自动控制原理试题库20套和答案详细讲解
一、填空（每空1分，共18分）
1．自动控制系统的数学模型有 、 、 、
共4种。
2．连续控制系统稳定的充分必要条件是 。
离散控制系统稳定的充分必要条件是 。
3．某统控制系统的微分方程为：
dt
t dc )
(+0.5C(t)=2r(t)。则该系统的闭环传递函数 Φ(s)= ；该系统超调σ%= ；调节时间t s (Δ=2%)= 。 4．某单位反馈系统G(s)=
)
402.0)(21.0()
5(1002
+++s s s s ，则该系统是 阶 型系统；其开环放大系数K= 。
5．已知自动控制系统L(ω)曲线为：
则该系统开环传递函数G(s)= ；
ωC = 。
6．相位滞后校正装置又称为 调节器，其校正作用是 。
7．采样器的作用是 ，某离散控制系统
)
()1()
1()(10210T T e Z Z e Z G -----=
（单位反馈T=0.1）当输入r(t)=t 时.该系统稳态误差为 。 二. 1.求图示控制系统的传递函数.
求：)
()
(S R S C （10分）
R(s)
2.求图示系统输出C（Z）的表达式。（4分）
四．反馈校正系统如图所示（12分）
求：（1）K f=0时，系统的ξ，ωn和在单位斜坡输入下的稳态误差e ss.
（2）若使系统ξ=0.707，k f应取何值？单位斜坡输入下e ss.=？
五.已知某系统L（ω）曲线，（12分）
（1）写出系统开环传递函数G（s）
（2）求其相位裕度γ
（3）欲使该系统成为三阶最佳系统.求其K=？，γmax=?
六、已知控制系统开环频率特性曲线如图示。P为开环右极点个数。г为积分环节个数。判别系统闭环后的稳定性。（要求简单写出判别依据）（12
（1）（2）（3）
七、已知控制系统的传递函数为)
1005.0)(105.0(10
)(0++=s s s G 将其教正为二阶最佳系统，求
校正装置的传递函数G 0（S ）。（12分）
一.填空题。（10分）
1.传递函数分母多项式的根，称为系统的
2. 微分环节的传递函数为
3.并联方框图的等效传递函数等于各并联传递函数之
4.单位冲击函数信号的拉氏变换式
5.系统开环传递函数中有一个积分环节则该系统为 型系统。
6.比例环节的频率特性为 。
7. 微分环节的相角为 。
8.二阶系统的谐振峰值与 有关。
9.高阶系统的超调量跟 有关。
10. 在零初始条件下输出量与输入量的拉氏变换之比，称该系统的传递函数。
二．试求下图的传第函数(7分)
三．设有一个由弹簧、物体和阻尼器组成的机械系统（如下图所示），设外作用力F（t）为输入量，位移为y（t）输出量，列写机械位移系统的微分方程（10分）
四．系统结构如图所示，其中K=8，T=0.25。（15分）
（1）输入信号x i（t）=1（t），求系统的响应；
（2）计算系统的性能指标t r、t p、t s（5%）、бp；
（3）若要求将系统设计成二阶最佳ξ=0.707，应如何改变K值Array五．在系统的特征式为A（s）=6s+25s+84s+123s+202s+16s+16=0，试判断系统的稳定性（8
分）
)1001.0)(11.0()(++=
s s s K
s G （12分）
七．某控制系统的结构如图，其中 要求设计串联校正装置，使系统具有K ≥1000及υ≥４５。
的性能指标。（13分）
.
s T s s s G 25.0,)
4(1
)(=+=八．设采样控制系统饿结构如图所示，其中 试判断系统的稳定性。
（10分）
九． 已知单位负反馈系统的开环传递函数为： 试绘制K
由0 ->+∞变化的闭环根轨迹图,系统稳定的K 值范围。(15分)
一、填空题：(每空1.5分，共15分)
1.当扰动信号进入系统破坏系统平衡时，有重新恢复平衡的能力则该系统具有 。
2.控制方式由改变输入直接控制输出，而输出对系统的控制过程没有直接影响， 叫 。
3.线性系统在零初始条件下输出量与输入量的 之比，称该系统的传递函数。
4. 积分环节的传递函数为 。
5.单位斜坡函数信号的拉氏变换式 。
6. 系统速度误差系数K v = 。
,)4()1()(2
2++=s s K
s G
7.系统输出由零上升到第一次穿过稳态值所需要的时间为。
8. 二阶欠阻尼振荡系统的峰值时间为。
9. 二阶振荡环节的频率特性为。
10.拉氏变换中初值定理为。
二．设质量-弹簧-摩擦系统如下图， f为摩擦系数，k为弹簧系数，p(t)为输入量，x(t)为输出量，试确定系统的微分方程。(11分)
三.在无源网络中，已知R1=100kΩ,R2=1MΩ,C1=10μF,C2=1μF。试求网络的传递函数U0（s）/U r(s),说明该网络是否等效于两个RC网络串联？(12分)
四.设单位反馈控制系统的开环传递函数为 确定闭环系
统持续振荡时的k 值。(12分)
五.已知单位反馈控制系统的开环传递函数为 试中T 1=0.1(s),
T 2=0.5(s). 输入信号为r(t)=2+0.5t,求系统的稳态误差。（11分）
六.最小相位系统对数幅频渐进线如下，试确定系统的传递函数。(12分)
)
256)(4)(2()(2
++++=s s s s K
s G )
1)(1(10
)(21s T s T s s G ++=
七.试求)
1(1)(2s s e s E t
+-=-的z 变换. (12分)
八.已知单位负反馈系统的开环传递函数为
（1） 试绘制K 由0→+∞变化的闭环根轨迹图；
（2） 用根轨迹法确定使系统的阶跃响应不出现超调的K 值范围；
（3） 为使系统的根轨迹通过-1±j1两点，拟加入串联微分校正装置（τs+1），试确定τ的
取值。
（15分）
)15.0)(1()(++=
s s s K
s G
一。填空题（26分）
（1）开环传递函数与闭环传递函数的区别是_______________________________ ________________________________________________________________。（2）传递函数是指_____________________________________________________ ________________________________________________________________。（3）频率特性是指_____________________________________________________ ________________________________________________________________。（4）系统校正是指_____________________________________________________ ________________________________________________________________。（5）幅值裕量是指_____________________________________________________ ________________________________________________________________。（6）稳态误差是指_____________________________________________________ ________________________________________________________________。（7）图a的传递函数为G(s)=________________ 。
（8）图b中的t=______。
（9）图c的传递函数为G(s)=________________ 。
（10）s3+5s2+8s+6=0此特征方程的根的实部小于-1时系统稳定的k值范围______。（11）图d的传递函数为K=__________________。
（12）图e的ωc=________________ 。
（13）图f为相位__________校正。
（14）图g中的γ=________K g=______________。
（15）图h、i、j的稳定性一次为______、______、______。
（16）A(s)=s6=2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0则次系统是否稳定________。
（17）开环传递G(s)=k(T1s+1)/s2(T2s+1),(T1>T2,k、T1、T2)为常数)则γmax=______。
二、 判断题（每题1分，共10分）
1.拉普拉斯变换的位移定理为L[f(t-τ0)=e -s
F(τ0+S) ( ) 2.在任意线性形式下L[af 1(t)+bf 2(t)]=aF 1(s)+bF 2(s) ( )
3.原函数为wt t f cos )(=.则象函数F （S ）=
2
2W S S
+ ( )
4.G 1(s)和G 2（S ）为串联连接则等效后的结构为G 1s ）. G 2（S ） ( )
5.)(1)(t t r =则S
s R 1
)(=
( ) 6.设初始条件全部为零.
