自动控制原理复习试题及答案8套.pdf

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1、精品文档 精品文档 自动控制原理试题 1 一、单项选择题（每小题 1 分，共 20 分）1.系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（）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（）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（）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，延迟环节频率特性极坐标图为（）A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线 5.当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为

2、输入变量时，电动机可看作一个（）A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节 6.若系统的开环传 递函数为2)(5 10ss，则它的开环增益为（）A.1 B.2 C.5 D.10 7.二阶系统的传递函数52 5)(2sssG，则该系统是（）A.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.若保持二阶系统的 不变，提高 n，则可以（）A.提高上升时间和峰值时间 B.减少上升时间和峰值时间 C.提高上升时间和调整时间 D.减少上升时间和超调量 9.一阶微分环节TssG 1)(，当频率T1时，则相频特性)(jG为（）A.45 B.-45 C.90 D.-90 10.最小

3、相位系统的开环增益越大，其（）A.振荡次数越多 B.稳定裕量越大 C.相位变化越小 D.稳态误差越小 11.设系统的特征方程为 0516178234sssssD，则此系统 （）A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。12.某单位反馈系统的开环传递函数为：)5)(1(sssksG，当 k=（）时，闭环系统临界稳定。A.10 B.20 C.30 D.40 13.设系统的特征方程为 025103234sssssD，则此系统中包含正实部特征的个数有（）A.0 B.1 C.2 D.3 14.单位反馈系统开环传递函数为 ssssG652，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（）A.2 B.0.

4、2 C.0.5 D.0.05 精品文档 精品文档 15.若已知某串联校正装置的传递函数为1101)(sssGc，则它是一种（）A.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 E(s)的函数关系为（）A.)(lim0sEesss B.)(lim0ssEesss C.)(limsEesss D.)(limssEesss 17.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（）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（）A.圆 B.上半圆 C.下半圆 D.45弧线 19.开

5、环传递函数为 G(s)H(s)=)3(3ssK,则实轴上的根轨迹为（）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（）反馈的传感器。A.电压 B.电流 C.位移 D.速度 二、填空题（每小题 1 分，共 10 分）21.闭环控制系统又称为 系统。22.一线性系统，当输入是单位脉冲函数时，其输出象函数与 相同。23.一阶系统当输入为单位斜坡函数时，其响应的稳态误差恒为 。24.控制系统线性化过程中，线性化的精度和系统变量的 有关。25.对于最小相位系统一般只要知道系统的 就可以判断其稳定性。26.一般讲系统的位置误差指输入是 所引起的输

6、出位置上的误差。27.超前校正是由于正相移的作用，使截止频率附近的 明显上升，从而具有较大 的稳定裕度。28.二阶系统当共轭复数极点位于 线上时，对应的阻尼比为 0.707。29.PID 调节中的“P”指的是 控制器。30.若要求系统的快速性好，则闭环极点应距虚轴越_ _越好。三,计算题（第 41、42 题每小题 5 分，第 43、44 题每小题 10 分，共 30 分）41.求图示方块图的传递函数，以 Xi(s)为输入，X0(s)为输出。42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。43.欲使图所示系统的单位阶跃响应的最大超调量为20%，峰值时间为 2 秒，试确定 K 和 H3 X0(

7、s)H1 G1 G2 G3-+-H2+Xi(s)-+G4 M x0 fi k2 k1 D 率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比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上升时间和峰值时间提高上升时间和调整时间减少上升时间和超调量时则相频特性最精品文档 精品文档 21s K1值。44.系统开环频率特性由实验求得，并已用渐近线表示出。试求该系统的开环传递函数。(设系统是最小相位系统)。自动控制原理试题 2 一、单项选择题（每小题 1 分，共 20

8、 分）1.系统已给出，确定输入，使输出尽可能符合给定的最佳要求，称为（）A.最优控制 B.系统辨识 C.系统分析 D.最优设计 2.与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。A.输出量 B.输入量 C.扰动量 D.设定量 3.在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（）指标密切相关。A.允许的峰值时间 B.允许的超调量 C.允许的上升时间 D.允许的稳态误差 4.主要用于产生输入信号的元件称为（）A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件 5.某典型环节的传递函数是 151ssG，则该环节是（）A.比例环节 B.积分环节

