自动控制原理考试试题库_精品文档.doc
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自
动
控
制
理
论
2011年7月23日星期六
课程名称:
自动控制理论(A/B卷闭卷)
一、填空题(每空1分,共15分)
1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过与反馈量的差值进行的。
2、复合控制有两种基本形式:
即按的前馈复合控制和按的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为,则G(s)为(用G1(s)与G2(s)表示)。
4、典型二阶系统极点分布如图1所示,
则无阻尼自然频率,
阻尼比,
该系统的特征方程为,
该系统的单位阶跃响应曲线为。
5、若某系统的单位脉冲响应为,
则该系统的传递函数G(s)为。
6、根轨迹起始于,终止于。
7、设某最小相位系统的相频特性为,则该系统的开环传递函数为。
8、PI控制器的输入-输出关系的时域表达式是 ,
其相应的传递函数为 ,由于积分环节的引入,可以改善系统的 性能。
二、选择题(每题2分,共20分)
1、采用负反馈形式连接后,则()
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、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,则系统()
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。
4、系统在作用下的稳态误差,说明()
A、型别; 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()
A、主反馈口符号为“-”;B、除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。
6、开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标()。
A、超调B、稳态误差C、调整时间D、峰值时间
7、已知开环幅频特性如图2所示,则图中不稳定的系统是()。
系统①系统②系统③
图2
A、系统①B、系统②C、系统③D、都不稳定
8、若某最小相位系统的相角裕度,则下列说法正确的是()。
A、不稳定;B、只有当幅值裕度时才稳定;
C、稳定;D、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。
9、若某串联校正装置的传递函数为,则该校正装置属于()。
A、超前校正B、滞后校正C、滞后-超前校正D、不能判断
10、下列串联校正装置的传递函数中,能在处提供最大相位超前角的是:
A、B、C、D、
三、(8分)试建立如图3所示电路的动态微分方程,并求传递函数。
图3
四、(共20分)系统结构图如图4所示:
图4
1、写出闭环传递函数表达式;(4分)
2、要使系统满足条件:
,试确定相应的参数和;(4分)
3、求此时系统的动态性能指标;(4分)
4、时,求系统由产生的稳态误差;(4分)
5、确定,使干扰对系统输出无影响。
(4分)
五、(共15分)已知某单位反馈系统的开环传递函数为:
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、分离点、与虚轴的交点等);(8分)
2、确定使系统满足的开环增益的取值范围。
(7分)
六、(共22分)某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线如图5所示:
1、写出该系统的开环传递函数;(8分)
2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性。
(3分)
3、求系统的相角裕度。
(7分)
4、若系统的稳定裕度不够大,可以采用什么措施提高系统的稳定裕度?
(4分)
试题二
一、填空题(每空1分,共15分)
1、在水箱水温控制系统中,受控对象为,被控量为。
2、自动控制系统有两种基本控制方式,当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时,称为;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时,称为;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于。
3、稳定是对控制系统最基本的要求,若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡,则该系统。
判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用 ;在频域分析中采用 。
4、传递函数是指在 初始条件下、线性定常控制系统的
与 之比。
5、设系统的开环传递函数为,则其开环幅频特性为,相频特性为。
6、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对应时域性能指标,它们反映了系统动态过程的 。
二、选择题(每题2分,共20分)
1、关于传递函数,错误的说法是()
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。
2、下列哪种措施对改善系统的精度没有效果()。
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
3、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴,则系统的()。
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
4、已知系统的开环传递函数为,则该系统的开环增益为()。
A、50B、25C、10D、5
5、若某系统的根轨迹有两个起点位于原点,则说明该系统()。
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0D、速度误差系数为0
6、开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标()。
A、超调B、稳态误差C、调整时间D、峰值时间
7、已知某些系统的开环传递函数如下,属于最小相位系统的是()
A、B、C、D、
8、若系统增加合适的开环零点,则下列说法不正确的是()。
A、可改善系统的快速性及平稳性;B、会增加系统的信噪比;
C、会使系统的根轨迹向s平面的左方弯曲或移动;
D、可增加系统的稳定裕度。
9、开环对数幅频特性的低频段决定了系统的()。
A、稳态精度B、稳定裕度C、抗干扰性能D、快速性
10、下列系统中属于不稳定的系统是()。
A、闭环极点为的系统B、闭环特征方程为的系统
C、阶跃响应为的系统D、脉冲响应为的系统
三、(8分)写出下图所示系统的传递函数(结构图化简,梅逊公式均可)。
四、(共20分)设系统闭环传递函数,试求:
1、;;;时单位阶跃响应的超调量、调节时间及峰值时间。
(7分)
2、;和;时单位阶跃响应的超调量、调节时间和峰值时间。
(7分)
3、根据计算结果,讨论参数、对阶跃响应的影响。
(6分)
五、(共15分)已知某单位反馈系统的开环传递函数为,试:
1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹(求出:
分离点、与虚轴的交点等);(8分)
2、求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围。
(7分)
六、(共22分)已知反馈系统的开环传递函数为,试:
1、用奈奎斯特判据判断系统的稳定性;(10分)
2、若给定输入r(t)=2t+2时,要求系统的稳态误差为0.25,问开环增益K应取何值。
(7分)
3、求系统满足上面要求的相角裕度。
(5分)
试题三
一、填空题(每空1分,共20分)
1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面,即:
、快速性和。
2、控制系统的称为传递函数。
一阶系统传函标准形式是 ,二阶系统传函标准形式是 。
3、在经典控制理论中,可采用 、根轨迹法或等方法判断线性控制系统稳定性。
4、控制系统的数学模型,取决于系统 和,与外作用及初始条件无关。
5、线性系统的对数幅频特性,纵坐标取值为 ,横坐标为 。
6、奈奎斯特稳定判据中,Z=P-R,其中P是指,Z是指,R指。
7、在二阶系统的单位阶跃响应图中,定义为。
是。
8、PI控制规律的时域表达式是。
PID控制规律的传递函数表达式是。
9、设系统的开环传递函数为,则其开环幅频特性为,相频特性为。
二、判断选择题(每题2分,共16分)
1、关于线性系统稳态误差,正确的说法是:
()
A、一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差;
B、稳态误差计算的通用公式是;
C
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