自动控制原理试题库20套和答案详解.doc

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1、第1页一、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：dttdc )(+0.5C(t)=2r(t)。则该系统的闭环传递函数(s)=；该系统超调%=；调节时间 ts(=2%)=。4某单位反馈系统 G(s)=)402. 0)(21 . 0()5(1002ssss，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()曲线为：则该系统开环传递函数 G(s)=；C=。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

2、()(10210TTeZZeZG（ 单 位 反 馈 T=0.1 ） 当 输 入 r(t)=t 时 . 该 系 统 稳 态 误 差为。二. 1.求图示控制系统的传递函数.求：)()(SRSC（10 分）400.1-20CL()dBG6G2G3G4G5G1R(s)C(s)+-第2页G1G2G3H2H1TR（s）C（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）Kf=0 时，系统的，n和在单位斜坡输入下的稳态误差 ess.（2）若使系统=0.707，kf应取何值？单位斜坡输入下 ess.=？T)2(8SSkfsR(s)c(s)第3页+j+j+j

3、+1+1+1=2p=0=3p=0p=2（1）（2）（3）五.已知某系统 L（）曲线， （12 分）（1）写出系统开环传递函数 G（s）（2）求其相位裕度（3）欲使该系统成为三阶最佳系统.求其 K=？，max=?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。为积分环节个数。判别系统闭环后的稳定性。 （要求简单写出判别依据） （12 分）-201025c100-40L()第4页七、已知控制系统的传递函数为) 1005. 0)(105. 0(10)(0sssG将其教正为二阶最佳系统，求校正装置的传递函数 G0（S） 。 （12 分）一.填空题。 （10 分）1.传递函数分母多项式的根

4、，称为系统的2. 微分环节的传递函数为3.并联方框图的等效传递函数等于各并联传递函数之4.单位冲击函数信号的拉氏变换式5.系统开环传递函数中有一个积分环节则该系统为型系统。6.比例环节的频率特性为。7. 微分环节的相角为。8.二阶系统的谐振峰值与有关。9.高阶系统的超调量跟有关。10.在零初始条件下输出量与输入量的拉氏变换之比，称该系统的传递函数。二试求下图的传第函数(7 分)第5页三设有一个由弹簧、物体和阻尼器组成的机械系统（如下图所示） ，设外作用力 F（t）为输入量，位移为 y（t）输出量，列写机械位移系统的微分方程（10 分）-G1R+CG4G2G3F （t）fy （t）km第6页四系

5、统结构如图所示，其中 K=8，T=0.25。 （15 分）（1）输入信号xi（t）=1（t） ，求系统的响应；（2）计算系统的性能指标tr、tp、ts（5%） 、p；（3）若要求将系统设计成二阶最佳=0.707，应如何改变 K 值五在系统的特征式为 A（s）=6s+25s+84s+123s+202s+16s+16=0，试判断系统的稳定性（8 分）X0（t）Xi（s）) 1( TssK0.5第7页10-604-20db/dec10L(w)w-40db/dec12-2020) 1001. 0)(11 . 0()(sssKsG六 最小相位系统的对数幅频特性如图所示。试求开环传递函数和相位裕量。 （1

6、2 分）七某控制系统的结构如图，其中要求设计串联校正装置，使系统具有 K1000 及。的性能指标。 （13 分）X0(s)Gc(s)G(s)Xis第8页sTsssG25. 0,)4(1)(.八设采样控制系统饿结构如图所示，其中试判断系统的稳定性。（10 分）九 已知单位负反馈系统的开环传递函数为：试绘制 K由 0 -+变化的闭环根轨迹图,系统稳定的 K 值范围。(15 分)一、填空题：(每空 1.5 分，共 15 分)1.当扰动信号进入系统破坏系统平衡时，有重新恢复平衡的能力则该系统具有。2.控制方式由改变输入直接控制输出，而输出对系统的控制过程没有直接影响，叫。3.线性系统在零初始条件下输出

7、量与输入量的之比，称该系统的传递函数。4. 积分环节的传递函数为。5.单位斜坡函数信号的拉氏变换式。TX0(s)x0(t)XI(s)xI(t)G(s),) 4() 1()(22ssKsG第9页6. 系统速度误差系数 Kv=。7.系统输出由零上升到第一次穿过稳态值所需要的时间为。8. 二阶欠阻尼振荡系统的峰值时间为。9. 二阶振荡环节的频率特性为。10.拉氏变换中初值定理为。二设质量-弹簧-摩擦系统如下图， f 为摩擦系数，k 为弹簧系数，p(t)为输入量，x(t)为输出量，试确定系统的微分方程。(11 分)三.在无源网络中， 已知 R1=100k,R2=1M,C1=10F,C2=1F。 试求网

