自动控制原理试卷及答案 .docx

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1、精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -课程名称 :自动掌握理论（ A/B 卷闭卷）一、填空题（每空 1分，共 15 分）1、反馈掌握又称偏差掌握，其掌握作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。2、复合掌握有两种基本形式：即按输入的前馈复合掌握和按扰动的前馈复合掌握。3、两个传递函数分别为 G1s与 G2s的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为G s ，就 Gs为 G1s+G2s（用 G1s与 G2s 表示）。4、典型二阶系统极点分布如图 1 所示， 就无阻尼自然频率n，阻尼比，该系统的特点方程为，该系统的单位阶跃响应曲线为。可编辑资料 - -

2、 - 欢迎下载精品名师归纳总结5、如某系统的单位脉冲响应为g t10 e 0.2 t5 e 0.5 t ，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结就该系统的传递函数 Gs为。1016、根轨迹起始于极点，终止于零点或无穷远。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结7、设某最小相位系统的相频特性为tg90tgT ，就该系统的开可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结环传递函数为。8、PI 掌握器的输入输出关系的时域表达式是，其相应的传递函数为，由于积分环节的引入，可以改善系统的性能。二、挑选题（每题 2分，共 20 分）1、采纳负反馈形式连接后，就A、肯定能使闭环系统稳固。

3、B、系统动态性能肯定会提高。C、肯定能使干扰引起的误差逐步减小，最终完全排除。D、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。2、以下哪种措施对提高系统的稳固性没有成效。A、增加开环极点。B、在积分环节外加单位负反馈。C、增加开环零点。D、引入串联超前校正装置。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3、系统特点方程为Dss32s23s60 ，就系统可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A、稳固。B、单位阶跃响应曲线为单调指数上升。C、临界稳固。D、右半平面闭环极点数 Z2 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - -

4、 -第 1 页，共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4、系统在 r t t 2 作用下的稳态误差 e，说明 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ssA、 型别v2 。B、系统不稳固。C、 输入幅值过大。D、闭环传递函数中有一个积分环节。5、对于以下情形应绘制 0根轨迹的是A、主反馈口符号为“ - ” 。 B 、除K r 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 H

5、 s1 。6、开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A、超调%B、稳态误差e ssC、调整时间 t sD、峰值时间 t p可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结7、已知开环幅频特性如图 2 所示， 就图中不稳固的系统是 。系统系统系统图 2A、系统B、系统C、系统D、都不稳固8、如某最小相位系统的相角裕度0 ，就以下说法正确选项 。A、不稳固。B、只有当幅值裕度 kg1 时才稳固。C、稳固。D、不能判用相角裕度判定系统的稳固性。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结9、如某串联校正装置的传递函数为 10s100s1

6、，就该校正装置属于。1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A、超前校正B、滞后校正C、滞后-超前校正D、不能判定可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结10、以下串联校正装置的传递函数中，能在c1处供应最大相位超前角的是：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结10s1A 、s110s1B、0.1s12s1C、0.5s10.1s1D、10s1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结三、8 分 试建立如图 3 所示电路的动态微分方程，并求传递函数。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选

7、 - - - - - - - - - -第 2 页，共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -图 3四、（共 20 分）系统结构图如图 4 所示：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1、写出闭环传递函数 sC sR s图 4表达式。（4 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2、要使系统满意条件：0.707 ,n2, 试确定相应的参数 K 和。（4 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名

8、师归纳总结,3、求此时系统的动态性能指标0 0t s 。（4 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4、r t 2t 时，求系统由r t 产生的稳态误差 ess 。（4 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5、确定 Gn s ，使干扰 nt 对系统输出ct 无影响。（4 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结五、 共 15 分 已知某单位反馈系统的开环传递函数为G sK rs s32 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1、绘制该系统以根轨迹

9、增益 Kr 为变量的根轨迹（求出：渐近线、分别点、与虚轴的交点等）。（8 分）2、确定使系统满意 01 的开环增益 K 的取值范畴。（7 分）六、（共 22 分）某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线L0 如图 5所示：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页，共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -1、写出该系统的开环传递函数 G0 s 。（8 分）2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频

