自動控制原理試題及答案

1、單項選擇題（每小題 1 分共 2 0 分）1. 系統(tǒng)和輸入已知，求輸出并對動態(tài)特性進行研究，稱為（ C ）A.系統(tǒng)綜合B.系統(tǒng)辨識C.系統(tǒng)分析 D. 系統(tǒng)設計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，延遲環(huán)節(jié)頻率特性極坐標圖為（ A ）A.圓B.半圓 C. 橢圓D. 雙曲線5. 當忽略電動機的電樞電感后，以電動機的轉(zhuǎn)速為輸出變量，電樞電壓為輸入變量時，電 動機可看作一個（B）A.

2、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)的開環(huán)傳遞函數(shù)為10s(5s 2)則它的開環(huán)增益為（A.1B.2C.5D.107.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G（s）5s2 2s 5則該系統(tǒng)是A.臨界阻尼系統(tǒng)B.欠阻尼系統(tǒng)C.過阻尼系統(tǒng)D. 零阻尼系統(tǒng)8.若保持二階系統(tǒng)的Z不變,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，提高3 n，則可以（BB.減少上升時間和峰值時間D.減少上升時間和超調(diào)量1當頻率時，則相頻特性G（ j ）為（A ）10.最小相位系統(tǒng)的開環(huán)增益越大，:其（D ）A.振蕩次數(shù)越多B.穩(wěn)疋裕量越大C.相位變化越小D.穩(wěn)態(tài)誤差越小11.設

3、系統(tǒng)的特征方程為D s s48s3 17s2 16s 5 0，貝吐匕系統(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。A.45°B.-45°C. 90°D.-90°12.某單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:G sks(s 1)(s 5)，當k= （ C ）時，閉環(huán)系統(tǒng)臨界穩(wěn)定。A.10B.20C.30D.4013.設系統(tǒng)的特征方程為D s 3s4 10s35s2 s 2 0，則此系統(tǒng)中包含正實部特征的個數(shù)有A.0B.1C.2D.314.單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G s-，當輸入為單位階躍時，則其位置誤差s 6s s為（C ）15.若已知某串聯(lián)校正裝

4、置的傳遞函數(shù)為Gc（s）s 1，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E（s）的函數(shù)關系為（B）A. ess叫 E(s)B.ess ljmi sE(s)C. esslim E(s)sD.ess lim sE(s)s17.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，最方便的是（A）A.減小增益B.超前校正C.滯后校正D.滯后-超前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D.45?；【€19.開環(huán)傳遞函數(shù)為KG(s)H(s)二一 s (s,則實軸上的根軌跡為（C3）)A.(-3，-

5、)B.(0宀)C.(-x，-3)D.(-3，0)20.在直流電動機調(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)。2. 一線性系統(tǒng)，當輸入是單位脈沖函數(shù)時，其輸出象函數(shù)與傳遞函數(shù)相同。3. 一階系統(tǒng)當輸入為單位斜坡函數(shù)時，其響應的穩(wěn)態(tài)誤差恒為時間常數(shù)T （或常量）。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 偏移程度 有關。5. 對于最小相位系統(tǒng)一般只要知道系統(tǒng)的開環(huán)幅頻特性就可以判斷其穩(wěn)定性。6. 一般講系統(tǒng)的位置誤差指輸入是階躍信號所引起的輸出位置上的誤差。7. 超前

6、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)當共軛復數(shù)極點位于土 45°線上時，對應的阻尼比為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)極點應距虛軸越遠 越好。一、填空題（每空1分，共15分）1、 反饋控制又稱偏差控制，其控制作用是通過給定值 與反饋量的差值進行的。2、 復合控制有兩種基本形式：即按輸入 的前饋復合控制和按擾動的前饋復 合控制。3、兩個傳遞函數(shù)分別為 G（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），則 G（s）為 G（s）+ G 2（s）（

