自动控制原理试卷、习题及答案套

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1、自动控制(A)试卷一、结构如图所示，u1为输入，u2为输出，试求1．求网络的传递函数G(s)=U1(s)/U2(s)2．讨论元件R1，R2，C1，C2参数的选择对系统的稳定性是否有影响。（15分）二、图示系统，试求，（1）当输入r(t)=0，n(t)=1(t)时，系统的稳态误差ess;（2）当输入r(t)=1(t)，n(t)=1(t)时，系统的稳态误差ess;（3）若要减小稳态误差，则应如何调整K1，K2？（15分）三．已知单位负反馈系统的开环传递函数为.试确定当闭环系统稳定时，T，K应满足的条件。（15分）四、已

2、知系统的结构图如图所示，（1）画出当变化时，系统的根轨迹图；（2）用根轨迹法确定，使系统具有阻尼比时，K的取值及闭环极点（共轭复根）。（15分）五、已知最小相位系统的对数幅频特性渐近特性曲线，1.试求系统的开环传递函数G（s）;2.求出系统的相角裕量;3．判断闭环系统的稳定性。（15分）六、设单位反馈系统的开环传递函数如下，1.试画出系统的乃奎斯特曲线;2.用乃氏判据判断系统的稳定性（15分）七、已知单位反馈系统的开环传递函数为使设计一串联滞后校正装置，使系统的相角裕量，幅值裕量，并保持原有的开环增益值。（10分）

3、自动控制理论B一．试求图示系统的输出z变换C(z).（20分）二.闭环离散系统如图所示，其中采样周期T=1s，（20分）1．试求系统的开环脉冲传递函数G(z);2．求系统的闭环脉冲传递函数；3．确定闭环系统稳定时K的取值范围。（注：）三.设单位反馈线性离散系统如图所示，其中T＝1秒，试求取在等速度输入信号r(t)=1作用下，能使给定系统成为最少拍系统的数字控制器的脉冲传递函数D(z)。(20分)四.设非线性系统如图所示，(20分)1.试用解析法在平面绘制起始于的相轨迹；2.求出相轨迹与坐标轴交点的值；3．说明系统奇

4、点的类型。五.非线性系统如图所示，（20分）1．试用描述函数法分析非线性系统的稳定性；2．若存在自持振荡，求振荡频率和振幅。（注：非线性环节的描述函数）习题1-1试列举几个日常生中的开环控制及闭环控制系统，并说明其工作原理。1-2仓库大门自动控制系统的原理如图所示，试说明其工作原理。1-3图示为一水箱自动控制系统，试说明其工作原理。习题1-3图习题1-2图1-4家用电器中，洗衣机是开环控制还是闭环控制？一般的电冰箱是何种控制？1-5图示为一压力控制系统，试说明其工作原理，并画出系统的结构图。习题1-5图习题题2-1

5、图2-1试求图示电路的微分方程和传递函数。2-2移恒速控制系统的原理图如图所示，给定电压ur为输入量，电动机的转速ω为输出量，试绘制系统的方框图，并求系统的传递函数。（ML为负载转矩，J为电动机的转动惯量，f为粘性摩擦系数，Ra和La分别为电枢回路的总电阻和总电感，Kf为测速发动机的反馈系数）。题2-2图题2-3图2-3图示电路，二极管是一个非线性元件，其电流和电压之间的关系为，假设系统工作在u0=2.39V，i0=2.19×10-3A平衡点，试求在工作点（u0,i0）附近＝f()的线性化方程。2-4试求图示网络的

6、传递函数，并讨论负载效应问题。题2-4图2-5求图示运算放大器构成的网络的传递函数。题2-5图2-6已知系统方框图如图所示，试根据方框图简化规则，求闭环传递函数。题2-6图2-7分别求图示系统的传递函数、、、2-8绘出图示系统的信号流图，并求传递函数题2-7图题2-8图2-9试绘出图示系统的信号流图，求系统输出C(s)。题2-9图题2-10图2-10求图示系统的传递函数C(s)/R(s)。2-11已知单位负反馈系统的开环传递函数1.试用MATLAB求取系统的闭环模型；2.试用MATLAB求取系统的开环模和闭环零极点

7、。2-12如图所示系统1.试用MATLAB化简结构图，并计算系统的闭环传递函数；2.利用pzmap函数绘制闭环传递函数的零极点图。题2-12图习题3–1已知系统在零初始条件下的脉冲响应函数如图所示，求其传递函数。题3-1图3–2系统在作用下，系统响应为，试求系统的传递函数。3–3设单位反馈的开环传递函数试求系统的单位阶跃响应和各项性能指标。3–4设单位反馈二阶系统的单位阶跃响应如图所示。试确定系统的开环传递函数。题3-4图3–5单位反馈控制系统的开环传递函数如下，试求系统的静态位置、速度、加速度误差系数。（1）(2

8、)(3)题3-6图(4)3–6图示系统传递函数为误差e定义为r–c，且系统稳定，试确定系统在阶跃信号作用下稳态误差为零的充分条件。求出系统在等加速度信号作用下稳态误差为零时的形式。3–7系统结构如图（a）所示，试计算在单位斜坡输入信号下的稳态误差，如果在输入端加入一比例微分环节如图（b），试证明适当选择参数a后，系统跟踪斜坡输入的稳态误差可以消除。(b)(a