C2
43.已知具有局部反馈回路的控制系统方块图如图所示，求： (1)系统稳定时Kf 的取值范围； (2)求输入为x(t)?12t2时，系统的静态加速度误差系数Ka； (3)说明系统的局部反馈Kf s对系统的稳态误差ess的影响。 Xi(s) s?11X0(s) - s- s(s?1) Kfs
44.伺服系统的方块图如图所示，试应用根轨迹法分析系统的稳定性。
Xi(S) K1X0(S) - 0.5s?1s(s?1)
自动控制原理8
1. 输入与输出均已给出，确定系统的结构和参数，称为（ ）
A.最优设计 B.系统辨识 C.系统分析 D.最优控制 2. 对于代表两个或两个以上输入信号进行（ ）的元件又称比较器。 A.微分 B.相乘 C.加减 D.相除 3. 直接对控制对象进行操作的元件称为（ ）
A.比较元件 B.给定元件 C.执行元件 D.放大元件 4. 某环节的传递函数是G?s??5s?3?2s，则该环节可看成由（ ）环节串联而组成。A.比例、积分、滞后 B.比例、惯性、微分 C.比例、微分、滞后 D.比例、积分、微分
5. 已知系统的微分方程为6x?0?t??2x0?t??2xi?t?，则系统的传递函数是（ ） A.
1 B.23s?13s?1 C.16s?2 D.23s?2
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. 一阶系统G(s)=
KTs?1的放大系数K愈小，则系统的输出响应的稳态值（ ）
21
A.不变 B.不定 C.愈小 D.愈大 8. 二阶欠阻尼系统的性能指标中只与阻尼比有关的是 （ ） A.上升时间 B.峰值时间 C.调整时间 D.最大超调量
9. 在用实验法求取系统的幅频特性时，一般是通过改变输入信号的（ ）来求得输出信号的幅值。
A.相位 B.频率 C.稳定裕量 D.时间常数 10.设开环系统频率特性G(jω)=
4，当ω=1rad/s时，其频率特性幅值A(1)=（ ） 3(1?j?)2 B.42 C.2 D.22 411.一阶惯性系统G(s)?1的转角频率指??（ ）
s?2A.2 B.1 C.0.5 D.0
K12.设单位负反馈控制系统的开环传递函数G(s)?，其中K>0，a>0，则闭环控制s(s?a)A.
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.已知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.0
14.系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的（ ） 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是（ ）
A.它只决定于系统的结构和参数 B.它只决定于系统的输入和干扰 C.与系统的结构和参数、输入和干扰有关 D.它始终为0
16.当输入为单位加速度且系统为单位反馈时，对于I型系统其稳态误差为（ ） A.0 B.0.1/k C.1/k D.? 17.若已知某串联校正装置的传递函数为Gc(s)?2s，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?G?s?H?s??（ ） A.-1 B.1
C.±(2k+1)π/2 (k=0,1,2,…) D.±(2k+1)π(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
22
21.对控制系统的首要要求是系统具有 。
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内在的固有特性，与 无关。 24.若减少二阶欠阻尼系统超调量，可采取的措施是 。 25.已知超前校正装置的传递函数为Gc(s)?2s?1，其最大超前角所对应的频率
0.32s?1?m?__ __。
26.延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使 发生变化 27.某典型环节的传递函数是G(s)?1，则系统的时间常数是 。 s?228.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 来进行调节。 30.超前校正主要是用于改善稳定性和 。
31.准确性 32.速度误差 33.峰值时间 34.负穿越
35.根轨迹的终止角
36.非线性特性函数线性化的本质和方法是什么? 37.分析误差平方积分性能指标的特点及其原因。 38.乃氏图作图的一般方法是什么？ 39.如何用试探法来确定PID参数?
40.什么是偶极子？偶极子起什么作用，请举例说明。
41.系统方框图如下，求其传递函数 C?s?。 R(s)H2(s) G5(s) C (s) + R (s) + G(s) GG(s) G(s) 1(s) 324Δ+ ? ? H1(s) 42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。 R2 R1 C1 u i (t) C2 ? + u 0 (t) 23
43.已知系统的传递函数G(S)?Bode图。
44.单位反馈系统的开环传递函数为Gk(s)?10(10S?1)，试分析系统由哪些环节组成并画出系统的
S?11，求: s?11)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xi(t)?sin(t?30),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（每小题 1 分，共 20 分）
1 .C 2 .A 3 .C 4 .A 5 .B 6 .C 7 .B 8 .B 9 .A 10.D 11.A 12.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.反馈控制 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.?45? 29.比例 30.远 三、名词解释(每小题 3 分, 共 15 分)
31.指动态过程的振荡倾向和系统能够恢复平稳状态的能力。
?i(t)） 32.输出变量正比于输入变量的微分（或x0(t)?kx33.系统响应曲线达到并一直保持在允许衰减范围内的最短时间
34.当乃氏图随?增加逆时针从第二象限越过负实轴向第三象限去时，叫正穿越。
35.指当系统某个参数（如开环增益K）由零到无穷大变化时，闭环特征根在s平面上移动的轨迹。
四、简答题(每小题 5 分, 共 25 分)
36.传递函数是线性定常系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比，它通常不能表明系统的物理特性和物理结构，因此说物理性质不同的系统，其传递函数可能相同。（3分）举例说明(2分)略，答案不唯一。 37.常用的方法（两方法选1即可）：其单位阶跃响应曲线在 0.632（2.5分）稳态值处，经过的时间t＝T（2.5分）；或在 t＝0处曲线斜率 k＝1/T，ts＝（3~4）T 38.高阶系统中距离虚轴最近的极点，其附近没有零点，它的实部比其它极点的实部的1/5还小，称其为主导极点。（2分）将高阶系统的主导极点分析出来，利用主导极点来分析系统，相当于降低了系统的阶数，给分析带来方便。（2分） 举例说明(1分)略，答案不唯一。
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39.偏差信号：输入信号与反馈信号之差；（1.5分）误差信号：希望的输出信号与实际的输出信号之差。（1.5分） 两者间的关系：??s??E?s?H?s?，当H?s??1时，??s??E?s?（2分）
40.根轨迹S平面止的分支数等于闭环特征方程的阶数，也就是分支数与闭环极点的数目相同（3分）。举例说明(2分)略，答案不唯一。 五、计算题(第41、42题每小题5分，第43 、44题每小题10分，共 30 分) 41.解：
G(s)?42.解：
G1G2G3?G1G4 （5分）
1?G1G2H1?G2G3H2?G1G2G3H3?G1G2H3?G4H2?0(t)?k1x0(t)?k2[xa(t)?x0(t)]?DsX0(s)?k1X0(s)?k2[Xa(s)?X0(s)]Dx?a(t)?k2[xa(t)?x0(t)]?fi(t)?Ms2Xa(s)?k2[Xa(s)?X0(s)]?Fi(s)M?x（2.5分）
G?s?? 43.解：
k2 （2.5分）
mDs3?m?k1?k2?s2?k2Ds?k1k2G(s)?Y(s)k?2 （2分） Xi(s)s?k1ks?k???1??2Mp?e?6?5?0.2???0.456 （2分） 5tp???n1??2?2 （2分）
2?n?8.06?k??n?49.8?50 （2分）
k1?44.解：
2??n?0.13 （2分） k由图知该系统的开环传递函数为
13k1?22 （2分） sTs?2?Ts?1 其中T= （1分） 由低频渐近线与横轴交点为??10，得k?10 （2分） 修正量L?????20log(2?)?10，得??0.158 （2分）
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