7、用 G（s）與 G（s）表示）。4、典型二階系統(tǒng)極點分布如圖1所示，則無阻尼自然頻率 .X二，阻尼比，該系統(tǒng)的特征方程為S2+2S+2=0,該系統(tǒng)的單位階躍響應曲線為衰減振動。5、若某系統(tǒng)的單位脈沖響應為g（t） 10e 0.2t 5e 0.5t，1054 m則該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G（s）為* 八-“6、 根軌跡起始于開環(huán)極點，終止于 。7、設某最小相位系統(tǒng)的相頻特性為（）tg 1（） 900 tg 1仃），則該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞疋（門辛“函數(shù)為心'8 PI控制器的輸入一輸出關系的時域表達式是其相應的傳遞KJI +討函數(shù)為 ，由于積分環(huán)節(jié)的引入，可以改善系統(tǒng)的穩(wěn) 性能二、選擇題（每題2分，共2

8、0分）1、采用負反饋形式連接后，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、下列哪種措施對提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有效果(A )oA、增加開環(huán)極點;B、在積分環(huán)節(jié)外加單位負反饋;C、增加開環(huán)零點;D、引入串聯(lián)超前校正裝置。3、系統(tǒng)特征方程為D(s) s3 2s2 3s 60，則系統(tǒng)（C ）A、穩(wěn)定；B、單位階躍響應曲線為單調(diào)指數(shù)上升;C、臨界穩(wěn)定；D、右半平面閉環(huán)極點數(shù)Z 2 o4、系統(tǒng)在r（t） t2作用下的穩(wěn)態(tài)誤差ess，說明（A ）A、型別v 2;C、輸入幅值過大;5、對

9、于以下情況應繪制B、系統(tǒng)不穩(wěn)疋；D、閉環(huán)傳遞函數(shù)中有一個積分環(huán)節(jié)0°根軌跡的是（D ）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（標準形式）為 G（s）H（s）6、開環(huán)頻域性能指標中的相角裕度對應時域性能指標（A ）A、超調(diào) % B 、穩(wěn)態(tài)誤差ess C、調(diào)整時間ts D、峰值時間tp血二。十G 4 J0卩三10系統(tǒng)09= 0 +系統(tǒng)P = 07、已知開環(huán)幅頻特性如圖2所示，則圖中不穩(wěn)定的系統(tǒng)是（B ） o系統(tǒng)系統(tǒng) B、系統(tǒng)C 、系統(tǒng)、都不穩(wěn)定若某最小相位系統(tǒng)的相角裕度0°，則下列說法正確的是9、A、不穩(wěn)定;C、穩(wěn)定;若某串聯(lián)校正

10、裝置的傳遞函數(shù)為A、超前校正 B 、滯后校正、只有當幅值裕度kg1時才穩(wěn)定;、不能判用相角裕度判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。10s 1 -，則該校正裝置屬于（B ） o1、滯后-超前校正 D 、不能判斷100sC10、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:A、10s 1s 110s 10.1s 12s 10.5s 10.1s 110s 11.如圖示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1,試用結(jié)構(gòu)圖化簡方法求傳遞函數(shù)C(s)R(s)(15 分)解:原圖C(s)G1 G1G2G3傳遞函數(shù)為r(s) i g1g2 gg2g3 g2g3 1 g3s、超調(diào)量2.控制系統(tǒng)如圖2所示，系統(tǒng)單位階躍響應的峰值時間為 為20

11、%求K, a值。（15分）解：開環(huán)傳遞函數(shù)閉環(huán)傳遞函數(shù)G(s)K(1 as)2s0。e 廠 0.2已知n3(s)所以tp(In 0.2)222 1(4i0.2)22.69.87 2.60.46K, a分別為1.090.781.1.4已知系統(tǒng)特征方程為s53s4 12s3 24 s2 32s 480，試求系統(tǒng)在S右半平面的根的個數(shù)及虛根值。（10分）解：列Routh 表S51232S424482434 24 3 1612324816412 16 4 48121248輔助方程12s2 48 0,S 24求導：24s=0S 048答：系統(tǒng)沒有正根。對輔助方程求解，得一對虛根，其值為s1,2j24.單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G（s）s(0.2s 1)(0.5s 1)'繪制 K從 0 到+乂變化時系統(tǒng)的閉環(huán)根軌跡圖。（15分）解G（s）亦;K1)(0.5s 1)10Ks(s 5)( s 2)系統(tǒng)有三個開環(huán)極點:p1 0 ,p2 = -2,p3 = -5實軸上的根軌跡:5,2