/%的近似正弦信号,试确定参数K和相应的频率。;定性分析当延迟环节系数7增大时,自振参数(4/)变化的趋势(增加/不变/减小)。C-)1 1、已知系统结果图如图3所示,试求传递函数R G)。1 2、系统结构图如图4所示,(1)当K =2 5,K/=0 时,求系统的动态性能指标b%和f,;(2)若使系统4 =0.5,单位速度误差6=0时,试确定K。和K直。1 3、(1 0 分)已知系统的开环传递函数G(s)=要求5(r+6.v +7)(1)绘出。从0 8时系统的根轨迹(要求出分离点、渐近线、与虚轴的交点等);(2)使系统稳定且为过阻尼状态时的。的取值范围。1 4、某单位反馈系统校正前、后系统的对数幅频特性如图5所示(实线为校正前系统的幅频特性、虚线为校正后系统的幅频特性)(1)写出校正前、后系统的开环传递函数G o(s)与G 的表达式;(2)求校正前、后系统的相角裕度;图 5 题六图15、采样系统结构如图6所示(1)试求出系统的闭环传递函数署;R(z)(2)设采样周期T =(M s 时,求使系统稳定的K值范围;(3)若K=2 时,求单位阶跃输入时系统的稳态误差e(s)。常见z 变换:Z(l)=-s z-1图6 题七图z()=f,z/=16、非线性系统结构图如图7所示,已知非线性特性的描述函数N(A)=号。7rA(1)画图分析系统是否产生自振;(2)若自振,试求自振的振幅和频率。图717、系统结构图如图3 所示,试求系统传递函数CG)和跑R(s)科 N(s)图 318、系统结构图如图4 所示,图 4(1)当K 0=25,K/=0 时,求系统的动态性能指标c r%和4;(2)若使系统4=0.5,单位速度误差=0.1时,试确定K。和K/值。19、已知系统的开环传递函数G(s)=,2:、,要求5(5 +5 5 +5)(1)绘出。从0 8时系统的根轨迹(要求出分离点、渐近线、与虚轴的交点等);使系统稳定且为过阻尼状态时的。的取值范围。20、某单位反馈系统校正前、后系统的对数幅频特性如图5所示(实线为校正前系统的幅频特性、虚线为校正后系统的幅频特性)(1)写出校正前、后系统的开环传递函数G 0(s)与G (s)的表达式;(2)求校正前、后系统的相角裕度;(3)写出校正装置的传递函数G,(s),并画出其对数幅频特性曲线。21、采样系统结构如图6所示C(z)(1)试求出系统的闭环传递函数R Q);(2)设采样周期T =s 时,求使系统稳定的K值范围;若K =2时,求单位阶跃输入时系统的稳态误差e(s)。图 6 题七图常见z 变换:Z(,)=,Z()=-s z-l s+a zZ(,)=.s(s +a)(U”)22、非线性系统结构图如图5所示,已知非线性特性的描述函数N(A)=?。7rA(1)画图分析系统是否产生自振;(2)若自振,试求自振的振幅和频率。图72 3、已知控制系统结构图如图3-1 3所示,试求:(1)在输入u(t)与干扰f(t)作用下,输出y(t)的拉氏变换y(s);(2)当输入u(t)=6 t+4,无干扰作用时,求系统的静态误差e(8);(3)在的输入基础上,再加上f(t)=l的干扰,求系统的静态误差e(8).2 4、系统如图3-1 4所 示(K,丫 0),假设输入是斜坡信号,即r(t)=at,式中a是一个任意非零常数。试通过适当的调节K j的值,使系统对斜坡输入响应的稳态误差达到零。图 3-1425、单位负反馈系统的开环传递函数为:G(s)=以1为 纵 坐 标 轴,T为横坐标轴,试绘出使该系统稳定的1,T 取值区域。26、已知控制系统方程为:S=+4S4+4S3+8S-+10S+6=0试判别系统的稳定性,并指出闭环极点的根平面的左平面、右平面和虚轴的个数。27、系统结构图如图所示,若系统以3n=2rad/s的频率振荡,试确定系统的K和a值。