自動控制原理西工大課件第40講

自動控制原理西北工業(yè)大學自動化學院

自動控制原理教學組自動控制原理西北工業(yè)大學自動化學院自動控制原理

2019-2019年(1)課程考試試題解答自動控制原理

劉慧英主編，自動控制原理考研教案(第4版)西工大出版社，2019.11自動控制原理2019-2019年(1)課程考試試題解答劉一、單項選擇題（03–04年）一、單項選擇題(在每小題的4個備選答案中，選出一個正確答案，每小題2分，共10分)1．二階系統(tǒng)極點分布如右圖所示，當共軛復(fù)數(shù)極點s1,s2沿射線變化時，系統(tǒng)超調(diào)量

A．σ％增大B．σ％減小C．σ％不變D．σ％隨機變化

一、單項選擇題（03–04年）一、單項選擇題(在每小一、單項選擇題（03–04年）2．系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如右圖所示，下列開環(huán)傳遞函數(shù)對應(yīng)的根軌跡屬于零度根軌跡的是

3．下列傳遞函數(shù)中對應(yīng)最小相位系統(tǒng)的是

一、單項選擇題（03–04年）2．系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如右圖所示一、單項選擇題（03–04年）4．下列串聯(lián)校正裝置中屬于遲后-超前校正的是

5．設(shè)計離散系統(tǒng)時，應(yīng)盡可能使閉環(huán)極點處于A．z平面單位圓外，右半實軸上；B．z平面單位圓內(nèi)，左半實軸上；C．z平面單位圓上，右半實軸上；D．z平面單位圓內(nèi)，右半圓內(nèi)，且靠近原點。一、單項選擇題（03–04年）4．下列串聯(lián)校正裝置中屬二、填空題（03–04年）二、填空題(每小題3分，共15分)1.典型二階系統(tǒng)極點分布如右圖所示,則

無阻尼自然頻率

；

阻尼比

;

調(diào)節(jié)時間

。2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如右圖所示，則開環(huán)傳遞函數(shù)

；閉環(huán)傳遞函數(shù)

;誤差傳遞函數(shù)

。二、填空題（03–04年）二、填空題(每小題3分，共二、填空題（03–04年）4．由描述函數(shù)法分析非線性系統(tǒng)的基本假設(shè)條件是：(1)

；(2)

；(3)

。3．設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，則開環(huán)增益K=

；根軌跡增益K*=

；靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv=

。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上能化為與串聯(lián)的形式特性奇對稱，且輸出中基波分量幅值占優(yōu)

低通濾波特性好

二、填空題（03–04年）4．由描述函數(shù)法分析非線性系二、填空題（03–04年）5.下列最小相位系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性分別如圖(a),(b)和(c)所示，則它們對應(yīng)的開環(huán)傳遞函數(shù)分別是：

：

：

：

二、填空題（03–04年）5.下列最小相位系統(tǒng)對數(shù)幅頻三、計算題（03–04年）(1)當時，試確定使系統(tǒng)時的值；(2)在(1)確定的值條件下，求系統(tǒng)超調(diào)量

％和調(diào)節(jié)時間；(3)設(shè)

可測量,設(shè)計順饋校正裝置使其對系統(tǒng)輸出無影響。

三、復(fù)合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。(15分)求解

三、計算題（03–04年）(1)當時，試四、計算題（03–04年）四、(15分)已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)(1)試繪制時的根軌跡(求分離點、與虛軸交點)；(2)試確定系統(tǒng)穩(wěn)定且時開環(huán)增益的取值范圍；(3)試確定實部為-1的共軛復(fù)數(shù)極點及相應(yīng)的值，并寫出對應(yīng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。求解

四、計算題（03–04年）四、(15分)(1)試繪制五、計算題（03–04年）五、(15分)最小相角單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性如圖所示。(1)試寫出開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)；(2)概略繪出對數(shù)相頻特性；(3)試求系統(tǒng)相角裕度，幅值裕度h(dB)。求解

五、計算題（03–04年）五、(15分)(1)試寫出開六、計算題（03–04年）六、(15分)

離散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示，采樣周期，(1)寫出開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)和閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)；(2)判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性；(3)當時，求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；(4)求系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)序列前

3

拍的值。注：，

,求解

六、計算題（03–04年）六、(15分)(1)寫出開環(huán)七、計算題（03–04年）七、(15分)非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。

