自动控制原理复习题答案

-自动控制原理1一、 单项选择题每题1分，共20分1. 系统和输入，求输出并对动态特性进展研究，称为 A.系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计 2. 惯性环节和积分环节的频率特性在 上相等。A.幅频特性的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D.穿越频率3. 通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为 A.比拟元件 B.给定元件 C.反应元件 D.放大元件4. 从0变化到+时，延迟环节频率特性极坐标图为 A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线5. 当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个 A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节6. 假设系统的开环传 递函数为，则它的开环增益为 A.1 B.2 C.5 D.107. 二阶系统的传递函数，则该系统是 A.临界阻尼系统 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统 D.零阻尼系统8. 假设保持二阶系统的不变，提高n，则可以 A.提高上升时间和峰值时间B.减少上升时间和峰值时间C.提高上升时间和调整时间D.减少上升时间和超调量9. 一阶微分环节，当频率时，则相频特性为 A.45B.-45C.90D.-9010.最小相位系统的开环增益越大，其 A.振荡次数越多 B.稳定裕量越大 C.相位变化越小 D.稳态误差越小11.设系统的特征方程为，则此系统 A.稳定B.临界稳定C.不稳定D.稳定性不确定。12.*单位反应系统的开环传递函数为：，当k= 时，闭环系统临界稳定。A.10 B.20 C.30 D.4013.设系统的特征方程为，则此系统中包含正实部特征的个数有 A.0 B.1 C.2 D.314.单位反应系统开环传递函数为，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为 A.2 B.0.2 C.0.5 D.0.0515.假设*串联校正装置的传递函数为，则它是一种 A.反应校正B.相位超前校正C.相位滞后超前校正D.相位滞后校正16.稳态误差ess与误差信号E(s)的函数关系为 A.B.C.D.17.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是 A.减小增益 B.超前校正 C.滞后校正 D.滞后-超前18.相位超前校正装置的奈氏曲线为 A.圆 B.上半圆 C.下半圆 D.45弧线19.开环传递函数为G(s)H(s)=,则实轴上的根轨迹为 A.(-3，) B.(0，) C.(-，-3) D.(-3，0)20.在直流电动机调速系统中，霍尔传感器是用作 反应的传感器。A.电压 B.电流 C.位移 D.速度二、 填空题每题1分，共10分21.闭环控制系统又称为系统。22.一线性系统，当输入是单位脉冲函数时，其输出象函数与一样。23.一阶系统当输入为单位斜坡函数时，其响应的稳态误差恒为。24.控制系统线性化过程中，线性化的精度和系统变量的有关。25.对于最小相位系统一般只要知道系统的就可以判断其稳定性。26.一般讲系统的位置误差指输入是所引起的输出位置上的误差。27.超前校正是由于正相移的作用，使截止频率附近的明显上升，从而具有较大的稳定裕度。28.二阶系统当共轭复数极点位于 线上时，对应的阻尼比为0.707。29.PID调节中的P指的是控制器。30.假设要求系统的快速性好，则闭环极点应距虚轴越_越好。三,计算题第41、42题每题5分，第43 、44题每题10分，共30分41.求图示方块图的传递函数，以*i (s)为输入，*0 (s)为输出。*i(s)+*0(s)+G4+G3G2G1+H3-H1H242.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。*0k1k2fiMD43.欲使图所示系统的单位阶跃响应的最大超调量为20%，峰值时间为2秒，试确定K和K1值。+ *i(s)*0(s)K1+K1s44.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)。自动控制原理2一、 单项选择题每题1分，共20分1. 系统已给出，确定输入，使输出尽可能符合给定的最正确要求，称为 A.最优控制 B.系统辨识 C.系统分析 D.最优设计2.与开环控制系统相比拟，闭环控制系统通常对 进展直接或间接地测量，通过反应环节去影响控制信号。A.输出量 B.输入量 C.扰动量 D.设定量3. 在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与 指标密切相关。A.允许的峰值时间 B.允许的超调量 C.允许的上升时间 D.允许的稳态误差4. 主要用于产生输入信号的元件称为 A.比拟元件 B.给定元件 C.反应元件 D.放大元件5. *典型环节的传递函数是，则该环节是 A.比例环节B.积分环节 C.惯性环节 D.微分环节6. 系统的微分方程为，则系统的传递函数是 A. B.C. D.7. 引出点前移越过一个方块图单元时，应在引出线支路上 A.并联越过的方块图单元 B.并联越过的方块图单元的倒数 C.