9、 C.惯性环节 D.微分环节 6.已知系统的微分方程为 txtxtxtxi2263000，则系统的传递函数是（）A.26322 ss B.26312 ss C.36222 ss D.36212 ss 7.引出点前移越过一个方块图单元时，应在引出线支路上（）A.并联越过的方块图单元 B.并联越过的方块图单元的倒数 C.串联越过的方块图单元 D.串联越过的方块图单元的倒数+K 1+K1s Xi(s)X0(s)率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比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它

10、的开环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上升时间和峰值时间提高上升时间和调整时间减少上升时间和超调量时则相频特性最精品文档 精品文档 8.设一阶系统的传递27)(ssG，其阶跃响应曲线在 t=0 处的切线斜率为（）A.7 B.2 C.27 D.21 9.时域分析的性能指标，哪个指标是反映相对稳定性的（）A.上升时间 B.峰值时间 C.调整时间 D.最大超调量 10.二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为（）A.谐振频率 B.截止频率 C.最大相位频率 D.固有频率 11.设系统的特征方程为 0122234sssssD，则此系统中包含正实部特征的个数为（）A.0 B.1 C.2 D.3 12

11、.一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量 为（）A.015 B.15 30 C.30 60 D.60 90 13.设一阶系统的传递函数是 12ssG，且容许误差为 5%，则其调整时间为（）A.1 B.2 C.3 D.4 14.某一系统的速度误差为零，则该系统的开环传递函数可能是（）A.1TsK B.)(bsassds C.)(assK D.)(2assK 15.单位反馈系统开环传递函数为)23(422ssssG，当输入为单位斜坡时，其加速度误差为（）A.0 B.0.25 C.4 D.16.若已知某串联校正装置的传递函数为11.01)(sssGc，则它是一种（）A.相位超前校正 B.相位滞后校

12、正 C.相位滞后超前校正 D.反馈校正 17.确定根轨迹大致走向，一般需要用（）条件就够了。A.特征方程 B.幅角条件 C.幅值条件 D.幅值条件+幅角条件 18.某校正环节传递函数1101100)(sssGc，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（）A.(0，j0)B.(1，j0)C.(1，j1)D.(10，j0)19.系统的开环传递函数为2)1)(sssK，则实轴上的根轨迹为（）A.(-2，-1)和（0，）B.(-，-2)和(-1，0)C.(0，1)和(2，)D.(-，0)和(1，2)20.A、B 是高阶系统的二个极点，一般当极点 A 距离虚轴比极点 B 距离虚轴大于（）时，分析系统时可忽略极点

13、 A。A.5 倍 B.4 倍 C.3 倍 D.2 倍 二、填空题（每小题 1 分，共 10 分）21.“经典控制理论”的内容是以 为基础的。22.控制系统线性化过程中，变量的偏移越小，则线性化的精度 。率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比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上升时间和峰值时间提高上升时间和调整时间减少上升时间和超调量时则相频特性最精品文档 精品文档 23.某典型环节的传递函数是21)(ssG，则系统的时间常数是 。24.

14、延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使 发生变化。25.若要全面地评价系统的相对稳定性，需要同时根据相位裕量和 来做出判断。26.一般讲系统的加速度误差指输入是 所引起的输出位置上的误差。27.输入相同时，系统型次越高，稳态误差越 。28.系统主反馈回路中最常见的校正形式是 和反馈校正 29.已知超前校正装置的传递函数为132.012)(sssGc，其最大超前角所对应的频率m 。30.若系统的传递函数在右半S 平面上没有 ，则该系统称作最小相位系统。三、计算题（第 41、42 题每小题 5 分，第 43、44 题每小题 10 分，共 30 分）41.根据图示系统结构图，求系统传递函数C(s)/R(