(1)要求輸出的自振振幅，角頻率(rad/s)，試確定參數(shù)K，T的值；(2)分別繪出自振時c(t)，x(t)，y(t)的波形。

注：非線性特性的描述函數(shù)求解

七、計算題（03–04年）七、(15分)(1)要求輸出自動控制原理

2019-2019年(2)課程考試試題解答自動控制原理

西北工業(yè)大學自動控制原理精品課網(wǎng)站教學資源/考題及答案自動控制原理2019-2019年(2)課程考試試題解答西一、單項選擇題（04–05年）一、單項選擇題(在每小題的4個備選答案中，選出一個正確答案，每小題2分，共20分)1．采用負反饋形式連接后

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。一、單項選擇題（04–05年）一、單項選擇題(在每小一、單項選擇題（04–05年）2．關(guān)于系統(tǒng)傳遞函數(shù)，以下說法不正確的是

A.穩(wěn)定；B.臨界穩(wěn)定；C.右半平面閉環(huán)極點數(shù)D.型別。

A.是在零初始條件下定義的；B.只適合于描述線性定常系統(tǒng)；C.與相應(yīng)s平面零極點分布圖等價；D.與擾動作用下輸出的幅值無關(guān)。3．系統(tǒng)特征方程為，則系統(tǒng)

一、單項選擇題（04–05年）2．關(guān)于系統(tǒng)傳遞函數(shù)，以一、單項選擇題（04–05年）4．系統(tǒng)在作用下的穩(wěn)態(tài)誤差，說明

A.型別；B.系統(tǒng)不穩(wěn)定；C.輸入幅值過大；D.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。

一、單項選擇題（04–05年）4．系統(tǒng)在一、單項選擇題（04–05年）6．非最小相角系統(tǒng)

A.一定是條件穩(wěn)定的；B.對應(yīng)要繪制0°根軌跡；

C.開環(huán)一定不穩(wěn)定；D.閉環(huán)相頻的絕對值非最小。7．對于單位反饋的最小相角系統(tǒng)，依據(jù)三頻段理論可得出以下結(jié)論

A.低頻段足夠高，就能充分小；B.以-20dB/dec穿越0dB線，系統(tǒng)就能穩(wěn)定；C.高頻段越低，系統(tǒng)抗干擾的能力越強；D.可以比較閉環(huán)系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。一、單項選擇題（04–05年）6．非最小相角系統(tǒng)A.一、單項選擇題（04–05年）A.單位反饋的非最小相角系統(tǒng)；B.線性定常系統(tǒng)；C.單位反饋的最小相角系統(tǒng)；D.穩(wěn)定的非單位反饋系統(tǒng)。8．頻域串聯(lián)校正方法一般適用于

9．離散系統(tǒng)差分方程如下，則其脈沖傳遞函數(shù)為A．；B．；C．；D．。一、單項選擇題（04–05年）A.單位反饋的非最小相一、單項選擇題（04–05年）A.必須是二階的；B.非線性特性正弦響應(yīng)中的基波分量幅值占優(yōu)；C.非線性特性具有偶對稱性；D.各環(huán)節(jié)必須是串聯(lián)形式連結(jié)的。10.適用于描述函數(shù)法分析非線性系統(tǒng)的前提條件之一是一、單項選擇題（04–05年）A.必須是二階的；10二、計算題（04–05年）二．系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示(20分)(1)寫出閉環(huán)傳遞函數(shù)表達式；(2)要使系統(tǒng)滿足條件,,試確定相應(yīng)的參數(shù)

K

和

b；(3)求此時系統(tǒng)的動態(tài)性能指標()；(4)時，求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；(5)確定，使干擾對系統(tǒng)輸出無影響。求解

二、計算題（04–05年）二．系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示(2三、計算題（04–05年）求解

三．(15分)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為(1)繪制時的系統(tǒng)根軌跡（確定漸近線，分離點，與虛軸交點）；(2)確定使系統(tǒng)滿足的開環(huán)增益K的取值范圍；(3)定性分析在范圍內(nèi)，K增大時，以及作用下的變化趨勢（增加/減小/不變）。三、計算題（04–05年）求解三．(15分)單位反饋四、計算題（04–05年）求解

四、(15分)離散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，采樣周期。

(1)寫出系統(tǒng)開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)；(2)確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍；(3)取K=1，計算作用時系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。注：，

四、計算題（04–05年）求解四、(15分)(1)寫五、計算題（04–05年）五.(15分)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線如圖所示，采用串聯(lián)校正，校正裝置的傳遞函數(shù)