8、络的传递函数 U0（s） /Ur(s),说明该网络是否等效于两个 RC 网络串联？(12 分)MR2R1C1C2uru0第10页四.设单位反馈控制系统的开环传递函数为确定闭环系统持续振荡时的 k 值。(12 分)五.已知单位反馈控制系统的开环传递函数为试中 T1=0.1(s),T2=0.5(s). 输入信号为 r(t)=2+0.5t,求系统的稳态误差。 （11 分）六.最小相位系统对数幅频渐进线如下，试确定系统的传递函数。(12 分)256)(4)(2()(2ssssKsG)1)(1 (10)(21sTsTssG第11页七.试求)1 (1)(2ssesEt的 z 变换.(12 分)八.已知单位

9、负反馈系统的开环传递函数为（1）试绘制 K 由 0+变化的闭环根轨迹图；（2）用根轨迹法确定使系统的阶跃响应不出现超调的 K 值范围；（3）为使系统的根轨迹通过-1j1 两点，拟加入串联微分校正装置（s+1） ，试确定的取值。（15 分）) 15 . 0)(1()(sssKsG-20052030400-20-601000.1-40L()第12页一。填空题（26 分）（1）开环传递函数与闭环传递函数的区别是_。（2）传递函数是指_。（3）频率特性是指_。（4）系统校正是指_。（5）幅值裕量是指_。（6）稳态误差是指_。（7）图 a 的传递函数为 G(s)=_ 。（8）图 b 中的 t=_。（9）

10、图 c 的传递函数为 G(s)=_ 。（10） s3+5s2+8s+6=0 此特征方程的根的实部小于-1 时系统稳定的 k 值范围_。（11） 图 d 的传递函数为 K=_。（12） 图 e 的c=_ 。（13） 图 f 为相位_校正。（14） 图 g 中的=_Kg=_。（15） 图 h、i、j 的稳定性一次为_、_、_。（16） A(s)=s6=2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0 则次系统是否稳定_。（17） 开环传递 G(s)=k(T1s+1)/s2(T2s+1),(T1T2,k、T1、T2)为常数)则max=_。-20Xo(s)Xi(s)G1(s)G2(s)图 aC(t

11、)tt0.110.981.3图 bL()20-2010 50图 c-40101L()75图 dc c10L()20-2010图 e第13页二、 判断题（每题 1 分，共 10 分）1.拉普拉斯变换的位移定理为 Lf(t-0)=e-sF(0+S)()2.在任意线性形式下 Laf1(t)+bf2(t)=aF1(s)+bF2(s)()3.原函数为wttfcos)(.则象函数 F（S）=22WSS()4.G1(s)和 G2（S）为串联连接则等效后的结构为 G1s）. G2（S）()5.)( 1)(ttr则SsR1)()6.设初始条件全部为零.)()(2ttXtX则)1 (2)(2tettX()7.一阶

12、系统在单位阶跃响应下Tp3()8.二阶系统在单位阶跃信号作用下 当0时系统输出为等幅振荡 ()9.劳斯判拒判断系统稳定的充分必要条件是特斯方程各项系数大于零 ()-0.61ReIm-0.6图 gP=3V=0Re-1Im图 hReImP=2V=1-1图 iP=1V=0Re-1Im图 j图 fcR2R1UoUi第14页10.稳态误差为)(.limsESesss()三.求系统的传递函数。Xo(s)/Xi(s)、Xo(s)/D(s)、E(s)/Xi(s)、E(s)/D(s)。 （10 分）四复合控制系统结构图如下图所示，图中 K1、K2、T1、T2是大于零的常数。 （10 分）a、 确定当闭环系统稳定

13、时，参数 K1、K2、T1、T2应满足的条件。b、 当输入(t)=Vot 时，选择校正装置 G(s)使得系统无稳态误差。E(s)_Xo(s)K1/T1s+1K2/s(T2s+1)Gc(s)Xi(s)E(s)D(s)Xo(s)Xi(s)G1(s)G2(s)G3(s)第15页五设单位负反馈的开环传递函数为 G(s)=K/s(s+1)(0.25s+1)要求系统稳态速度误差系数 Kv5，相角裕度40o采用串联校正，试确定校正装置的传递函数。（10 分）六.已知 F(z)=8Z3+8Z2+8Z+3 判断该系统的稳定性。 （10 分）七已知单位负反馈系统的闭环传递函数为16)(2assassG第16页(1