15、s)。42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。43.已知系统的传递函数)11.0(10)(sssG，试分析系统由哪些环节组成并画出系统的Bode图。44.电子心率起搏器心率控制系统结构如图所示，其中模仿心脏的传递函数相当于一个纯积分环节，要求：(1)若5.0，对应最佳响应，问起搏器增益 K 应取多大。(2)若期望心速为 60 次/min，并突然接通起搏器，问 1s 后实际心速为多少？瞬时的最大心速多大。y0(t)G2(s)R(s)G3(s)+-G1(s)H1(s)H3(s)C(s)率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比较元件给定元件反馈元件放大元件从变

16、枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上升时间和峰值时间提高上升时间和调整时间减少上升时间和超调量时则相频特性最精品文档 精品文档 自动控制原理试题 3 1.如果被调量随着给定量的变化而变化，这种控制系统叫（）A.恒值调节系统 B.随动系统 C.连续控制系统 D.数字控制系统 2.与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。A.输出量 B.输入量 C.扰动量 D.设定量 3.直接对控制对象进行操作的元件称为（）A.给定元件 B.放大元件 C.比较元件 D

17、.执行元件 4.某典型环节的传递函数是 TssG1，则该环节是（）A.比例环节 B.惯性环节 C.积分环节 D.微分环节 5.已知系统的单位脉冲响应函数是 21.0 tty，则系统的传递函数是（）A.32.0s B.s1.0 C.21.0s D.22.0s 6.梅逊公式主要用来（）A.判断稳定性 B.计算输入误差 C.求系统的传递函数 D.求系统的根轨迹 7.已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，则其阻尼比可能为（）A.0.6 B.0.707 C.0 D.1 8.在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（）指标密切相关。A.允许的稳态误差 B.允许的超调量 C.允许的上升时间

18、D.允许的峰值时间 9.设一阶系统的传递27)(ssG，其阶跃响应曲线在t=0 处的切线斜率为（）A.7 B.2 C.27 D.21 10.若系统的传递函数在右半 S 平面上没有零点和极点，则该系统称作（）A.非最小相位系统 B.最小相位系统 C.不稳定系统 D.振荡系统 11.一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量 为（）A.015 B.15 30 C.30 60 D.60 90 12.某系统的闭环传递函数为：kssskssGB243223，当 k=（）时，闭环系统临界稳定。A.2 B.4 C.6 D.8 13.开环传递函数为)4()()(3SSKsHsG，则实轴上的根轨迹为（）率通过测量

19、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比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上升时间和峰值时间提高上升时间和调整时间减少上升时间和超调量时则相频特性最精品文档 精品文档 A.(4，)B.(4，0）C.(，4)D.(0，)14.单位反馈系统开环传递函数为)23(422ssssG，当输入为单位斜坡时，其加速度误差为（）A.0 B.0.25 C.4 D.15.系统的传递函数)4)(1(52ssssG，其系统的增益和型次为 （）A.5，2 B.5/4，2 C

20、.5，4 D.5/4，4 16.若已知某串联校正装置的传递函数为12.0121101)(sssssGj，则它是一种（）A.相位滞后校正 B.相位超前校正 C.相位滞后超前校正 D.反馈校正 17.进行串联超前校正前的穿越频率c与校正后的穿越频率c的关系，通常是（）A.c=c B.cc C.cc C.cc C.c0，a0，则闭环控制系统的稳定性与（）A.K 值的大小有关 B.a 值的大小有关 C.a 和 K 值的大小无关 D.a 和 K 值的大小有关 13.已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，则其阻尼比可能为（）A.0.707 B.0.6 C.1 D.0 14.系统特征方程式的所有根均在

21、根平面的左半部分是系统稳定的（）A.充分条件 B.必要条件 C.充分必要条件 D.以上都不是 15.以下关于系统稳态误差的概念正确的是（）A.它只决定于系统的结构和参数 B.它只决定于系统的输入和干扰 C.与系统的结构和参数、输入和干扰有关 D.它始终为 0 16.当输入为单位加速度且系统为单位反馈时，对于 I 型系统其稳态误差为（）A.0 B.0.1/k C.1/k D.17.若已知某串联校正装置的传递函数为ssGc2)(，则它是一种（）A.相位滞后校正 B.相位超前校正 C.微分调节器 D.积分调节器 18.在系统校正时，为降低其稳态误差优先选用（）校正。率通过测量输出量产生一个与输出信号

