《自动控制原理》习题库.docx

D.零阻尼系统)D. 10课程名称：自动控制原理一、单项选择题G（s） = 51 .二阶系统的传递函数丁 + 2$十5,则该系统是（）A.临界阻尼系统 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统102 .若系统的开环传递函数为 式5s + 2）,则它的开环增益为A. 1B. 2C. 53 .引出点前移越过一个方块图单元时,A.并联越过的方块图单元C.串联越过的方块图单元应在引出线支路上（B.并联越过的方块图单元的倒数D.串联越过的方块图单元的倒数4 .一般为使系统有较好的稳定性，希望相位裕量g为（）C. 30 ° 60。A. 0 15 °B. 15 ° 30 °D.60° 90。K5 .系统的开环传递函数为Es + 1）（s + 2）,则实轴上的根轨迹为（）A. （-2, 1）和（0, 8）B. （8, 2）和（1, 0）C. （0, 1）和（2, 8）D. （-8, 0）和（1, 2）6 .采用负反馈形式连接后，则（）A. 一定能使闭环系统稳定；B.系统动态性能一定会提高；C. 一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；D.需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。7 .关于传递函数，错误的说法是（）A.传递函数只适用于线性定常系统；B.传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影 响；C.传递函数一般是为复变量s的真分式；D.闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。8为了保证系统稳定，则闭环极点都必须在（）上。A. s左半平面B. s右半平面C. s上半平面D. s下半平面(2) (6分)求出系统的阻尼比.和自然谐振频率吗；(3) (6分)求出系统的超调量庐Q 系统的调节时间力。4.已知系统结构如图3所示，一1(6分)当阳5) = 0,写出给定误差传递函数凡"计算'$作用下的稳态误差%|；风s)1 n、 N(s)=(2) (6分)当工JS)=。，写出扰动误差传递函数R(S),计算 S作用下的稳态误差°g；X7 (s) = N(s)=(3)(3分)当$和$同时作用下，计算系统总的稳态误差4s；二. 一,5 .若某系统，当零初始条件下的单位阶跃响应为+.一试求系统的 传递函数和脉冲响应。G(s)=6 .单位负反馈系统的开环传递函数s(s + 2),试求：峰值时间0、调节7 .已知系统的结构图如图2所示，分别求该系统的静态位置误差系数、速度误差工产.好系数和加速度误差系数。当系统的输入分别为（I）1©, （2）堆），（3） 2时，求每种情况下系统的稳态误差。8 .某系统结构图如图2所示,1005(5 + 10)（1）写出该系统的开环传递函数（1分）；（2）写出该系统的闭环隼递函数（2分）；（3）求出系统的阻尼比4和自然谐振频率叱（6分）；（4）求出系统单位阶跃响应时的超调量系统的调节时间5 （6分）;9 .已知某最小相位系统开环对数幅频特性渐近线如图3所示。db(1)求系统的型别(3分)；(2)求系统的开环增益K (3分)；(3)求系统的开环传递函数(4分);(4)求系统的幅值穿越频率(5分)。10.已知某系统结构图如下，且K=T=1空)(1) (6分)计算阻尼比1和自然振荡角频率5；(2) (6分)计算超调量8%和调节时间V。(3) (3分)求系统在单位阶跃信号下的稳态误差。“、10G(s)=11.已知单位负反馈系统的开环传递函数为$ + 1,当系统的给定信号为rl(d = s,n(30)时，求系统的稳态输出和稳态误差。9 .二阶欠阻尼系统的性能指标中只与阻尼比有关的是（）A.上升时间B.峰值时间C.调整时间D.最大超调量10 .关于系统频域校正，下列观点错误的是（）A. 一个设计良好的系统，相角裕度应为45度左右；B.开环频率特性，在中频段对数幅频特性斜率应为-20dB/dec.c.低频段，系统的开环增益主要由系统动态性能要求决定；D.