10、特性及开环相频特性。（3 分）3、求系统的相角裕度。（7 分）4、如系统的稳固裕度不够大，可以采纳什么措施提高系统的稳固裕度？ （ 4 分） 试题一答案一、填空题 每题 1 分，共 15 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1、给定值2、输入。扰动。3、G1s+G2s。24、2 。220.707 。 s2 s20 。衰减振荡可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1055、。s0.2ss0.5s6、开环极点。开环零点K s17、sTs1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结8、 u t K p et1etdt 。 K Tp 11 。 稳态性能Ts可编辑资料 -

11、- - 欢迎下载精品名师归纳总结二、判定挑选题 每题 2 分，共 20 分1、D2、A3、C4、A5、D6、A7、B8、C9、B10、B可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页，共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -三、8 分 建立电路的动态微分方程，并求传递函数。解：1、建立电路的动态微分方程可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依据 KCL有分u i tu 0 tR1C

12、du i tdtu 0 tu 0 t2R2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结即R R Cdu 0 t RR ut R R Cdu i t R u t2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结12dt分 2、求传递函数120122idt可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结对微分方程进行拉氏变换得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结R1 R2CsU 0 sR1R2 U 0 sR1 R2 CsU i sR2 U i s2 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

13、名师归纳总结得传递函数GsU 0 sU i sR1R2CsR2R1 R2CsR1R22 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结四、 共 20 分KC s2K2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解：1、（4 分）K s2sRs1KKss2224K4s2KsKnnns22s2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2、（4 分）3、（4 分）nK20 0en22124.32 0 00.707可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ts442.83n2Ks2K1K

14、 K1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4、（4 分）G sK1sssKss1v1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Aess2K K1.414可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页，共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5、（4 分）令：n sC sN sK11

15、sssG n s0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结得： Gn ssK五、 共 15 分1、绘制根轨迹（8 分）1 系统有有 3 个开环极点（起点）： 0、-3 、-3 ，无开环零点（有限终点） 。（ 1 分）2 实轴上的轨迹：（- ， -3 ）及（ -3 ，0）。（ 1 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(3) 3条渐近线：3a360 ,32180（ 2 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结12可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(4) 分别点：0得：d1（2 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结dd32K rdd3

16、4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(5) 与虚轴交点：D ss36s29sK r0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Im D j3903（2 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Re D j62K0K r54可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结r绘制根轨迹如右图所示。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2、（7 分）开环增益 K 与根轨迹增益 Kr 的关系：K rG sK r9可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ss32s2s13可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

17、名师归纳总结得 KK r9（1 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结系统稳固时根轨迹增益Kr 的取值范畴： K r54 ，（2 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结系统稳固且为欠阻尼状态时根轨迹增益Kr 的取值范畴： 4K r54，（3 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结系统稳固且为欠阻尼状态时开环增益K 的取值范畴： 4K69六、（共 22 分）（1 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解： 1、从开环波特图可知，原系统具有比例环节、一个积分环节、两个惯性环节。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选

18、 - - - - - - - - - -第 6 页，共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结故其开环传函应有以下形式G ss 1 sK1 1 s12 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结12可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由图可知：1 处的纵坐标为 40dB, 就 L 120lg K40 , 得 K1002 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结110和2 =100（2 分

19、）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结故系统的开环传函为G 0 s100ss1s1（2 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结101002、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结开环频率特性G0 j100jj110j1100（1 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结开环幅频特性A 100（1 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结022可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结开环相频特性：0 s90110tg 1 0.1100tg110.01（1 分）可编辑资料 -

20、- - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3、求系统的相角裕度：100可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结求幅值穿越频率，令A0 1得c2231.6rad/ s （3 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结0 c 90tg 1 0.1110cctg 1 0.0110090tg113.16tg 1 0.316180（2 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1800 c 1801800（2 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结对最小相位系统0临界稳固4、（

21、4 分） 可以采纳以下措施提高系统的稳固裕度：增加串联超前校正装置。增加串联滞后校正装置。增加串联滞后 -超前校正装置。增加开环零点。增加PI 或 PD 或 PID 掌握器。在积分环节外加单位负反馈。试题二一、填空题（每空 1分，共 15 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页，共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -1、在水箱水温掌握系统中，受控对象为，被控量为。2、自动掌握系统