.
)()(2t t X t X =+则)1(2)(2
t e
t t X -
--= ( )
7.一阶系统在单位阶跃响应下 T p 3=δ ( ) 8.二阶系统在单位阶跃信号作用下 当0=ζ时系统输出为等幅振荡 ( ) 9.劳斯判拒判断系统稳定的充分必要条件是特斯方程各项系数大于零 ( ) 10.稳态误差为)(.lim s E S e s ss ∞
→= ( )
三.求系统的传递函数。X o (s)/X i (s)、X o (s)/D(s)、E(s)/X i (s)、E(s)/D(s)。（10分）
四．复合控制系统结构图如下图所示，图中K 1、K 2、T 1、T 2是大于零的常数。（10分）
a 、 确定当闭环系统稳定时，参数K 1、K 2、T 1、T 2应满足的条件。
b 、 当输入γ(t)=V o t 时，选择校正装置G(s)使得系统无稳态误差。
五．设单位负反馈的开环传递函数为G(s)=K/[s(s+1)(0.25s+1)]要求系统稳态速度误差系数K v≥5，相角裕度γ′≥40o采用串联校正，试确定校正装置的传递函数。（10分）
六.已知F(z)=8Z3+8Z2+8Z+3判断该系统的稳定性。（10分）
七．已知单位负反馈系统的闭环传递函数为
(1)试绘制参数a 由0→+∞变化的闭环根轨迹图；
(2)判断
点是否在根轨迹上； (3)由根轨迹求出使闭环系统阻尼比ξ=0.5时的a 的值。. （14分）
一.填空题（每空
1分，共14分）
1.当扰动信号进入系统破坏系统平衡时，用其动态过程中给定值与测量值之间产生的最大偏差来衡量系统动态过程的 。
2.比例环节的传递函数为 。
3.单位抛物线函数信号的拉氏变换式 。
4. 系统特征方程的根具有一个根为零或实部为零时，该系统为 。
5.系统位置误差系数K p = 。
6. 一阶惯性环节的频率特性为 。
7. G （s ）=1+Ts 的相频特性为 。
8. 闭环频率指标有 、 、 。
9.常用的校正装置有 、 、 。 10. z 变换中的z 定义为 。
二.分析下述系统的稳定性.（21分）
1.已知系统特征方程为: D(s)=s 4+2s 3+s 2
+2s+1=0 试判断系统的稳定性;（4分）
2.最小相角系统的开环幅相曲线如图1所示,试确定系统的稳定性;（4分）
),3(j -16)(2
++=as s as
s G
3.开环对数频率特性如图2所示,而且有v=1,p=1试判断系统的稳定性;（6分）
4.最小相角系统开环增益为K 时,对数幅频特性L(ω)如图3所示,
现要求相角裕度为γ
=45°,试确定开环增益如何变化? （7分）
三.系统结构如图4所示,试求系统传递函数Ф(s)=)
(s C .（8分）
四.已知某单位反馈系统结构图如图5(a)所示,其单位阶跃响应曲线如图5(b)所示,试确定开
环增益K 和时间常数T 1,T 2。（10分）
图5
五.系统结构如图6所示. （12分）
1.试绘制Ta=0 时的闭环极点;
2.确定使系统为过阻尼状态时的Ta值范围;
3.确定阻尼比§ =0.5时的Ta值,确定相应的闭环极点位置,并计算此时输入r(t)=t时系统的稳态误差e
六.已知系统开环传递函数: G(s)H(s)=)
1()
1(2++Ts s ts K 若t>T,t=T,t 的幅相曲线. （12分） 七. 求f(t)=t 的Z 变换.（10分） 八.已知单位负反馈系统的开环传递函数为 （1） 试绘制参数a 由0→+∞变换的闭环根轨迹图； （2） 求出临界阻尼比ξ=1时的闭环传递函数。（13分） ) 1(4 /)()(2 ++=s s a s s G 一.填空题（每空1.5分，共15分） 1.线性系统在输出量与输入量的拉氏变换之比，称该系统的传递函数。 2. 一阶微分环节的传递函数为。 3. 系统开环传递函数中有两个积分环节则该系统为型系统。 4. 二阶欠阻尼振荡系统的最大超调量为。 5.频率特性包括。 6.对数幅频特性L（ω）= 。 7. 高阶系统的谐振峰值与有关。 8.单位阶跃信号的z变换为。 9.分支点逆着信号流向移到G（s）前，为了保证移动后的分支信号不变，移动的分支应串入。 10.高阶系统中离虚轴最近的极点，其实部小于其他极点的实部的1/5，并且附近不存在零点，则该极点称为系统的。 二.试求下图的传第函数(8分) 一、单项选择题。(下列各题所给选项中只有一个符合题意的正确答案，答错、不答或多答均不得分。每小题1分。共40分) 1.事业单位公开招聘要贯彻公开、平等、竞争、择优的原则，要坚持的用人标准是( ) A.党管干部 B.任人唯贤 C.德才兼备 D.任人唯亲 2.下列成语中与“见微知著”蕴含相同哲理的成语是( ) A.一叶知秋 B.盲人摸象 C.坐井观天 D.管中窥豹 3.科学发展观是坚持以人为本和经济社会全面协调可持续发展的发展观，也是以人为本，统筹兼顾的发展观。坚持以人为本，是科学发展观的核心内容。以人为本作为经济社会发展的根本出发点和落脚点，其内涵在于( ) A.满足人的全面需求和促进人的全面发展 B.满足人的生存、发展和享受的需求 C.为人提供充足的物质文化产品和服务 D.推动经济和社会的全面发展 4.人与世界的相互作用中，人与世界同时得到了改变，并获得日益丰富的内容，造成这一变化的基础是( ) A.自然界自身的运动 B.人的意识的能动作用 C.人的实践活动 D.工具的制造与使用 5，( )是机关工作的纽带，是机关接受与传递信息的通道。 A.公文 B.公文处理 C.公文拟办 D.公文承办 6.维护文件的高度严密性是指( ) A.公文的保密性 B.公文语言结构的严密 C.公文行文文字的严密 D.施行办法的严密 7.每一颗通信卫星可俯视地球( )的面积。 A.1/2 B.1/3 C.1/4 D.1/5 8.著名的意大利比萨斜塔倾斜的主要原因( ) A.受到地震的影响 B.常年遭受飓风吹袭的结果 C.塔底地层下陷的缘故 D.钟塔的木料砖石年久破损失修 9.职业素质的核心是( ) A.思想政治素质 B.科学文化素质 C.专业技能素质 《 自动控制原理 》典型考试试题 （时间120分钟） 院/系 专业 姓名 学号 第二章：主要是化简系统结构图求系统的传递函数，可以用化简，也可以用梅逊公式来求 一、（共15分）已知系统的结构图如图所示。请写出系统在输入r(t)和扰动n(t)同时作用下的输出C(s)的表达式。 G4 H1G3 G1 G 2 N(s)C(s) R(s) - -+ + + 二 、（共15分）已知系统的结构图如图所示。 试求传递函数 )()(s R s C ，) () (s N s C 。 三、（共15分）已知系统的结构图如图所示。 试确定系统的闭环传递函数C(s)/R(s)。 G1 G2 R(s) - + + C(s) - + 四、（共15分）系统结构图如图所示，求X(s)的表达式 G4(s)G6(s) G5(s)G1(s) G2(s) N(s) C(s) R(s) -- G3(s) X(s) 五、（共15分）已知系统的结构图如图所示。 试确定系统的闭环传递函数C(s)/R(s)和C(s)/D(s)。 G1 G2 R(s) - + + C(s) -+ D(s) G3G4 六、（共15分）系统的结构图如图所示，试求该系统的闭环传递函数 ) () (s R s C 。 七、（15分）试用结构图等效化简求题图所示各系统的传递函数 ) () (s R s C 一、（共15分）某控制系统的方框图如图所示，欲保证阻尼比ξ=0.7和响应单位斜坡函数的稳态误差为ss e =0.25,试确定系统参数K 、τ。 二、（共10分）设图（a ）所示系统的单位阶跃响应如图（b ）所示。