控制理论考试试题.doc

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1、经典控制理论习题解答经典控制理论习题解答第一章 考试题库1、重庆三峡学院04至05学年度第 2 期自动控制原理课程考试试题册A卷（02级电信)一、 填空（本题共20 分，共10小题，每题各2 分）l自动控制是 。2反馈控制的基本原理是 检测错误，用于纠正错误 。3一个反馈控制系统通常由 控制装置 、 测量装置 、 比较装置 、 被控装置 、 执行机构 、 参考输入变换装置 等几个部分组成。4按给定量的运动规律，控制系统可分为 随动控制系统 、 定值控制系统 、 程序控制系统 。5系统的频率特性是指 。6一个设计性能良好的控制系统，应当满足 稳定 、 快速 、 准确 三个方面的要求。7根轨迹的模

2、值方程为 ,相角方程为 。8非线性特性的描述函数定义为 。9对于高阶系统，系统主导极点是指 。10采样系统的脉冲传递函数定义为： G（Z）=C(Z)/R(Z) 。二、（本题共15 分）某工业过程温度控制系统如图所示，电位器上设定的电压ur是系统的输入量，箱体内液体的实际温度为输出量，插入箱体内的热电偶的输出U 与成正比。试分析该系统的工作原理并画出方框图。二、 （本题共15分）测得某二阶系统的单位阶跃响应c(t)如图所示，已知该系统具有单位负反馈，试确定其开环传递函数。四、（本题共15 分，共2小题）1）设某系统的特征方程式为：，试用劳斯稳定判据判别系统的稳定性。2）下图表示开环传递函数G(s

3、)的奈奎斯待图，P为G(s)的正实部极点数目，判定闭环系统的稳定性。 （a） （b）五、（本题共15分）已知最小相位开环系统的渐近对数幅频特性如图所示。试求取系统的开环传递函数。六、（本题共20分）已知单位反馈系统的开环传递函数为：试设计一个串联超前校正环节，使系统的相角裕量不小于45度，截止频率不低于50rads。自动控制原理 课程考试试题A卷评分标准一、（本题共20 分，共10小题，每题各2 分）1、 在没有人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之达到一定的状态和性能。2、 检测误差，用于纠正误差。3、 控制器、测量装置、比较装置、参考输入变换装置、执行

4、机构、被控对象。4、 随动控制系统、定值控制系统、程序控制系统5、 线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。6、 稳定性、快速性、准确性7、8、9、有一个或两个闭环极点距离虚轴最近，这些极点在该高阶系统时间响应中起主导作用，而其它极点距离虚轴较远，可以近似忽略。10、G（Z）=C（Z）/R（Z） 。二、（本题共15 分）三、（本题共15 分）四、（本题共15 分）1）不稳定，2）（a）不稳定、（b）不稳定五、（本题共15 分）六、（本题共20 分）2、重庆三峡学院04至05学年度第 2 期自动控制原理课程考试试题册B卷（02级电信）一、填空（本题共20 分，共10小题，每

5、题各2 分）l自动控制是 。2反馈控制的基本原理是 。3一个反馈控制系统通常由 、 、 、 、 、 等几个部分组成。4按给定量的运动规律，控制系统可分为 、 、 。5系统的频率特性是指 。6一个设计性能良好的控制系统，应当满足 、 、 三个方面的要求。7根轨迹的模值方程为 ,相角方程为 。8非线性特性的描述函数定义为 。9对于高阶系统，系统主导极点是指 。10采样系统的脉冲传递函数定义为： 。二、（本题共15分） 电冰箱制冷系统工作原理如图。继电器的输出电压Ua就是加在压缩机上的电压。简述工作原理，指出控制对象、执行元件、测量元件、被控变量、参考输入，绘出系统元件框图。三、（本题共15分）已知

