内容发布更新时间 : 2024/5/5 8:59:17星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

自动控制原理 试卷A

题 号 一 二 三 四 五 总 分 评卷人 复核人 分数 一、填空题（每空 1分，总共 20 分）。

1.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。 2.根轨迹起始于 开环极点 ，终止于 开环零点 。

3.在水箱水温控制系统中，受控对象为 水箱 ，被控量为 水温 。

4.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 。 5.在经典控制理论中，可采用 劳斯判据(或：时域分析法) 、根轨迹法或 奈奎斯特判据(或：频域分析法) 等方法判断线性控制系统稳定性。

6.判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用 劳思判据 、 根轨迹 、 奈奎斯特判 据等方法

7.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 微分方程 、 传递函数 等。

8.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。

9.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对应

时域性能指标 调整时间ts ，它们反映了系统动态过程的 快速性 。 二、选择题（每小题 2 分，共30 分）。 1.采用负反馈形式连接后，则 ( D )

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 )。

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

D(s)?s3?2s2?3s?6?0，则系统 ( C ) 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Z?2。

4.系统在r(t)?t2作用下的稳态误差ess??，说明 ( A )

A、 型别v?2； 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( D )

A、主反馈口符号为“-” ； B、除

Kr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G(s)H(s)??1。 6.开环频域性能指标中的相角裕度?对应时域性能指标( A ) 。 A、超调?% B、稳态误差

ess C、调整时间ts D、峰值时间

tp

7.高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的 ( D ) 。 A、准确度越高 B、准确度越低 C、响应速度越快 D、响应速度越慢

8.已知开环幅频特性如图2所示， 则图中不稳定的系统是( B )。

系统① 系统② 系统③

图2

A、系统① B、系统② C、系统③ D、都不稳定 9.若某最小相位系统的相角裕度??0，则下列说法正确的是 ( C )。

A、不稳定； B、只有当幅值裕度

kg?1时才稳定；

C、稳定； D、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。

10s?110.若某串联校正装置的传递函数为100s?1，则该校正装置属于( B )。

A、超前校正 B、滞后校正 C、滞后-超前校正 D、不能判断 11.下列串联校正装置的传递函数中，能在

?c?1处提供最大相位超前角的是：( B )。

10s?110s?12s?10.1s?1A、 s?1 B、0.1s?1 C、0.5s?1 D、10s?112.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。

13.下列哪种措施对改善系统的精度没有效果 ( C )。 A、增加积分环节 B、提高系统的开环增益K C、增加微分环节 D、引入扰动补偿

5014.已知系统的开环传递函数为(2s?1)(s?5)，则该系统的开环增益为 ( C )。

A、 50 B、25 C、10 D、5 15.若某系统的根轨迹有两个起点位于原点，则说明该系统( B ) 。 A、含两个理想微分环节 B、含两个积分环节 C、位置误差系数为0 D、速度误差系数为0 三、名词解释 （每小题3分，共15分）。 1. 稳定性。

答：指动态过程的振荡倾向和系统能够恢复平稳状态的能力。 2.理想微分环节。

答：.输出变量正比于输入变量的微分（或x0(t)?kx?i(t)）。

3.调整时间。

答：系统响应曲线达到并一直保持在允许衰减范围内的最短时间。 4.正穿越。

答：当奈氏图随?增加逆时针从第二象限越过负实轴向第三象限去时，叫正穿越。 5.根轨迹。

答：指当系统某个参数（如开环增益K）由零到无穷大变化时，闭环特征根在s平面上移动的轨迹。 四、简答题 （每小题5分，共20分）。

1.什么是偏差信号？什么是误差信号？它们之间有什么关系? 答：偏差信号：输入信号与反馈信号之差；

误差信号：希望的输出信号与实际的输出信号之差。

两者间的关系：??s??E?s?H?s?，当H?s??1时，??s??E?s? 2. 开环控制系统和闭环控制系统的主要特点是什么？

答：开环控制系统：是没有输出反馈的一类控制系统。其结构简单，价格低，易维修。精度低、易受干扰。

闭环控制系统：又称为反馈控制系统，其结构复杂，价格高，不易维修。但精度高，抗干扰能力强，动态特性好。

3. 如何减少系统的误差?

答：1)提高反馈通道的精度，避免引入干扰;

2)在保证系统稳定的前提下，对于输入引起的误差，可通过增大系统开环放大倍数和提 高系统型次减小。对于干扰引起的误差，可通过在系统前向通道干扰点前加积分增大放大倍数来减小;

3）采用复合控制对误差进行补偿。

4.二阶系统的性能指标中，如要减小最大超调量，对其它性能有何影响？

答：要减小最大超调量就要增大阻尼比（2分）。会引起上升时间、峰值时间变大，影响系统的快

速性。

五、综合题（15分）。

1.系统开环频率特性由实验求得，并已用渐近线表示出。试求该系统的开环传递函数。(设系统是最小相位系统)。 解：

k?122由图知该系统的开环传递函数为

sTs?2?Ts?11 其中T=3 由低频渐近线与横轴交点为??10，得k?10 修正量L?????20log(2?)?10，得??0.158 10s??1s2?0.105s?? 故所求开环传递函数为?91?? k 或记为

s(T2s2?2?Ts?1) (

（4分）

（3分）

（2分） （2分）

（4分） )

k?10T?13?0.158 ?