昆明理工大学自动控制原理试题.doc

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1、昆明理工大学试卷（）信息工程与自动化学院专业级考试时间:考试科目:自动控制原理学生姓名:学号:题号一二三总分评分一.填空题（每空1分共30分）1.自动控制系统的功能和组成多种多样，因而自动控制系统有多种分类方法。按其数学模型可以分为线性系统和非线性系统，非时变系统和时变系统；按系统参考输入变化规律可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统等。2.在控制系统中，反馈是指系统的输出量信息返回到输入端，与参考输入量信息进行综合，系统利用综合量进行自身调节。反馈有正反馈和负反馈之分。3.自动控制系统的数学模型指的是描述系统运动特性的数学描述。我们学习的动态物理系统的数学模型有微分方程、传递

2、函数和传递函数等表达式描述形式，还有方框图和频率特性等图形化描述形式。4.描述函数法是分析非线性系统的近似频率特性法的图解方法。应用描述函数法可以分析某些非线性系统的工作状态，确定自振的频率和振幅。但不能用于分析非线性系统的运动过程。5.校正装置串联在系统前向通道中的连接方式称为串联校正。校正装置接在系统的局部反馈通道中的连接方式称为反馈校正。6.系统结构图的等效变换原则是：（2分）变换前后系统输入输出总的数学关系保持不变。专业级，学生姓名:学号:1.已知无源校正装置的传递函数为，，可以判断该校正装置为滞后校正装置。2.传递函数互为倒数的最小相位环节，其对数幅频曲线关于0dB线对称，对

3、数相频曲线关于0°线对称。3.①极坐标图中的负实轴对应于对数坐标图上的线。②相位穿越频率是指在这一频率处的相位为180°。③相位裕量在幅值穿越频率处测量。4.若开环系统的分母多项式最高次幂为，分子多项式最高次幂为，。则可知在绘制闭环系统根轨迹时，根轨迹有n条，对称于实轴，根轨迹渐近线有n-m条。5.所谓闭环主导极点就是这样的极点，该极点最靠近虚轴，其附近没有闭环零点，且其它极点到虚轴的距离是该极点到虚轴距离的5倍以上。6.已知阶跃函数，阶跃幅度，其拉氏变换为：；其变换为：。（A卷）考试科目:自动控制原理一.简答题（每题6分，共48分）1.求如下图所示系统的传递函数。解：图中有1条前向通

4、路，3个回路...........................................1分……..4分………………...1分2.减小或消除系统稳态误差的措施与方法有哪些？解：减小或消除系统稳态误差的措施与方法有：①增大开环放大系数；……………………………………………2分②增加系统开环传递函数中的积分环节；…………………………2分③引入按给定或按扰动补偿的复合控制结构。……………….2分专业级，学生姓名:学号:3.设典型二阶系统的单位阶跃响应曲线如下图所示，试确定系统的传递函数。解：由单位阶跃响应曲线可知，最大超调量，峰值时间………………1分①，可求出………………………1分②

5、，可求出，则由，得到……………………………………………………………………2分③系统传递函数为：……..2分4.设线性系统系统特征方程为:试判断系统稳定性。解:劳斯表:…………………………4分劳斯表第一列系数有负值,所以系统不稳定。………………………..2分4.已知系统开环传递函数的一般表达式为：。其中，为开环传递函数的零点，为开环传递函数的极点，为根轨迹增益。试写出根轨迹方程的幅值方程与相角方程。解：①幅值方程：……………………………………….……..3分②相角方程：，…………………………………3分5.某二型最小相位系统的开环幅相频率特性如下图所示，试判断闭环系统是否稳定。解：由图知，

6、当由，开环幅相频率特性在区间正负穿越次数之差为，（或顺时针包围点一圈）…………………3分故闭环系统不稳定。……………………………………………………………3分（A卷）考试科目:自动控制原理4.设开环离散系统如下图所示，已知，试求开环脉冲传递函数。解：据上图，环节间有采样开关；………………………………2分……………………………2分开环脉冲传递函数：…………………………………2分5.自动控制系统中常见的典型非线性特性有哪些？其中哪些是可利用的？答：①饱和特性②间隙特性③死区特性④继电特性⑤变放大系数特性…………………5分①、③可利用。…………………………………………………………1分二.绘图、

7、计算及分析题（每题11分，共22分）1.试绘制如下图所示系统以为参变量的根轨迹。解：（1）找等效传递函数由系统结构图，可知系统开环传递函数为：…………………………………………1分因此，闭环系统的特征方程式为……………………………1分可得以为参变量时的等效开环传递函数为………………………………2分（2）绘制根轨迹1）起点：三个开环极点。…………………………1分2）终点：一个有限开环零点。……………………………1分3）实轴上为根轨迹区间。……………