R(s)K(s+1)V+a 品Zs+l28、已知单位反馈系统的开环传递函数G G)试分析:(1)系统是否满足超调量。4 5%的要求?(2)若不满足要求,可采用速度反馈进行改进,画出改进后系统的结构图,并确定速度反馈的参数。(3)求出改进后系统在输入信号r(t)=2t作用下的稳态误差。29、系统结构如图3-19所示,r(t)分别为l(t)和a t时,令系统的稳定误差为零,试确定,和b值。误差e(t)=r(t)-y(t).图 3-1930、某控制系统如图3-20所示。试确定K和K 2,使闭环系统的无阻尼自然频率0n=10rad/s,阻尼比4=0.5,并求单位阶跃输入下的稳态误差。31、系统结构图如图3-21所示。若要求系统阶跃响应的性能指标:超 调 量 =2 0%,调节时间t=1.8s,?-K,C(s)a试选择参数k 和k,并计算此时系统在单位斜坡信号作用下的稳态误差。32、已知负反馈控制系统的闭环特征方程为:K*+(S+14)(S2+2S+2)=0绘制系统根轨迹(0K*某控制系统的开环频率响应如图 5-19图 5-1 9 所示。已知开环稳定,试画出完整的奈奎斯特映射图,并判断闭环是否稳定。某负反馈系统的开环传递函数、500G(s)=-s(l+0.1s)(1+0.001s)试求该系统的增益裕度GM为多少分贝。4 3、已知单位负反馈系统的开环传递函数为(1)绘出系统的开环对数幅频特性曲线(分段直线近似表示);(2)图解计算出系统的开环频率的指标(即截止频率和相角稳定裕度7)4 4、某最小相位系统的折线对数幅频特性如图5-22所示,试写出它的传递函数,并大致画出对数相频特性曲线。(东南大学20 0 1 年考题)45、已知系统的开环传递函数为求 K 变化时系统相角裕度的最大值。(南开大学2003年考题)46、根据奈奎斯特准则,确定下列闭环系统的稳定性,说明为什么。闭环系统的开环频率特性为:根轨迹图已经给出,如图5-25所示,其中i 为分布在虚轴上的开环系统特性方程的根的个数,P 为分布在右半平面中开环系统特征方程的根的个数。无静差阶次。(中科院沈阳自动化研究所2001年考题)47、已知系统结构和校正环节Gc(s)的幅相曲线如所示如图6-22,试设计串联校正网络G c(s),使校正后的系统截止频率为toe=4.0rad/s。(南京航空航天大学2003年考题)k4 8、设系统开环传递函数G 0(s)=示 而,试 用 串 联 比 例 一 微 分(PD)装置或串联比例-积分(P I)装置进行校正,使系统勺,2 0 0,y(wf)5 0 并确定校正网络的参数。49、已知一单位反馈系统,其固有的开环传递函数G)和串联校正装置G)的对数幅频特性曲线如图6-24所示。(1)图中画出系统校正后的开环对数幅频特性曲线;(2)写出校正后系统开环传递函数表达式。50、系统的开环传递函数为c KG s =-s(s+l)要求:(1)单位斜坡输入时位置输出稳态误差Y 0.1;(2)开环系统截止频率3 c 叁4.4rad/s;(3)相角裕度丫叁45。,幅值裕度h 叁4.4dB;试设计校正装置。5 1、已知两系统的开环对数幅频特性如图6-2 6 所示,试问在系统(a)中加入何样的串联环节可以达到系统(b)5 2、一单位负反馈最小相位开环相频特性表达式为s p(3)=-9 0 -a r c t a n o/2a r c t a n o求相角裕度为3 0 时系统的开环传递函数;在不改变截止频率3 的前提下,试选取参数K,使系统在加入串联校正环节S +1后,系统的相角裕度提高到6 0。5 3、已知伺服系统开环传递函数为:心 2 5 0 0 KC/A(o)S(5 +2 5)设计一滞后校正装置,满足如下性能指标:(1)系统相位裕度 2 4 5 ;(2)单位斜坡输入时,系统稳态误差应小于或等于0.0 1。5 4、已知采样系统如图7-1 9 所示,其中T=l,K=l,试求:(1)闭环脉冲传递函数;(2)判断系统是否稳定?