( word 版 可 编辑 修改 ) ( 完整 word 版 ) 自动 控制 原理 期末 试卷 与 答案 ( word 版 可 编辑 修改 ) 编辑 整理 ： 尊敬 的 读者 朋友 们 ： 这里 是 精品 文档 编辑 中心 ， 本 文档 内容 是 由 我 和 我 的 同事 精心 编辑 整理 后 发布 的 ， 发布 之前 我们 对 文中 内容 进行 仔细 校对 ， 但是 难免 会 有 疏漏 的 地方 ， 但是 任 然 希望 （ ( 完整 word 版 ) 自动 控制 原理 期末 试卷 与 答案 ( word 版 可 编辑 修改 ) ） 的 内容 能够 给 您 的 工作 和 学习 带来 便利 。 同时 也 真诚 的 希望 收到 您 的 建议 和 反馈 ， 这 将 是 我们 进步 的 源泉 ， 前进 的 动力 。 本文 可 编辑 可 修改 ， 如果 觉得 对 您 有 帮助 请 收藏 以便 随时 查阅 ， 最后 祝 您 生活 愉快 业绩 进步 ， 以下 为 ( 完整 word 版 ) 自动 控制 原理 期末 试卷 与 答案 ( word 版 可 编辑 修改 ) 的 全部 内容 。 1 ( 完整 word 版 ) 自动 控制 原理 期末 试卷 与 答案 ( word 版 可 编辑 修改 ) 自动 控制 原理 1 一 、 单项 选择 题 （ 每 小 题 1 分 ， 共 20 分 ) 1 . 系统 和 输入 已知 , 求 输出 并 对 动态 特性 进行 研究 ， 称为 （ c ） A 。 系统 综合 B . 系统 辨识 C . 系统 分析 D . 系统 设计 2 。 惯性 环节 和 积分 环节 的 频率 特性 在 （ d ) 上 相等 . A 。 幅 频 特性 的 斜率 B 。 最小 幅值 C 。 相位 变化 率 D 。 穿越 频率 3 . 通过 测量 输出 量 ， 产生 一个 与 输出 信号 存在 确定 函数 比例 关系 值 的 元件 称为 （ d ） A 。 比较 元件 B . 给定 元件 C . 反馈 元件 D . 放大 元件 4 . ω 从 0 变化 到 + 时 , 延迟 环节 频率 特性 极 坐标 图 为 （ a ） A 。 圆 B . 半圆 C . 椭圆 D . 双 曲线 5 . 当 忽略 电动 机 的 电枢 电感 后 , 以 电动 机 的 转速 为 输出 变量 , 电枢 电压 为 输入 变量 时 , 电动 机 可 看作 一个 （ d ） A . 比例 环节 B . 微分 环节 C 。 积分 环节 D . 惯性 环节 106 . 若 系统 的 开 环 传递 函数 为 2 ) ， 则 它 的 开 环 增益 为 （ c ） ( 5 ssA . 1 B 。 2 C . 5 D 。 107 . 二 阶 系统 的 传递 函数 5 , 则 该 系统 是 （ b ） 25 ( ) 2 sssGA 。 临界 阻尼 系统 B 。 欠 阻尼 系统 C 。 过阻尼 系统 D 。 零 阻尼 系统 8 。 若 保持 二 阶 系统 的 ζ 不变 , 提高 ω n ， 则 可以 （ b ） A 。 提高 上升 时间 和 峰值 时间 B . 减少 上升 时间 和 峰值 时间 C . 提高 上升 时间 和 调整 时间 D 。 减少 上升 时间 和 超 调量 9 。 一 阶 微分 环节 ， 当 频率 时 , 则 相 频 特性 为 （ a ) TsGs ( ) 1T 1 ( ) GjA 。 45 ° B . - 45 ° C . 90 ° D . 90 ° 10 . 最小 相位 系统 的 开 环 增益 越 大 ， 其 （ d ） 2 ( 完整 word 版 ) 自动 控制 原理 期末 试卷

