2022年自动控制原理试题答案 .pdf

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1、1 广 东 技 术 师 范 学 院20 20 学年度第()学期期末考试试卷（参考答案及评分标准）科 目：自动控制原理（A）卷考试形式：闭卷考试时间:120 分钟一、填空题（每空2 分，共 20 分）1、大多数控制系统具有闭环方式的控制结构，它是根据负反馈原理，按 偏差 量进行控制的。2、线性定常系统传递函数是指，在零初始条件下，输出量和输入量的拉式变换（拉普拉斯变换）之比。4、已知系统的传递函数为1sKeTS，其幅频特性()G j应为221TK。5、经增益补偿的相位超前校正装置的传递函数形式为11)(TsTssGc，参数与 1 的大小关系：1。6、非线性系统在无外作用时，产生频率和振幅一定的持

2、续振荡，这种现象称为自激振荡（自持振荡、自振）。7、离散控制系统是指系统中有一处或几处的信号是以脉冲或数码的形式传递的系统（含有采样开关的系统）二、单项选择题（每题2分，共 20分）1、下图系统中，开环传递函数是指（A）题目一二三四五六七八总分标准分数20 20 20 25 15 100 实得分数评卷人装订线考生答题不得超过此线名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 7 页 -2 A、B(s)/E(s)；B、Y(s)/R(s)；C、E(s)/R(s)；D、Y(s)/E(s)。2、系统在2)(ttr作用下的稳态误差sse，说明（B）A、系统不稳定；B、型别2v；C、闭环传递

3、函数中有一个积分环节；D、输入幅值过大。3、单位反馈系统稳态速度误差的正确含义是（C）A、在 r(t)=A 时，输出速度与输入速度的稳态误差；B、在 r(t)=A 时，输出位置与输入位置的稳态误差；C、在 r(t)=At 时，输出位置与输入位置的稳态误差；D、在 r(t)=At 时，输出速度与输入速度的稳态误差。4、系统特征方程为05432)(234sssssD，则系统（B ）：A、稳定；B、右半平面闭环极点数2Z；C、临界稳定；D、型别1v。6、积分环节的幅频特性，其幅值与频率成（C）：A、指数关系B、正比关系C、反比关系D、不定关系7、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的（D）：

4、A、低频段B、开环增益C、高频段D、中频段8、关于串联校正，下列说法正确的是（B ）A、超前校正会减小截止频率；B、超前校正提供正相移，可增大相位裕度；C、滞后校正具有高频衰减特性，可增大截止频率；D、滞后校正可使系统响应变快9、适用于描述函数法分析非线性系统的前提条件之一是（C ）：A、)(sG必须是二阶的；B、非线性环节为单值函数；C、非线性特性具有奇对称性；D、G(s)不稳定。装订线考生答题不得超过此线名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 7 页 -3 10、离散系统差分方程)()1(3)(2)1(3)2(kukukckckc，则脉冲传递函数为（A ）A23132

5、zzz；B23132zzz；C23132zzz；D23132zzz三、简答题（共20分）1、化简下图的系统结构图，求系统传递函数)()(sRsC和)()(sNsC。（8 分）解：化简结构图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 7 页 -4 其中)(1)(5323221GGHGGGGsG所以124532321234112541()()()1G G GGGC sR sG G HG G G G HG G G G H（4分）154211432123223241)1()()(HGGGGHGGGGHGGHGGGsNsC（4分）评分标准：方法不限，答案对给满分；变换法则不全对,可适当

6、给分3、非线性系统中描述函数的定义？改善非线性系统的性能可采取哪些措施？（4分）答：非线性系统中描述函数的定义是，非线性元件输出的基波分量与输入的正弦量的复数比。（2 分）改善非线性系统的性能可采取两种措施是，一是改变线性部分的传递函数，例如改变放大系数，或引入校正装置；二是改变非线性部分特性，例如可引入其它类型的非线性特性去抵消或消除系统中的非线性特性。（2 分）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 7 页 -5 评分标准：可视表达的程度给分。4、离散控制系统与连续控制系统相比较，离散控制系统在结构上有什么不同？离散控制系统稳定的充分必要条件是什么？（4分）答：离散控

7、制系统与连续控制系统相比较，离散控制系统在结构上有不同是：有采样开关（2分）。离散控制系统稳定的充分必要条件是系统的闭环极点均位于 Z 平面单位圆内（2分）。评分标准：可视表达的程度给分。四、简单计算题（共25 分）1、下图为控制系统中的校正电路，求传递函数)(/)(12sUsU。(5 分)sCRsCRsCRsCRsCRsCRsCRsCRsCRsUsU21221122111111222212)1)(1()1)(1(1/11)(/)(评分标准：方法不唯一、表达形式不唯一，对，均给满分。列方程对或部分方程对，可酌情给分。2、某速度控制系统结构图如下图，（10 分）（1）求无速度反馈时，系统的动态性

8、能（超调量，调节时间）；（4分）装订线考生答题不得超过此线名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 7 页 -6（2）求有速度反馈时，系统的动态性能（超调量，调节时间）；（4 分）（3）比较以上的两种结果，分析并说明并联反馈的作用。（2分）答：（1）无速度反馈时，系统的动态性能：s；ts6%60%(sradn/16.3；158.0)（2）有速度反馈时，系统的动态性能：s；ts89.1%4.16%(；n5.016.3)（3）比较以上的两种结果，说明并联反馈不但能使系统平稳性增加，而且增加了系统快速性。评分标准：(1)公式对，答案错可适当给分；(2)只算出n、值可给一半分。3、

9、已知单位负反馈系统的开环传递函数为()(0.11)(0.21)KG Ssss，试求：a)使系统稳定的K值；b)若 r(t)=2t 2 时，要求系统的稳态误差为0.25，问K应取何值。（共 10分）答：1、0K15（5分）；2、K=8（5 分）。评分标准：方法、公式均对或部分对，但答案错可适当给分。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 7 页 -7 五、综合分析题（15分）已知最小相位开环系统的渐近对数频率特性曲线如下图所示，试：1）求取系统的开环传递函数；2）利用稳定裕度判断系统稳定性，若系统稳定，试求系统分别在单位阶跃、单位斜坡输入下的稳态误差。解：1）)15)(140()120(2.0)(sssssG（6 分）2）051180129)(,1.0cc，系统稳定（5 分）r(t)=1，ess=0(2分)r(t)=t，ess=1/0.2=5(2分)装订线考生答题不得超过此线名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 7 页 -