自控原理與系統(tǒng)-試卷含答案

1、自動(dòng)控制原理與系統(tǒng)期末試卷A一、填空題(每空2分，共30分).根據(jù)自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展的不同階段，自動(dòng)控制理論分為 和.對控制系統(tǒng)的基本要求包括 、。.系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的幾何表小方法： 和。. 線 性 系 統(tǒng) 穩(wěn) 定 的 充 要 條 件.控制系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)從時(shí)間的順序上可以劃分為 和 兩個(gè)過程。.常見的五種典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù) 、 、和。二、簡答題(每題4分，共8分).建立系統(tǒng)微分方程的步驟？.對數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)的內(nèi)容？三、判斷題(每題1分，共10分).()系統(tǒng)穩(wěn)定性不僅取決于系統(tǒng)特征根，而且還取決于系統(tǒng)零點(diǎn)。.()計(jì)算系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差以系統(tǒng)穩(wěn)定為前提條件。.()系統(tǒng)的給定值(參考輸入)隨時(shí)間任意變化的

2、控制系統(tǒng)稱為隨動(dòng)控制系統(tǒng)。.()線性系統(tǒng)特性是滿足齊次性、可加性。.()傳遞函數(shù)不僅與系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，而且還與輸入的具體形式有.()對于同一系統(tǒng)(或元件)，頻率特性與傳遞函數(shù)之間存在著確切的對應(yīng)關(guān)系。.()傳遞函數(shù)只適用于線性定常系統(tǒng)一一由于拉氏變換是一種線性變換。.()若開環(huán)傳遞函數(shù)中所有的極點(diǎn)和零點(diǎn)都位于 S平面的左半平面，則這樣 的系統(tǒng)稱為最小相位系統(tǒng)。.() “回路傳遞函數(shù)”指反饋回路的前向通路和反饋通路的傳遞函數(shù)乘積，不 包含表示反饋極性的正負(fù)號。.()系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型是描述系統(tǒng)輸入、輸出及系統(tǒng)內(nèi)部變量之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表 達(dá)式。四、計(jì)算題(每題12分，共36分).試求取如圖所示無源

3、電路的傳遞函數(shù) U (s)/Uj(s)。凡01 II 跖C +&41.設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s) ，試求系統(tǒng)反應(yīng)單位階躍函數(shù)的過s(s 1)渡過程的上升時(shí)間tr,峰值時(shí)間tp,超調(diào)量 和調(diào)節(jié)時(shí)間ts。 Ips.設(shè)某系統(tǒng)的特征方程式為 s4 2s3 s2 2s 1 0 ,試確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。若不穩(wěn)定，試確定在s右半平面內(nèi)的閉環(huán)極點(diǎn)數(shù)。五、畫圖題(共16分).某系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 G(s) 100(s 2),試?yán)L制系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線。 s(s 1)(s 20)自動(dòng)控制原理與系統(tǒng)期末試卷B一、填空題(每空2分，共30分).自動(dòng)控制系統(tǒng)是由 和 組成，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制任務(wù)的功能

4、。.自動(dòng)控制裝置一般由三部分組成，分別為 、和。.對控制系統(tǒng)的基本要求包括、和。.建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的方法通常有和。.常見的五種典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù) 、和二、簡答題(每題4分，共8分).什么是負(fù)反饋控制原理？.什么是系統(tǒng)的穩(wěn)定性？三、判斷題(每題1分，共10分).()線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是系統(tǒng)的特征根均具有實(shí)部。.()系統(tǒng)的穩(wěn)定性不僅與系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，而且還與初始條件和外作 用大小有關(guān)。.()穩(wěn)態(tài)誤差是系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)，是系統(tǒng)控制精度的度量。.()穩(wěn)態(tài)誤差只與系統(tǒng)自身的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，而與外作用的大小、形式和作 用點(diǎn)無關(guān)。.()系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型是描述系統(tǒng)輸入、輸出及系統(tǒng)內(nèi)部變量之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表

