2022年自动控制原理期末试题及答案3.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 参考答案及评分标准一、单项挑选题（每道题 1 分,共 20 分）1. 系统和输入已知,求输出并对动态特性进行讨论,称为（C ）A. 系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计2. 惯性环节和积分环节的频率特性在（A ）上相等；A. 幅频特性的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D. 穿越频率3. 通过测量输出量,产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（C ）A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件4. 从 0 变化到 +时,推迟环节频率特性极坐标图为（A ）A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线5. 当忽视电动

2、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（B ）A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节6. 如系统的开环传 递函数为 10,就它的开环增益为（C ）s 5 s 2A.1 B.2 C.5 D.10 57. 二阶系统的传递函数 G s 2,就该系统是（B ）s 2 s 5A. 临界阻尼系统 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统 D.零阻尼系统8. 如保持二阶系统的 不变,提高 n,就可以（B ）A. 提高上升时间和峰值时间 B.削减上升时间和峰值时间C.提高上升时间和调整时间 D.削减上升时间和超调量19. 一阶微分环节 G s 1 Ts,当频率

3、时,就相频特性 G j 为（A ）TA.45 B.- 45C.90 D.- 9010.最小相位系统的开环增益越大,其（D ）A. 振荡次数越多 B.稳固裕量越大C.相位变化越小 D.稳态误差越小4 3 211.设系统的特点方程为 D s s 8 s 17 s 16 s 5 0,就此系统（ A ）A. 稳固 B.临界稳固 C.不稳固 D.稳固性不确定；k12.某单位反馈系统的开环传递函数为：G s,当 k=（ C ）时,闭环系统临界稳s s 1 s 5 定；A.10 B.20 4 3 s3 10 sC.30 20D.40 （ C ）13.设系统的特点方程为Ds2 5 ss,就此系统中包含正实部特

4、点的个数有A.0 B.1 C.2 D.3 1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 14.单位反馈系统开环传递函数为Gss25ss,当输入为单位阶跃时,就其位置误差为 （ C ）6A.2 B.0.2 C.0.5 D.0.05 ；15.如已知某串联校正装置的传递函数为Gcs s1,就它是一种（D ）10 s1A. 反馈校正B.相位超前校正C.相位滞后 超前校正D.相位滞后校正16.稳态误差 ess与误差信号Es的函数关系为（B ）A.e sslim s 0E s B.e sslim s 0sE s C.e sslim sE

5、s D.e sslim ssEs17.在对掌握系统稳态精度无明确要求时,为提高系统的稳固性,最便利的是（A ）A. 减小增益B.超前校正C.滞后校正D.滞后 -超前18.相位超前校正装置的奈氏曲线为（B ）A. 圆B.上半圆C.下半圆D.45 弧线19.开环传递函数为GsHs=sK 3 s3 , 就实轴上的根轨迹为（ C ）A. - 3, B.0, C.- , - 3 D. - 3,0 20.在直流电动机调速系统中,霍尔传感器是用作（B ）反馈的传感器；A. 电压B.电流C.位移D.速度二、填空题（每道题1 分,共 10 分）1.闭环掌握系统又称为反馈系统系统；2.一线性系统,当输入是单位脉冲

6、函数时,其输出象函数与传递函数相同；3.一阶系统当输入为单位斜坡函数时,其响应的稳态误差恒为时间常数 T（或常量）4.掌握系统线性化过程中,线性化的精度和系统变量的偏移程度有关；5.对于最小相位系统一般只要知道系统的开环幅频特性就可以判定其稳固性；6.一般讲系统的位置误差指输入是阶跃信号所引起的输出位置上的误差；7.超前校正是由于正相移的作用,使截止频率邻近的相位明显上升,从而具有较大的稳固裕度；28.二阶系统当共轭复数极点位于 45线上时,对应的阻尼比为 0.707；29.PID 调剂中的“P” 指的是 比例 掌握器；30.如要求系统的快速性好,就闭环极点应距虚轴越 远 越好；一、填空题（每

7、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+ G 2s（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,2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 该系统的特点方程为S2+2S+2=0 ,该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振动e0.