试确定系统参数,1K 2K 和a 。 三、（共15分）已知系统结构图如下所示。求系统在输入r(t)=t 和扰动信号d(t)=1(t)作用下的稳态误差和稳态输出)(∞C 2/(1+0.1s) R(s) - C(s) 4/s(s+2) E(s) D(s) 四、（共10分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为： 2()(2)(4)(625) K G s s s s s = ++++ 试确定引起闭环系统等幅振荡时的K 值和相应的振荡频率ω 五、（15分）设单位反馈系统的开环传递函数为 1 2 ) 1()(23++++=s s s s K s G α 若系统以2rad/s 频率持续振荡，试确定相应的K 和α值 第三章：主要包括稳、准、快3个方面 稳定性有2题，绝对稳定性判断，主要是用劳斯判据，特别是临界稳定中出现全零行问题。 相对稳定性判断，主要是稳定度问题，就是要求所有极点均在s=-a 垂线左测问题，就是将s=w-a 代入D(s)=0中，再判断稳定 快速性主要是要记住二阶系统在0<ξ<1时的单位阶跃响应公式以及指标求取的公式。 准确性主要是稳态误差的公式以及动态误差级数两方面 教育综合知识试题及答案 一、选择题 1．教育科学有诸多的分支学科，其中在整个教育科学体系中处于基础地位的是（） A．教育哲学 B．教育心理学C．教育学 D．教学论 2．“四书”、“五经”是中国封建社会正统的教育内容，下列著作不属四书范围的是（） A．《大学》 B．《中庸》C．《论语》D．《春秋》 3．一个社会的教育发展进程与其政治经济发展进程之间的关系是（） A．教育超前于政治经济发展 B．教育滞后于政治经济发展 C．教育常常与社会政治经济发展不平衡 D．政治经济制度决定教育发展状况 4．教育者要在儿童发展的关键期，施以相应的教育，这是因为人的发展具有（） A．顺序性和阶段性B．不均衡性C．稳定性和可变性 D．个别差异性 5．智力可以分解为多种因素，下列哪种因素是智力的核心？（） A．观察力 B．想像力C．思维力 D．判断力 6．我国目前主要由下列哪一主体承担普及九年义务教育的责任？（） A．地方 B．中央C．社会力量 D．学生家长 7．“学为人师，行为世范”体现了教师工作的（） A．复杂性、创造性 B．连续性、广延性C．长期性、间接性D．主体性、示范性 8．“学而时习之”体现的教学原则是（） A．理论联系实际的原则 B．启发性原则C．循序渐进的原则D．巩固性原则 9．“三军可夺帅，匹夫不可夺志”说的是（） A．道德认识 B．道德情感C．道德意志 D．道德行为 10．做好班主任工作的前提和基础是（） A．组织和培养班集体B．全面了解学生C．培养优良的班风 D．做好后进生转化工作 11．在近代教育史上，对于掌握知识和发展能力究竟以谁为主问题上存在争论，一种理论是形式教育论，另一种理论是（） A．学科课程论 B．活动课程论C．实质教育论 D．现代课程论 12．三结合的教育一般是指（） A．学校、家庭、社会教育三结合B．班主任、科任教师和家长教育三结合 C．校长、教师和家长教育三结合D．家庭、环境和学校教育三结合 13．孔子说：“其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。”这反映教师劳动的哪种特点？（） A．主体性 B．创造性C．间接性D．示范法 二、填空题 14．马克思主义的诞生，为教育学的发展开辟了真正科学化的道路，前苏联教育家凯洛夫的教育理论对我国建国初期的教育曾发生过重大影响。 15．“揠苗助长”、“陵节而施”的教育方式的错误就在于不顾人的发展对教育的制约，违背了人的发展的顺序性和阶段性。 16．社会主义制度是实现人的全面发展的社会条件，教育与生产劳动相结合是培养全面发展的人的惟一途径。 17．德育过程的基本矛盾是教育者提出的德育要求和受教育者已有的品德基础之间的矛盾。 18．课外校外教育的组织形式有群众性活动、小组活动和个人活动。课外校外教育的主要特点是自愿性、灵活性、实践性。 三、简答题 19．教育学的发展历经了哪几个阶段？标志着第二阶段起始的是哪位教育家的哪部著作？ 一、 填空题 1、线性定常连续控制系统按其输入量的变化规律特性可分为_恒值控制_系统、随动系统和_程序控制_系统。 2、传递函数为 [12(s+10)] / {(s+2)[(s/3)+1](s+30)} 的系统的零点为_-10_， 极点为_-2__， 增益为_____2_______。 3、构成方框图的四种基本符号是： 信号线、比较点、传递环节的方框和引出点 。 4、我们将 一对靠得很近的闭环零、极点 称为偶极子。 5、自动控制系统的基本控制方式有反馈控制方式、_开环控制方式和_复合控制方式_。 6、已知一系统单位脉冲响应为t e t g 5.16)(-=，则该系统的传递函数为 。 7、自动控制系统包含_被控对象_和自动控制装置两大部分。 8、线性系统数学模型的其中五种形式是微分方程、传递函数、__差分方程_、脉冲传递函数_、__方框图和信号流图_。 9、_相角条件_是确定平面上根轨迹的充分必要条件，而用_幅值条件__确定根轨迹上各 点的根轨迹增益k*的值。当n-m ≥_2_时, 开环n 个极点之和等于闭环n 个极点之和。 10、已知一系统单位脉冲响应为 t e t g 25.13)(-=，则系统的传递函数为_ _。 11、当∞→ω时比例微分环节的相位是： A.90 A.ο 90 B.ο 90- C.ο45 D.ο 45- 12、对自动控制的性能要求可归纳为_稳定性__、_快速性_和准确性三个方面， 在阶跃 响应性能指标中，调节时间体现的是这三个方面中的_快速性___，而稳态误差体现的是_稳定性和准确性_。 13、当且仅当离散特征方程的全部特征根均分布在Z 平面上的_单位圆 _内，即所有特征根的模均小于___1____,相应的线性定常离散系统才是稳定的。 14、下列系统中属于开环控制系统的是 D.普通数控加工系统 一、填空题（每空1分，共15分） 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为 ()G s ，则G(s)为G 1(s)+G 2(s)（用G 1(s)与G 2(s)表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 则无阻尼自然频率=n ω 1.414， 阻尼比=ξ0.707， 该系统的特征方程为2220s s ++=， 该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振荡。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+， 则该系统的传递函数G(s)为 105 0.20.5s s s s + ++。 6、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为 (1) (1) K s s Ts τ++。 1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。 2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。 3、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统稳定。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。 