求解

(1)寫出校正前系統(tǒng)的傳遞函數(shù)；(2)在圖中繪制校正后系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性曲線；(3)求校正后系統(tǒng)的截止頻率和相角裕度。五、計算題（04–05年）五.(15分)單位反饋系統(tǒng)六、計算題（04–05年）六.(15分)

非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示,

M=1,。(1)時，確定系統(tǒng)受擾后最終的運動形式

(穩(wěn)定/自振/發(fā)散)；時，要在系統(tǒng)輸出端產(chǎn)生一個振幅的近似正弦信號，試確定參數(shù)K和相應(yīng)的頻率；(3)定性分析當延遲環(huán)節(jié)系數(shù)

增大時，自振參數(shù)()變化的趨勢(增加/不變/減小)。

求解

六、計算題（04–05年）六.(15分)(1)自動控制原理

2019-2019年課程考試試題解答自動控制原理

劉慧英主編，自動控制原理考研教案(第4版)西工大出版社，2019.11自動控制原理2019-2019年課程考試試題解答劉慧英主一、單項選擇題（05–06年）一.單項選擇題

(在每小題的4個備選答案中,選出正確的答案,每題2分,共20分)2．單位反饋系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)速度誤差的正確含義是：Ａ．時，輸出速度與輸入速度之間的穩(wěn)態(tài)誤差；Ｂ．時，輸出位置與輸入位置之間的穩(wěn)態(tài)誤差；Ｃ．

時，輸出位置與輸入位置之間的穩(wěn)態(tài)誤差；Ｄ．

時，輸出速度與輸入速度之間的穩(wěn)態(tài)誤差。1．線性定常二階系統(tǒng)的閉環(huán)增益加大

Ａ．快速性越好；Ｂ．超調(diào)量越大；Ｃ．峰值時間提前；Ｄ．對動態(tài)性能無影響。

一、單項選擇題（05–06年）一.單項選擇題一、單項選擇題（05–06年）3．系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為兩個“s”多項式之比則閉環(huán)特征方程為：Ａ．；Ｂ．；Ｃ．；Ｄ．與是否為單位反饋系統(tǒng)有關(guān)。

4．非單位反饋系統(tǒng)，其前向通道傳遞函數(shù)為，反饋通道傳遞函數(shù)為，則輸入端定義的誤差與輸出端定義的誤差之間的關(guān)系是：

一、單項選擇題（05–06年）3．系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為一、單項選擇題（05–06年）5．已知下列單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，當K*=0→∞變化時，應(yīng)畫0o根軌跡的是

6．已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)其幅值裕度h等于

一、單項選擇題（05–06年）5．已知下列單位負反饋一、單項選擇題（05–06年）7．積分環(huán)節(jié)的幅頻特性，其幅值與頻率成A．指數(shù)關(guān)系；B．正比關(guān)系；C．反比關(guān)系；D．不定關(guān)系。A．；B．；

C．；D．。8．系統(tǒng)傳遞函數(shù)為,其幅頻特性應(yīng)為

一、單項選擇題（05–06年）7．積分環(huán)節(jié)的幅頻特性一、單項選擇題（05–06年）A.

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)；B.

初始條件；C.

與外作用無關(guān)；D.

初始條件和所加的外作用。9．非線性系統(tǒng)相軌跡的起點取決于

10．下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能在wc=1處提供最大超前角的是一、單項選擇題（05–06年）A.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)二、填空題（05–06年）二、填空題（每空1分，共10分）1．典型二階系統(tǒng)極點分布如右圖所示，則①無阻尼自然頻率wn=

；②阻尼比x=

。2．最小相角系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)頻率特性三頻段分別反映的系統(tǒng)性能是①低頻段反映

；②中頻段反映

；③高頻段反映

。穩(wěn)態(tài)性能

穩(wěn)定性和動態(tài)性能抗高頻干擾能力

二、填空題（05–06年）二、填空題（每空1分，共1二、填空題（05–06年）4．已知開環(huán)幅相特性如下圖所示，試分別求出相應(yīng)閉環(huán)系統(tǒng)在s右半平面的極點數(shù)Z。①

；②

；③

。3．設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，則①根軌跡增益

；②靜態(tài)速度誤差系數(shù)

。二、填空題（05–06年）4．已知開環(huán)幅相特性如下圖三、計算題（05–06年）三、(10分)已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示，試求傳遞函數(shù)。三、計算題（05–06年）三、(10分)四、計算題（05–06年）四、(15分)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示

(1)當時，求系統(tǒng)的動態(tài)性能指標。(2)若使系統(tǒng)，單位速度誤差時，試確定和。

求解

四、計算題（