利用超前网络进行串联校正，是利用超前网络的相角超前特性。11 .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K12 .开环传递函数为GH（s）= $（$ + 3）,则实轴上的根轨迹为（）A. （-3, 8）B. （0, 8）C. （8, -3） D. （-3, 0）13 .某典型环节的传递函数是呢n,则该环节是（）A.比例环节 B.积分环节 C.惯性环节D.微分环节14 .已知系统的微分方程为埼（，）+6丈o（r）+2/（f）=2鼻（力，则系统的传递函数是 （）2A. + 6s + 22c. 21 - 6s + 31B. 3 + 6s + 2lD. Is2 - 6s+ 315 .梅逊公式主要用来（）B.计算输入误差D.求系统的根轨迹A.判断稳定性C.求系统的传递函数16,直接对控制对象进行操作的元件称为（）D.执行元件A.给定元件 B.放大元件C.比较元件 叱典型环节的传递函数是限，则该环节是（）A.比例环节 B.惯性环节 C.积分环节 D.微分环节。（S）二18.设积分环节的传递函数为$ ,则其频率特性幅值二（）KK11-2-7TA. 8b.eC.D.19 .系统稳定的充分必要条件是其特征方程式的所有根均在根平面的（）A.右半部分B.左半部分 C.实轴上D.虚轴上20 .若保持二阶系统的：不变，提高n，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21 .采用负反馈形式连接后，则（）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5的真分式；D.闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。23 .梅逊公式主要用来（）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G（$）二 广24 .某系统的传递函数是2S + 1,则该可看成由（）环节串联而成。A.比例、延时 B.惯性、导前 C.惯性、延时 D.惯性、比例25 .确定根轨迹大致走向，一般需要用（）条件就够了。A.特征方程 B.幅角条件 C.幅值条件D.幅值条件+幅角条件二、简答题1 .简述自动控制系统最基本的控制方式和基本原理。2 .简述对自动控制系统的基本性能要求。什么是系统正常工作的首要条件?3 .简述开环控制与闭环控制的优缺点。4 .简述线性系统稳定的充要条件。5 .列写出线性系统典型环节及其传递函数。6 .简述对于一个理想的控制系统，其开环对数频率特性的低频段、中频段和 高频段分别应具有的特点。7 .简述非线性特性描述函数的定义。8 .简述传递函数的定义。9 .简述闭环采样系统稳定的充要条件。10 .众所周知，蝙蝠没有视觉，人们常常蝙蝠在房屋内飞行时不会撞到墙壁上, 请你用自动控制理论分析这一现象。11 .请你应用自动控制原理分析下述炉温度控制系统的工作过程，并说出系统S节分另出哪些装置起作用工件的给定量、被控对叶被控量，测量环节 最序根据分析画出系:充原理方配图_的给定量、被控对象和被控量，测量环节和执行环节分号出弋装置起作用, 最后根据分葡同由系统原理方块因十，: X-测速发电机13 . 一个设计合理的系统，其开环对数频率特性的三段频具有什么特点?14 .从时域和频域的角度分别简述相对稳定性和稳定裕度的概念。三、填空题L控制系统中的控制器，常常采用比例、积分、微分等控制率，或用这些基本 控制率的组合，如, ,和 等复合控制率，以达到对被控对象的有效控制。2 .要能从采样信号中大体复现原有连续信号，采样频率必须满足, 这就是香农采样定理。3 .闭环采样系统稳定的充要条件 o4 .PID调节中的“P”指的是 控制器。5 .对控制系统的首要要求是系统具有 o6 .传递函数反映了系统内在的固有特性，与 无关。7 .反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 与反馈量的差值进行的。8 .对于最小相位系统一般只要知道系统的 就可以判断其稳定性。9 .线性系统的特点是信号具有 性和 性。