22、存在确定函数比例关系值的元件称为比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上升时间和峰值时间提高上升时间和调整时间减少上升时间和超调量时则相频特性最精品文档 精品文档 A.滞后 B.超前 C.滞后-超前 D.减小增益 19.根轨迹上的点应满足的幅角条件为 sHsG（）A.-1 B.1 C.(2k+1)/2 (k=0,1,2,)D.(2k+1)(k=0,1,2,)20.主导极点的特点是（）A.距离虚轴很近 B.距离实轴很近 C.距离虚轴很远 D.距离实轴很远 21.对控制系

23、统的首要要求是系统具有 。22.利用终值定理可在复频域中得到系统在时间域中的 。23.传递函数反映了系统内在的固有特性，与 无关。24.若减少二阶欠阻尼系统超调量，可采取的措施是 。25.已知超前校正装置的传递函数为132.012)(sssGc，其最大超前角所对应的频率m_ _。26.延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使 发生变化 27.某典型环节的传递函数是21)(ssG，则系统的时间常数是 。28.在扰动作用点与偏差信号之间加上 能使静态误差降为0。29.微分控制器是针对被调量的 来进行调节。30.超前校正主要是用于改善稳定性和 。41.系统方框图如下，求其传递函数)(sRsC。42.建立图

24、示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。43.已知系统的传递函数1)110(10)(SSSG，试分析系统由哪些环节组成并画出系统的Bode图。44.单位反馈系统的开环传递函数为11)(ssGk，求:C2 R1 u i(t)u 0(t)C1 R2 G2(s)H1(s)R(s)C(s)+G4(s)G3(s)G1(s)H2(s)+G5(s)+率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比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上升时间和峰值时间提高上升时间

25、和调整时间减少上升时间和超调量时则相频特性最精品文档 精品文档 1)系统在单位阶跃信号输入下的稳态偏差是多少；2)当系统的输入信号为)30sin()(ttxi,系统的稳态输出？率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比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上升时间和峰值时间提高上升时间和调整时间减少上升时间和超调量时则相频特性最精品文档 精品文档 自动控制原理 1 试题答案及评分参考 一、单项选择题（每小题 1 分，共 20 分）1.C 2.A

26、 3.C 4.A 5.B 6.C 7.B 8.B 9.A 10.D 11.A 12.C 13.C 14.C 15.D 16.B 17.A 18.B 19.C 20.B 二、填空题(每空 1 分,共 10 分)21.反馈控制 22.传递函数 23.时间常数 T(或常量)24.偏移程度 25.开环幅频特性 26.阶跃信号 27.相位 28.45 29.比例 30.远 三、计算题(第 41、42 题每小题 5 分，第 43、44 题每小题 10 分，共 30 分)41.解：243213321232121413211)(HGHGGHGGGHGGHGGGGGGGsG （5 分）42.解：)()()()(

27、)()()()()()()()()()()()(022020201002010sFsXsXksXMstftxtxktxMsXsXksXksDsXtxtxktxktxDiaaiaaaa （2.5 分）21222132kkDskskkmmDsksG （2.5 分）43.解：kksksksXsYsGi12)()()(（2 分）率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比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上升时间和峰值时间提高上升时间和调整时间减少上

28、升时间和超调量时则相频特性最精品文档 精品文档 456.02.055621 eMp （2 分）212npt （2 分）508.4906.82nnk （2 分）13.021kkn （2 分）44.解：由图知该系统的开环传递函数为12122TssTsk （2分）其中T=13 （1 分）由低频渐近线与横轴交点为10，得10k （2分）修正量 10)2log(20L，得158.0 （2 分）故所求开环传递函数为1105.091102sss （3分）或记为)12(22 TssTsk(158.03110Tk)自动控制原理 2 试题答案及评分参考 一、单项选择题（每小题 1 分，共 20 分）1.A 2.B