14、)试绘制参数 a 由 0+变化的闭环根轨迹图；(2)判断点是否在根轨迹上；(3)由根轨迹求出使闭环系统阻尼比=0.5 时的 a 的值。. （14 分）一.填空题（每空 1 分，共 14 分）1.当扰动信号进入系统破坏系统平衡时， 用其动态过程中给定值与测量值之间产生的最大偏差来衡量系统动态过程的。2.比例环节的传递函数为。3.单位抛物线函数信号的拉氏变换式。4. 系统特征方程的根具有一个根为零或实部为零时，该系统为。5.系统位置误差系数 Kp=。6. 一阶惯性环节的频率特性为。7. G（s）=1+Ts 的相频特性为。8. 闭环频率指标有、。9.常用的校正装置有、。10. z 变换中的 z 定义

15、为。二.分析下述系统的稳定性.（21 分）1.已知系统特征方程为:D(s)=s4+2s3+s2+2s+1=0试判断系统的稳定性;（4 分）2.最小相角系统的开环幅相曲线如图 1 所示,试确定系统的稳定性;（4 分）), 3(jL()20-90-180c()图 2ImRe=c=1-1=00图 11第17页3.开环对数频率特性如图 2 所示,而且有 v=1,p=1 试判断系统的稳定性;（6 分）4.最小相角系统开环增益为K时,对数幅频特性L()如图3所示,现要求相角裕度为=45,试确定开环增益如何变化? （7 分）三.系统结构如图 4 所示,试求系统传递函数(s)=)()(sRsC.（8 分）四.

16、已知某单位反馈系统结构图如图 5(a)所示,其单位阶跃响应曲线如图 5(b)所示,试确定开环增益 K 和时间常数 T1,T2。 （10 分）L()601-20c-40图 3C(s)R(s)G1G2H1G3H2图 41.20H(t)0.950（b）t/s1) 1)(1(21sTsTKR(s)C(s)(a)第18页五.系统结构如图 6 所示. （12 分）1.试绘制 Ta=0 时的闭环极点;2.确定使系统为过阻尼状态时的 Ta 值范围;3.确定阻尼比 =0.5 时的 Ta 值,确定相应的闭环极点位置,并计算此时输入 r(t)=t 时系统的稳态误差 ess六.已知系统开环传递函数: G(s)H(s)

17、=) 1() 1(2TsstsK若 tT,t=T,t变化的闭环根轨迹图。 （15 分）一.填空题（40 分）（1）控制系统的基本要求是_、_、_。（2）脉冲传递函数是_。（3）幅频特性是指_。（4）系统校正是指_。（5）幅值裕量是指_。（6）香农定理是指_。（7）图 a 的传递函数为 G(s)=_ 。（8）图 b 的闭环传递函数为 G(s)=_ 。（9）图 c 的传递函数为 G(s)=_ 。（10） s3+5s2+8s+6=0 此特征方程的根的实部小于-1 时系统稳定的 k 值范围_。;) 1)(5 . 0)(2 . 0()(sssKsG第24页（11） 图 d 的传递函数为 K=_。（12）

18、 图 e 的c=_ 。（13） 图 f 为相位_校正。（14） 图 g 中的=_Kg=_。（15） 图 h、i、j 的稳定性一次为_、_、_。（16） A(s)=s6=2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0 则次系统是否稳定_。（17） 开环传递 G(s)=k(T1s+1)/s2(T2s+1),(T1T2,k、T1、T2为常数)则max=_。ReImP=2V=1-1图 iP=1V=0Re-1Im图 k-201ReIm-0.8图 g1C(t)t0.11.3图 b-40-20101L()20-2010 50图 cL()75图 dc c10L()20-2010图 eXo(s)Xi(s)

19、G2(s)图 a图 fcR2R1UoUiP=1V=2Re-1Im图 h第25页二.判断题（每题 2 分，共 10 分）1. 在任意线性形式下 Laf1(t)-bf2(t)= aF1(s)-b F2(s)()2. 拉普拉斯变换的终值定理为)(lim)(limssFtfst()3. G1s）和 G2（S）为并串联连接则等效后的结构为 G1sG2（S）()4. 设初始条件全部为零)()()()(.ttXtXtX则tetXt23sin32)(2()5. 一阶系统在单位阶跃响应下Tts3%)5()三.求下图对应的动态微分方程（10 分）四.求系统的传递函数。Y1(s)/X1(s)、Yo(s)/X2(s)

20、、Y2(s)/X1(s)、Y2(s)/X2(s)。 （10 分）G1(s)G3(s)X2(s)Y1(s)Y2(s)X1(s)G4(s)G2(s)R2C2C1R1uiuo第26页五.复合控制系统结构图如下图所示，图中 K1、K2、T1、T2是大于零的常数。c、 确定当闭环系统稳定时，参数 K1、K2、T1、T2应满足的条件。d、 当输入(t)=Vot 时，选择校正装置 G(s)使得系统无稳态误差。 （10 分）六. 结构图如下，T=1s，求 G(z)。 （10 分）E(s)_Xo(s)K1/T1s+1K2/s(T2s+1)Gc(s)Xi(s)Xi(t)Xo(t)(1e-Ts)/s1/s(s+1)

21、第27页七. 设负反馈系统的开环传递函数为：试绘制 K 由 0 -变化的闭环根轨迹图。 （10 分）一、填空题（每空 1 分，共 10 分）1.线性系统在零初始条件下的拉氏变换之比，称该系统的传递函数。2.系统的传递函数，完全由系统的决定，而与外界作用信号的形式无关。3. 系统特征方程的根具有一个正根或复根有负实部时，该系统为。4.系统输出超过稳态值达到第一个峰值所需的时间为。5.由传递函数怎样得到系统的频率特性。6. 积分环节的频率特性为。7. 纯迟延环节的频率特性为。8.G（s）=1+Ts 的幅频特性为。9. 高阶系统的调节时间跟有关。10. 幅频特性最大值与零频幅值之比为。二试求下图的传

22、递函数(7 分);)136)(5)(1()(2ssssKsG+CR-H1H2G4G1G2G3第28页三画出下图所示电路的动态结构图(10 分)四已知系统的单位阶跃响应为x0（t）=1-1.8te4+0.8et9。试求： （1）闭环传递函数；（2）系统的阻尼比和无阻尼自然振荡频率n；（3）系统的超调量p和调节时间 ts。(13 分)C2C1i2(t)u1(t)R1ui(t)i1(t)uc(t)第29页五在系统的特征式为 A（s）=6s+25s+84s+123s+202s+16s+16=0，试求系统的特征根。(8 分)六.最小相位系统的对数幅频特性如图所示。试求开环传递函数和相位裕量。(14 分)

23、10-408-40db/dec10L(w)w-20db/dec第30页) 125. 0)(1()(sssKsG七 设单位反馈系统的开环传递函数为要求系统稳态速度误差系数v5,相角裕度。，采用串联滞后校正，试确定校正装置的传递函数。(15 分)八已知2) 1)(5 . 0()(zzzzF求 z 的反变换。(8 分)九、系统方框图如下图，求（1）当闭环极点为js31时的 K,K1值；（2）在上面所确定的 K1值下，试绘制 K 由 0+变化的闭环根轨迹图（15 分）2sK1+K1sR(s)C(s)-第31页一.选择题（每题 1 分，共 10 分）1.反馈控制系统又称为（ ）A.开环控制系统 B闭环控

24、制系统B.扰动顺馈补偿系统 D输入顺馈补偿系统2.位置随动系统的主反馈环节通常是（ ）A电压负反馈B电流负反馈C转速负反馈D位置负反馈3.如果典型二阶系统的单位阶跃响应为减幅振荡(又称阻尼振荡)，则其阻尼比（ ）A0B=0C01D14.G(s)= 1/(S+1)(S+2)(S+3)(S+4)环节的对数相频特性的高频渐近线斜率为（ ）A -20dBB-40dBC-60dBD -80dB5.某自控系统的开环传递函数 G(s)= 1/(S+1)(S+2) ，则此系统为（ ）A稳定系统 B不稳定系统C稳定边界系统D条件稳定系统6若一系统的特征方程式为(s+1)2(s2)2+30，则此系统是（）A稳定的

25、B临界稳定的C不稳定的D条件稳定的7.下列性能指标中的( )为系统的稳态指标。A.PB.tsC.ND.ess8.下列系统中属于开环控制的为：( )A.自动跟踪雷达B.数控加工中心C.普通车床D.家用空调器9.RLC 串联电路构成的系统应为( )环节。A 比例B.惯性C.积分D.振荡10.输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系是( )。A.幅频特性B.相频特性C.传递函数D.频率响应函数二试求下图的传递函数(6 分)RCG3G1G2-+H3-第32页三画出如图所示电路的动态结构图(10 分)四某单位反馈系统结构如下图所示，已知 xi（t）=t，d（t）=-0.5。试计算该系统的稳态误差。(1