(3)写出描述系统数学模型的差分方程。图7-19采样系统5 5、采 样 系 统 如 图7-2 2所 示,其 中G(S)对 应 的Z变 换 为G(z),已知_ k(z+0.7 6)2)二 为 忘 词,依 。)问:闭环系统稳定时,应如何取值?56、设采样系统如下图所示,其中T=l,K=1.试求:判断系统的稳定性;求闭环脉冲传递函数和输入输出差分方程;求单位阶跃响应第二拍及第三拍的值,其中初值c(f)=O,h1)=0.368.57、设计采样系统如图7-2 7所示,采样周期T=l。试求:(1)使系统稳定的K的范围;当 州=t,K=l时,系统的稳定误差。TRC(S)图7-2 7采样系统58、已知开环零、极点如下图所示,试绘制相应的根轨迹。(不要求有分析过程)59、已知单位反馈系统的开环传递函数,试概略绘出系统根轨迹。(要求有主要过程,并将必要的数值标在图上)G(s)5(0.25+1)(0.55+1)60、某典型二阶系统的单位阶跃响应如图3-51所示。试确定系统的闭环传递函数。(1。分)图3-51系统单位阶跃响应61、控制系统的结构图如图一所示。试用结构图等效简法或梅逊公式法求系统的传递函数需6 2、设系统特征方程为S4+8S3+18S2+16S+5=0;试用劳斯稳定判据判别系统稳定性。6 3、控制系统如图所示,系统单位阶跃响应的峰值时间为3s、超调量为2 0%,求 K,a值。(1 0 分)1 +as6 4、已知最小相位系统的开环对数幅频特性名(。)和串联校正装置的对数幅频特性入式如下图所示:(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G T两种情况下的开环幅相曲线。7 6、已知某最小相位系统的开环对数幅频特性如图四所示,要求:(1)写出系统开环传递函数G(s);(2)计算相位裕度(3)判断系统的稳定性。77、求图五闭环离散系统的输出z变换C(z)。图五78、控制系统的结构图如图一所示。试用结构图等效化简法或梅逊公式法系统的传递函数需图一79、某典型二阶系统的单位阶跃响应如图二所示。(1)试确定系统的闭环传递函数。(2)如果要求该系统不出现超调量,阻尼比最小应该是多大?80、已知单位反馈系统的结构图如图三所示,试求系统的静态位置误差系数、静态速度误差系数和静态加速度误差系数。10(2s+1)-s2(s+1)图三R(s)E(81、单位反馈控制系统的开环传递函数如下,G(s)=K*(s+5)s(s+2)(5+3)(1)试概略绘出系统根轨迹。(要求确定渐近线、分离点)(2)确定使系统稳定的K值范围。82、已知最小相角系统开环对数幅频曲线如图四所示。要求:(1)写出对应的传递函数;(2)概略绘制对应的开环幅相曲线。dB图四83、已知单位负反馈控制系统的开环传递函数G(s)=丁 与 一求:5(0.25+1)-(1)(9 分)求系统幅值裕度为10dB的 K值;(2)(8 分)使系统相位裕度为6 0 的K 值84、求图五闭环离散系统的输出z变换C(z)。85、已知某系统在零初始条件下的单位阶跃响应为c(f)=l+0.2 e-J 1.2 e-求86、已知系统结构图如图所示,试利用梅森公式求传递函数C(s)/R(s)。87、设单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=s(s+2血)已知系统在单位阶跃作用下的误差函数为成”二吊力,试求系统的阻尼比,自然频率和在单位斜坡输入作用的稳态误差。88、某单位负反馈系统的开环传递函数为G(S)=-J-(51)(5-+65+10)(3)绘制K*从0oo变化的根轨迹。(4)确定闭环系统稳定时K*的取值范围。8 9、某单位反馈系统,G(S)=K(平+1)0 +1)K,(Z 0(1)试概略绘制系统开环幅相曲线(要求有计算过程);(2)利用奈氏判据判断其稳定性。