自動控制原理試題及答案(1)

1、參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一、單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共20分）1. 系統(tǒng)和輸入已知，求輸出并對動態(tài)特性進(jìn)行研究，稱為（A.系統(tǒng)綜合B.系統(tǒng)辨識2. 慣性環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的頻率特性在（A.幅頻特性的斜率B.最小幅值C.系統(tǒng)分析 A ）上相等。C.相位變化率C）D.系統(tǒng)設(shè)計(jì)D.穿越頻率3. 通過測量輸出量，產(chǎn)生一個與輸出信號存在確定函數(shù)比例關(guān)系值的元件稱為（A.比較元件B.給定元件C.反饋元件4. 3從0變化到+X時，延遲環(huán)節(jié)頻率特性極坐標(biāo)圖為（A.圓B.半圓C.橢圓D.放大元件A ）D.雙曲線5. 當(dāng)忽略電動機(jī)的電樞電感后，以電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為輸出變量，電樞電壓為輸入變量時, 電動機(jī)可看作一個（B ）A.比

2、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)106.若系統(tǒng)的開環(huán)傳 遞函數(shù)為一巴一s（5s 2）,則它的開環(huán)增益為（D.零阻尼系統(tǒng)57. 二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G（s） 2 5s 2sA.臨界阻尼系統(tǒng)B.欠阻尼系統(tǒng)8. 若保持二階系統(tǒng)的Z不變，提高3n，A.提高上升時間和峰值時間C. 提高上升時間和調(diào)整時間9. 一階微分環(huán)節(jié)G（s） 1 Ts，當(dāng)頻率-,則該系統(tǒng)是（B5C. 過阻尼系統(tǒng) 則可以（B）B. 減少上升時間和峰值時間D. 減少上升時間和超調(diào)量*時，則相頻特性 G（j ）為（A）D）B.穩(wěn)定裕量越大D.穩(wěn)態(tài)誤差越小10. 最小相位系統(tǒng)的開環(huán)增益越大，其（A. 振蕩次數(shù)越多C.相位變化越小11

3、設(shè)系統(tǒng)的特征方程為D s s4 8s3217s16s50，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)的開環(huán)傳遞函數(shù)為: s（s 1）（s 5），當(dāng) k=（ C 時，閉環(huán)系統(tǒng)臨界穩(wěn)定。13.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為Ds 3s4 10s5s22 0，則此系統(tǒng)中包含正實(shí)部特征的個數(shù)有（C）14.單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G s5，當(dāng)輸入為單位階躍時，則其位置誤6s s差為（C）若已知某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為Gc（s），則它是一種（D ）10s 1A.反饋校正C.相位滯后一超前校正B.相位超前校正 D.相位滯后校正 16.穩(wěn)態(tài)誤差ess與誤差信號E（s）的函數(shù)關(guān)系

4、為（A. esslim E（s）B. esss 0B )sim sE(s)C.esslim E(s)sD. essSim sE(s)17. 在對控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度無明確要求時，為提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,A.減小增益B.超前校正18. 相位超前校正裝置的奈氏曲線為（A.圓B.上半圓C.滯后校正B）C.下半圓最方便的是（ A ）D.滯后-超前?；【€K19開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=s (s 3),則實(shí)軸上的根軌跡為A.（-3,x）B.（0）C.（- X, -3）20.在直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，霍爾傳感器是用作（A.電壓B.電流C.位移二、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)

5、。2. 線性系統(tǒng)，當(dāng)輸入是單位脈沖函數(shù)時，其輸出象函數(shù)與3. 階系統(tǒng)當(dāng)輸入為單位斜坡函數(shù)時，其響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差恒為量）。4. 控制系統(tǒng)線性化過程中，線性化的精度和系統(tǒng)變量的 5. 對于最小相位系統(tǒng)一般只要知道系統(tǒng)的6. 般講系統(tǒng)的位置誤差指輸入是7. 超前校正是由于正相移的作用，的穩(wěn)定裕度。28.二階系統(tǒng)當(dāng)共軛復(fù)數(shù)極點(diǎn)位于調(diào)節(jié)中的“ P”指的是30.若要求系統(tǒng)的快速性好，則閉環(huán)極點(diǎn)應(yīng)距虛軸越一、填空題（每空1分，共15分）D.（-3, 0）B ）反饋的傳感器。D.速度傳遞函數(shù)相同。時間常數(shù)T （或常偏移程度 有關(guān)。 開環(huán)幅頻特性 就可以判斷其穩(wěn)定性。階躍信號 所引起的輸出位置上的誤差。使截止頻率

6、附近的相位明顯上升，從而具有較大比例 45 控制器。線上時，對應(yīng)的阻尼比為。越好。給定值與反饋量的差值進(jìn)行的。 的前饋復(fù)合控制和按 擾動的前饋1、反饋控制又稱偏差控制，其控制作用是通過2、復(fù)合控制有兩種基本形式：即按 一 復(fù)合控制。3、兩個傳遞函數(shù)分別為 Gi（s）與 G2（s）的環(huán)節(jié)，以并聯(lián)方式連接，其等效傳遞函數(shù)為 G(s)，貝U G(s)為Gi(s)+ G2(s) (用 Gi(s)與 G2(s)表示)。4、典型二階系統(tǒng)極點(diǎn)分布如圖1所示,則無阻尼自然頻率，阻尼比該系統(tǒng)的特征方程為該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線為S2+2S+2=0衰減振動5、若某系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)為g(t) 10e0.2t 5e