6、系统结构图如图所示，单位阶跃响应的超调量为163，峰值时间tp1秒试确定参数、K。四、 （本题共15 分，共2小题）1）设某系统的特征方程式为：，试用劳斯稳定判据判别系统的稳定性。2）下图表示开环传递函数G(s)的奈奎斯待图，P为G(s)的正实部极点数目，判定闭环系统的稳定性。 （a） （b）五、（本题共15分）已知某开环系统的传递函数为：试绘制该系统的Bode图。六、（本题共20分）设单位反馈I型系统原有部分的开环传递函数为： 要求静态速度误差系数Kv8，相角裕量35度，设计串联校正装置。自动控制原理 课程考试试题B卷评分标准一、（本题共20分，共10小题，每题各2 分）8、 在没有人直接干

7、预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之达到一定的状态和性能。9、 检测误差，用于纠正误差。10、 控制器、测量装置、比较装置、参考输入变换装置、执行机构、被控对象。11、 随动控制系统、定值控制系统、程序控制系统12、 线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。13、 稳定性、快速性、准确性14、8、9、有一个或两个闭环极点距离虚轴最近，这些极点在该高阶系统时间响应中起主导作用，而其它极点距离虚轴较远，可以近似忽略。10、G（Z）=C（Z）/R（Z） 。二、（本题共15分）三、（本题共15分）四、（本题共15分）1）不稳定， 2）（a）稳定，（

8、b）稳定。五、（本题共15分）六、（本题共20分）4、重庆三峡学院 2005 至 2006 学年度第 2 期 自动控制原理 课程考试试题册A卷试题使用对象 ： 物理与电子信息 院（系） 03 级 电子信息工程 专业1、2班(本科)一、（本题20 分）填空l自动控制是指 。2PID控制器输入输出关系表达式为：u（t）= 。3改善二阶系统响应的措施有： 、 。4开环对数幅率特性的低频段反映了系统的 ，中频段反映了系统的 和 ，高频段反映了系统 。5系统的频率特性是指 。6根据开环频率特性曲线绘制闭环频率特性曲线的两种图线是： 和 。7根轨迹的模值方程为 ,相角方程为 。8非线性特性的描述函数定义为

9、 。9消除系统结构不稳定的措施可以有两种，一种是 ，另一种是 。10采样系统的脉冲传递函数定义为： 。三、 （本题10 分）回答下列问题 1、什么是主导极点？什么是主导极点分析法？ 2、简述绘制系统根轨迹图的步骤。四、 （本题10 分）系统结构图如图所示，试求系统的闭环传递函数C（S）/R（S）。 四、（本题15分）设单位负反馈控制系统的开环传递函数为：当K=10时，试求系统在单位阶跃函数输入时系统的阻尼比、无阻尼自然频率、峰值时间、超调量和调整时间。五、（本题共15 分）已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为：输入信号为，其中为常数。试求系统稳态误差时，各参数应保持的关系。六、（本题15 分

10、，共2小题）1） 已知某调速系统的特征方程式为：求该系统稳定的K值范围。2）下图表示开环传递函数G(s)的奈奎斯特图，P为G(s)的正实部极点数目，试判定闭环系统的稳定性。 七、（本题15分）已知单位反馈系统的开环传递函数为：试设计一个串联超前校正环节，使校正后系统的速度误差系数，相角裕量。重庆三峡学院 2005 至 2006 学年度 第 2 期 自动控制原理 课程考试试题A卷评分标准 命题人 廖祥学 使用于 物理与电子信息 院（系） 03 级 电子信息工程专业 1、2班（本科 ） 一、（本题20 分）15、 在没有人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之达

11、到一定的状态和性能。16、17、 误差信号的比例-微分控制、输出量的速度反馈控制。18、 稳态精度，平稳性、快速性，对输入端高频信号的抑制能力。19、 线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。20、 等M、等N圆图，Nichole图。21、 ， 8、9、改变积分性质，引入比例-微分控制。10、 。二、（本题10 分）1、 主导极点：如果系统中有一个(极点或一对)复数极点距虚轴最近，且附近没有闭环零点；而其它闭环极点与虚轴的距离都比该极点与虚轴距离大5倍以上，则此系统的响应可近似地视为由这个（或这对）极点所产生。主导极点分析法：对于高阶系统，用主导极点对系统进行近似分析，从