* * * * * * * * 20102011 学年 第 一 学期 考试 卷 试卷 编号 ： （ A ） 卷 自动 控制 原理 （ B ） 课程 课程 类别 ： 必 闭卷 ： 考试 日期 ： 19 周 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 累 分 人 签名 题 分 10101212101612108100 得分 考生 注意 事项 ： 1 、 本 试卷 共 6 页 ， 总分 100 分 ， 考试 时间 120 分钟 。 2 、 考试 结束 后 ， 考生 不得 将 试卷 、 答题 纸 和 草稿 纸带 出 考场 。 得分 评阅 人 一 、 求 下 图 所 示 RC 网络 的 传递 函数 。 （ 共 10 分 ） 解 ： 承诺 ： 我 将 严格 遵守 考场 纪律 ， 知道 考试 违纪 、 作弊 的 严重 性 ， 还 知道 请 他人 代考 或 代 他人 考 者 将 被 开除 学籍 和 因 作弊 受 到 记过 及 以上 处分 将 不 授予 学士 学位 ， 愿 承担 由此 引起 的 一切 后果 。 专业 班级 学号 学生 签名 ： 得分 评阅 人 二 、 求 下 图 所 示 系统 的 传递 函数 C ( S ) / R ( S 共 10 分 ） 解 C ( s ) + R ( s ) G1 ( s ) G2 ( s ) + - - - H1 ( s ) H2 ( s ) H3 ( s ) 三 、 系统 已知 单位 负 反馈 系统 的 开 环 传递 函数 为 试 求 ( 共 12 分 1 ） 系统 静态 位置 误差 系数 、 得分 评阅 人 静态 速度 误差 系数 和 静态 加 速度 误差 系数 ； （ 2 ） 当 参考 输入 为时 系统 的 稳态 误差 。 解 ： （ 1 ） （ 2 ） 时 得分 评阅 人 四 、 已知 系统 结构 图 如 图 所 示 ， 单位 阶 跃 响应 的 超 调量 Mp 16 . 3 ， 峰值 时间 tp = 1 s 。 试 求 ： （ 共 12 分 ） ( 1 ) 开 环 传递 函数 G （ S ） ； ( 2 ) 闭环 传递 函数 Ф （ S ） ； ( 3 ) 根据 已知 性能 指标 Mp 及 tp 确定 参数 K 及 τ 。 解 ： （ 1 ） 依 题意 有 ： 得 ： 得 ： 则 ： ， 故 ： （ 2 ） 则 （ 3 ） 在 （ 1 ） 中 已 求得 五 、 已知 系统 的 特征 方程 为 ， 试 求 系统 在 S 右 半 面 的 根 的 个数 及 虚根 值 。 （ 共 10 分 ） 解 ： 利用 劳 氏 判据 求解 ， 列劳斯 列表 如下 1 8 20 162 12 16 02 12 168 24 0 6 168 / 3 016 从 表 中 可知 ， 第 一 列 系数 都 为 正数 ， 故 系统 在 S 右 半 面 的 根 的 个数 为 0 个 。 令 得 两 对 虚根 用 长 除 法 由 得 故 所 求 虚根 值 如上 六 、 已知 最小 相位 系统 的 开 环 对数 幅 频 渐 进 特性 曲线 如下 图 所 示 ， 写 出 系统 的 开 环 传递 函数 ， 并 求 出 系统 的 相位 裕 量 γ 。 （ 共 16 分 ） 解 ： 设 开 环 传 函 为 低频 时 ， ， 过 点 （ 1 , 40 ） ， 得 K = 100 且 过 （ ， 0 ） ， 即 故 ， 得 = 40 从而 得 所以 七 、 判断 下列 各 系统 的 稳定 性 及 不 稳定 闭环 极点 的 数目 。 （ 共 12 分 ） 系统 的 开 环 幅 相 频率 特性 曲线 如 图 （ A 、 B ） 所 示 ， P 为 开 环 传递 函数