串联越过的方块图单元 D.串联越过的方块图单元的倒数8. 设一阶系统的传递，其阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为 A.7 B.2 C.D.9. 时域分析的性能指标，哪个指标是反映相对稳定性的 A.上升时间 B.峰值时间 C.调整时间 D.最大超调量10. 二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为 A.谐振频率 B.截止频率 C.最大相位频率 D.固有频率11. 设系统的特征方程为，则此系统中包含正实部特征的个数为 A.0 B.1 C.2 D.312. 一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量g为 A.015 B.1530C.3060 D.609013. 设一阶系统的传递函数是，且容许误差为5%，则其调整时间为 A.1 B.2 C.3 D.414. *一系统的速度误差为零，则该系统的开环传递函数可能是 A.B.C.D.15. 单位反应系统开环传递函数为，当输入为单位斜坡时，其加速度误差为 A.0 B.0.25 C.4 D.16. 假设*串联校正装置的传递函数为，则它是一种 A.相位超前校正B.相位滞后校正C.相位滞后超前校正D.反应校正17. 确定根轨迹大致走向，一般需要用 条件就够了。A.特征方程 B.幅角条件 C.幅值条件 D.幅值条件+幅角条件18. *校正环节传递函数，则其频率特性的奈氏图终点坐标为 A.(0，j0) B.(1，j0) C.(1，j1) D.(10，j0)19. 系统的开环传递函数为，则实轴上的根轨迹为 A.(-2，-1)和0， B.(-，-2)和(-1，0)C.(0，1)和(2，) D.(-，0)和(1，2)20. A、B是高阶系统的二个极点，一般当极点A距离虚轴比极点B距离虚轴大于 时，分析系统时可忽略极点A。A.5倍 B.4倍 C.3倍 D.2倍二、 填空题每题1分，共10分21.经典控制理论的容是以为根底的。22.控制系统线性化过程中，变量的偏移越小，则线性化的精度。23.*典型环节的传递函数是，则系统的时间常数是。24.延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使发生变化。25.假设要全面地评价系统的相对稳定性，需要同时根据相位裕量和来做出判断。26.一般讲系统的加速度误差指输入是所引起的输出位置上的误差。27.输入一样时，系统型次越高，稳态误差越。28.系统主反应回路中最常见的校正形式是和反应校正29.超前校正装置的传递函数为，其最大超前角所对应的频率。30.假设系统的传递函数在右半S平面上没有，则该系统称作最小相位系统。三、 计算题第41、42题每题5分，第43 、44题每题10分，共30分41.根据图示系统构造图，求系统传递函数C(s)/R(s)。C(s)+R(s)G2(s)G1(s)+G3(s)-H3(s)H1(s)42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。y0(t)43.系统的传递函数，试分析系统由哪些环节组成并画出系统的Bode图。44.电子心率起搏器心率控制系统构造如下图，其中模仿心脏的传递函数相当于一个纯积分环节，要求：(1)假设，对应最正确响应，问起搏器增益K应取多大。(2)假设期望心速为60次/min，并突然接通起搏器，问1s后实际心速为多少.瞬时的最大心速多大。自动控制原理31. 如果被调量随着给定量的变化而变化，这种控制系统叫 A.恒值调节系统 B.随动系统 C.连续控制系统 D.数字控制系统2. 与开环控制系统相比拟，闭环控制系统通常对 进展直接或间接地测量，通过反应环节去影响控制信号。A.输出量 B.输入量 C.扰动量 D.设定量3. 直接对控制对象进展操作的元件称为 A.给定元件 B.放大元件 C.比拟元件 D.执行元件4. *典型环节的传递函数是，则该环节是 A.比例环节 B.惯性环节 C.积分环节 D.微分环节5. 系统的单位脉冲响应函数是，则系统的传递函数是 A. B. C. D.6. 梅逊公式主要用来 A.判断稳定性 B.计算输入误差 C.求系统的传递函数 D.求系统的根轨迹7. 二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，则其阻尼比可能为 B.0.707 C.0 D.18. 在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与 指标密切相关。A.允许的稳态误差 B.允许的超调量 C.允许的上升时间 D.允许的峰值时间9.设一阶系统的传递，其阶跃响应曲线在t =0处的切线斜率为 A.7 B.2 C.D.10.假设系统的传递函数在右半S平面上没有零点和极点，则该系统称作 A.非最小相位系统B.最小相位系统C.不稳定系统D.振荡系统11.一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量g为 A.015 B.1530C.3060 D.609012.*系统的闭环传递函数为：，当k= 时，闭环系统临界稳定。A.2 B.4 C.6 D.813.开环传递函数为，则实轴上的根轨迹为 A.(4，)B.(4，0 C.(，4) D.( 0，)14.单位反应系统开环传递函数为，当输入为单位斜坡时，其加速度误差为 A.0 B.0.25 C.4 D.15.