7、0.5t則該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)為6根軌跡起始于開環(huán)極點(diǎn)開環(huán)零點(diǎn)，終止于7、設(shè)某最小相位系統(tǒng)的相頻特性為()tg 1() 90 tg 1(T )，則該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為PI控制器的輸入輸出關(guān)系的時域表達(dá)式是其相應(yīng)的傳遞函數(shù)為,由于積分環(huán)節(jié)的引入，可以改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)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)動態(tài)性能一定會提咼;C、一定能使干擾引起的誤差逐漸減小，最后完全消除；(A )。、在積分環(huán)節(jié)外加單位負(fù)反饋; 、引入串聯(lián)超前校正裝置。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、下列哪種措施對提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有效

8、果A增加開環(huán)極點(diǎn)；C、增加開環(huán)零點(diǎn)；3、系統(tǒng)特征方程為 D(s)2 s2 3s0,則系統(tǒng)(C )A、穩(wěn)定;、單位階躍響應(yīng)曲線為單調(diào)指數(shù)上升;C、臨界穩(wěn)定；4、系統(tǒng)在r（t） t2作用下的穩(wěn)態(tài)誤差ess、右半平面閉環(huán)極點(diǎn)數(shù)Z 2 。，說明（A ）A、型別V 2;C、輸入幅值過大;、系統(tǒng)不穩(wěn)定；、閉環(huán)傳遞函數(shù)中有一個積分環(huán)節(jié)。5、對于以下情況應(yīng)繪制0根軌跡的是（A主反饋口符號為“ -”；B、除Kr外的其他參數(shù)變化時;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）6、開環(huán)頻域性能指標(biāo)中的相角裕度對應(yīng)時域性能指標(biāo)（AD、峰值時間tpA、超調(diào)%0，則下列說法正確的是8若某最小相位系統(tǒng)的

9、相角裕度(C ) 0C、調(diào)整時間tsB、穩(wěn)態(tài)誤差essA、不穩(wěn)定;、只有當(dāng)幅值裕度kg1時才穩(wěn)定;C穩(wěn)定;D、不能判用相角裕度判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。9、若某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為A、超前校正 B 、滯后校正100s 1C，則該校正裝置屬于（B ） 0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 c 1處提供最大相位超前角的是：（B ）10s 1s 110s 1B、0.1s 12s 1C 0.5s 10.1s 1D、10s 1原圖二 R!暫G（s）1 Gi（s）G2（s） 1+G2（s）G3（s）C（s）1/Gi（s）G（s） 1+G2（s）G3（s）C（s）1 Gi（s）

10、G2（s） 1 G2（s）G3（s）Gi（s） 1+G2（s）G3（s）2 Gi（s）G2（s） G2（s）G3（s） Gi（s）+Gi（s）G2（s）G3（s）C（s）得傳遞函數(shù)為C（s）R（s） 1 G1G2 GQ2G3 G2G3 1 G1G1G1G2G32.控制系統(tǒng)如圖2所示，系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的峰值時間為3s、超調(diào)量為20%求K, a值。(15分)圖2解：開環(huán)傳遞函數(shù)G(s) K(1 as)s2閉環(huán)傳遞函數(shù)已知所以(s)Ks2_1 K(1 as) s2s2% e /廠K a分別為tp(In )22 (lntp/1.已知系統(tǒng)特征方程為s5半平面的根的個數(shù)及虛根值。解：列Routh 表S5S

11、4KKas K0.23(s)(In 0.2)22s2(In 0.2)2O626 o.46/ 1.183 山 0.4622n1.091.40.781.43s412s3(10 分)1224s2 32s 480，試求系統(tǒng)在S右32434 24 3 1612416 4483121224324824484834816 0輔助方程12s2 48 0,求導(dǎo)：24s=0答：系統(tǒng)沒有正根。對輔助方程求解，得一對虛根，其值為2j2。4單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G（s）s（0.2s ；（0.5s 1）,繪制K從0到1OKs(s 5)(s 2)心變化時系統(tǒng)的閉環(huán)根軌跡圖。（15分）解 G(s) s(0.2s 1)(0.5s 1)系統(tǒng)有三個開環(huán)極點(diǎn):P10 , P2= -2,P3 = -5實(shí)軸上的根軌跡:2,0漸近線:0 2 53(2k 1)3分離點(diǎn):解得：d10.88, d23.7863 （舍去）。與虛軸的交點(diǎn)：特征方程為D(s)=s3 7s210s 10KReD(j )lmD(j )7 210K3 10Tig解得與虛軸的交點(diǎn)（0,JiOj）根軌跡如圖示。5.已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù) G（s）K(T2S 1)s2(T11),試概略繪制系統(tǒng)的概略伯德（Bode）圖。