1 . 系统 和 输入 已知 , 求 输出 并 对 动态 特性 进行 研究 , 称为 ( ) A . 系统 综合 B . 系统 辨识 C . 系统 分析 D . 系统 设计 2 . 惯性 环节 和 积分 环节 的 频率 特性 在 ( ) 上 相等 。 A . 幅 频 特性 的 斜率 B . 最小 幅值 C . 相位 变化 率 D . 穿越 频率 3 . 通过 测量 输出 量 , 产生 一个 与 输出 信号 存在 确定 函数 比例 关系 值 的 元件 称为 ( ) A . 比较 元件 B . 给定 元件 C . 反馈 元件 D . 放大 元件 4 . ω 从 0 变化 到 + 时 , 延迟 环节 频率 特性 极 坐标 图 为 ( ) A . 圆 B . 半圆 C . 椭圆 D . 双 曲线 5 . 当 忽略 电动 机 的 电枢 电感 后 , 以 电动 机 的 转速 为 输出 变量 , 电枢 电压 为 输入 变量 时 , 电动 机 可 看作 一个 ( ) A . 比例 环节 B . 微分 环节 C . 积分 环节 D . 惯性 环节 6 . 若 系统 的 开 环 传递 函数 为 \ frac { 10 } { s ( 5 s + 2 ) } , 则 它 的 开 环 增益 为 ( ) A . 1 B . 2D . 107 . 二 阶 系统 的 传递 函数 G ( s ) = \ frac { 5 } { s ^ { 2 } + 2 s + 5 } , 则 该 系统 是 ( ) A . 临界 阻尼 系统 B . 欠 阻尼 系统 C . 过阻尼 系统 D . 零 阻尼 系统 8 . 若 保持 二 阶 系统 的 不变 , 提高 \ omega _ { n } 则 可以 ( ) A . 提高 上升 时间 和 峰值 时间 B . 减少 上升 时间 和 峰值 时间 C . 提高 上升 时间 和 调整 时间 D . 减少 上升 时间 和 超 调量 9 . 一 阶 微分 环节 G ( s ) = 1 + Ts , 当 频率 \ omega = \ frac { 1 } { T } 则 相 频 特性 \ angle G ( j \ omega ) 为 ( ) A . 45 ^ { \ circ } B . - 45 ^ { \ circ } C . 90 ^ { \ circ } D . - 90 ^ { \ circ } 10 . 最小 相位 系统 的 开 环 增益 越 大 , 其 ( ) A . 振荡 次数 越 多 B . 稳定 裕 量 越 大 C . 相位 变化 越 小 D . 稳态 误差 越 小 得分 评卷 人 三 、 判断 题 ( 每 小 题 2 分 ， 共 20 分 ) 1 . 闭环 控制 系统 是 自动 控制 系统 , 开 环 控制 系统 不是 自动 控制 系统 ( ) 。 考场 院系 题号 _ 二 三 四 五 总分 人 题 分 2020202020 总分 得分 ( 本 卷 共 4 大 题 , 满分 100 分 , 考试 时间 90 分钟 ) 得分 评卷 人 一 、 填空 题 : ( 本 大 题 20 分 , 每 空 1 分 , 共 20 个 空 ) ( 1 ) 自动 控制 装置 由 _ 、 _ 、 _ 三 部分 组成 。 ( 2 ) 对于 一个 自动 控制 系统 的 基本 要求 _ 、 _ 、 _ 三 个 方面 。 ( 3 ) 在 典型 输入 信号 作用 下 , 任何 一个 控制 系统 的 时间 响应 , 从 时间 顺序 可以 划分 为 _ 和 _ 两 部分 。 ( 4 ) 控制 系统 常用 的 数学 模型 别 是 _ 、 _ 和 _ 。 ( 5 ) 结构 图 主要 包含 _ 、 _ 、 _ 、 _ 、 _ 四 个 基本 单元 。 ( 6 ) 常 用于 分析 控制 系统 性能 的 方法 有 _ 和 根 轨迹 法 。 ( 7 ) 控制 系统 的 稳态 误差 与其 _ 。 有关 得分 评卷 人 班级 姓名 座号 考生 须知 : 1 . 姓名 必须 写 在