4、传递函数是指在 零初始条件下、线性定常控制系统的 输出拉氏变换与 输入拉氏变换之比。 5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++，则其开环幅频特性为222221 1 K T τωωω++； 相频特性为arctan 180arctan T τωω--(或：2 180arctan 1T T τωω τω---+)。 6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对应时域性能指标调整时间s t ，它们反映了系统动态过程的快速性 . ∑??=i i i s s Q s H ((1(zidpngkongzhi 1 闭环系统(或反馈系统的特征:采用负反馈,系统的被控变量对控制作用有直接影响,即被控变量对自己有控制作用。 2 典型闭环系统的功能框图。 自动控制在没有人直接参与的情况下,通过控制器使被控对象或过程按照预定的规律运行。自动控制系统由控制器和被控对象组成,能够实现自动控制任务的系统。被控制量在控制系统中.按规定的任务需要加以控制的物理量。 控制量作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星.也称控制输入。 扰动量干扰或破坏系统按预定规律运行的输入量,也称扰动输入或干扰掐入。 反馈通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端,与输入信号相比较。反送到输入端的信号称为反馈信号。负反馈反馈信号与输人信号相减,其差为偏差信号。 负反馈控制原理检测偏差用以消除偏差。将系统的输出信号引回插入端,与输入信号相减,形成偏差信号。然后根据偏差信号产生相应的控制作用,力图消除或减少偏差的过程。开环控制系统系统的输入和输出之间不存在反馈回路,输出量对系统的控制作用没有影响,这样的系统称为开环控制系统。开环控制又分为无扰动补偿和有扰动补偿两种。 闭环控制系统凡是系统输出端与输入端存在反馈回路,即输出量对控制作用有直接影响的系统,叫作闭环控制系统。自动控制原理课程中所讨论的主要是闭环负反馈控制系统。 复合控制系统复合控制系统是一种将开环控制和闭环控制结合在一起的控制系统。它在闭环控制的基础上,用开环方式提供一个控制输入信号或扰动输入信号的顺馈通道,用以提高系统的精度。 自动控制系统组成闭环负反馈控制系统的典型结构如图1.2所示。组成一个自动控制系统通常包括以下基本元件 .给定元件给出与被控制量希望位相对应的控制输入信号(给定信号,这个控制输入信号的量纲要与主反馈信号的量纲相同。 给定元件通常不在闭环回路中。2.测量元件测量元件也叫传感器,用于测量被控制量,产生与被控制量有一定函数关系的信号。被控制量成比例或与其导数成比例的信号。测量元件的精度直接影响控制系统的精度应使测量元件的精度高于系统的精度,还要有足够宽的频带。3.比较无件用于比较控制量和反馈量并产生偏差信号。电桥、运算放大器可作为电信号的比较元件。有些比较元件与测量元件是结合在一起的,如测角位移的旋转变压器和自整 角机等。4.放大元件对信号进行幅值或功率的放大,以及信号形式的变换.如交流变直流的相敏整流或直流变交流的相敏调制。5.执行元件用于操纵被控对象,如机械位移系统中的电动机、液压伺服马达、温度控制系统中的加热装置。执行元件的选择应具有足够大的功率和足够宽的频带。6.校正元件用于改善系统的动态和稳态性能。根据被控对象特点和性能指标的要求而设计。校正元件串联在由偏差信号到被控制信号间的前向通道中的称为串联校正;校正元件在反馈回路中的称为反馈校正。7.被控对象控制系统所要控制的对象,例如水箱水位控制系统中的水箱、房 洛阳理工学院 2010/2011 学年第二学期自动控制原理期末考试试题卷（B） 适用班级：B 考试日期时间：适用班级： 一、判断题。正确的打√，错误的打×。(每小题1分，共10分) 1.传递函数是线性定常系统的一种内部描述模型。（） 2.劳斯判据是判断线性定常系统稳定性的一种代数判据。（） 3.频域分析法是根据闭环系统的频率特性研究闭环系统性能的一种图解方法。( ) 4.频率响应是系统在正弦输入信号下的全部响应。（） 5.绘制系统Bode图时，低频段曲线由系统中的比例环节（放大环节）和微积分环节决定( ) 6.对于线性定常系统，若开环传递函数不包括积分和微分环节，则当0 ω=时，开环幅相特性曲线（Nyquist图）从正虚轴开始。（） 7.开环控制系统的控制器和控制对象之间只有正向作用，系统输出量不会对控制器产生任何影响。（） 8.Ⅰ型系统，当过渡过程结束后，系统对斜坡输入信号的跟踪误差为零。（） 9.控制系统分析方法中，经典控制理论的分析方法有频域分析法、根轨迹分析法、时域分析法。（） 10.已知某校正网络传递函数为 1 () 1 s G s as + = + ，当满足a>1条件时，则该校正网络为滞后校正网络。（） 二、单选题(每小题2分，共20分) 1.下述（）属于对闭环控制系统的基本要求。 （A）稳定性（B）准确性（C）快速性（D）前面三个都是 2.分析线性控制系统动态性能时，最常用的典型输入信号是（）。 （A）单位脉冲函数（B）单位阶跃函数 （C）单位斜坡函数（D）单位加速度函数 3.典型二阶系统阻尼比等于1时，称该系统处于（）状态。 （A）无阻尼（B）欠阻尼（C）临界阻尼（D）系统不稳定或临界稳定 4.稳定最小相位系统的Nyquist图，其增益（幅值）裕度（）。 （A）0 hdB<（B）0 hdB>（C）1 hdB<（D）1 hdB> 5.单位反馈控制系统的开环传递函数为 4 () (5) G s s s = + ，则系统在()2 r t t =输入作用下，其稳态误差为（）。 （A）10 4 （B） 5 4 （C） 4 5 （D）0 6.一个线性系统的稳定性取决于（）。 （A）系统的输入（B）系统本身的结构和参数 一、填空题（每空 1 分，共15分） 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)为G1(s)+G2(s)（用G 1(s)与G 2(s) 表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 则无阻尼自然频率=n ω2， 阻尼比=ξ，20.7072 = 该系统的特征方程为2220s s ++= ， 该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振荡。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+， 则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s +++。 6、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为(1) (1)K s s Ts τ++。 8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 1()[()()]p u t K e t e t dt T =+?， 其相应的传递函数为1[1]p K Ts +，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态性 能。 1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。 