自动控制原理考试试卷_1.docx

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1、自动控制原理考试试卷自动控制原理试题210分已知某系统初始条件为零，其单位阶跃响应为)0(8.08.11)(94+-=-teethtt，试求系统的传递函数及单位脉冲响应。3.12分当从0到+变化时的系统开环频率特性()()jjHG如题4图所示。K表示开环增益。P表示开环系统极点在右半平面上的数目。v表示系统含有的积分环节的个数。试确定闭环系统稳定的K值的范围。412分已知系统构造图如下，试求系统的传递函数) (,)(sEsC110分已知某单位负反应系统的开环传递函数为)5(4)(+=SSsG，求该系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应。310分系统闭环传递函数为2222)(nnnssG+=，若要使系

2、统在欠阻尼情况下的单位阶跃响应的超调量小于16.3%，调节时间小于6s，峰值时间小于6.28s，试在S平面上绘出知足要求的闭环极点可能位于的区域。8分0,3=pva0,0=pvb2,0=pvc题4图题2图615分已知最小相位系统的对数幅频特性曲线如下列图所示分段直线近似表示1、10分已知某单位负反应系统的开环传递函数为)5(6)(+=sssG，试求系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应。3、10分已知系统的构造图如下，试求：1开环的对数幅频和相频特性曲线；2单位阶跃响应的超调量%，调节时间ts；3相位裕量，幅值裕量h。715分已知系统构造图如下列图所示，试求传递函数)()(,)()(sRsEsRsC

3、。310分已知某系统初始条件为零，其单位阶跃响应为)0(8.08.11)(94+-=-teethtt，试求系统的传递函数及单位脉冲响应。812分已知系统构造图如下，试求系统的传递函数)() (sRsC。1某系统在单位阶跃输入及零初始条件下的输出响应为,1)(2tteetC-+-=求系统的传递函数和单位斜坡响应。9分3.某系统闭环特征方程为01616202182)(23456=+=sssssssD，试断定闭环稳定性，并确定闭环系统在右半平面、左半平面和虚轴的极点个数。10分4.控制系统如下列图所示，已知r(t)=t，n(t)=1(t)，求系统的稳态误差，并讲明要想减小稳态误差应采取什么措施。10

4、分113分试求下列图所示无源网络的传递函数，其中R1=R2=1，L=1H，C=1F，并求当ttu2sin5)(1=时系统的稳态输出。一、12分某系统方框图如下图。试求传递函数)()(sRsY，)()(sRsE题7图)三、12分典型二阶系统的开环传递函数为)2()(2nnsssG+=当取ttrsin2)(=时，系统的稳态输出为)45sin(2)(0-=ttcss，试确定系统参数n,2、10分已知系统开环幅相频率特性如下列图所示，试根据奈氏判据判别系统的稳定性,并讲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，Q为开环系统积分环节的个数。4、10分已知单位负反应系统的开环传递函

5、数为212)(sssG+=，试求系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应。5、10分已知一复合控制系统的方框图如下，)(12)(tttr?=试求：1无补偿通道Ks时，系统的稳态误差；2参加补偿通道Ks后系统的稳态误差。12分eR)(a)(beR)(ceR1、10分系统方框图如下列图所示，若系统单位阶跃响应的超调量%3.16%=，在单位斜坡输入时ess=0.25,试求：1，n，K，T的值；2单位阶跃响应的调节时间ts，峰值时间tp。4、15分已知最小相位系统的开环对数幅频渐近线如下列图所示：1试写出系统的开环传递函数；2概略画出开环对数相频特性的大致曲线。3、12分某系统方框图如下，试求：1)()(,)

6、()(sRsEsRsC；2)() (,)()(sNsEsNsC。5、15已知单位反应系统的开环传递函数为()()212+=ssKsGk，0K。1绘制开环频率特性的极坐标图从+-；2根据奈奎斯特稳定判据判定系统的稳定性；3当系统不稳定时，计算闭环系统在右半平面的极点数。L三、15分已知某控制系统的构造图如下列图所示：图中，)(sR和)(sN分别是系统的给定输入和扰动输入量，)(sC是输出量。求：1确定系统在给定)(1)(ttr=作用下的动态性能指标超调量%和调节时间st；2确定系统在给定信号ttr2.0)(=和扰动信号)(1)(ttn=共同作用下的稳态误差sse。一、20分判定下列讲法能否正确，