12、而将一个高阶系统简化为一阶或二阶的分析的方法。2、分支数；连续性与对称性；起点与终点；实轴上的根轨迹；根轨迹的渐近线根轨迹与实轴的交点；出射角、入射角；根轨迹与虚轴交点；（9)闭环极点和与积三、（本题10分） 四、（本题15 分）、 五、（本题15分） 六、（本题15 分）1），2）临界稳定 七、（本题15 分） 4、重庆三峡学院05至06学年度第 2 期自动控制原理课程考试试题册B（03级电信3班)一、（本题20 分）填空l自动控制是指 。2反馈控制的基本原理是 。3一个反馈控制系统通常由 、 、 、 、 、 等几个部分组成。4按给定量的运动规律，控制系统可分为 、 、 。5系统的频率特性是

13、指 。6一个设计性能良好的控制系统，应当满足 、 、 三个方面的要求。7根轨迹的模值方程为 ,相角方程为 。8非线性特性的描述函数定义为 。9消除系统结构不稳定的措施可以有两种，一种是 ，另一种是 。10采样系统的脉冲传递函数定义为： 。二、（本题10分）回答下列问题1、 简述绘制系统根轨迹图的步骤。2、 频率特性法的主要特点是什么？三、（本题10分）通过方框图变换，求取下图所示系统的闭环传递函数。四、（本题15分）设一随动系统如图所示，要求系统的超调量为0.2，峰值时间，试求：1）增益K和速度反馈系数。 2）根据所求的 值，计算该系统的 。五、（本题15分）已知单位反馈控制系统的开环传递函数

14、为：试求当参考输入信号为时，系统的稳态误差。六、（本题15 分）1）设某系统的特征方程式为：，试用劳斯判据确定系统的稳定性。2）下图表示开环传递函数G(s)的奈奎斯待图，P为G(s)的正实部极点数目，判定闭环系统的稳定性。 七、（本题15分）设单位反馈系统原有部分的开环传递函数为： 要求静态速度误差系数，相角裕量，设计串联校正装置。重庆三峡学院 2005 至 2006 学年度 第 2 期 自动控制原理 课程考试试题B卷评分标准（03级电信3班） 一、（本题共20分，共10小题，每题各2 分）22、 在没有人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之达到一定的状态

15、和性能。23、 检测误差，用于纠正误差。24、 控制器、测量装置、比较装置、参考输入变换装置、执行机构、被控对象。25、 随动控制系统、定值控制系统、程序控制系统26、 线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。27、 稳定性、快速性、准确性28、 ， 8、9、改变积分性质，引入比例-微分控制。10、 。二、（本题10分）、 答：分支数；连续性与对称性；起点与终点；实轴上的根轨迹；根轨迹的渐近线，根轨迹与实轴的交点；出射角、入射角；根轨迹与虚轴交点；9)闭环极点和与积。、 答：（1）频率特性具有明确的物理意义，它可以用实验的方法来确定，这对于难以列写微分方程式的元部件或系统

16、来说，具有重要的实际意义。（2）由于频率响应法主要通过开环频率特性的图形对系统进行分析，因而具有形象直观和计算量少的特点。（3）频率响应法不仅适用于线性定常系统，而且还适用于传递函数不是有理数的纯滞后系统和部分非线性系统的分析。三、（本题10分）四、（本题15分）五、（本题15分） ess=2六、（本题15分） 1）稳定. 2）稳定。七、（本题15分）5、重庆三峡学院06至07学年度第 2 期 自动控制原理 课程考试试题册A卷（04级电信1、2、3班)一、（本题20 分）填空题l自动控制是指 。2开环对数幅频特性的低频段反映了系统的 ，中频段反映了系统的 和 ，高频段反映了系统 。3系统的频率

