自动控制原理(4套)含答案

2020-05-24 09:46

一、填空题(每空 1 分,共15分)

2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。

1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是A、增加开环极点; 通过 与反馈量的差值进行的。 B、在积分环节外加单位负反馈;

2、复合控制有两种基本形式:即按

C、增加开环零点;

的前馈复合控制和按 的前馈复合控制。

D、引入串联超前校正装置。

3、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环

3、系统特征方程为 D(s)?s3?2s2?3s?6?0,

节,以并联方式连接,其等效传递函数为G(s),

则系统 ( )

则G(s)为 (用G1(s)与G2(s) 表示)。

A、稳定; B、单

4、典型二阶系统极点分布如图1所示,

位阶跃响应曲线为单调指数上升;

则无阻尼自然频率?n? , C、临界稳定; D、右

半平面闭环极点数Z?2。 阻尼比?? , 该

4、系统在r(t)?t2作用下的稳态误差ess??,说明 ( )

A、 型别v?2; B、系

5、若某系统的单位脉冲响应为

g(t)?10e?0.2t?5e?0.5t,

为 , 该系统的单位阶跃响应曲线为 。

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( )

G(s)

A、主反馈口符号为“-” ; B、除Kr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G(s)H(s)??1。

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ess C、调

则该系统的传递

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

?(?)?tg?1(??)?900?tg?1(T?),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 ,由整时间ts D、峰值时间tp 于积分环节的引入,可以改善系统的

7、已知开环幅频特性如图2所示, 则图中不稳性能。

定的系统是( )。

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。 系统① 系统②

1

系统③

图2

A、系统① B、系统② C、系统③ D、都不稳定

?8、若某最小相位系统的相角裕度??0,则下列

图 4

说法正确的是 ( )。

A、不稳定; B、只有当幅值裕度kg?1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

10s?1,则

100s?11、写出闭环传递函数?(s)?分)

C(s)表达式;(4R(s)2、要使系统满足条件:??0.707,?n?2,试确定相应的参数K和?;(4分)

3、求此时系统的动态性能指标?分)

00,ts;(4

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?c?1处提供最大相位超前角的是:

10s?110s?1A、 B、 C、

s?10.1s?12s?10.1s?1 D、

0.5s?110s?14、r(t)?2t时,求系统由r(t)产生的稳态误差ess;(4分)

5、确定Gn(s),使干扰n(t)对系统输出c(t)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G(s)?Kr:

s(s?3)2

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。

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0???1的开环增益K的取值范围。(7分)

图3

六、(共22分)某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线L0(?)如图5所示:

四、(共20分)系统结构图如图4所示:

2

5、设系统的开环传递函数为

K(?s?1),则

s2(Ts?1)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?c对应时域性能指标 ,它们反映了系统动态过程的 。

1、写出该系统的开环传递函数G0(s);(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

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

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。

C、响应速度越快 D、响应速度越慢

504、已知系统的开环传递函数为,则

(2s?1)(s?5)该系统的开环增益为 ( )。

A、 50 B、25 C、10 D、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0 D、速度误差系数为0

3

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ess C、调整时间ts D、峰值时间tp

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( )

K(2?s)K(s?1)A、 B 、? C 、

s(s?5)s(s?1)KK(1?s) D、 2s(s-s?1)s(2?s)?(s)?C(s)1,试求: ?22R(s)Ts?2?Ts?1 1、??0.2;T?0.08s; ??0.8;T?0.08s时单位阶跃响应的超调量?%、调节时间ts及峰值时间tp。(7分)

2、??0.4;T?0.04s和??0.4;T?0.16s时单位阶跃响应的超调量?%、调节时间ts和峰值时间tp。(7分)

8、若系统增加合适的开环零点,则下列说法不3、根据计算结果,讨论参数?、T对阶跃响

正确的是 ( )。

应的影响。(6分) A、可改善系统的快速性及平稳性;

B、会增加系统的信噪比; 五、(共15分)已知某单位反馈系统的开C、会使系统的根轨迹向s平面的左方弯曲或移动; Kr(s?1)环传递函数为,试: G(S)H(S)? D、可增加系统的稳定裕度。 s(s-3)9、开环对数幅频特性的低频段决定了系统的( )。 1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根

A、稳态精度 B、稳定裕度 C、轨迹(求出:分离点、与虚轴的交点等);(8分) 抗干扰性能 D、快速性

2、求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K10、下列系统中属于不稳定的系统是( )。

的取值范围。(7分)

A、闭环极点为s1,2??1?j2的系统 B、闭环

特征方程为s2?2s?1?0的系统 C、阶跃响应为

c(t)?20(1?e?0.4t)

的系统 D、脉冲响应为

h(t)?8e0.4t的系

六、(共22分)已知

反馈系统的开环传递函数为

三、(8分)写出下图所示系统的传递函数

C(s)(结构图化简,梅逊公式均可)。 R(s)K ,试:

s(s?1)G(s)H(s)?四、(共20分)设系统闭环传递函数

4

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)

C、 增大系统开环增益K可以减小稳态误差;

D、 增加积分环节可以消除稳态误差,而且不会影响系统稳定性。

2、适合应用传递函数描述的系统是 ( )。

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。 3、若某负反馈控制系统的开环传递函数为该系统的闭环特征方程为 ( )。

A、s(s?1)?0 B、

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,ts定义

为 。?%是 。 8、PI控制规律的时域表达式

是 。P I D 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

5,则

s(s?1)s(s?1)?5?0

C、s(s?1)?1?0 D、与是否为单位反馈系统有关

4、非单位负反馈系统,其前向通道传递函数为G(S),反馈通道传递函数为H(S),当输入信号为R(S),则从输入端定义的误差E(S)为 ( )

A、 E(S)?R(S)?G(S) B 、

E(S)?R(S)?G(S)?H(S)

C 、E(S)?R(S)?G(S)?H(S) D、

E(S)?R(S)?G(S)H(S)

5、已知下列负反馈系统的开环传递函数,应画零度根轨迹的是 ( )。

K*(2?s)K*A、 B 、 C 、

s(s?1)s(s?1)(s?5)K*K*(1?s) D、

s(s2-3s?1)s(2?s)6、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的:

A、低频段 B、开环增益 C、高频段 D、中频段

7、已知单位反馈系统的开环传递函数为

K,则其

s(T1s?1)(T2s?1)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

s2R(s)ess?lim;

s?01?G(s)H(s)

5

G(s)?10(2s?1),当输入信号是22s(s?6s?100)r(t)?2?2t?t2时,系统的稳态误差是( )


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