2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。 3、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统稳定。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。 4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉 自动控制原理 一、简答题：（合计20分, 共4个小题，每题5分） 1. 如果一个控制系统的阻尼比比较小，请从时域指标和频域指标两方面 说明该系统会有什么样的表现？并解释原因。 2. 大多数情况下，为保证系统的稳定性，通常要求开环对数幅频特性曲 线在穿越频率处的斜率为多少？为什么？ 3. 简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。 4. 用根轨迹分别说明，对于典型的二阶系统增加一个开环零点和增加一 个开环极点对系统根轨迹走向的影响。 二、已知质量-弹簧-阻尼器系统如图(a)所示，其中质量为m 公斤，弹簧系数为k 牛顿/米，阻尼器系数为μ牛顿秒/米，当物体受F = 10牛顿的恒力作用时，其位移y (t )的的变化如图(b)所示。求m 、k 和μ的值。(合计20分) F ) t 图(a) 图(b) 三、已知一控制系统的结构图如下，（合计20分, 共2个小题，每题10分） 1） 确定该系统在输入信号()1()r t t =下的时域性能指标：超调量%σ，调 节时间s t 和峰值时间p t ； 2） 当()21(),()4sin3r t t n t t =?=时，求系统的稳态误差。 四、已知最小相位系统的开环对数幅频特性渐近线如图所示，c ω位于两个交接频率的几何中心。 1） 计算系统对阶跃信号、斜坡信号和加速度信号的稳态精度。 2） 计算超调量%σ和调节时间s t 。（合计20分, 共2个小题，每题10分） [ 1 %0.160.4( 1)sin σγ =+-, s t = 五、某火炮指挥系统结构如下图所示，()(0.21)(0.51) K G s s s s = ++系统最 大输出速度为2 r/min ，输出位置的容许误差小于2，求： 1） 确定满足上述指标的最小K 值，计算该K 值下的相位裕量和幅值裕量； 2） 前向通路中串联超前校正网络0.41 ()0.081 c s G s s +=+，试计算相位裕量。 （合计20分, 共2个小题，每题10分） (rad/s) 综合试题一答案 一、单选题 1-5. CABBC 6-10.CDBBD 11-15.BABBD 16-20.BBCAD 二、多项选择题 1.AB 2.ABD 3.ABCD 4.ABD 5.ACD 三、填空题 1.密钥 2..文本 3.计划 4.光盘 5.时间 6.消费者间 四、名词解释 1. 计算机安全就是保护企业资产不受未经授权的访问、使用、篡改或破坏。 2.银行间电子资金转账（EFT）是指通过企业间通讯网络进行的账户交易信息的电子传输，由于它以电子方式提供汇款信息，从而使电子结算实现了最优化。 3.WWW（Word Wide Web）：又称万维网，是互联网的一部分，是一些计算机按照一种特定方式相互连接所构成的互联网的子集。其最重要的特点：具有容易使用的标准图形界面。（ 4.浏览器是一种软件界面，可以让用户读取或浏览HTML文件。 五、简答题 1. 答：公开密钥加密的优点： （1）在多人之间进行保密信息传输所需的密钥组合数量很小； （2）密钥的分布不成问题； （3）公开密钥系统可实现数字签名。 2. 答：电子商务的优势： （1）增加销售额、降低生产成本； （2）降低销售的处理成本； （3）增加了商家的销售机会和消费者的购买机会； （4）增加了消费者的选择的机会； （5）汇集整个社会。 3. 答：在网上进行市场调查的优越性： （1）互动性：公司可以和被访人员实时对话。（2） 价格低廉：节省了劳务费、交通费、邮寄费等。 （3）速度快：调查数据的发放、收集、整理、分析可以在瞬间完成。（4）实时监督；网上软件程序可对被访问人员进行实时监督，保证问卷的 有效性。 （5）可以主动进行匿名调查：网上互不见面，被访人员无太多的顾虑。4. 答：销售链管理的应用就是将订单获取流程的关键环节自动化，然后再将 这些应用连接并整合起来。 (1)产品目录和营销大全 (2)销售配置系统 (3)定价的维护、发布和配置 (4)标书和报价生成 (5)销售激励和佣金管理 5. 答：推动电子商务发展的力量： (1)经济力量、顾客交互和技术融合共同推动了电子商务的发展。 (2)经济力量，经济力量首先来源于对经济效率的渴望。 (3)市场营销和顾客交互，信息技术的进步大大扩展了顾客选择产品的范围。 (4)技术和数字融合，技术和数字融合为电子商务的最终实现提供了可能。 (5)经济因素、营销因素和数字化融合已影响到各个行业的重新定位。 六、论述题 1. 答：公司建立网站的效益目标之一是为了树立品牌，可通过市场调查和民意测验来衡量；另一种效益目标销售产品或服务，可以通过销售量和销售额来衡量，还有的效益目标是增加顾客满意度或降低顾客服务与支持成本，改善顾客服务与售后。开展电子商务的其他效益可用多种衡量方法进行评价，但通常都用金额来衡量。 2.答：正确的答案应包括设立退货、换货机构（栏目）；确定退货、换货的条件；制定退货、换货的处理程序；健全实施退货、换货的监督机制。至于具体 如何实，可以各显神通，在网站主页的菜单条上加上退货、换货栏目；在实施 初期以广告形式做退货、换货的公告；在帮助菜单中列出退货、换货的条例等 A 卷 一、填空题（每空 1 分，共10分） 1、 在水箱水温控制系统中，受控对象为 ，被控量为 。 2、 对自动控制的性能要求可归纳为___________、快速性和准确性三个方面， 在阶跃响应性能指标中，调节时间体现的是这三个方面中的______________，而稳态误差体现的是______________。 3、 闭环系统的根轨迹起始于开环传递函数的 ，终止于开环传递函数的 或无穷远。 4、 PID 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 ，其相应的传递函数为 。 5、 香农采样定理指出：如采样器的输入信号e(t)具有有限宽带，且有直到ωh 的频率分量，则使信号e(t) 完满地从采样信号e*(t) 中恢复过来的采样周期T 要满足下列条件：________________。 二、选择题（每题 2 分，共10分） 1、 设系统的传递函数为G （S ）＝1 52512++s s ，则系统的阻尼比为（ ）。 A ．21 B ．1 C ．51 D ．25 1 2、 非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，当输入信号为R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为 ( ) A 、 ()()()E S R S G S =? B 、()()()()E S R S G S H S =?? C 、()()()()E S R S G S H S =?- D 、()()()() E S R S G S H S =- 3、 伯德图中的低频段反映了系统的（ ）。 A ．稳态性能 B ．动态性能 C ．抗高频干扰能力 D ．.