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word自动控制原理复习提纲一、单项选择题1根据控制元件的特性，控制系统可分为 B 。2系统的动态性能包括D 。A稳定性、准确性 B快速性、稳定性C稳定性、平稳性 D平稳性、快速性3传递函数反映了系统的动态性能，它与如下哪项因素有关？ C 。4. 如如如下图所示系统的闭环传递函数Gk(s)= C。C(s)R(s)G3H1G1G2+H2A. B. C. D. 5设系统的传递函数为，如此系统的阻尼比为 A 。6.适合应用传递函数描述的系统是 A 。A.单输入、单输出的线性定常系统 B.单输入、单输出的线性时变系统C.单输入、单输出的定常系统 D.非线性系统,如此其无阻尼固有频率和阻尼比依次为 B 。A.1,0.5B.0.5,1C.2,1D.1,2 8. 主导极点的特点是 D 。A.距离实轴很远B.距离实轴很近C.距离虚轴很远 D.距离虚轴很近9.增大系统的开环增益，将使系统跟随稳态误差( B )。10. 非单位负反响系统，其输出为C(S)，反响通道传递函数为H(S)，当输入信号为R(S)，如此从输入端定义的误差E(S)为D 。ABCD11.典型二阶系统的阻尼比=0时，其单位阶跃响应是B。A.单调上升曲线B.等幅振荡曲线C.阻尼衰减振荡曲线D.发散增幅振荡曲线11如果典型二阶系统的单位阶跃响应为减幅振荡，如此其阻尼比 C。A0 B=0C01 D112.设系统的开环传递函数为，如此其频率特性的奈氏曲线与负实轴交点的频率值为Crad/s。A5 B1/5 C D1/13二阶系统当00B.30D.=-180, 此时相位裕量和的关系是 B 。,如此其频率特性的极坐标图的奈氏曲线与负虚轴交点的频率值为 B rad/s。 A.0.1 B. 1 C. 10 D. 221设单位负反响系统的开环传函为G(s)=，那么它的相位裕量的值为 D A.15B.60C.30D.4522某校正环节传递函数Gc(s)=，如此其频率特性的奈氏图终点坐标为 D A.(0,j0)B.(1,j0)C.(1,j1)D.(10,j0)23如下串联校正的传递函数中,能在处提供最大相位超前角的是 A 。24设系统校正前后的对数幅频特性曲线如如下图，如此通过校正如下没有改变的参数为 A 。A 系统的型 B. 带宽0， C. 相角裕度 D. 截止频率25假设某系统的根轨迹有两个起点位于原点，如此说明该系统C。A位置误差系数为0B速度误差系数为0C含两个积分环节D含两个理想微分环节26如下哪种措施对改善系统的精度没有效果 ( A )。A增加微分环节 B提高系统的开环增益K C增加积分环节 D引入扰动补偿27高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，如此系统的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28开环幅频特性如如如下图所示，如此图中不稳定的系统是B。系统系统系统A系统 B系统C系统D都不稳定29有一电网络，其传递函数为，假设此网络作为滞后校正环节使用，如此其系数必须符合A )。A BC任意 D30PID控制器的输入输出关系的时域表达式是D。ABCD30.PI控制规律指的是( B )。A比例、微分 B比例、积分 C积分、微分 D.比例、积分、微分31采样系统结构如如下图，求闭环系统的脉冲传递函数为D。A BC D二、填空题1.根据有无反响，控制系统可分为两类：开环控制系统、闭环控制系统。2闭环系统稳定的充要条件是全部闭环极点均位于左半s平面。6.系统的微分方程为在零初始条件下，以r为输入，y为输出的系统的传递函数为_。，如此该系统的阻尼比为，自然振荡频率为；当时，该系统的阶跃响应曲线为衰减振荡曲线，当时，该系统的阶跃响应曲线为 单调上升 曲线。当时，该系统为临界阻尼系统，当时，该系统获得最优过渡过程。，频率特性，当时，稳态输出为。4.在频率校正法中，串联超前校正是利用串联校正装置在系统的 中频区产生相角超前，以提高系统的相位裕量，且使幅值穿越频率增大，从而系统的响应速度加快。6单位反响系统的开环传递函数为，假设要求带宽增加a倍，相位裕量保持不变，如此K应为aK，T应为 T/a。7最小相位系统的开环对数幅频特性三频段分别反映的系统性能是 低频段反映稳态特性；中频段反映动态特性； 高频段反映抗高频干扰能力。8最大超调量反映了系统暂态过程的平稳性，调节时间总体上反映了系统的快速性。9最小相位系统的开环对数幅频特性曲线如如如下图所示，其传递函数分别为：a：_ ；b：。a b10设某最小相位系统的相频特性为，如此该系统的开环传递函数为，其开环幅频特性为。三、计算题1系统的结构图如如下图，图中为输入信号，为干扰信号，试求传递函数，。解：令，求。图中有3条前向通路，2个回路。1分3分如此有 1分令，求。有1条前向通路，回路不变。1分1分如此有 1分2某最小相角系统的开环对数幅频特性如图4-82所示。要求（1） 写出系统开环传递函数；（2） 利用相角裕度判断系统的稳定性；（3） 将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。解1由题4-29图可以写出系统开环传递函数如下：2系统的开环相频特性为截止频率 相角裕度 故系统稳定。3将其对数幅频特性向右平移十倍频程后，可得系统新的开环传递函数其截止频率 而相角裕度 故系统稳定性不变。所以，系统的超调量不变，调节时间缩短，动态响应加快。3试根据奈氏判据，判断题4-80图(1)(10)所示曲线对应闭环系统的稳定性。曲线(1)(10)对应的开环传递函数如下按自左至右顺序。