5、 達(dá)式。.()系統(tǒng)的給定值(參考輸入)為恒定的常數(shù)，這種控制系統(tǒng)稱為定值控制 系統(tǒng)。.()所有系統(tǒng)均滿足齊次性、可加性。.()系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的幾何表示方法有對數(shù)頻率特性曲線和伯德圖。.()對于一個(gè)確定的系統(tǒng)，它的微分方程是唯一的，所以其傳遞函數(shù)也是唯 一的。.() “回路傳遞函數(shù)”指反饋回路的前向通路和反饋通路的傳遞函數(shù)乘積， 不包含表示反饋極性的正負(fù)號。四、計(jì)算題(每題12分，共36分)C(s)/R(s).試求取下圖所示無源電路的傳遞函數(shù) U (s)/Ui(s)。C(s)/R(s).利用結(jié)構(gòu)圖的等效變換，求取下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)(2)當(dāng) r(t)3.的取值范圍：（1）(2)當(dāng) r(t)3

6、.的取值范圍：（1）使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定;2t時(shí)，其穩(wěn)態(tài)誤差essr（t） 0.5。k五、畫圖題（共16分）.某系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）800.某系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）800s(s 4)( s 20),試?yán)L制系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線。自動(dòng)控制原理與系統(tǒng)期末試卷 B答案一、填空題（每空2分，共30分）1.控制裝置，被控對象2自動(dòng)檢測裝置，自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，執(zhí)行裝置.穩(wěn)定性，快速性，準(zhǔn)確性.解析法，實(shí)驗(yàn)法1 k 1.比例G(s) k,積分G(s)(或)，慣性G(s) ，比例微分G(s) 1 s,s sTs 11振蕩 1振蕩 G(s) T2s2 2 Ts 1-w2 (或延遲G(s) es,理想微分

7、s 2 wns wnG(s) s)二、簡答題(每題4分，共8分).將系統(tǒng)輸出信號引回輸入端，與輸入信號相比較，利用所得的偏差信號進(jìn)行控 制，使偏差減小或消除。.設(shè)系統(tǒng)處于某種平衡狀態(tài)，在擾動(dòng)作用下偏離了原來的平衡狀態(tài)，當(dāng)擾動(dòng)消 除后(經(jīng)過足夠長的時(shí)間)，系統(tǒng)能回到原來的平衡狀態(tài)，則稱系統(tǒng)穩(wěn)定；否則 系統(tǒng)不穩(wěn)定。三、判斷題(每題1分，共10分)1. X 2. X 3. V 4. X 5. V 6. V 7. X 8. X 9.，10. 乂四、計(jì)算題(每題12分，共36分)1.2.“R22.“R2s h- 1 5 8 (程十尺力Q + 1G(s) 一心 G3(s) G2 (s)C(s)1 G1(s

8、)H-s) 1 G3(s)H3(s)逐 GGs H2(s)1G2(s)1 G1(s)H1(s)1 G3(s)H3(s) G1(s)G3(s)G(s)G2(s)G3(s)1 G1(s)H1(s) G2(s)H2(s) G3(s)H3(s) G1(s)H(s)G3(s)H 3(s) 3.解：系統(tǒng)的特征方程為/ + g/ + 25工 + l O由勞斯穩(wěn)定判據(jù)可知穩(wěn)定的條件是200r K。，K 3 即 0m K 200 liiniC( s) =當(dāng))=?dg) = 2火春=登式05 K m 100Av A系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的r因此有100AT 0dB的頻率范圍內(nèi)，對應(yīng)的開環(huán)對數(shù)相頻特性曲線（w）對-180度

9、線的正、負(fù)穿越次數(shù)之差等于 p/2,則閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。三、判斷題（每題1分，共10分）X 2. V 3. V 4. V 5. X 6. V 7. V 8. V 9.義 10. V 四、計(jì)算題（每題12分，共36分）U (s)R2Ui(s)RR2cs R1R解：野怔方程為J+s十=0- 1 以 = 1 2二】= Oh 5 余% = 口. 5J 】 =7 - 0,25 = vz0 75 =叫t 5，1 戶- 0.5內(nèi) p- - 半或8s=3G - 2.42 s % = 3.63 9 % 二】6 3lt - 65(A 0.05) % - 8MA = 0.02) 3.匹建立關(guān)默哀 j4L11/ 電)1301從芳斯帚可見，第一列值變化了種吊運(yùn)說明不能是不穩(wěn)定的，特衽方福式宿而個(gè)月有正實(shí) 出;的恨.五、畫圖題（共16分）斛：先將其轉(zhuǎn)換成尾為1的