自動(dòng)控制原理試題及答案

1、For pers onal use only in study and research; not for commercial use三、單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共20分）1. 系C5A. 系統(tǒng)綜合B.系統(tǒng)辨識(shí)C.系統(tǒng)分析D.系統(tǒng)設(shè)計(jì)2. 慣性環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的頻率特性在（ A ）上相等。A.幅頻特性的斜率B.最小幅值C.相位變化率D.穿越頻率3. 通過(guò)測(cè)量輸出量，產(chǎn)生一個(gè)與輸出信號(hào)存在確定函數(shù)比例關(guān)系值的元件稱為（ C）A.比較元件B.給定元件C.反饋元件D.放大元件4. 3從0變化到時(shí)，延遲環(huán)節(jié)頻率特性極坐標(biāo)圖為（ A ）A.圓B.半圓C橢圓D.雙曲線5. 當(dāng)忽略電動(dòng)機(jī)的電樞電感后，以電動(dòng)

2、機(jī)的轉(zhuǎn)速為輸出變量，電樞電壓為輸入變量時(shí)， 電動(dòng)機(jī)可看作一個(gè)（B ）A.比例環(huán)節(jié)B.微分環(huán)節(jié)C.積分環(huán)節(jié)D.慣性環(huán)節(jié)6. 若系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳 遞函數(shù)為，則它的開(kāi)環(huán)增益為（C ）s（5s + 2）A.1B.2C.5D.1057. 二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G（s） =，則該系統(tǒng)是（B ）s +2s+5A.臨界阻尼系統(tǒng)B.欠阻尼系統(tǒng)C.過(guò)阻尼系統(tǒng)D.零阻尼系統(tǒng)8. 若保持二階系統(tǒng)的Z不變，提咼伽，則可以（B ）A.提高上升時(shí)間和峰值時(shí)間B.減少上升時(shí)間和峰值時(shí)間C.提高上升時(shí)間和調(diào)整時(shí)間D.減少上升時(shí)間和超調(diào)量19. 一階微分環(huán)節(jié)G（s） =1 Ts，當(dāng)頻率川=：時(shí)，則相頻特性 G（j ）為（A ）A.45

3、B.-45C.90 D.- 9010. 最小相位系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益越大，其（D ）A.振蕩次數(shù)越多B.穩(wěn)定裕量越大C.相位變化越小D.穩(wěn)態(tài)誤差越小11設(shè)系統(tǒng)的特征方程為D s二s4 8s3 17s2 16s 0，則此系統(tǒng)（A ）A.穩(wěn)定B.臨界穩(wěn)定C.不穩(wěn)定D.穩(wěn)定性不確定。12某單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為:ks(s 1)(s - 5)，當(dāng)k= （ C ）時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)臨界穩(wěn)定A.10B.20C.30D.4013. 設(shè)系統(tǒng)的特征方程為D s =3s4 10s3 5s2 s 0，則此系統(tǒng)中包含正實(shí)部特征的個(gè)數(shù)有（C ）A.0B.1C.2D.314. 單位反饋系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 G s二 一，當(dāng)輸入為

4、單位階躍時(shí)，則其位置誤s +6s+s差為（C）A.2B.0.2C.0.515若已知某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為Gc（s）二丄丄，則它是一種（D ）10s + 1A.反饋校正B.相位超前校正C.相位滯后一超前校正D.相位滯后校正16. 穩(wěn)態(tài)誤差ess與誤差信號(hào)E（s）的函數(shù)關(guān)系為（B）C.ess 珂計(jì) E(s)B. ess 二 lim sE(s)D. ess 二 lim sE(s)s_jpc17. 在對(duì)控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度無(wú)明確要求時(shí)，為提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，最方便的是（A）D.滯后-超前D.45?；【€A.減小增益B.超前校正C.滯后校正18相位超前校正裝置的奈氏曲線為（B）A.圓B.上半圓C.下半圓K1

