自動控制原理習題一

1、自動原理習題一一、選擇題（每小題 2 分，計 20 分）1、下列用微分方程描述的系統(tǒng)屬于線性系統(tǒng)的是（）。d 2 y + dydudt+ 4 y = e(t)+ u + u = sin wt22A.dt 23 dtB.d 2 yd 2 ydydy-tC. 3+ y+ 2 y = 5t2t+ 5+ t y = e2D.dt 2dt 2dtdt2、下列關于傳遞函數(shù)的性質說法錯誤的是（）。A.B.C.D.實際系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母階次 n 總是大于或等于階次 m傳遞函數(shù)只取決于系統(tǒng)或元部件自身的結構和參數(shù)，與外作用的形式和大小無關傳遞函數(shù)與微分方程有直接，復變量 s 相當于時域中的微分算子傳遞函數(shù)的拉氏

2、變換即為系統(tǒng)的階躍響應3、慣性環(huán)節(jié)和環(huán)節(jié)的頻率特性在（）上相等。A.C.B. 最小幅值幅頻特性的斜率相位變化率D.穿越頻率54、二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s) =，則該系統(tǒng)是（）。s 2 + 2s + 5A.C.B. 欠阻尼系統(tǒng)臨界阻尼系統(tǒng)過阻尼系統(tǒng)D.零阻尼系統(tǒng)5、若保持二階系統(tǒng)的不變，提高n，則可以（）。A. 提高上升時間和峰值時間C. 減少上升時間和峰值時間B. 提高上升時間和調整時間D. 減少上升時間和超調量6、設系統(tǒng)的特征方程為 D(s) = s4 + 8s3 +17s2 +16s + 5 = 0 ，則此系統(tǒng)（）。A. 穩(wěn)定C. 不穩(wěn)定B. 臨界穩(wěn)定D. 穩(wěn)定性不確定w27、二階振蕩環(huán)節(jié)

3、G(s) = n （ 0 £ x< 1 ）中，三個有定義的頻率為：wn為無s2 + 2xws +w2nn阻尼自動頻率；wd 為有阻尼自然頻率；wr 為諧振頻率，它們之間的大小關系為（）。A. wn > wr > wdB. wn > wd = wr第 1 頁 共 7頁C. wn > wd > wr8、已知開環(huán)幅頻特性D. wr = wn > wd則圖中不穩(wěn)定的系統(tǒng)是()。，系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)A.C.B.D.系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)都不穩(wěn)定K9、已知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s) =，其相角裕度過小，欲增大相角s(T1s +1)(T2s +1)裕量，可采取的措施有（A

4、. 增大 KC. 減小T1）。B.D.減小 K減小 T2s + 110、若已知某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為G (s) =，則它是一種（）。c10s + 1A. 反饋校正C. 相位滯后超前校正B. 相位超前校正D. 相位滯后校正二、填空題（每空 1 分，計 16 分）1、對于高價系統(tǒng)，如果能找到一個（或一對），則高階系統(tǒng)可近似用二階（或一階）系統(tǒng)進行分析。2、對于一個典型的二階系統(tǒng)來說，開環(huán)增益 K 增大時，系統(tǒng)阻尼比x將，超調量s% 將。3、已知系統(tǒng)的階躍響應為C(t) = 1- 2e-t + e-2t ，則該系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為： 。14、若負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s) =，則系統(tǒng)的根與

5、 s 平面負實軸的s(s +1)夾角為，振蕩頻率wr 為，諧振峰值Mr 為。第 2 頁 共 7頁5、對于由一個環(huán)節(jié)和一個慣性環(huán)節(jié)的典型二階系統(tǒng)來說，若增加開環(huán)增益，則系統(tǒng)剪切頻率，相角裕度，超調量。（填寫變大、變小或不變）1006、已知某系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s) =，則此系統(tǒng)的幅值裕度h 為：s(s + 2)(s +10) dB。7、在三頻段理論中，低頻段決定系統(tǒng)性能，中頻段決定系統(tǒng)性能， 高頻段決定系統(tǒng)性能。8、PD 校正是校正，PI 校正是校正。三、（10 分)已知系統(tǒng)的結構如下圖所示，圖中 R(s) 為輸入信號， N (s) 為干擾信號。試求傳遞函數(shù) C(s) 和 C(s) 。R(s

6、)N (s)圖 1第三題圖第 3 頁 共 7頁四、（12 分）已知某系統(tǒng)結構如下圖所示。試求：（1）系統(tǒng)穩(wěn)定的 K 值范圍；（4 分）（2） 設計Gr (s) ，使系統(tǒng)在輸入r(t) = t 單獨作用下無穩(wěn)態(tài)誤差；（3） 設計Gn (s) ，使系統(tǒng)在擾動n(t) = t 單獨作用下無穩(wěn)態(tài)誤差。（4 分）（4 分）圖 2第四題圖第 4 頁 共 7頁五、（15 分）K已知某負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為： G(s) =。s(s +1)(0.5s + +1)（1）繪制當 K = 0 ® ¥ 變化時系統(tǒng)的根軌跡；（4 分）（2）試用根軌跡法求系統(tǒng)在穩(wěn)定欠阻尼狀態(tài)下的開環(huán)增益 K 的范圍

7、； （3 分）（3）求阻尼比x= 0.5 時 K 的值及相應的閉環(huán)極點，并估算此時系統(tǒng)的動態(tài)性能指標；（6 分）（4）試求系統(tǒng)在斜坡信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差。（2 分）第 5 頁 共 7頁六、（12 分）已知某最小相角系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)頻率特性如下圖所示。圖 3第六題圖試求：（1）確定開環(huán)傳遞函數(shù)G(s) ；（4 分）（2）利用相角裕度系統(tǒng)穩(wěn)定性；（4 分）（3）將其對數(shù)頻率特性向右平移十倍頻程，試討論對系統(tǒng)性能的影響。（4 分）第 6 頁 共 7頁七、（15 分）已知某負反饋的典型二階系統(tǒng)，在r(t) = sin 2t 作用下的穩(wěn)態(tài)輸出響應為：cs (t) = 2 sin(2t - 90 ) 。欲采用串聯(lián)校正，使校正后系統(tǒng)仍為典型二階，并且同時滿足條o件：在r(t) = t 作用時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess = 0.25 ，超調量s% = 16.3% 。試完