以上都不是 4、 已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是( )。 A 、 (2)(1)K s s s -+ B 、(1)(5K s s s +-+） C 、2(1)K s s s +－ D 、(1)(2) K s s s -- 5、 已知系统的开环传递函数为 100(0.11)(5)s s ++，则该系统的开环增益为 ( )。 A 、 100 B 、1000 C 、20 D 、不能确定 自动控制原理试题及答案 Prepared on 24 November 2020 《自动控制原理》试题及答案 1、若某串联校正装置的传递函数为(10s+1)/(100s+1)，则该校正装置属于(B )。3分 2、在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（A）3分 3、在系统中串联PD调节器，以下那一种说法是错误的（D） 3分 A 是一种相位超前校正装置 B 能影响系统开环幅频特性的高频段 C 使系统的稳定性能得到改善 D使系统的稳态精度得到改善 4、用超前校正装置改善系统时，主要是利用超前校正装置的（A ）3分 5、I型系统开环对数幅频特性的低频段斜率为（B ）9分 6、设微分环节的频率特性为G(jω)，当频率ω从0变化至∞时，其极坐标平面上的奈氏曲线是（）9分 7、关于线性系统稳定性的判定，下列观点正确的是 ( )。9分 8、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的( ) 9分 9、关于系统零极点位置对系统性能的影响，下列观点中正确的是( ) 7分 10、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的( ) 2分 11、若某最小相位系统的相角裕度γ>0，则下列说法正确的是 ( )。2分 12、某环节的传递函数是G(s)=5s+3+2/s，则该环节可看成由（D ）环节组成。2分 13、主导极点的特点是（A ）2分 14、设积分环节的传递函数为G(s)=K/s，则其频率特性幅值A(ω)=（）2分 15、某环节的传递函数为K/(Ts+1)，它的对数幅频率特性随K值增加而（）2分 16、某系统的传递函数是G(s)=1/(2s+1)，则该可看成由（C ）环节串联而成2分 17、若系统的开环传递函数在s右半平面上没有零点和极点，则该系统称作（B）2分 18、某校正环节传递函数G(s)=(100s+1)/(10s+1)，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（ D）2分 19、一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量为（ C）2分 20、最小相位系统的开环增益越大，其（）2分 21、一阶微分环节G(s)=1+Ts，当频率ω=1/T时，则相频特性∠G(jω)为（）2分 22、ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（）2分 23、开环传递函数为G(s)H(s)=(s+3)/(s+2)(s+5)，则实轴上的根轨迹为（B）2分 24、开环传递函数为G(s)H(s)=K/(s*s*s(s+4))，则实轴上的根轨迹为（）2分 25、某单位反馈系统的开环传递函数为：G(s)=K/(s(s+1)(s+5))，当k=（C ）时，闭环系统临界稳定。2分 26、若系统增加合适的开环零点，则下列说法不正确的是 (B ) 2分 27、当二阶系统的根分布在根平面的虚轴上时，系统的阻尼比为（B）3分 《 自动控制原理B 》 试题A 卷答案 一、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1．若某负反馈控制系统的开环传递函数为 5 (1) s s +，则该系统的闭环特征方程为 ( D )。 A ．(1)0s s += B. (1)50s s ++= C.(1)10s s ++= D.与是否为单位反馈系统有关 2．梅逊公式主要用来（ C ）。 A.判断稳定性 B.计算输入误差 C.求系统的传递函数 D.求系统的根轨迹 3．关于传递函数，错误的说法是 ( B )。 A.传递函数只适用于线性定常系统； B.传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响； C.传递函数一般是为复变量s 的真分式； D.闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。 4．一阶系统的阶跃响应（ C ）。 A ．当时间常数较大时有超调 B ．有超调 C ．无超调 D ．当时间常数较小时有超调 5. 如果输入信号为单位斜坡函数时，系统的稳态误差为无穷大，则此系统为（ A ） A ． 0型系统 B. I 型系统 C. II 型系统 D. III 型系统 二、填空题（本大题共7小题，每空1分，共10分） 1．一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：___稳定性、快速性、__准确性___。 2.对控制系统建模而言，同一个控制系统可以用不同的 数学模型 来描述。 3. 控制系统的基本控制方式为 开环控制 和 闭环控制 。 4. 某负反馈控制系统前向通路的传递函数为()G s ，反馈通路的传递函数为()H s ，则系统 的开环传递函数为()()G s H s ，系统的闭环传递函数为 () 1()() G s G s H s + 。 5 开环传递函数为2(2)(1) ()()(4)(22) K s s G s H s s s s s ++= +++，其根轨迹的起点为0,4,1j --±。 6. 当欠阻尼二阶系统的阻尼比减小时，在单位阶跃输入信号作用下，最大超调量将 增大 。 7.串联方框图的等效传递函数等于各串联传递函数之 积 。 三、简答题（本题10分） 图1为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方框图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？ 课程教学 大纲编号： 100102 课程名称： 自动控制原理 学分 4.5 试卷编号：100102021 考试方式： 闭卷考试 考试时间： 120 分钟 满分分值： 100 组卷年月： 2000/5 组卷教师： 向峥嵘 审定教师； 陈庆伟 一．（10分）是非题： 1． 闭环控制系统是自动控制系统，开环控制系统不是自动控制系统（ ）。 2．闭环控制系统的稳定性，与构成他的开环传递函数无关（ ），与闭环传递函数有关（ ）；以及与输入信号有关（ ）。 3．控制系统的稳态误差与系统的阶数有关（ ）；与系统的类型有关；（ ） 与系统的输入信号有关；（ ），以及与系统的放大倍数有关。（ ） 4．前向通道传递函数为)k (s k 02>的单位负反馈系统能无差的跟踪斜波信号 （ ）。 5．最小相位系统是稳定的控制系统（ ）。 二．（10分）填空题 图示系统的开环放大倍数为 ，静态位置误差为 ，静态速度误差为 ，误差传递函数) s (R )s (E 为 ，当输入信号4=)t (r 时，系统的稳态误差ss e 。 三．（10分）填空题 在频率校正法中，串联超前校正是利用串联矫正装置在系统的 频区产生相角 ，以提高系统的 ，且使幅值穿越频率c ω ，从而系统的响应速度 。