29、 3.D 4.B 5.C 6.A 7.C 8.B 9.D 10.D 率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比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上升时间和峰值时间提高上升时间和调整时间减少上升时间和超调量时则相频特性最精品文档 精品文档 11.C 12.C 13.C 14.D 15.A 16.A 17.D 18.D 19.B 20.A 二、填空题(每空 1 分,共 10 分)21.传递函数 22.越高 23.0.5 24.相频特性 25.幅

30、值裕量 26.匀加速度 27.小 28.串联校正 29.1.25 30.零点和极点 3)离虚轴的闭环极点对瞬态响应影响很小，可忽略不计；（1 分）4)要求系统动态过程消失速度快，则应使闭环极点间的间距大，零点靠近极点。即存 5）在偶极子；（1 分）5)如有主导极点的话，可利用主导极点来估算系统的性能指标。（1 分）五、计算题(第 41、42 题每小题 5 分，第 43、44 题每小题 10 分，共 30 分)41.解)()()()()()()()()(1)()()()()(132123233321sHsGsGsGsHsGsGsHsGsGsGsGsRsC （5 分）42.解：)()()()()(

31、)()()(021202100sFsYkkDsmstFtykktyDtymii （2.5 分）2121)(kkDsmssG （2.5分）43.解：系统有一比例环节：2010log2010K （1.5分）积分环节：s1 （1 分）率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比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上升时间和峰值时间提高上升时间和调整时间减少上升时间和超调量时则相频特性最精品文档 精品文档 惯性环节：11.01s 转折频率为1/T=10

32、 （1.5 分）20Log G(j)40 -20 20 -40 0 0.1 1 10 -20 -40 G（j）0 0.1 1 10 -450-900-1350-1800 直接画出叠加后的对数幅频图（3 分）直接画出叠加后的对数相频图（3 分）。（若叠加图不对，但是画出了比例环节、积分环节、惯性环节的对数幅频图各给 1 分，画出积分环节、惯性环节的对数相频图各给 1.5 分）44.解：(1)传递函数 05.0Ks05.01s05.0Ks1105s.0K1s1105s.0KsG2 （4 分）得0.05Kn，n2005.01 （2 分）当5.0时，K20，n=20 （1分）(2)由以上参数分析得到其

33、响应公式：率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比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上升时间和峰值时间提高上升时间和调整时间减少上升时间和超调量时则相频特性最精品文档 精品文档 221*211sin1)(arctgtetCntn 得C（1）1.0 次 每 秒，即60次 每 分 钟，（1 分）当5.0时，超调量%3.16%，最大心速为 69.78 次。（2分）自动控制原理 3 试题答案及评分参考 一、单项选择题（每小题 1 分，共 20 分

34、）1.B 2.B 3.D 4.C 5.A 6.C 7.C 8.A 9.B 10.B 11.C 12.C 13.C 14.A 15.B 16.C 17.B 18.D 19.D 20.A 二、填空题(每空 1 分,共 10 分)21.稳定性 22.加速性能 23.0.5 24.相频特性 25.2/n(或常量)26.检测偏差并纠正偏差的 27.1.25 28.积分环节 29.快速性 30.静态位置误差系数 五、计算题(第 41、42 题每小题 5 分，第 43、44 题每小题 10 分，共 30 分)41.解:3212432321431GGGHGHGGGGGGGGG总 （5 分）42.解:2121)

35、()()(kkkkktFtyktymi （2.5分）2122121)()()(kkmskkkksFsYsGi （2.5率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比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上升时间和峰值时间提高上升时间和调整时间减少上升时间和超调量时则相频特性最精品文档 精品文档 分）43.解:K/510ss5KKs505sK50)s(5sK150)s(5sKsG22 （2 分）K/5n10，n2100.5，得 K500 （2分）2n

36、-1arccosrt0.24 （2分）21PeM0.16 （2分）2n-1pt0.36 （1分）n3 st0.6 （1 分）44.解:(1)得特征方程为：010301223asss （2分）S3 1 30 S2 12 10a S1 (360-10a)/12 S0 10a 得:(360-10a)0，10a0，从而0 a36。（3 分）(2)将 d-1=s 代入上式，得019109923addd （2 分）d3 1 9 d2 9 10a-19 率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比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环

37、节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上升时间和峰值时间提高上升时间和调整时间减少上升时间和超调量时则相频特性最精品文档 精品文档 d1 (81-10a+19)/9 d0 10a-19 同理得到:0.9 a10 （3 分）自动控制原理 4 试题答案及评分参考 一、单项选择题（每小题 1 分，共 20 分）1.C 2.C 3.A 4.C 5.C 6.D 7.C 8.A 9.B 10.D 11.C 12.B 13.B 14.B 15.A 16.D 17.B 18.D 19.D 20.D 二、填空题(每空 1 分,共 10 分)21.数字控制系统 22.偏差信号

38、 23.偏移程度 24.j3212 25.稳态 26.2 27.相同 28.比例 29.0.707 30.重视大的误差，忽略小的误差 五、计算题(第 41、42 题每小题 5 分，第 43、44 题每小题 10 分，共 30 分)41.解:)()()()()()()(0222211202010sFsYsDksDksDkmstFtyktyktymii （2.5 分）2122122122123222)(kksDkDkDksDDmksmDsDksG （2.5 分）42.解:HGGGGGGGGGGHGHGGGGGGGGGGG4321431321243214313211总 （5 分）率通过测量输出量产生

39、一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上升时间和峰值时间提高上升时间和调整时间减少上升时间和超调量时则相频特性最精品文档 精品文档 43.解:系统有一比例环节:K=10 20log10=20 （1.5 分）积分环节:1/S （1 分）惯性环节:1/(S+1)转折频率为1/T=1 （1.5 分）20Log G(j)40 -20 20 -40 0 0.1 1 10 -20 -40 G（j）0 0.1 1 10 -450-900

40、-1350-1800 直接画出叠加后的对数幅频图（3 分）直接画出叠加后的对数相频图（3 分）。（若叠加图不对，但是画出了比例环节、积分环节、惯性环节的对数幅频图各给 1 分，画出积分环节、惯性环节的对数相频图各给 1.5 分）44.解:1)系统的特征方程为：032)(23kssssD (2 分)率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比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上升时间和峰值时间提高上升时间和调整时间减少上升时间和超调量时则相频特

41、性最精品文档 精品文档 由劳斯阵列得:0 k0 时系统稳定；a0 为 D（s）稳定的充要条件，与奈氏判据结论一致 (2 分)44.解:(1)三条根轨迹分支的起点分别为 s1=0,s2=-2,s3=-4；终点为无穷远处。(1 分)(2)实 轴 上 的0至-2和-4至-间 的 线 段 是 根 轨 迹。(1 分)(3)渐近线的倾角分别为60，180。率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比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上升时间和峰值时间提高

42、上升时间和调整时间减少上升时间和超调量时则相频特性最精品文档 精品文档(1 分)渐近线与实轴的交点为a=243=-2 (1 分)(4)分离点:根据公式dsdK=0,得:s1=-0.85，s2=-3.15 因为分离点必须位于 0 和-2 之间可见 s2不是实际的分离点，s1=-0.85 才是实际分离点。(1 分)(5)根轨迹与虚轴的交点:1=0,K=0;2,3=22,K=48 (1 分)根据以上结果绘制的根轨迹如右图所示。(2 分)所要求系统稳定的 K 值范围是:0K0，系统的稳态误差 ess就增大，说明利用局部负反馈改 善 系 统 稳 定 性 是 以 牺 牲 系 统 的 稳 态 精 度 为 代

43、 价 的。(2 分)44.解:率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比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上升时间和峰值时间提高上升时间和调整时间减少上升时间和超调量时则相频特性最精品文档 精品文档 1)绘制系统根轨迹图 已知系统开环传递函数为：)15.0)(1()(sssKsG 将其变换成由零、极点表达的形式：)2)(1()(*sssKsG (1 分)(其中，根轨迹增益 K*=2K，K 为系统的开环增益，根据上式可绘制根轨迹图)(1)根轨

