自動控制原理試題及答案

1、.課程教學大綱編號： 100102課程名稱： 自動控制原理 學分 4.5 試卷編號：100102010 考試方式： 閉卷考試 考試時間： 120 分鐘 滿分分值： 100 組卷年月： 2000/5 組卷教師： 向崢嶸 審定教師； 陳慶偉 一 是非題（5分）： （1）系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差有系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數k和類型決定的（ ）；（2）系統(tǒng)的頻率特性是系統(tǒng)輸入為正弦信號時的輸出（ ）；（3）開環(huán)傳遞函數為的單位負反饋系統(tǒng)能跟深速度輸入信號（ ）；（4）傳遞函數中的是有量綱的，其單位為 （ ）； (5)閉環(huán)系統(tǒng)的極點均為穩(wěn)定的實極點，則階躍響應是無 調的（ ）； 二 是非題（5分）： （1）為了使系統(tǒng)的過

2、度過程比較平穩(wěn)要求系統(tǒng)的相角裕量大于零（ ）； （2）Bode圖的橫坐標是按角頻率均勻分度的，按其對數值標產生的（ ）； （3）對于最小相位系統(tǒng)，根據對數幅頻特性就能畫出相頻特性（ ）；（4）單位閉環(huán)負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數為，勞斯穩(wěn)定判據是根據的系數判閉環(huán) 系統(tǒng)的穩(wěn)定性（ ）；奈奎斯特穩(wěn)定判據是根據的幅相頻率特性曲線判閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 （ ）。三 填空計算題（15分）： （1）如圖所示：RC網絡，其輸出與輸入的微分方程描述為，假定在零初始條件下，系統(tǒng)的傳遞函數=，該系統(tǒng)在作用時，有=。 (2)系統(tǒng)結構如圖，該系統(tǒng)是反饋系統(tǒng)，是階系統(tǒng)，是型系統(tǒng)，若要使系統(tǒng)的放大系數為1，調節(jié)時間為0.1秒（取

3、的誤差帶），應為，應為。 （3）如果單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數是，該系統(tǒng)是 階系統(tǒng)，是 型系統(tǒng)，該系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)位置誤差系數為，穩(wěn)態(tài)速度誤差系數為，穩(wěn)態(tài)加速度誤差系數為速度誤差系數為。四 是非簡答題（5分）： （1）已知某系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數在右半s平面的極點數為，試敘述Nyquist穩(wěn)定判據的結論。 （2）試敘述系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件。 （3）系統(tǒng)的穩(wěn)定性不僅與系統(tǒng)結構有關，而且與輸入信號有關，該結論是否正確。 （4）增加系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數，系統(tǒng)的穩(wěn)定性就變差，甚至變?yōu)椴环€(wěn)定，該結論是否正確。五計算題（10分） 已知某電路的微分方程為： 其中為輸入，為輸出，均為常數，試建立系統(tǒng)方筷圖，并求傳遞函

4、數。六 計算題（15分） 某非單位反饋控制系統(tǒng)如圖所示，若，(1)求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出，及，超調量和調整時間。(2)試畫出單位階躍響應曲線，并標出及,。七計算題（10分）控制系統(tǒng)結構圖如圖所示，試確定使系統(tǒng)在輸入信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差不大于0.5的值范圍。八計算題（10分）若某系統(tǒng)的特征方程為： 試繪制其根軌跡，并分析系統(tǒng)穩(wěn)定的值范圍及階躍響應呈衰減振蕩的值范圍。（跟軌跡分離點）。九計算題（10分）設某單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數為： 試畫出系統(tǒng)的Bode圖，并計算相角裕量判別開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。畫出極坐標圖，在圖上標出點位置。十計算題（10分）已知一單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數為：要求采用串聯(lián)校正，校正

5、后相位裕度幅侄裕度，對單位斜坡的輸入信號的穩(wěn)態(tài)誤差。課程教學大綱編號： 100102課程名稱： 自動控制原理 學分 4.5 試卷編號：100102014 考試方式： 閉卷考試 考試時間： 120 分鐘 滿分分值： 100 組卷年月： 2000/5 組卷教師： 向崢嶸 審定教師； 陳慶偉 一填空題（15分）：（1）. 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與 ， 和 有關。（2）已知單位閉環(huán)負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數為，則該系統(tǒng)的阻尼比為 。自然振蕩頻率為 。當時，該系統(tǒng)的階躍響應曲線為 曲線，當時，該系統(tǒng)的階躍響應曲線為 曲線。當時，該系統(tǒng)為 系統(tǒng)。當 時，該系統(tǒng)獲得最佳過渡過程。（3）圖示電路的傳遞函數為 。頻率特性

6、為 。當誤差帶定為時，過渡過程時間為 。畫出該電路的對數幅頻特性和相頻特性。二計算題（18分）： 位置隨動系統(tǒng)的結構圖如圖所示。（1） 求系統(tǒng)（a）的無阻尼自然振蕩頻率和阻尼比，并確定系統(tǒng)（a）的單位階躍響應。及系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能。（2） 要使系統(tǒng)（b）的阻尼比，求的值和的值，并確定系統(tǒng)（b）的單位階躍響應。及系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能。（3） 比較系統(tǒng)（a）和系統(tǒng)（b），說明速度反饋的作用。（注：穩(wěn)態(tài)性能指求，動態(tài)性能指求）。三計算題（10分）：某系統(tǒng)的結構圖如圖所示，求系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數和閉環(huán)傳遞函數。當值為200時，求的值。四計算題（0分）：已知系統(tǒng)的動態(tài)結構圖如圖所示，當時，求系統(tǒng)

7、的穩(wěn)態(tài)誤差。（已知閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定）五計算題（0分）：已知系統(tǒng)的特征方程式為，試求（1）在右半平面的閉環(huán)極點個數。（2）閉環(huán)極點為虛數的值。六計算作圖題（2分）：設控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數為，試在平面上繪制系統(tǒng)根軌跡的大致圖形。并分析系統(tǒng)的振蕩特性。七計算作圖題（分）： 試分別用極坐標圖和對數坐標圖表示某穩(wěn)定系統(tǒng)的相角裕量和幅值裕量。（系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數用表示）八簡答題（分）：已知一單位負反饋最小相位系統(tǒng)的固有部分及串聯(lián)校正裝置的對數幅頻特性如圖所示：1 寫出相應的傳遞函數；2 在圖中分別畫出系統(tǒng)校正后的對數幅頻特性及相頻特性，只要求大致形狀3 寫出校正后的系統(tǒng)傳遞函數；4 分析對系統(tǒng)的作用。課程名稱： 自動控制原理 學分 4.5 教學大綱編號： 100102 試卷編號：100102010 考試方式： 閉卷考試 滿分分值 100 考試時間： 120 分鐘 一（10分） F F F T T F F T F T二（5分） 三（10分） 負，1 ，I，30，1，2，0，四（5分）五（10分）六（15分）解： 當 時 ， 由已知系統(tǒng)的 七（10分） 解： 首先要保證系統(tǒng)穩(wěn)定 特征方程為 即 穩(wěn)定域為 由于系統(tǒng)為一型系統(tǒng)， 當時 要使 即 綜合穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)誤差的要求可得:八.(10分) 1. 分離點 2. 漸進線 3. 起始角：4. 與虛軸交點：