5、9開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）H（s）二-一,則實(shí)軸上的根軌跡為（C） s （s+3）A.（-3,x）B.（0宀）C.（- x, -3）D.（-3, 0）20.在直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，霍爾傳感器是用作（B ）反饋的傳感器。A.電壓B.電流C.位移D.速度四、填空題（每小題1分，共10分）1. 閉環(huán)控制系統(tǒng)又稱為反饋系統(tǒng) 系統(tǒng)。2. 線性系統(tǒng)，當(dāng)輸入是單位脈沖函數(shù)時(shí)，其輸出象函數(shù)與傳遞函數(shù)相同。3. 階系統(tǒng)當(dāng)輸入為單位斜坡函數(shù)時(shí)，其響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差恒為時(shí)間常數(shù)T （或常量）。4. 控制系統(tǒng)線性化過(guò)程中，線性化的精度和系統(tǒng)變量的偏移程度有關(guān)。5. 對(duì)于最小相位系統(tǒng)一般只要知道系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)幅頻特性就可以判斷其

6、穩(wěn)定性。6. 般講系統(tǒng)的位置誤差指輸入是階躍信號(hào)所引起的輸出位置上的誤差。7. 超前校正是由于正相移的作用，使截止頻率附近的相位 明顯上升，從而具有較大的穩(wěn)定裕度。28. 二階系統(tǒng)當(dāng)共軛復(fù)數(shù)極點(diǎn)位于土 45線上時(shí)，對(duì)應(yīng)的阻尼比為0.707。29. PID調(diào)節(jié)中的“ P”指的是比例 控制器。30. 若要求系統(tǒng)的快速性好，則閉環(huán)極點(diǎn)應(yīng)距虛軸越遠(yuǎn) 越好。一、填空題（每空1分，共15分）1、 反饋控制又稱偏差控制，其控制作用是通過(guò)給定值 與反饋量的差值進(jìn)行的。2、 復(fù)合控制有兩種基本形式：即按一的前饋復(fù)合控制和按擾動(dòng) 的前饋復(fù)合控制。3、兩個(gè)傳遞函數(shù)分別為 G1（s）與 G2（s）的環(huán)節(jié)，以并聯(lián)方式連

7、接，其等效傳遞函數(shù)為G(s)，貝U G(s)為 1s)+ G_2 (用 G1(s)與 G2(s)表示)。4、典型二階系統(tǒng)極點(diǎn)分布如圖1所示,斤 = 0.707則無(wú)阻尼自然頻率,=，阻尼比二 該系統(tǒng)的特征方程為S2+2S+2=0,該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線為衰減振動(dòng)。5、若某系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)為g（t） =10e.2t 5e.5t，105h則該系統(tǒng)的傳遞函數(shù) G（s）為.二丄6 根軌跡起始于開(kāi)環(huán)極點(diǎn)，終止于 。7、設(shè)某最小相位系統(tǒng)的相頻特性為（）=tg（）-900 -tg（T），則該系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳K（TS+V）遞函數(shù)為壬士匚8 PI控制器的輸入一輸出關(guān)系的時(shí)域表達(dá)式是，其相應(yīng)的傳,1 + 遞函數(shù)為，

8、由于積分環(huán)節(jié)的引入，可以改善系統(tǒng)的穩(wěn)性能二、選擇題（每題2分，共20分）1、采用負(fù)反饋形式連接后，貝U （ D ）A、一定能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定；B、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能一定會(huì)提高;C、一定能使干擾引起的誤差逐漸減小，最后完全消除；D需要調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，才能改善系統(tǒng)性能。2、下列哪種措施對(duì)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒(méi)有效果（A ）A、增加開(kāi)環(huán)極點(diǎn);B、在積分環(huán)節(jié)外加單位負(fù)反饋;C、增加開(kāi)環(huán)零點(diǎn);D、引入串聯(lián)超前校正裝置3、系統(tǒng)特征方程為 D（ss3 2s2 3s 0，則系統(tǒng) （C ）A、穩(wěn)定;B、單位階躍響應(yīng)曲線為單調(diào)指數(shù)上升;C、臨界穩(wěn)定;D、右半平面閉環(huán)極點(diǎn)數(shù)Z=24、系統(tǒng)在r（t） “2作用下的穩(wěn)態(tài)誤差es