系统的传递函数，其系统的增益和型次为 A.5，2 B.5/4，2 C.5，4 D.5/4，416.假设*串联校正装置的传递函数为，则它是一种 A.相位滞后校正 B.相位超前校正C.相位滞后超前校正D.反应校正17.进展串联超前校正前的穿越频率与校正后的穿越频率的关系，通常是 A.= B. C. C. C.0，a0，则闭环控制系统的稳定性与 A.K值的大小有关 B.a值的大小有关 C.a和K值的大小无关 D.a和K值的大小有关13.二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，则其阻尼比可能为 A.0.707 B.0.6 C.1 D.014.系统特征方程式的所有根均在根平面的左半局部是系统稳定的 A.充分条件 B.必要条件 C.充分必要条件 D.以上都不是15.以下关于系统稳态误差的概念正确的选项是 A.它只决定于系统的构造和参数 B.它只决定于系统的输入和干扰C.与系统的构造和参数、输入和干扰有关 D.它始终为016.当输入为单位加速度且系统为单位反应时，对于I型系统其稳态误差为 A.0 B.0.1/kC.1/kD.17.假设*串联校正装置的传递函数为，则它是一种 A.相位滞后校正B.相位超前校正C.微分调节器 D.积分调节器18.在系统校正时，为降低其稳态误差优先选用 校正。A.滞后 B.超前 C.滞后-超前 D.减小增益19.根轨迹上的点应满足的幅角条件为 A.-1 B.1 C.(2k+1)/2 (k=0,1,2,) D.(2k+1)(k=0,1,2,)20.主导极点的特点是 A.距离虚轴很近 B.距离实轴很近 C.距离虚轴很远 D.距离实轴很远21.对控制系统的首要要系统具有。22.利用终值定理可在复频域中得到系统在时间域中的。23.传递函数反映了系统在的固有特性，与无关。24.假设减少二阶欠阻尼系统超调量，可采取的措施是。25.超前校正装置的传递函数为，其最大超前角所对应的频率_ _。26.延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使发生变化27.*典型环节的传递函数是，则系统的时间常数是。28.在扰动作用点与偏差信号之间加上能使静态误差降为0。29.微分控制器是针对被调量的来进展调节。30.超前校正主要是用于改善稳定性和。41.系统方框图如下，求其传递函数。H2(s)C (s)+G3(s)R (s)G5(s)G4(s)G2(s)G1(s)+H1(s)42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。R2u 0 (t)R1C1u i (t)C243.系统的传递函数，试分析系统由哪些环节组成并画出系统的Bode图。44.单位反应系统的开环传递函数为，求:1)系统在单位阶跃信号输入下的稳态偏差是多少；2)当系统的输入信号为,系统的稳态输出.自动控制原理1试题答案及评分参考一、单项选择题每题 1 分，共 20 分1 .C2.A 3.C 4.A 5.B 6.C 7.B 8.B 9.A 10.D11.A12.C 13.C 14.C 15.D 16.B 17.A 18.B 19.C 20.B二、填空题(每空 1 分, 共 10 分)21.反应控制 22.传递函数23.时间常数T (或常量)24.偏移程度25.开环幅频特性26.阶跃信号27.相位28.4529.比例30.远三、计算题(第41、42题每题5分，第43 、44题每题10分，共 30 分)41.解：5分42.解：2.5分2.5分 43.解：2分2分2分2分2分44.解：由图知该系统的开环传递函数为2分 其中T=1分 由低频渐近线与横轴交点为，得2分 修正量，得2分 故所求开环传递函数为3分 或记为 ()自动控制原理2试题答案及评分参考一、单项选择题每题 1 分，共 20 分1.A 2 .B 3 .D 4.B 5 .C 6 .A 7 .C 8 .B 9 .D 10.D11.C 12.C 13.C 14.D 15.A 16.A 17.D 18.D 19.B 20.A二、填空题(每空 1 分, 共 10 分)21.传递函数22.越高24.相频特性25.幅值裕量26.匀加速度27.小28.串联校正29.1.2530.零点和极点3)离虚轴的闭环极点对瞬态响应影响很小，可忽略不计；1分4)要求系统动态过程消失速度快，则应使闭环极点间的间距大，零点靠近极点。即存5在偶极子；1分5)如有主导极点的话，可利用主导极点来估算系统的性能指标。1分五、计算题(第41、42题每题5分，第43 、44题每题10分，共 30 分)41.解 5分42.解： 2.5分 2.5分43.解：系统有一比例环节： 1.5分 积分环节： 1分 惯性环节： 转折频率为1/T=10 1.5分 20Log G(j) 40 -2020 -400 0.1 1 10 -20 -40Gj0 0.1 1 10 -450-900-1350-1800直接画出叠加后的对数幅频图3分直接画出叠加后的对数相频图3分。假设叠加图不对，但是画出了比例环节、积分环节、惯性环节的对数幅频图各给1分，画出积分环节、惯性环节的对数相频图各给1.5分44.解：(1)传递函数 4分 得， 2分当时，K20，n=20 1分(2)由以上参数分析得到其响应公式：得C11.0次每秒，即60次每分钟， 1分当时，超调量，最大心速为69.78次。 2分 自动控制原理3试题答案及评分参考一、单项选择题每题 1 分，共 20 分1 .B 2 .B 3 .D 4 .C 5 .A 6 .C 7 .C 8 .A 9 .B 10.B11.C 12.C 13.C 14.A 15.B 1