26、1 分)H2H1IL(s)sc1Uc （s）LsUi（t）IR(s)D(s)X0(s)Xi(s)12 . 04s) 13 (5 . 0ss第33页五设复合控制系统如下图所示。其中，K1=2K2=1，T2=0.25s，K2K3=1。要求（1）当 r（t）=1+t+（1/2）t2时，系统的稳态误差；（2）系统的单位阶跃响应表达式(11 分)六.最小相位系统的对数幅频特性如图所示。试求开环传递函数和相位裕量。(15 分)-20db/decL(w)_-k1R+CK3S) 1(22sTsk第34页七 某型单位反馈系统固有的开环传递函数为,要求系统在单位斜坡输入信号时，位置输入稳态误差ess0.1,减切频

27、率c4.4rad/s,相角裕度。幅值裕度g(dB)100Db.试用下图无源和有源相位超前网络矫正，系统，使其满足给定的指标要求。(13 分)八系统结构如图所示，求输出量 z 的变换 X0(z).(10 分)-40101-20100w) 1()(ssKsG第35页九.系统方框图如图 2-4-21 所示，绘制 a 由 0+变化的闭环根轨迹图，并要求：（1）求无局部反馈时系统单位斜坡响应的稳态误差、阻尼比及调节时间；（2）讨论 a=2 时局部反馈对系统性能的影响；（3）求临界阻尼时的 a 值。（15 分）_TTx0*(tX0(z)X0(s)x0(t)XI(s)xI(tG1G2G3G4G5+) 1(1

28、ssasR(s)E(s)C(s)-图 2-4-21第36页一选择题（每题 1 分，共 10 分）1.利用奈奎斯特图可以分析闭环控制系统的（）A.稳态性能B.动态性能C.稳态和动态性能D.抗扰性能2.有一线性系统， 其输入分别为 u1(t)和 u2(t)时， 输出分别为 y1(t)和 y2(t)。 当输入为 a1u1(t)+a2u2(t)时(a1,a2为常数)，输出应为（）A.a1y1(t)+y2(t)B.a1y1(t)+a2y2(t)C.a1y1(t)-a2y2(t)D.y1(t)+a2y2(t)3.某串联校正装置的传递函数为 Gc(S)=KSST1T1(0z1p10，则实轴上的根轨迹为（）A

29、.（-，-p2,-z1,-p1B.(- ,-p2C.-p1,+ D.-z1,-p16.设系统的传递函数为 G(s)=1s5s2512，则系统的阻尼比为（）A.251B.51C.21D.17.设单位负反馈控制系统的开环传递函数 Go(s)=)as ( sK，其中 K0,a0，则闭环控制系统的稳定性与（）A.K 值的大小有关B.a 值的大小有关C.a 和 K 值的大小有关D.a 和 K 值的大小无关8. 在伯德图中反映系统动态特性的是()。A. 低频段B. 中频段C. 高频段D. 无法反映9. 设开环系统的频率特性 G(j)=2)j1 (1，当=1rad/s 时，其频率特性幅值 G(1)=()。A

30、. 1B.2C.21D.41第37页10. 开环传递函数为 G(s)H(s)=)3s (sK3,则实轴上的根轨迹为()。A.-3,B. 0,C. (-,-3)D. -3,0二系统的结构图如下：试求传递函数 C（s）/R（s） 。（15 分） 。三系统特征方程为 s6+30s5+20s4+10s3+5s2+20=0 试判断系统的稳定性（6 分）C_RGG第38页) 101. 0() 1(10)(2ssssG四系统的闭环传递函数 C（s）/R（s）为n2/(s2+2ns+n2)误差定义为 e=r-c,试求系统在r(t)为 l(t)、tl(t)时的稳态误差。 （15 分）五控制系统的开环传递函数画出

31、幅频特性曲线，试判断系统的稳定性，并计算稳定裕度。 （15 分）六系统校正前后的开环传递函数如图，试求校正装置。 （15 分）20100.1-40-40-20-20L1第39页七设系统的结构如下图所示，采样周期 T=1s ，设 K=10，设分析系统的稳定性，并求系统的临界放大系数。 （15 分）八若某系统，当阶跃输入作用 r(t)=l(t)时，在零初始条件下的输出响应为 C(t)=1-e-2t+e-t.试求系统的传递函数和脉冲响应。 （9 分）一判断题（每题 1 分，共 10 分）1在任意线性形式下 Laf1(t)+bf2(t)=aF1(s)+bF2(s)2拉普拉斯变换的微分法则)()(222

32、sFSdttfdL._C(s)R(s)seTs1) 1( ssK（）（）第40页3 G1s）和 G2（S）为并串联连接则等效后的结构为 G1sG2（S）4一阶系统在单位阶跃响应下Tts3%)5(5二阶系统在单位阶跃信号作用下 当0时系统输出为等幅振荡6. 劳斯判拒判断系统稳定的充分必要条件是特斯方程各项系数大于零7系统的特征方程为025103234ssss则该系统稳定8单位负反馈系统中) 15 . 0)(1(2)(ssssG当221)(ttr时0sse9.典型比例环节相频特性00)(w10141)(ssG的转折频率为 4二仓库大门自动控制系统的工作原理如图所示，试说明自动控制大门开启和关闭的工

