《自动控制系统原理》模拟考试卷四及问题详解.doc

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1、《自动控制原理》模拟试卷四一、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

2、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、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

3、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，则该系统的闭环特征方程为()。A、B、C、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、B、C、D、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()。A、B、C、D、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，当输入信号是

4、时，系统的稳态误差是()A、0；B、∞；C、10；D、208、关于系统零极点位置对系统性能的影响，下列观点中正确的是()A、如果闭环极点全部位于S左半平面，则系统一定是稳定的。稳定性与闭环零点位置无关；B、如果闭环系统无零点，且闭环极点均为负实数极点，则时间响应一定是衰减振荡的；C、超调量仅取决于闭环复数主导极点的衰减率，与其它零极点位置无关；D、如果系统有开环极点处于S右半平面，则系统不稳定。三、(16分)已知系统的结构如图1所示，其中，输入信号为单位斜坡函数，求系统的稳态误差(8分)。分析能否通过调节增益，使稳态误

5、差小于0.2(8分)。一G(s)R(s)C(s)图1四、(16分)设负反馈系统如图2，前向通道传递函数为，若采用测速负反馈，试画出以为参变量的根轨迹(10分)，并讨论大小对系统性能的影响(6分)。图2H(s)一G(s)R(s)C(s)五、已知系统开环传递函数为均大于0，试用奈奎斯特稳定判据判断系统稳定性。(16分)［第五题、第六题可任选其一］六、已知最小相位系统的对数幅频特性如图3所示。试求系统的开环传递函数。(16分)L(ω)1ω11020ω2-20-40-40ω图3-10dBC(s)R(s)一图4七、设控制系统如图

6、4，要求校正后系统在输入信号是单位斜坡时的稳态误差不大于0.05，相角裕度不小于40o，幅值裕度不小于10dB，试设计串联校正网络。(16分)《自动控制原理》模拟试卷三答案一、填空题(每题1分，共20分)1、稳定性(或：稳，平稳性)；准确性(或：稳态精度，精度)2、输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值；；(或：)3、劳斯判据(或：时域分析法)；奈奎斯特判据(或：频域分析法)4、结构；参数5、(或：)；(或：按对数分度)6、开环传函中具有正实部的极点的个数，(或：右半S平面的开环极点个数)；闭环传函中具有正实部

7、的极点的个数(或：右半S平面的闭环极点个数，不稳定的根的个数)；奈氏曲线逆时针方向包围(-1,j0)整圈数。7、系统响应到达并保持在终值误差所需的最短时间(或：调整时间，调节时间)；响应的最大偏移量与终值的差与的比的百分数。（或：，超调）8、(或：)　；(或：)9、；　二、判断选择题(每题2分，共16分)1、C　　2、A　　3、B　　4、D　　5、A　　6、D　　7、D　　8、A三、(16分)解：Ⅰ型系统在跟踪单位斜坡输入信号时，稳态误差为　　（2分）而静态速度误差系数　　（2分）稳态误差为　。（4分）要使　必须　，即

8、要大于5。（6分）但其上限要符合系统稳定性要求。可由劳斯判据决定其上限。　　　系统的闭环特征方程是　　　　　（1分）　　　构造劳斯表如下为使首列大于0，　必须　。　　综合稳态误差和稳定性要求，当时能保证稳态误差小于0.2。（1分）四、(16分)解：系统的开环传函　，其闭环特征多项式为，（1分）以不含的各项和除方程两边，得　，令　，