串联滞后校正是利用校正装 在 频区产生的特性，以使c ω ，达到提高 的目的，校正后的系统响应速度 。 四．（10分）计算作图题 化简如图所示的结构图，并求闭环传递函数) s (R )s (C 。 五．（10分） 一个开环传递函数为 ) s (s k )s (G 1+= τ的单位负反馈系统，其单位阶跃响应曲线如图所示，试确定参数k 及τ。 六．（8分） 设单位负反馈系统的开环传递函数为) s .(s )s (G 110100+= ，试计算系统的响应控制信号t sin )t (r 5=时的稳态误差。 七．（10分） 设某系统的开环传递函数为)Ts (s k )s (H )s (G 1+=，现希望系统特征方程的所有根都 在a s -=这条线的左边区域内，试确定满足此要求k 的值和T 值的范围)a (0>。 自动控制原理 一、简答题：（合计20分,共4个小题，每题5分） 1. 如果一个控制系统的阻尼比比较小，请从时域指标和频域指标两方面 说明该系统会有什么样的表现？并解释原因。 2. 大多数情况下，为保证系统的稳定性，通常要求开环对数幅频特性曲 线在穿越频率处的斜率为多少？为什么？ 3. 简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。 4. 用根轨迹分别说明，对于典型的二阶系统增加一个开环零点和增加一 个开环极点对系统根轨迹走向的影响。 二、已知质量-弹簧-阻尼器系统如图(a)所示，其中质量为m 公斤，弹簧系数为k 牛顿/米，阻尼器系数为μ牛顿秒/米，当物体受F = 10牛顿的恒力作用时，其位移y (t )的的变化如图(b)所示。求m 、k 和μ的值。(合计20分) F ) t 图(a) 图(b) 三、已知一控制系统的结构图如下，（合计20分,共2个小题，每题10分） 1） 确定该系统在输入信号()1()r t t =下的时域性能指标：超调量%σ，调 节时间s t 和峰值时间p t ； 2） 当()21(),()4sin 3r t t n t t =?=时，求系统的稳态误差。 四、已知最小相位系统的开环对数幅频特性渐近线如图所示，c ω位于两个交接频率的几何中心。 1） 计算系统对阶跃信号、斜坡信号和加速度信号的稳态精度。 2） 计算超调量%σ和调节时间s t 。（合计20分,共2个小题，每题10分） [ 1 %0.160.4( 1)sin σγ =+-, s t = 五、某火炮指挥系统结构如下图所示，()(0.21)(0.51) K G s s s s = ++系统最 大输出速度为2 r/min ，输出位置的容许误差小于2 ，求： 1） 确定满足上述指标的最小K 值，计算该K 值下的相位裕量和幅值裕 量； 2） 前向通路中串联超前校正网络0.41 ()0.081 c s G s s +=+，试计算相位裕量。 （合计20分,共2个小题，每题10分） (rad/s) 2015年全国硕士研究生入学统一考试 计算机学科专业基础综合试题 一、单项选择题：140小题，每小题2分，共80分。下列每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。请在答题卡上将所选项的字母涂黑。 1．已知程序如下： int s(int n) { return (n<=0) ? 0 : s(n-1) +n; } void main() { cout<< s(1); } 程序运行时使用栈来保存调用过程的信息，自栈底到栈顶保存的信息一次对应的是A．main()->S(1)->S(0) B．S(0)->S(1)->main() C．m ain()->S(0)->S(1) D．S(1)->S(0)->main() 2．先序序列为a,b,c,d的不同二叉树的个数是 A．13 B．14 C．15 D．16 3．下列选项给出的是从根分别到达两个叶节点路径上的权值序列，能属于同一棵哈夫曼树的是 A．24，10，5和24，10，7 B．24，10，5和24，12，7 C．24，10，10和24，14，11 D．24，10，5和24，14，6 4．现在有一颗无重复关键字的平衡二叉树（A VL树）,对其进行中序遍历可得到一个降序序列。下列关于该平衡二叉树的叙述中，正确的是 A．根节点的度一定为2 B．树中最小元素一定是叶节点 C．最后插入的元素一定是叶节点D．树中最大元素一定是无左子树 5．设有向图G=(V,E)，顶点集V={V0,V1,V2,V3}，边集E={ 自 动 控 制 理 论 2011年7月23日星期六 课程名称: 自动控制理论 （A/B 卷 闭卷） 一、填空题（每空 1 分，共15分） 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按 的前馈复合控制和按 的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)为 （用G 1(s)与G 2(s) 表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 则无阻尼自然频率=n ω ， 阻尼比=ξ ， 该系统的特征方程为 ， 该系统的单位阶跃响应曲线为 。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+， 则该系统的传递函数G(s)为 。 6、根轨迹起始于 ，终止于 。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为 。 8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 ， 其相应的传递函数为 ，由于积分环节的引入，可以改善系统的 性能。 二、选择题（每题 2 分，共20分） 1、采用负反馈形式连接后，则 ( ) A 、一定能使闭环系统稳定； B 、系统动态性能一定会提高； C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除； D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。 2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。 A 、增加开环极点； B 、在积分环节外加单位负反馈； C 、增加开环零点； D 、引入串联超前校正装置。 3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ，则系统 ( ) A 、稳定； B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升； C 、临界稳定； D 、右半平面闭环极点数2=Z 。 自动控制原理试卷有参 考答案 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN# 一、填空题（每空 1 分，共15分） 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按 输入 的前馈复合控制和按 扰动 的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为 ()G s ，则G(s)为G 1(s)+G 2(s)（用G 1(s)与G 2(s) 表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 则无阻尼自然频率=n ω ， 阻尼比=ξ ， 该系统的特征方程为 2220s s ++= ， 该系统的单位阶跃响应曲线为 衰减振荡 。