10 .传递函数只与 有关，与输出量、输入量 o11 .最佳二阶工程阻尼系数之=O12 .讨论系统的动态性能时，通常选用的典型输入信号为 o13 .根据系统开环传递函数中包含 环节的数目,确定系统的型次。14 .控制系统中的控制器，常常采用比例、积分、微分等控制率，或用这些基 本控制率的组合，如, ，和 等复合控制率，以达到对被控对象的有效控制。15 .自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向 作用而无反向联系时，称为;当控制装置与受控对象之间不但 有顺向作用而且还有反向联系时，称为;含有测速发电机的电 动机速度控制系统，属于 o16 .根轨迹起始于，终止于。17 .稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡, 则该系统 o判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用；在频域分析中采用 O18 .对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：、快速性和oT 25/19 .某线性定常系统的单位脉冲响应为g(/)= 09125c,则该系统闭环传递函数为 O20 .PID调节中的指的是 控制器。1G(s)=-21 .某典型环节的传递函数是S+2,则系统的时间常数是 o22 .输入相同时，系统型别越高，稳态误差越 023 .对控制系统的首要要求是系统具有 o四、判断题稳定性4 31 .已知系统闭环特征方程为3s +4s +s +6$ +4s + l = 0,试用劳斯判 据确定该系统的稳定性，并说出系统特征根在s右半平面的个数。2 .已知系统开环幅相频率特性如图1所示，试根据奈氏判据判别系统的稳定 性，并说明闭环右半平面的极点个数。其中°为开环传递函数在s右半平面极 点数，I,为开环积分环节的个数。003 .已知系统闭环特征方程为1+8$3+18+1前+5 = 0,试用劳斯判据确定该系统的稳定性，并说出系统特征根在s右半平面的个数。4 .已知系统开环幅相频率特性如图1所示，试根据奈氏判据判别系统的稳定 性，并说明闭环右半平面的极点个数。其中P为开环传递函数在S右半平面极 点数，y为开环积分环节的个数。p - 0射, I图15 .已知系统闭环特征方程为$5+】左4+4女3+4&2+y+ 1=0,试用劳斯判 据确定该系统的稳定性，并说出系统特征根在s右半平面的个数。6 .已知系统开环幅相频率特性如图1所示，试根据奈氏判据判别系统的稳定 性，并说明闭环右半平面的极点个数。其中为开环传递函数在s右半平面极 点数，V为开环积分环节的个数。7 已 知 系 统 闭 环 特 征 方 程 为 / + 2? + 8/ + 12/+20/ +16s + 16=0,试用劳斯判据确定该系统 的稳定性，并说出系统特征根在s右半平面的个数。8 .已知系统开环幅相频率特性如图1所示，试根据奈氏判据判别系统的稳定 性,并说明闭环右半平面的极点个数。其中°为开环传递函数在s右半平面极 点数，N为开环积分环节的个数。pO0%9 .已知系统闭环特征方程为？+2Q?+9s + 200=0,试用劳斯判据确定该系 统的稳定性，并说出系统特征根在s右半平面的个数。10 .已知系统开环幅相频率特性如图1所示，试根据奈氏判据判别系统的稳 定性，并说明闭环右半平面的极点个数。其中2为开环传递函数在s右半平面 极点数，N为开环积分环节的个数。k « 0五、计算题1 .某系统结构图如图2所示,N(s)当扰动信号"(§)为零时，(1)求出系统的开环传递函数；(2)求出系统的闭环传递函数；(3)求出系统的阻尼比孑和自然谐振频率”;(4)求出系统的单位阶跃响应；(5)求出系统的超调量2.已知系统结构如图3所示,图3E(s)1(1)当“二°,写出给定误差传递函数及，计算 作用下的稳态误差号3;M)- 1"(s)=(2)当R(S)=O,写出扰动误差传递函数Ms),计算S作用下的稳态误差3R(s) = N N(s) =(3)当 $和5同时作用下，计算系统总的稳态误差先。3.某位置随动系统结构图如图2所示,