17、特性是指 。4根轨迹的模值方程为 ,相角方程为 。5非线性特性的描述函数定义为 。6采样系统的脉冲传递函数定义为 。7.开环幅相曲线的起始角为 ，终止角为 .8.根据开环频率特性曲线绘制闭环频率特性曲线的方法有 ， ， 。9. 若系统的线性部分的频率特性为，非线性部分的描述函数为，则由上面两个部分构成的单位反馈系统的特征方程为： 。10.主导极点是指 。五、 （本题20 分）选择题1. a、d ；2. b、c、d ；3. a、c ；4、b、c ；5. b ；6. d ；7. b ；8. c ；9. a、b ；10. b六、1.若系统的相位截止频率为，增益截止频率为，则系统的幅值裕度为：a）；b

18、）；c）；d）2.控制系统的闭环频率特性指标为： a） ； b） ； c） ； d）。3.对于标准的二阶系统，若为定植，则当系统的阻尼比增大时，系统的上升时间将 a） 增大； b）减小 ； c）变长； d）缩短4.串联迟后校正网络有： a）；b）；c）；d）5. 对一个二阶系统来说，系统的最佳阻尼比为： a） 0 ； b） ； c）1； d）-0.707。6.若系统的传递函数为，则系统有 个无穷零点。 a） 0 ； b） ； c）； d）.7.PD控制器的表达式为： a） ；b） ； c）； d）。8. 二阶系统在谐振频率处的谐振峰值为：a） ； b） ； c）； d）。9.消除系统结构不稳定

19、的措施有：a） 改变积分性质； b）引入比例微分控制； c）引入速度反馈；d）减小开环系数。10.下图表示开环传递函数G(s)的奈奎斯特图，P为G(s)的正实部极点数目，则其闭环系统a） 稳定； b）不稳定； c）临界稳定； d）都不对。二、（本题15 分）系统结构图如图所示，试求系统的闭环传递函数C（S）/R（S）。 七、 （本题15 分）闭环系统的动态结构图如图所示。a) 若系统在单位阶跃输入时，试确定参数的取值；b) 若系统输入信号为，试求系统稳态误差。五、（本题15分）如图所示为实验获得的某个单位反馈（最小相位）系统的开环幅频特性曲线的渐近线，试确定系统的传递函数，并判断系统的稳定性。

20、 六、（本题15分）已知单位反馈系统的开环传递函数为：试设计一个串联校正装置，使校正后系统在斜波输入时的稳态误差，相角裕量，。重庆三峡学院 2006 至 2007 学年度 第 2 期 自动控制原理 课程考试试题A卷评分标准 命题人 廖祥学 使用于 物理与电子信息 院（系） 04 级 电子信息工程专业 1、2、3班（本科） 一、（本题20 分）29、 在没有人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之达到一定的状态和性能。30、 稳态精度，平稳性、快速性，对输入端高频信号的抑制能力。31、 线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。32、 ，

21、5、 6、7、，。8、向量法，等M圆、等N圆，Nichole图。9、10、如果系统中有一个极点（或一对复数极点）距虚轴最近，且附近没有闭环零点；而其它闭环极点与虚轴的距离都比该极点与虚轴距离大5倍以上，则此系统的响应可近似地视为由这个（或这对）极点所产生。二、（本题20 分）1. a、d ；2. b、c、d ；3. a、c ；4、b、c ；5. b ；6. d ；7. b ；8. c ；9. a、b ；10. b三、（本题15分） 四、（本题15 分）五、（本题15分） 六、（本题15 分） 6、重庆三峡学院06至07学年度第 2 期自动控制原理课程考试试题册B卷（04级电信1、2、3班）一、