44、迹的起点、终点及分支数：三条根轨迹分支的起点分别为 s1=0，s2=-1，s3=-2；终点为无穷远处。(1 分)(2)实轴上的根轨迹：实轴上的 0 至-1 和-2 至-间的线段是根轨迹。(1 分)(3)渐近线:渐近线的倾角分别为60，180。渐近线与实轴的交点为a=351=-1 (2 分)(4)分离点:根据公式0dsdK，得：s1=-0.42，s2=-1.58，因为分离点必须位于 0 和-1之间，可见 s2不是实际的分离点，s1=-0.42 才是实际分离点。(1 分)(5)根轨迹与虚轴的交点：1=0,K*=0;2,3=1.414,K*=6 根 据 以 上 结 果 绘 制 的 根 轨 迹 如 下

45、 图 所 示。(2 分)2 0 k*=6 j1.414-j 1.414-0.42 1 率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比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上升时间和峰值时间提高上升时间和调整时间减少上升时间和超调量时则相频特性最精品文档 精品文档 2)由 根 轨 迹 法 可 知 系 统 的 稳 定 范 围 是:0K*6。(2 分)自动控制原理试题 8 答案及评分参考 一、单项选择题(每小题 1 分，共 20 分)1.B 2.C 3.

46、C 4.D 5.A 6.C 7.C 8.D 9.B 10.D 11.A 12.C 13.D 14.C 15.B 16.D 17.C 18.A 19.D 20.A 二、填空题(每空 1 分,共 10 分)21.稳定性 22.稳态值 23.输入量(或驱动函数)24.增大阻尼比 25.1.25 26.相频特性 27.0.5 28.积分环节 29.变化速率 30.快速性 率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比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上

47、升时间和峰值时间提高上升时间和调整时间减少上升时间和超调量时则相频特性最精品文档 精品文档 五、计算题(第 41、42 题每小题 5 分，第 43、44 题每小题 10 分，共 30 分)41.解:2431324321543211)()(HGGHGGGGGGGGGGGsRsC (5 分)42.解:)()()()()()(1)(1)()()()()()(1)(1)(212121120211202102102020sIsIsItititisIscRsIsUsUdtticRtitutuRsIsUsURtitutusIscsUdttictuiiii (2.5 分)1)(1)()()(122211221

48、2111120sCRCRCRsCCRRsCRCRsUsUi (2.5 分)43.解:系统有一比例环节：K=10 20log10=20 (1 分)微分环节：110 s 转折频率 1/10=0.1 (1.5 分)惯性环节：11s转折频率为 1/T=1 (1.5 分)20Log G(j)20 0 0.01 0.1 1 10 -20 +20 G(j)0.01 90 45 -90 -45 0.1 0 1 10 率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比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开

49、环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上升时间和峰值时间提高上升时间和调整时间减少上升时间和超调量时则相频特性最精品文档 精品文档 直接画出叠加后的对数幅频图(3 分)直接画出叠加后的对数相频图(3 分)。(若叠加图不对，但是画出了比例环节、微分环节、惯性环节的对数幅频图各给 1 分，画出微分环节、惯性环节的对数相频图各给 1.5 分)44.解:(1)0 型系统15.011KKSS (2 分)(2)21)(1)()(ssGsGsGkB (2 分)频率特性为21)(jjGB (1 分)幅频特性 41)(2jGB (1分)51)(1jGB (1 分)相频特性5.0arctan2arctan)(jGB

50、 (1 分)系统的稳态输出为5.0arctan30sin51t (2 分)率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比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开环增益为以提高上升时间和峰值时间减少上升时间和峰值时间提高上升时间和调整时间减少上升时间和超调量时则相频特性最精品文档 精品文档 率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比较元件给定元件反馈元件放大元件从变枢电为输入变量时电动机可看作一个比例环节微分环节积分环节惯性环节若系统的开环传递函数为则它的开环增