33、作原理，并画出系统的原理方框图。(10 分)放大器电动机绞盘电位器关门开关开门开关大门（）（）（）（）（）（）（）（）第41页三电路如图所示，ur(t)为输入量，uc(t)为输出量，试列写该电网络的动态方程并求传递函数 uc(s)/ur(s)。(13 分)四控制系统如图所示，试确定系统的稳态误差。(13 分)urR1i1+i2u0Ci1Li2R2ucs1)12.0(10ss0.5-r=1+tcn=0.1e第42页五 单位负反馈系统的结构图如图所示， 试画出 K0 时闭环系统的根轨迹图 （要求按步骤作） 。(13 分)六已知系统的闭环传递函数为当输入 r(t)=2sint 时，测得输出cs(t)

34、=4sin(t-45)，试确定系统的参数，n。(13 分)20()2(sssK22ss R(s)C(s)2222)(nnnsss第43页七系统结构如图所示，已知当 K=10，T=0.1 时，系统的截止频率c=5 若要求c不变，要求系统的相稳定裕度提高45，问应如何选择 K，T？(15 分)八(13 分)试求 F(z)=)2)(1(10zzz的 Z 反变换。一.判断题(每题 1.5 分，共 15 分)1. 拉普拉斯变换的积分法则)(1)(22SFsdttfL2. 一阶系统在单位阶跃响应下Tts3%)2(3. 二阶系统在单位阶跃信号作用下 当01时系统输出为等幅振荡4. 稳态误差为)(limtee

35、sss5. 系统的特征方程为010092023sss则该系统稳定6.单位负反馈系统中) 15 . 0)(1(2)(ssssG当)( 1)(ttr时0sse7.系统输出的振幅与输入振幅之比称为幅频特性8.频率特性只对系统适用，对控制元件，部件，控制装置不适用9.在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的参数比称为频率特性10.对幅频特性的纵坐标用 L（）表示且 L（）=20LgA()1) 1(sTsKG(s)-er(t)c(t)()()()()()()()()()()第44页二. 化简结构图，求系统传递函数?)()(sRsC（10 分）（2）.当 A（s）=G（s）时，求)()(sRsC（8 分）

36、.上题中当 G（s）=A（s）=)2)(1(100ss,r（t）=0，n（t）=1（t）时，选择 H（s） 使ttc )(lim=0。（7 分）三. 系统如右， 0*K，画根轨迹。（13 分）N（s）=0A（s）H（s）G（s）R(s)N(s)C(s)+-第45页四.已知传递函数 G（s）=3154581642252323423sssssss，试判断此传递函数是否为最小相位传递函数。 （12 分）五.已知开环传递函数 Gk（s）=)50() 1()2(5002sss,画出对数幅频特性曲线（用分段直线近似表示） 。（12 分）第46页六.3)(s1)s(s2s) s (F2求?) t (f（13

37、 分）七已知序列 x(n)和 y(n)的 Z 变换为试确定序列 x(n)和 y(n)的初值和终值（10 分）一.判断题(每题 1.5 分，共 15 分)1. 拉普拉斯变换的微分法则)()(222sFSdttfdL)12. 04 . 0)(1(52. 02 . 13)(223zzzzzzzX)2)(1(10)(zzzzY（）第47页2. 一阶系统在单位阶跃响应为TteTty1)(3. 二阶系统在单位阶跃信号作用下 当0时系统输出为等幅振荡4. 系统的特征方程为025103234ssss则该系统稳定5. 单位负反馈系统中) 15 . 0)(1(2)(ssssG当)(3)(ttr时0sse6. 系统

38、输出的相位与输入相位之差称为相频特性7. 频率特性适用于线性正常模型.8.典型比例环节相频特性00)(w9.开环对数幅频特性曲线低频积的形状只决定于系统的开环增益 K 和积分环节的数目 V（对最小相位系统而言）10.谐振峰值反映了系统的平稳性二.对于图所示系统，假设运算放大器是理想的运算放大器，被控对象是不可改变的。（1）.画出系统方块图，写出传递函数)()(sVsVio；(10 分)（2）.求系统单位阶跃响应。分析系统是否处于欠阻尼状态，如果不是，如何改善系统才能既不提高系统的阶次又能使系统处于欠阻尼状态。(10 分)1M1M1M1M1M1FV2V1-ViVo被控对象 （ ） （）（）（）（