9 0、设单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=*:,试设计一个串联校正装置,s(s+V)使系统满足如下指标:(1)在单位斜坡函数输入下的稳态误差为(2)相角裕度共4 5 ;(3)截止频率牝N 7.5 s-。9 1、试求下图所示闭环离散系统的脉冲传递函数中(Z)92、根据奈奎斯特准则,确定下列闭环系统的稳定性,分别说明为什么。根轨迹图如图所示,其中1.为分布在虚轴上的开环系统特性方程的根的个数,。为分布在右半平面中开环系统特征方程的根的个数。v 为无静差阶次。(a)i=2,p=2,v=2(b)i=0,p=2,v=093、已知单位反馈系统开环传递K1=试 绘 制 根 轨 迹,将,调 整 到 北/时,求相应的K 值(限用根轨迹法);94、已知单位反馈系统的开环传递函数为kG(S)=(l+s)(l+0.5s)(l+2s)绘制奈奎斯特图,试用奈奎斯特图判断当K 取何值时,闭环系统稳定。95、已知控制系统方程为:55+4s4+4s3 +8s2 +10s+6=0试判别系统的稳定性,并指出闭环极点在s 平面的左平面、右平面和虚轴的个数。96、采样系统如图所示,其中G(S)对应的Z 变换为G(z),已知G(z)k(z+0.76)(z-l)(z-0.45),G0)问:闭环系统稳定时,K 应如何取值?R(s)97、已知控制系统结构图如图所示,试求:在输入u(t)与干扰f(t)作用下,输出y(t)的拉氏变换y(s);当输入u(t)=6t+4,无干扰作用时,求系统的静态误差e(oo);在的输入基础上,再加上f(t)=l的干扰,求系统的静态误差e(oo).98、系统结构图如图所示。若要求系统阶跃响应的性能指标:超 调 量b%=2 0%,调节时间4 =1.8 s,试选择参数&和k2,并计算此时系统在单位斜坡信号作用下的稳态误差。99、系统的开环传递函数为G CS=六要求:单位斜坡输入时位置输出稳态误差为40.1;开环系统截止频率3 c.4 rad/s;(6)相角裕度YN 45,幅值裕度h N4.4dB;试设计校正装置。100、根据奈奎斯特准则,确定下列闭环系统的稳定性,分别说明为什么。根轨迹图如图所示,其中。为分布在右半平面中开环系统特征方程的根的个数。v为积分环节个数。(a)p=l,v=0(b)p=3,v=0101、已知单位反馈系统开环传递:G(s)=_ K_5(0.25 +1)(0.5 5 +1)试绘制相应的根轨迹;102、已知单位反馈系统的开环传递函数为G(S)H(S)=105(5 +1)(?/4 +1)试绘制系统概略开环幅相曲线。103、已知控制系统特征方程为:55+3S4+1 2s 3 +24/+3 2s +4 8 =0试判别系统的稳定性,并指出闭环极点在S平面的左平面、右平面和虚轴的个数。104、设单位负反馈系统的开环传递函数为0 4v+lGG)会,试求系统在单位阶跃输入下的动态性能。s(s+0.6)105、已知单位反馈系统的开环传递函数:10(25+1)一$2 G2+6S+0O)试求输入分别为=2r和r。)=2+2/+/时,系统的稳态误差】。6、已知开环传递函数为两个“S”多项式之比G(S)=黯,则闭环特征方程为多少?1。7、已知单位反馈系统的开环传递函数为翳,则其幅值裕度八公等于多少?108、下列串联校正装置的传递函数中,能在牝=1处提供的最大相位超前角为多少?1)、2)、10.9+15+1105+10.15+11。9、设系统开环传递函数为G(M s)=高黑,则开环根轨迹增益K*静态速度误差系数Kv=110典型二阶系统极点分布如图1所示,则 无阻尼自然频 率 以=;阻尼比4=;图1m、已知开环幅频特性如图2 所示,试分别求出相应闭环系统在s 右半平面的极点数Z。112、系统结构图如图3 所示,试 求 系 统 传 递 函 数