发布时间 : 星期四 文章自动控制原理试卷及答案 - -跃更新完毕开始阅读0098c2044793daef5ef7ba0d4a7302768f996f78
课程名称:自动控制理论（A/B卷闭卷） 适用专业年级:机电56考试时间100分钟
题号 题分 得分 一 15 答 二 20 案 三 8 在 四 20 后 五 15 面 六 七 八 九 十 总分 100 统分人签名 杨跃 22 考生注意事项：1、本试卷共2页，试卷如有缺页或破损，请立即举手报告以便更换。 2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。 3、答案请写在答题纸之密封线内和纸卷正面，否则不记分。 一、填空题（每空1分，共15分） 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按的前馈复合控制和按的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为G(s)，则
G(s)为（用G1(s)与G2(s)表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 则无阻尼自然频率?n?， 阻尼比??， 该系统的特征方程为， 该系统的单位阶跃响应曲线为。 5、若某系统的单位脉冲响应为g(t)?10e?0.2t?5e?0.5t， 则该系统的传递函数G(s)为。 6、根轨迹起始于，终止于。 7、设某最小相位系统的相频特性为?(?)?tg?1(??)?900?tg?1(T?)，则该系统的开环传递函数为。
8、PI控制器的输入－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、选择题（每题2分，共20分）
1、采用负反馈形式连接后，则()
A、一定能使闭环系统稳定；B、系统动态性能一定会提高； C、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除； D、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。 2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果()。
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。 3、系统特征方程为D(s)?s3?2s2?3s?6?0，则系统() A、稳定；B、单位阶跃响应曲线为单调指数上升； C、临界稳定；D、右半平面闭环极点数Z?2。 4、系统在r(t)?t2作用下的稳态误差ess??，说明() A、型别v?2； B、系统不稳定；
C、输入幅值过大；D、闭环传递函数中有一个积分环节。 5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是()
A、主反馈口符号为“-”；B、除Kr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(s)??1。 6、开环频域性能指标中的相角裕度?对应时域性能指标()。 A、超调?%B、稳态误差essC、调整时间tsD、峰值时间tp 7、已知开环幅频特性如图2所示，则图中不稳定的系统是()。 系统①系统②系统
③
图2 A、系统①B、系统②C、系统③D、都不稳定 8、若某最小相位系统的相角裕度??0，则下列说法正确的是()。 A、不稳定；B、只有当幅值裕度kg?1时才稳定； C、稳定；D、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。 9、若某串联校正装置的传递函数为
10s?1，则该校正装置属于()。
100s?1A、超前校正B、滞后校正C、滞后-超前校正D、不能判断
10、下列串联校正装置的传递函数中，能在?c?1处提供最大相位超前角的是：
A、
10s?110s?12s?10.1s?1B、C、D、 s?10.1s?10.5s?110s?1三、(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。
图3
四、（共20分）系统结构图如图4所示：
图4
1、写出闭环传递函数?(s)?C(s)表达式；（4分） R(s)2、要使系统满足条件：??0.707,?n?2,试确定相应的参数K和?；（4分） 3、求此时系统的动态性能指标?00,ts；（4分） 4、r(t)?2t时，求系统由r(t)产生的稳态误差ess；（4分） 5、确定Gn(s)，使干扰n(t)对系统输出c(t)无影响。（4分） 五、(共15分)已知某单位反馈系统的开环传递函数为G(s)?Kr: s(s?3)21、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹（求出：渐近线、分离点、与虚轴的交点等）；
（8分）
2、确定使系统满足0???1的开环增益K的取值范围。（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：
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、开环幅频特性及开环相频特性。（3分） 3、求系统的相角裕度?。（7分） 4、若系统的稳定裕度不够大，可以采用什么措施提高系统的稳定裕度？（4分）
试题一答案
一、填空题(每题1分，共15分)
1、给定值
2、输入；扰动； 3、G1(s)+G2(s)； 4、2；
2?0.707；s2?2s?2?0；衰减振荡 2 5、
105； ?s?0.2ss?0.5s6、开环极点；开环零点 7、
K(?s?1)
s(Ts?1)8、u(t)?Kp[e(t)?11；K[1?]；稳态性能 e(t)dt]p?TsT二、判断选择题(每题2分，共20分) 1、D 2、A 3、C 4、A 5、D 6、A 7、B 8、C9、B 10、B 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 ui(t)?u0(t)d[ui(t)?u0(t)]u0(t)?C?根据KCL有(2分) R1dtR2即R1R2Cdu0(t)du(t)?(R1?R2)u0(t)?R1R2Ci?R2ui(t)(2分) dtdt2、求传递函数 对微分方程进行拉氏变换得 R1R2CsU0(s)?(R1?R2)U0(s)?R1R2CsUi(s)?R2Ui(s)(2分) 得传递函数G(s)?U0(s)R1R2Cs?R2?(2分) Ui(s)R1R2Cs?R1?R2四、(共20分) K22?nC(s)Ks??2?2解：1、（4分）?(s)? 2K?KR(s)s?K?s?Ks?2??ns??n1??2ss2?K??n?22?42、（4分）??K??2??n?22?K?4???0.707 ?3、（4分）?0???0?e1??2?4.3200 ?KK?1??v?1 ?K2K1s??4、（4分）G(s)?K?s(s?K?)?s(s?1)1?s?K??1?1???Gn(s)C(s)?s?s?＝0 5、（4分）令：?n(s)?N(s)?(s)得：Gn(s)?s?K?