39、）（）（）（）（）第48页三.判断特征方程为 s3+7s2+17s+11=0 的系统是否具有=1 的稳定裕度。(10 分)四反馈控制系统如图所示，被控对象及测量环节传递函数不可改变，Gc（s） 为控制器传递函数，R（s）为控制输入，C（s）为输出，N1（s） 、N2（s）分别为加在被控对象输入、输出上的干扰，N3（s）为测量干扰。要求系统分别在响应：（1）r(t)=t*1(t),n1(t)=n2(t)=n3(t)=0（2）r(t)=1(t),n1(t)=1(t),n2(t)=n3(t)=0（3）r(t)=1(t),n2(t)=1(t),n1(t)=n3(t)=0（4）r(t)=1(t),n3(

40、t)=1(t),n1(t)=n2(t)=0时，稳态误差为零。试求以上 4 钟情况各对控制器传递函数 Gc（s）有何要求？(14 分)G（s）)2(2ss1010s测量环节控制器被控对象N1(s)N2(s)N3(s)+C(s)R(s)+-+第49页五.系统闭环特征方程为 s3-3s2+2s+K(s+10)=0，试概略绘制 K 由 0+变化的闭环根轨迹图。(12 分)六.设单位负反馈系统的开环传递函数为其中 K0，若选定奈奎斯路径如图所示：（1）画出系统与该奈氏路径的奈氏曲线即该奈氏路径在 Gk（s）平面中的映射；（2）根据所画奈氏曲线即奈奎斯特稳定判断闭环系统稳定的条件；（3）当闭环系统不稳定时

41、计算闭环系统在右半 s 平面的极点数。(15 分)=-=+=0-=0+ReImRs0) 15()1 ()(sssKsGk第50页七.已知一单位反馈系统的开环对数频率特性如图所示：(14 分)（1）系统的开环传递函数；（2）以梅逊增益公式为基础，画出与该系统相应的信号流图（也可用直接分解法） ；一选择题：(每题 1.5 分，共 15 分)1.实验中可以从()获取频率特性。A.稳定的线性和非线性系统B. 不稳定的线性和非线性系统C.不稳定的线性系统D. 稳定的线性系统2.传递函数的概念适用于（）系统。A 线性、非线性B. 线性非时变C 非线性定常D. 线性定常3系统的动态性能包括（）。A 稳定性、

42、平稳性B. 平稳性、快速性C 快速性、稳定性D. 稳定性、准确性-40dB/decrad/s2/3-20dB/dec3L(),dB0第51页4 确定系统根轨迹的充要条件是（ ）。A 根轨迹的模方程B. 根轨迹的相方程C 根轨迹增益D. 根轨迹方程的阶次5 正弦信号作用于线性系统所产生的频率响应是（）。A 输出响应的稳态分量B. 输出响应的暂态分量C 输出响应的零输入分量D. 输出响应的零状态分量6系统的传递函数完全决定于系统的 ()。A输入信号B.输出信号C.结构和参数D.扰动信号7控制系统的相位稳定裕量反咉了系统的 ()。A稳定性B.稳态性能C.快速性D.动态性能8一般来说，系统增加积分环节

43、，系统的稳定性将（）。A变好B.变坏C.不变D.可能变好也可能变坏9系统开环对数幅频特性 L()中频段主要参数的大小对系统的（）性能无影响。A.动态B. 稳态C. 相对稳定性D. 响应的快速性10反馈控制系统又称为（）A开环控制系统B闭环控制系统C扰动顺馈补偿系统D输入顺馈补偿系统二系统结构图如下，试求（1） 当10k时系统的动态性能； （2） 使系统阻尼比707.0的k值； （3） 当6 . 1k时系统的动态性能。(15 分)第52页三.系统方框如图所示，E（s）= R（s）C（s）, 试求传递函数：（10 分 ）（1）)()(sRsC，)()(1sNsC，)()(2sNsC；（2）)()(

44、sRsE，)()(1sNsE，)()(2sNsE。四. （15 分）系统结构如图所示：求*0K 时的根轨迹。G1G3G221GR(s)+N1(s)N2(s)C(s)-第53页五.系统方框图如图所示，设 r（t）=n（t）=1（t） ，系统中各环节传递函数如下：G1（s）=105. 0sK，G2（s）=51s，H（s ）=2.5试求： （1）系统的稳态误差；（2）在扰动作用点左侧的前向通路中串入积分因子s1，后，求系统的稳态误差；（3）在扰动作用点右侧的前向通路中串入积分因子s1，后，求系统的稳态误差；（4）在（3）所述的情况下，拟对扰动加装补偿环节，以使扰动对输出无影响，试求补偿环节的传递函数