22、（本题30 分）填空l自动控制是指 。2开环对数幅频特性的低频段反映了系统的 ，中频段反映了系统的 和 ，高频段反映了系统 。3系统的频率特性是指 。4根轨迹的模值方程为 ,相角方程为 。5非线性特性的描述函数定义为 。6采样系统的脉冲传递函数定义为 。7.开环幅相曲线的起始角为 ，终止角为 .8.根据开环频率特性曲线绘制闭环频率特性曲线的方法有 ， ， 。9. 若系统的线性部分的频率特性为，非线性部分的描述函数为，则由上面两个部分构成的单位反馈系统的特征方程为： 。10.主导极点是指 。11.若系统的相位截止频率为，则系统的幅值裕度为 。12.常用的系统闭环频率特性指标有 。13. 对于标准

23、二阶系统来说，系统的最佳阻尼比为： 。14.已知某调速系统的特征方程式为：，则特征方程有 个正实部的根。15.二阶系统在谐振频率处的谐振峰值为： 。二、（本题10 分）简述绘制系统根轨迹图的步骤。三、（本题15 分）系统结构图如图所示，试求系统的闭环传递函数C（S）/R（S）。 四、（本题15分）已知系统的结构图，单位阶跃响应的超调量，峰值时间秒。试求：1、确定参数和。2、当输入信号为时，系统的稳态误差。五、（本题15分）如图所示为实验获得的幅值随频率变化的渐近线，试确定系统的传递函数。 L（w）dB -20dB/dec 40 -40dB/dec 2.5 w40lg0.625 -60dB/de

24、c六、（本题15分）已知单位反馈系统的开环传递函数为：试设计一个串联校正装置，使校正后系统在斜波输入时的稳态误差，相角裕量。重庆三峡学院 2006 至 2007 学年度 第 2 期自动控制原理 课程考试试题B卷评分标准（04 级 电信1、2班 ） 一、（本题30 分）填空1、在没有人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象或过程自动按照预定的规律运行，使之达到一定的状态和性能。2、稳态精度，平稳性、快速性，对输入端高频信号的抑制能力。3、线性定常系统，在正弦信号作用下，输出的稳态分量与输入的复数比。4、 ， 5、 6、7、，。改变积分性质，引入比例-微分控制8、向量法，等M圆、等N圆，Nich

25、ole图。9、10、如果系统中有一个极点（或一对复数极点）距虚轴最近，且附近没有闭环零点；而其它闭环极点与虚轴的距离都比该极点与虚轴距离大5倍以上，则此系统的响应可近似地视为由这个（或这对）极点所产生。11. . 12. 、.13. 14.2个.15.二、（本题10 分）答：分支数；连续性与对称性；起点与终点；实轴上的根轨迹；根轨迹的渐近线根轨迹与实轴的交点；出射角、入射角；根轨迹与虚轴交点；（9)闭环极点和与积。三、（本题15分） 四、（本题15 分）、 五、（本题15分） 六、（本题15 分） 7、重庆三峡学院07 至08学年度第 2 期 自动控制原理 课程考试试题册A卷（05级电信1、2

26、、3)一、（本题10 分）问答题1）自动控制系统由哪几部分组成？2）自动控制系统的基本要求是什么？3）举一个自动控制在实际工程中应用的例子，并简单的说明其工作原理。二、（本题30 分）填空题1. b ；2. d ；3. b ；4. c ；5. b； 6. a ；7. a ；8. a ；9. a；10.b； 11. ad ；12. cd ；13. abcd ；14、bc ；15. ab 1. 标准二阶系统的最佳阻尼比为 。 a） 0 ； b） ； c）1； d）-0.707。2.若系统的传递函数为，则系统有 个无穷零点。 a） 0 ； b） ； c）； d）.3.PD控制器可以表达为 。 a）；