22、有两种基本掌握方式，当掌握装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为。当掌握装置与受控对象之间不但有顺向作用而且仍有反向联系时，称为。含有测速发电机的电动机速度掌握系统，属于。3、稳固是对掌握系统最基本的要求，如一个掌握系统的响应曲线为衰减振荡，就该系统。判定一个闭环线性掌握系统是否稳固，在时域分析中采用。在频域分析中采纳。4、传递函数是指在初始条件下、线性定常掌握系统的与之比。5、设系统的开环传递函数为 K s1 ，就其开环幅频特性为，相频s2 Ts1特性为。6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率c 对应时域性能指标，它们反映了系统动态过程的。二

23、、挑选题（每题 2分，共 20 分）1、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打算了系统的稳固性。2、以下哪种措施对改善系统的精度没有成效。 A、增加积分环节B、提高系统的开环增益 KC、增加微分环节D、引入扰动补偿3、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，就系统的 。A、精确度越高B、精确度越低C、响应速度越快D、响应速度越慢可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4、已知系统的开环传递函数为50，就该系统的开环增益为 。可编辑资料

24、 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 s1s5A、 50B、25C、10D、5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页，共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -5、如某系统的根轨迹有两个起点位于原点，就说明该系统 。A、含两个抱负微分环节B、含两个积分环节C、位置误差系数为 0D、速度误差系数为 06、开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精

25、品名师归纳总结A、超调%B、稳态误差essC、调整时间 t sD、峰值时间 t p可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结7、已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A、K 2sss1B 、K s1ss5）KC 、 ss2 s1D、 K 1ss2s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结8、如系统增加合适的开环零点，就以下说法不正确选项。A 、可改善系统的快速性及平稳性。B、会增加系统的信噪比。C、会使系统的根轨迹向 s 平面的左方弯曲或移动。D、可增加系统的稳固裕度。9、开环对数幅频特性的低频段打算了系统的 。A、

26、稳态精度B、稳固裕度C、抗干扰性能D、快速性10、以下系统中属于不稳固的系统是 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A、闭环极点为s1,21j 2 的系统B、闭环特点方程为s22s10 的系统可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结C、阶跃响应为 ct201e 0.4 t的系统D 、脉冲响应为 ht 8e0.4t的系统可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结三、8 分 写出下图所示系统的传递函数C s（结构图化简，梅逊公式均可）。Rs可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

27、名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 9 页，共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结四、（共 20 分）设系统闭环传递函数sC s1，试求：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结RsT 2 s22 Ts1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1、0.2 。 T0.08 s。0.8 。 T0.08s 时单位阶跃响

28、应的超调量% 、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结调剂时间t s 及峰值时间 t p 。（7 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2、0.4 。T0.04s 和0.4 。T0.16s 时单位阶跃响应的超调量% 、调可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结节时间t s 和峰值时间 t p 。（7 分）3、依据运算结果，争论参数、T 对阶跃响应的影响。（6 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 10 页，共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下

29、载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -五 、 共15分 已 知 某 单 位 反 馈 系 统 的 开 环 传 递 函 数 为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结G SH SK r s1 ，试：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结s s31、绘制该系统以根轨迹增益 Kr 为变量的根轨迹（求出：分别点、与虚轴的交点等）。（8 分）2、求系统稳固且为欠阻尼状态时开环增益 K 的取值范畴。（7 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结六、（共 22 分）已知反馈系统的开环传递函数为1、用奈奎斯特判据判定系统的稳固性

30、。（10 分）G sH sKss1，试：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2、如给定输入 rt = 2t2 时，要求系统的稳态误差为 0.25，问开环增益 K 应取何值。（7 分）3、求系统满意上面要求的相角裕度。（5 分）试题二答案一、填空题 每题 1 分，共 20 分1、水箱。水温2、开环掌握系统。闭环掌握系统。闭环掌握系统3、稳固。劳斯判据。奈奎斯特判据4、零。 输出拉氏变换。输入拉氏变换可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结K225、2T 221 。 arctan180arctan T或：1180arctanT1T2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总

31、结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结6、调整时间ts 。快速性可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结二、判定挑选题 每题 2 分，共 20 分1、B2、C3、D4、C5、B6、A7、B8、B9、A10、D可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结三、8 分 写出下图所示系统的传递函数C sRs（结构图化简，梅逊公式均可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可）。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 11 页，共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解：传递函数 Gs:依据梅逊公式G sC sRsnPiii 1（1 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4 条回路: L1G2 sG3 sH s ,L2G4 sH s ，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结L3G1sG2 sG3 s,L4G1 sG4 s无互不接触回路。（2 分）