8、2t；0.5t,5、如某系统的单位脉冲响应为g t 105 e就该系统的传递函数Gs为；6、根轨迹起始于开环极点,终止于900开环零点；7、设某最小相位系统的相频特性为tg1tg1T,就该系统的开环传递函数为；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,可以改善系统的稳态 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 D A、肯定能使闭环系统稳固；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6 A ；A

9、、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；3、系统特点方程为Ds s32 s23 s0,就系统 C 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；s 1；4、系统在rtt2作用下的稳态误差e ss,说明 A A、 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 D 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Gs H6、开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性

10、能指标 A ；3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - A、超调%B、稳态误差essC、调整时间stD、峰值时间tp7、已知开环幅频特性如图2 所示,就图中不稳固的系统是 B ；系统系统系统图 2 A、系统B、系统C、系统D、都不稳固 B 18、如某最小相位系统的相角裕度0 ,就以下说法正确选项 C ；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；9、如某串联校正装置的传递函数为10s1,就该校正装置属于 B ；100s1A、超前校正 B、滞后校正C、滞后 -超前校正

11、D、不能判定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：D、0.1 s10 sA 、10 ss11B、10 s0.1 s1C、2 s0.5 s11111如图示系统结构图1,试用结构图化简方法求传递函数Cs；（15 分）R sRs+G1s_G2sG3s+Cs_图 1 解：4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 原图Rs+G1s_1+G2sG3sCs_G2sRs+G1s1+G2sG 3sCs_G2s1/G1sRs1G s 2 1+G2sG3sCs_G s G1/G1sRsG s 1 1+G sG

12、s 2 3Cs_1G s G s 1 2 1/G1sRsG s 1+G sG sCsRs_1G s G 2 1G 2 s G 3 CsG s 1+G sG s2G s G s G 2 s G s G s +G s G sG s5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 得传递函数为C s 1G G 12G 1G G G 1 2 31G 1R s G G G 1 2 3G G 2 32掌握系统如图2 所示,系统单位阶跃响应的峰值时间为3s 、超调量为 20%,求 K,a 值；（15 分）Rs1KCs_s2as图 2 解：开环

13、传递函数G s K1as s 2闭环传递函数已知 tp12Kas K2220.46Ks 21ns 2KasKs 2nsns 2120.2ooe3 2n1所以aln2ln 0.222.62.62ln2ln 0.229.87 1.18npt123 12 0.46K,a 分别为K2 n1.4n21.09 1.40.78K6 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1已知系统特点方程为s53s4123 s24s232s480,试求系统在S 右半平面的根的个数及虚根值；（10 分）解：列 Routh 表 S 5 1 12 32 S4

14、 3 24 48 S 3 3 12 24 4 32 3 48 16 0 3 3 S 2 4 24 3 1612 484 S 12 16 4 480 0 帮助方程 12 2s 48 0 , 12S 24 求导： 24s=0 S 0 48 答：系统没有正根；对帮助方程求解,得一对虚根,其值为 s 1 2 j 2；K4. 单位负反馈系统的开环传递函数 G s , 绘制 K 从 0 到s 0 . 2 s 1 0 5. s 1 + 变化时系统的闭环根轨迹图；（15 分）K 10 K解 G s =s 0 . 2 s 1 0 . 5 s 1 s s 5 s 2 系统有三个开环极点：p 1 0 , p = -

15、2, p = -5 实轴上的根轨迹：, 5 , ,2 00 2 5 7a3 3 渐近线： 2 k 1a ,3 3 分别点：1 1 10d d 5 d 2解得：d 1 0 . 88,d 2 3 . 7863 舍去 ； 与虚轴的交点：特点方程为 Ds= s 3 7 s 2 10 s 10 K 07 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 令ReDj73210K00ImDj1010解得K7K T 2s1 , 试概略绘制系与虚轴的交点（0,10j）； 根轨迹如图示；5已知单位负反馈系统开环传递函数Gs s2T 11 统的概略伯德（Bode）图；（15 分）解：8 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页