27、 b） ； c）； d）。4. 二阶系统在谐振频率处的谐振峰值为 。a）； b） ； c）； d）。5.若一系统开环传递函数G(s) 正实部极点数目为1，半个奈奎斯特图绕（-1，j0）点的圈数为1，则其闭环系统 。a）稳定； b）不稳定； c）临界稳定； d）都不对6开环对数幅频特性的低频段反映了系统的 。a)稳态精度； b)平稳性、快速性； c)对输入端高频信号的抑制能力； d)相位裕量7根轨迹的模值方程为 。a)； b) ；c）；d）8设某系统传递函数，则开环幅相曲线的起始角为 。a)； b) ； c) ； d) 9. 若非线性特性的描述函数为，线性部分的频率特性是，则系统的闭环特征方程为

28、 。a）； b） ； c）； d）10. 控制系统的闭环频率特性指标是 。 a） ； b） ； c） ； d）。11.若系统的相位截止频率为，增益截止频率为，则系统的幅值裕度为 。a）；b）；c）；d）12. 采样控制系统常用 进行描述。a)传递函数； b) 描述函数； c）脉冲传递函数； d）差分方程。13. 控制系统常见的非线性特性有 。a)不灵敏区； b)饱和； c)间隙； d)摩擦14.串联迟后校正网络是 。 a）；b）；c）；d）15.消除系统结构不稳定的措施有 。a） 改变积分性质； b）引入比例微分控制； c）引入速度反馈；d）减小开环系数。三、（本题15 分）已知一系统由如下方

29、程组组成： 试绘制系统系统结构图，并求出系统的闭环传递函数：。四、（本题15 分）闭环系统的动态结构图如图所示。c) 若系统在单位阶跃输入时，试确定参数的取值；d) 若系统输入信号为，试求系统稳态误差。五、（本题15分）已知一单位反馈系统对数幅频特性渐近线曲线如下，要求：1）确定系统的传递函数，并判断系统的稳定性。2）若将对数幅频特性渐近线曲线向右平移10倍频程，讨论对系统阶跃响应的影响。 六、（本题15分）已知一单位反馈系统的开环传递函数为：，设计一个串联超前校正装置对系统进行校正。根据计算回答下列问题:1) 若要求系统校正后,系统在斜波输入时的稳态误差,则K值应为多少?2) 若原系统开环频

30、率特性的截止频率, 系统能满足的相位裕量吗?说明理由。3) 若不满足的相位裕量, 试计算串联超前校正装置的分度系数.4) 若校正装置之后,系统新的截止频率, 试计算校正装置的时间常数.重庆三峡学院 2007 至 2008 学年度 第 2 期 自动控制原理 课程考试试题A卷评分标准（05级电信1、2、3班） 一、（本题10 分） 1）控制器、测量装置、比较装置、参考输入变换装置、执行机构、被控对象等。2）稳定性、快速性、准确性。3）如温度、压力控制，计算机磁盘控制等。二、（本题30 分）1. b ；2. d ；3. b ；4. c ；5. b；6. a ；7. a ；8. a ；9. a；10.

31、b；11. ad ；12. cd ；13. abcd ；14、bc ；15. ab 三、（本题15分） 四、（本题15 分）五、（本题15分） ，稳定，不变。六、（本题15 分）; 不能;.8、重庆三峡学院 2007 至 2008 学年度第 2 期 自动控制原理 课程考试试题册B卷（05级电信1、2、3班)一、（本题10 分）问答题1、什么是闭环控制？闭环控制有什么优缺点？2、什么是奈魁斯特判剧？二、（本题30 分）填空题1. b ；2. d ；3. a ；4. a ；5. b；6. A ；7. b ；8. b ；9. a ；10. b；11. b ；12. d ；13. b ；14、abc ；15. b 1. 标准二阶系统的传递函数为：，则二阶系统的转则频率为 。 a） ； b） ； c）； d）。2.若系统的传递函数为，则系统有 个无穷零点。 a） 0 ； b）1 ； c）2； d）3.3.设某个三型系统的开环增益为，则该系统Bode图起始段渐进线与横轴交于 点。 a） ； b） ； c）； d）。4. 二阶系统在处的幅值为 。a） ； b） ； c）； d）。5. 已知系统的闭环特征方程为：，则该系统 。 a） 稳定； b）不稳