解 题4-13计算结果列表题号开环传递函数闭环稳定性备注10-12不稳定2000稳定30-12不稳定4000稳定50-12不稳定6000稳定7000稳定811/20稳定9101不稳定101-1/22不稳定4一单位反响控制系统，其被控对象G0(s)和串联校正装置Gc(s)的对数幅频特性分别如图5-86 (a)、(b)和(c)中和所示。要求：1写出校正后各系统的开环传递函数；2分析各对系统的作用，并比拟其优缺点。解 (a) 未校正系统开环传递函数为采用迟后校正后 画出校正后系统的开环对数幅频特性如图解5-37(a)所示。有 ， 可见 (b) 未校正系统频率指标同(a)。采用超前校正后画出校正后系统的开环对数幅频特性如图解5-37(b)所示。可见 (c) 校正前系统的开环传递函数为画出校正后系统的开环对数幅频特性，可见采用串联滞后超前校正后6T=0.25s ,当r(t)=2.1(t)+t时，欲使稳态误差小于0.1,试求K值Tr(t)ZCHC(t)解：由图， G(s)= = G(Z)=Z= = 系统为I型，故阶跃折入R下的稳态误差e=0，而单位斜坡折入R下的稳态误差e为常值K=(Z-1)G(Z) =Ke= e= e+ e= = = 要求 e107求稳态误差C(s)T_R(s)K设K=10,T=0.2s, r(t)=1(t) +t +t解：系统开环脉冲传递函数为G(Z) = Z = = 10 = G(Z)|= K=K=K= =10e()=e=+8某单位反响系统的开环传函为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、别离点、与虚轴的交点等；7分2确定使系统满足的开环增益的取值围。3分解：1绘制根轨迹7分(1)系统有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与-3，0；0.5分(3) 3条渐近线：1分(4) 别离点：得：1分(5)与虚轴交点：2分绘制根轨迹如右图所示。1.5分2确定使系统满足的开环增益的取值围3分开环增益K与Kr的关系：得0.5分系统稳定时根轨迹增益Kr的取值围：， 0.5分系统为临界阻尼状态时， 1分所以系统稳定且为欠阻尼时根轨迹增益Kr的取值围：0.5分系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值围： 0.5分9某单位反响系统的开环传函为1绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹求出：别离点、与虚轴的交点等；6分2确定使系统满足的开环增益的取值围。4分解：1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹6分。(1)系统有2个开环极点起点：0、2，1个开环零点终点为：-2；分(2)实轴上的轨迹：-，-2与0，2；0，5分(3)求别离点坐标，得，1分 (4)求与虚轴的交点系统的闭环特征方程为,即令，得2分根轨迹如如如下图所示。2分2、求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值围系统稳定时根轨迹增益Kr的取值围：，1分将代入闭环特征方程后得到系统稳定且为欠阻尼状态时根轨迹增益Kr的取值围：，1分开环增益K与根轨迹增益Kr的关系：1分系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值围：1分9最小相位系统的开环对数幅频特性和串联校正装置的对数幅频特性如如如下图所示，原系统的幅值穿越频率为，1写出原系统的开环传函,并求其相角裕度，判断系统的稳定性；7分2写出校正装置的传递函数，并判断为何种校正方式；2分3写出校正后的开环传递函数，画出校正后系统的开环对数幅频特性，并判断系统的稳定性。6分1101002040-20dB/dec-20dB/dec-40dB/dec-60dB/decL(w)wL0Lc-20-40-20-40-60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，且两个惯性环节的转折频率分别为10和20。 1分故其开环传函应有以下形式： (1分)由图可知：处的纵坐标为40dB，如此，得 (1分)故原系统的开环传函为 1分求原系统的相角裕度： 1分由题知原系统的幅值穿越频率为 1分对最小相位系统不稳定 1分2从开环波特图可知，校正装置一个惯性环节、一个微分环节，转折频率分别为0.32和0.01，为滞后校正装置。1分故其开环传函应有以下形式 (1分)3校正后的开环传递函数为 (1分)用劳思判据判断系统的稳定性，系统的闭环特征方程是其他方法判断只要结论对即可 1分构造劳斯表如下 首列均大于0，故校正后的系统稳定。2分画出校正后系统的开环对数幅频特性如蓝色线所示 2分8-17采样系统结构图如如如下图所示，其中，1试确定闭环系统稳定的K值围； 解：1由系统的结构图可得开环传递函数为根据采样开关的位置，对上式取Z变换，得系统的开环脉冲传递函数为，其中如此系统开环脉冲传递函数为将T=0.1s，代入得系统的闭环特征方程式为0.5分要使系统稳定，如此闭环系统特征根|z|1，且K0，所以0K38。8-14闭环采样系统结构如如如下图所示，1判断系统的稳定性；2试求采样系统的误差系数与其相应的稳态误差；3试求当输入时，系统的稳态误差。解：1系统的开环脉冲传递函数为将T=0.5s，代入得系统的闭环特征方程式为因为闭环脉冲传递函数的极点|z|1，所以系统稳定。2求静态误差系数因为v=1，所以， ，17 / 17
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