45、并画出补偿后的方框图。（15 分）G2(s)H(s)G1(s)R(s)C(s)E(s)N(s)-第54页六.某控制系统的开环传递函数为 G（s）=) 15 . 0)(12 . 0(6sss;a)试求系统的相位裕量和幅值裕量；b)如采用传递函数 Gc（s）=ss08. 014 . 01的串联超前校正装置，试绘制校正后系统的伯德图（不用修正） ，并求此时的相位裕量；c)讨论校正后系统的动态性能有何改进。（15 分）第55页七、采样控制系统框图如下：其中 T=1. K=10. 试分析该系统的稳定性。并求该系统临界稳定时 K 值。 （15 分）一. 选择题（.每题 2 分，共 20 分）1.单位斜坡函

46、数 f(t)=t 的拉氏变换式 F(s)=（）AsB 1CS2D 1/S22单位抛物线输入函数 r(t)的数学表达式是 r(t)（）Aat2B1/2 Rt2Ct2D1/2 t23当二阶系统特征方程的根为具有负实部的复数根时，系统的阻尼比为（）A0B0C00 时闭环系统的根轨迹图 ， 并 求 出 有 一 个 闭 环 极 点 为 -3 时 开 环 增 益 K 的 值 和 这 时 另 外 两 个 闭 环 极 点 。（15 分）五、单位负反馈系统的开环传递函数为 G(s)，设 G(s)无右半面的极点和零点，其对应的对数幅频渐近曲线如图所示 （c为已知值） ， 试写出开环传递函数 G(s) 的表达式并作

47、出相频特性曲线，分析闭环系统的稳定性。（13 分）L ()/dB-20c-60/(rad/s)2*) 1()4()(sssKsG系统对数幅频渐近曲线第58页六.单位负反馈系统的开环传递函数为这里 K0。试用奈奎斯判特判据讨论闭环系统的稳定性（要求作出奈奎斯判特曲线） 。 （14 分）七. 采用系统的结构框图如下所示，采用周期 T=1s，试确定控制器的脉冲传递函数 D(z)，使该系统在单位阶跃信号作用下为最小拍无差系统。 （13 分）一.判断题：(每题 1.5 分共 15 分)1. 一阶系统在单位斜坡响应为TteTTtty1)(2. 二阶系统在单位阶跃信号作用下 当0时 该系统输出稳定3. 系统

48、的特征方程为01233234ssss则该系统稳定e*(t)(tr-e(t)u(t)c(t)seTs1) 110(1ssu*(t)D（z）2) 1() 14 . 0()(sssKsG（）（）（）第59页4. 单位负反馈系统中) 15 . 0)(1(2)(ssssG当221)(ttr时0sse5. 典型积分环节相频特性090)(6.频带频率反映系统的快速性7.系统谐振峰值越大.超调量越大8.三频段适用的前提是系统闭环稳定9.141)(ssG的转折频率为 410.单位阶跃响应为对应的频率特性为二.系统结构如图所示。若要求闭环系统的阻尼比=22，阶跃响应的调节时间 ts=1,试确定 k1,k2的数值。

49、（13 分）三系统结构如图所示，图中 T1=0.1，T2=0.2。为了保证 r(t)=t3作用下系统的稳态误差K1)1(5ssK2sR(s)C(s)（）（）（）（）（）（）（）)0(8 . 08 . 11)(94teettt36)(13)(36)(2jjjG第60页ess变化的闭环根轨迹图。 （15 分）六. 方框图如图所示，若系统的%=15%，tp=0.8s。试求：（1）K1、K2值；（2）r(t)=1(t)时的调节时间 ts和上升时间 tr。（15 分）) 1(1ssKsK21R(s)C(s);) 12() 1()(sssKsG第69页七. 设系统的开环传递函数没有右平面的零点和极点，且开

50、环渐进对数幅频特性曲线为下图中的 L0加入串联校正环节后的开环渐进对数幅频特性曲线为图中的 L1求校正环节的传递函数，画出该环节的伯德图（对数幅频特性曲线用渐进线表示） ，并说明该校正环节的作用 （15 分）一. 选择题（每题 2 分，共 20 分）1.对于一阶、二阶系统来说，系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的()A.充分条件B.必要条件C.充分必要条件D.以上都不是2.开环传递函数为 G(s)H(s)=,KSS34()则实轴上的根轨迹为()A.4,B.4,0C.(,4)D. 0,3.进行串联滞后校正后，校正前的穿越频率c与校正后的穿越频率c的关系，通常是()A.c=cB.ccC.c两外项