7、在正确的前面画“T，在错误的前面画“F。每题正确得1分，不判定不得分，判定错误扣1分。1.对于欠阻尼的二阶系统：当阻尼比保持不变时，无阻尼自振荡频率越大，系统的超调量%也越大；当阻尼比保持不变时，无阻尼自振荡频率越大，系统的调节时间st越小；当无阻尼自振频率n不变时，阻尼比越大，系统的谐振峰值rM越大；当无阻尼自振频率n不变时，阻尼比越大，系统的谐振频率r越小。2.对于线性定常的负反应控制系统：它的传递函数与外输入信号无关；它的稳定性与外输入信号无关；它的稳态误差与外输入信号无关；它的特征方程是唯一的。二、12分某系统方框图如下，求传递函数)() (,)()(sNsCsRsC。 (4)已知系统

8、的开环传递函数为)(sKG在右半平面有两个极点，10,1,1.0=KKK时的开环频率响应的Nyquist如图ABC所示，试用Nyquist判据确定K为哪一个值时，闭环系统是稳定的。ABCA：1.0=K；B：1=K；C：10=K。6、12分已知最小相位系统的对数幅频特性曲线如下图。求：1此时系统的相位裕度0？2若要使30=，则要系统开环增益为多少？2、10分试建立题1图所示校正环节的动态构造图，并指出这是一个什么样的校正环节。4.15分当从0到+变化时的系统开环频率特性()()jjHG如题4图所示。K表示开环增益。P表示开环系统极点在右半平面上的数目。v表示系统含有的积分环节的个数。试确定闭环系

9、统稳定的K值的范围。L(题1图0,3=pva0,0=pvb2,0=pvc题4图615分单位负反应系统开环传递函数)101.0)(11.0(100)(+=ssssG。1求系统的穿越频率和相角裕量，并分析系统的稳定性；1、12分已知系统的传递函数分别为111)(21+=sTsTsG；211)(21+-=sTsTsG；311)(21+-=sTsTsG；其中)021TT试分别画出以上三个系统的伯德图。3、12分给定系统的动态构造图，如题1图所示。试求传递函数()()sRsC，()()sRsE。4、12分具有单位负反应系统的开环传递函数为)2348242(46)(234+=ssssssG试用劳斯判据判别

10、闭环系统的稳定性及闭环特征根的分布情况。210分已知系统的传递函数为15.010)(+=ssG，求在频率HZf1=幅值10=mr的正弦输入信号作用下，系统的稳态输出的幅值和相位。49分已知系统开环幅相频率特性如下列图所示，试根据奈氏判据判别系统的稳定性,并讲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，为开环积分环节的个数。616分某最小相位系统的开环对数幅频特性如下列图所示，要求：1写出系统的开环传递函数；2利用相位裕量判定系统的稳定性；3将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。题1图三、16分已知最小相位系统的对数幅频特性曲线如下列图所示：1、试写出系

11、统的传递函数G(s)。2、画出对应的对数相频特性曲线的大致形状，用奈氏判据分析稳定性。3、若系统稳定，在图上标出穿越频率和相位裕量。二、10分控制系统如下列图所示，已知ttr=)(，)(1)(ttn=，1T、2T、1K、2K均大于零，求系统的稳态误差，并讲明要想减小稳态误差应采取什么措施。四、9分已知系统开环幅相频率特性曲线如下列图所示，试根据奈氏判据判别系统的稳定性,并讲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，Q为开环积分环节的个数。四、15分已知最小相位系统的开环对数幅频特性曲线如下图。1、求系统开环传递函数，用Routh判据判稳定性；2、绘制开环对数相频特性曲线

12、，分析系统的稳定性；3、计算剪切频率和相角裕量；4、若系统稳定，确定系统在何种典型输入下有差？单位幅度输入时稳态误差是多少？三、15分已知单位负反应系统的开环传递函数为)1()1()(2+=TsssksGk，且0:,0kT。1、用Routh稳定判据分析系统的稳定性；3、绘制Bode图及Nyquist曲线，由Nyquist稳定判据分析系统稳定性。四、15分已知最小相位系统的开环对数幅频特性曲线如下图。1、求系统开环传递函数，用Routh判据判稳定性；2、绘制开环对数相频特性曲线，分析系统的稳定性；3、计算剪切频率和相角裕量小数点后保留1位。4、若系统稳定，确定系统在何种典型输入下有差？单位幅度输入时稳态误差是多少？L