自动控制原理习题.doc

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1、第一套一、单项选择填空（每小题4分，共20分）1.系统不稳定时，其稳定误差为（）           1）+∞2）-∞3）04）以上都不对2.２-１-２型渐近对数幅频特性描述的闭环系统一定（）  1）稳定2）不稳定3）条件稳定4）说不清3.由纯积分环节经单位反馈而形成的闭环系统超调量为（）   1）02）16.3%3）无超量4）以上都对4.描述函数描述了（）系统的性能。   1）非线性系统2）本质非线性系统3）线性、非线性系统4）以上都错5.采样周期为（　）的系统是连续系统。   １）０　　　２）∞　　　３）需经严格证明　　　４）以上都错二、简化结构图求传递函数C(s)/R(s)(每

2、小题８分，共１６分) 1.R(s)N(s)C(s)--  R(s)C(s)-2.    三、单位负反馈系统的零初始条件下的单位阶跃响应为(每小题5分，共20分)　　　　    1.析开环、闭环稳定性；    2.超调量；    3.求Δ＝±0.02L(¥)时，调节时间；    4.求阶跃响应时的稳态误差。四、单位负反馈系统的开环传递函数为(每小题８分，共１６分)     1.绘制闭环根轨迹图；    2.决定闭环稳定的k1的范围。五、单位负反馈系统开环传递函数为(每小题８分，共１６分)    1.绘制开环伯德图；2.分析闭环稳定性。第四套一、对自动控制系统基本的性能要求是什么？其中最

3、基本的要求是什么？（5分）二、已知系统结构图如图1所示。（20分）1）求传递函数E(s)/R(s)和E(s)/N(s)。2）若要消除干扰对误差的影响（即E(s)/N(s)=0），问G0(s)=?N(S)G0(S)K4—C(S)E(S)R(S)—--K1图1三、已知系统结构图如图2所示，要求系统阻尼比。（20分）1）确定Kf值并计算动态性能指标tp，σ%，ts；（提示：，，）2）求在r（t）=t，作用下系统的稳态误差。R(S)C(S)2——--KfS图2四、已知系统的结构图如图3所示。（14分）1）画出变化时的系统根轨迹，求出渐进线、分离点、与虚轴交点；2）求使系统稳定时开环增益的取值

4、范围。C(S)R(S)E(S)—--图3五、已知某系统的开环传递函数为，分别应用劳斯判据、奈奎斯特判据判断闭环系统的稳定性。（16分）六、已知某单位负反馈最小相位系统A的开环频率特性如图4所示。（16分）1）求出系统A的开环传递函数，并计算相角裕度；2）如把曲线1的abc改成ab′c而成为系统B，试比较系统A与系统B的性能。dBa-20b-40-40b′-20-202c511/21/4-40-60曲线1图4七、试述三频段（即系统的开环对数幅频特性曲线的低、中、高频段）与系统性能的关系。（9分）六第二套第五套一、填空题(82分)1、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面，即：、和

5、。2、条件下，控制系统的称为传递函数。3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有、、等。4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用　　　　　　　　、　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　等方法。5、线性系统的频率特性是角频率ω的函数，常记为，其中是幅频特性，是之比，是相频特性，表示。6、奈奎斯特稳定判据中，N＝P－Z　，其中的N、P、Z分别表示　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。7、PID控制器的输入－输出关系的时域表达式是　　　　　　　　　　　　　　　　

6、，其相应的传递函数为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。　8、最小相位系统是指。二、控制系统结构图如图1（左）所示。(44=20分)（1）希望系统的所有特征根位于s平面上　s=-2的左侧区域，且不小于0.5，试画出特征根在s平面的分布范围（用阴影线表示）。（2）当特征根在阴影线范围内时，试求K，T的许可取值范围。（3）试求出系统跟踪单位斜坡输入时的稳态误差（4）为使上述稳态误差为零，让单位斜坡信号先通过一个PD校正装置，如图1（右）所示，试求出合适的Kc值。　　　　　　　　　　　　　　　　图1　　一、已知单位负反馈系统的开环传函为　　，要求：（1）、当K从0到正无穷大时，绘制

7、系统闭环根轨迹，（分离点已求出　d=-0.182）。（2）、确定保证系统稳定的K值范围。(10+6分)二、已知一单位负反馈系统，其开环传递函数为，试用奈氏判据判断系统的稳定性(注意讨论K取不同值的情况)。(20分)三、设单位负反馈系统的开环传递函数为，试确定使相角裕度为45o时的值。(16分)四、论述串联校正(超前校正)对控制系统的性能影响，并简述串联校正的设计步骤。(12)一、（10分）已知系统的传递函数且初始条件为，。试求阶跃输入作用时，系统的输出响应