9、s：，說(shuō)明（A ）A、型別v 2;B、系統(tǒng)不穩(wěn)定；C、輸入幅值過(guò)大；D、閉環(huán)傳遞函數(shù)中有一個(gè)積分環(huán)節(jié)5、對(duì)于以下情況應(yīng)繪制0根軌跡的是（D ）A、主反饋口符號(hào)為“ -”；B、除Kr外的其他參數(shù)變化時(shí)；C、非單位反饋系統(tǒng);D、根軌跡方程（標(biāo)準(zhǔn)形式）為 G（s）H（s）= V6、開(kāi)環(huán)頻域性能指標(biāo)中的相角裕度對(duì)應(yīng)時(shí)域性能指標(biāo)（A ）A、超調(diào)二%B、穩(wěn)態(tài)誤差ess C、調(diào)整時(shí)間tsD、峰值時(shí)間t7、已知開(kāi)環(huán)幅頻特性如圖2所示，則圖中不穩(wěn)定的系統(tǒng)是（B ）系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)圖2A、系統(tǒng)B、系統(tǒng)C、系統(tǒng)D、都不穩(wěn)定8若某最小相位系統(tǒng)的相角裕度0：，則下列說(shuō)法正確的是（A、不穩(wěn)定；BC、穩(wěn)定；9、若某串聯(lián)校正裝置

10、的傳遞函數(shù)為A、超前校正 B 、滯后校正、只有當(dāng)幅值裕度kg 1時(shí)才穩(wěn)定；D、不能判用相角裕度判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 歸丄，則該校正裝置屬于（B ）。 100s 1C、滯后-超前校正D 、不能判斷10、下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能在 =1處提供最大相位超前角的是：（B ）10s 1s 110s 1B、0.1s 1C、2s 10.5s 10.1s 1D、10s 11.如圖示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1,試用結(jié)構(gòu)圖化簡(jiǎn)方法求傳遞函數(shù)器。（15 分）解:原圖二；RGi(s)A 1+G2(s)G3(s)C(s)G2(s)-G1(s)1+G2(s)G3(s) C(s)1/Gi(s)得傳遞函數(shù)為G1 G1G2G3C(s)

11、R(s) 1 - GG2 G1G2G3 G2G3 V G12.控制系統(tǒng)如圖2所示，系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的峰值時(shí)間為3s、超調(diào)量為20%求K, a值(15 分)解：開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)G(s)二K(1 as)閉環(huán)傳遞函數(shù)。弋1 2 7.2已知所以K a分別為tp仁1-2_(ln 汀21.已知系統(tǒng)特征方程為半平面的根的個(gè)數(shù)及虛根值解：列Routh 表S5S4= 3(s)(In 0.2)2 1(4 0.2)21.09 0.781.42.6=0.469.87 2.63s4 12s3 24s2 32s 4 0，試求系統(tǒng)在 S 右(10 分)123233 12-24434 24-3 1612412 16-4 48 門(mén)

12、024482448輔助方程12s2 40,求導(dǎo)：24s=048答：系統(tǒng)沒(méi)有正根。對(duì)輔助方程求解，得一對(duì)虛根，其值為3,2二- j2。4-單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)G（ss（0.2s ；（0,s1）繪制K從到+乂變化時(shí)系統(tǒng)的閉環(huán)根軌跡圖。（15分）10K解 G(s)=解)s(0.2s 1)(0.5s 1) S(S 5)(S2)系統(tǒng)有三個(gè)開(kāi)環(huán)極點(diǎn)：P1 = 0, P2二-2, P3 = -5實(shí)軸上的根軌跡：i-Q,-5】，L 2,00-2-57漸近線:r33h =(2宀.a33分離點(diǎn): 解得：6=0.88 , d2 - 3.7863（舍去）。與虛軸的交點(diǎn)：特征方程為D(s)=s3 7s2 10s 10K = 0210K = 0- 3 10 = 0UeDj) =_7:ImD(j )解得與虛軸的交點(diǎn)（0, JOj）根軌跡如圖示。5-已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)G林冊(cè)，試概略繪制系統(tǒng)的概略伯德（Bode）圖。（15分）解:僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet