自动控制原理试卷及答案

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时间:2018-02-05

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1、试题一课程名称: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G1(s)与G2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为,则G(s)为(用G1(s)与G2(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,阻尼比,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,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,则该

2、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,则系统()A、

3、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。4、系统在作用下的稳态误差,说明()A、型别; B、系统不稳定;C、输入幅值过大;D、闭环传递函数中有一个积分环节。5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是()A、主反馈口符号为“-”;B、除外的其他参数变化时;C、非单位反馈系统;D、根轨迹方程(标准形式)为。266、开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标()。A、超调B、稳态误差C、调整时间D、峰值时间7、已知开环幅频特性如图所示,则图中不稳定的系统是()。系统①系统②系统③A、系统①B、系统②C、系统③D、都不稳定8、若某最小相位

4、系统的相角裕度,则下列说法正确的是()。A、不稳定;B、只有当幅值裕度时才稳定;C、稳定;D、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。9、若某串联校正装置的传递函数为,则该校正装置属于()。A、超前校正B、滞后校正C、滞后-超前校正D、不能判断10、下列串联校正装置的传递函数中,能在处提供最大相位超前角的是:A、B、C、D、三、(8分)试建立如图3所示电路的动态微分方程,并求传递函数。图3四、(共20分)系统结构图如图4所示:图4261、写出闭环传递函数表达式;(4分)2、要使系统满足条件:,,试确定相应的参数和;(4分)3、求此时系统的动态性能指标;(4分)4、时,求系

5、统由产生的稳态误差;(4分)5、确定,使干扰对系统输出无影响。(4分)五、(共15分)已知某单位反馈系统的开环传递函数为:1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹(求出:渐近线、分离点、与虚轴的交点等);(8分)2、确定使系统满足的开环增益的取值范围。(7分)六、(共22分)某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线如图5所示:1、写出该系统的开环传递函数;(8分)2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性。(3分)3、求系统的相角裕度。(7分)4、若系统的稳定裕度不够大,可以采用什么措施提高系统的稳定裕度?(4分)26试题一答案一、填空题(每题1分,共

6、15分)1、给定值2、输入;扰动;3、G1(s)+G2(s);4、;;;衰减振荡5、;6、开环极点;开环零点7、8、;;稳态性能二、判断选择题(每题2分,共20分)1、D  2、A  3、C  4、A  5、D  6、A  7、B  8、C9、B 10、B三、(8分)建立电路的动态微分方程,并求传递函数。解:1、建立电路的动态微分方程根据KCL有(2分)即(2分)2、求传递函数对微分方程进行拉氏变换得(2分)得传递函数(2分)第1页共2页四、(共20分)解:1、(4分)2、(4分)3、(4分)4、(4分)265、(4分)令:得:五、(共15分)1、绘制根轨迹(8分)

7、(1)系统有有3个开环极点(起点):0、-3、-3,无开环零点(有限终点);(1分)(2)实轴上的轨迹:(-∞,-3)及(-3,0);(1分)(3)3条渐近线:(2分)(4)分离点:得:(2分)(5)与虚轴交点:(2分)绘制根轨迹如右图所示。2、(7分)开环增益K与根轨迹增益Kr的关系:得系统稳定时根轨迹增益Kr的取值范围:(2分)系统稳定且为欠阻尼状态时根轨迹增益Kr的取值范围:,(3分) 系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围:(1分)26六、(共22分) 解:1、从开环波特图可知,原系统具有比例环节、一个积分环节、两个惯性环节。故其开环传函应有以下形

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