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+， 则该系统的传递函数G(s)为 105 0.20.5s s s s + ++。 6、根轨迹起始于 开环极点 ，终止于 开环零点 。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为 (1) (1) K s s Ts τ++。 1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为 水温 。 2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为 开环控制系统 ；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为 闭环控制系统 ；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 闭环控制系统 。 3、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统 稳定 。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用 奈奎斯特判据。 4、传递函数是指在 零 初始条件下、线性定常控制系统的 输出拉氏变换 与 输入拉氏变换 之比。 5、设系统的开环传递函数为 2(1)(1)K s s Ts τ++ 相频特性为arctan 180arctan T τωω--(或：2 180arctan 1T T τωω τω---+) 。 6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率 c ω对应时域性能指标调整时间s t ，它们反映了系统动态过程的快速性 . 1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即： 稳定性 、快速性和 准确性 。 2、控制系统的 输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值 称为传递函数。一阶系统传函标准形式是1 ()1 G s Ts = + ，二阶系统传函标准形式是 2 2 2 ()2n n n G s s s ωζωω=++(或：221()21G s T s T s ζ=++。 3、在经典控制理论中，可采用 劳斯判据 、根轨迹法或奈奎斯特判据等方法判断线性控制系统稳定性。 4、控制系统的数学模型，取决于系统 结构 和 参数 , 与外作用及初始条件无关。 5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为20lg ()A ω，横坐标为 lg ω 。 6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P 是指 开环传函中具有正实部的极点的个数 (或：右半S 平面的开环极点个数) ，Z 是指闭环传函中具有正实部的极点的 期末考试-复习重点 自动控制原理1 一、单项选择题（每小题1分，共20分） 1. 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（ ） A.系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计 2. 惯性环节和积分环节的频率特性在（ ）上相等。 A.幅频特性的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D.穿越频率 3. 通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（ ） A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件 4. ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（ ） A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线 5. 当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（ ） A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节 6. 若系统的开环传 递函数为2) (5 10+s s ，则它的开环增益为（ ） A.1 B.2 C.5 D.10 7. 二阶系统的传递函数5 2 5)(2++=s s s G ，则该系统是（ ） A.临界阻尼系统 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统 D.零阻尼系统 8. 若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn ，则可以（ ） A.提高上升时间和峰值时间 B.减少上升时间和峰值时间 C.提高上升时间和调整时间 D.减少上升时间和超调量 9. 一阶微分环节Ts s G +=1)(，当频率T 1=ω时，则相频特性)(ωj G ∠为（ ） A.45° B.-45° C.90° D.-90° 10.最小相位系统的开环增益越大，其（ ） A.振荡次数越多 B.稳定裕量越大 C.相位变化越小 D.稳态误差越小 11.设系统的特征方程为()0516178234=++++=s s s s s D ，则此系统 （ ） A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。 12.某单位反馈系统的开环传递函数为：()) 5)(1(++=s s s k s G ，当k =（ ）时，闭环系统临界稳定。 A.10 B.20 C.30 D.40 13.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ，则此系统中包含正实部特征的个数有（ ） A.0 B.1 C.2 D.3 14.单位反馈系统开环传递函数为()s s s s G ++=652，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（ ） A.2 B.0.2 C.0.5 15.若已知某串联校正装置的传递函数为1 101)(++=s s s G c ，则它是一种（ ） A.反馈校正 B.相位超前校正 C.相位滞后—超前校正 D.相位滞后校正 16.稳态误差e ss 与误差信号E (s )的函数关系为（ ） A.)(lim 0s E e s ss →= B.)(lim 0 s sE e s ss →= C.)(lim s E e s ss ∞→= D.)(lim s sE e s ss ∞ →= 17.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（ ） A.减小增益 B.超前校正 C.滞后校正 D.滞后-超前 18.相位超前校正装置的奈氏曲线为（ ）综合基础知识试题及答案解析
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