期末 考试 复习 重点 自动 控制 原理 1 一 、 单项 选择 题 （ 每 小 题 1 分 ， 共 20 分 ） 1 。 系统 和 输入 已知 ， 求 输出 并 对 动态 特性 进行 研究 ， 称为 （ ) A 。 系统 综合 B 。 系统 辨识 C 。 系统 分析 D 。 系统 设计 2 。 惯性 环节 和 积分 环节 的 频率 特性 在 （ ） 上 相等 . A . 幅 频 特性 的 斜率 B . 最小 幅值 C . 相位 变化 率 D 。 穿越 频率 3 . 通过 测量 输出 量 ， 产生 一个 与 输出 信号 存在 确定 函数 比例 关系 值 的 元件 称为 ( ） A 。 比较 元件 B 。 给定 元件 C 。 反馈 元件 D . 放大 元件 4 。 ω 从 0 变化 到 + 时 ， 延迟 环节 频率 特性 极 坐标 图 为 （ ） A . 圆 B . 半圆 C . 椭圆 D 。 双 曲线 5 . 当 忽略 电动 机 的 电枢 电感 后 ， 以 电动 机 的 转速 为 输出 变量 ， 电枢 电压 为 输入 变量 时 , 电动 机 可 看作 一个 （ ) A 。 比例 环节 B 。 微分 环节 C 。 积分 环节 D . 惯性 环节 6 . 若 系统 的 开 环 传递 函数 为 ， 则 它 的 开 环 增益 为 ( ） A . 1 B . 2 C . 5 D 。 10 7 . 二 阶 系统 的 传递 函数 ， 则 该 系统 是 （ ） A . 临界 阻尼 系统 B 。 欠 阻尼 系统 C 。 过阻尼 系统 D 。 零 阻尼 系统 8 . 若 保持 二 阶 系统 的 ζ 不变 ， 提高 ω n , 则 可以 （ ） A . 提高 上升 时间 和 峰值 时间 B 。 减少 上升 时间 和 峰值 时间 C . 提高 上升 时间 和 调整 时间 D 。 减少 上升 时间 和 超 调量 9 . 一 阶 微分 环节 ， 当 频率 时 , 则 相 频 特性 为 （ ） A . 45 ° B 。 45 ° C . 90 ° D 。 - 90 ° 10 。 最小 相位 系统 的 开 环 增益 越 大 , 其 （ ) A . 振荡 次数 越 多 B 。 C . 相位 变化 越 小 D 。 稳态 误差 越 小 11 。 设 系统 的 特征 方程 为 ， 则 此 系统 ( ) A . 稳定 B . 临界 稳定 C . 不 稳定 D . 稳定 性 不 确定 。 12 。 某 单位 反馈 系统 的 开 环 传递 函数 为 ： , 当 k = （ ） 时 ， 闭环 系统 临界 稳定 . A 。 10 B 。 20 C . 30 D . 40 13 。 设 系统 的 特征 方程 为 ， 则 此 系统 中 包含 正 实 部 特征 的 个数 有 （ ) A 。 1 C . 2 D . 3 14 . 单位 反馈 系统 开 环 传递 函数 为 , 当 输入 为 单位 阶 跃 时 ， 则 其 位置 误差 为 ( ） A . 2 B . 0 . 2 C 。 0 . 5 D . 0 . 05 15 。 若 已知 某 串联 校正 装置 的 传递 函数 为 , 则 它 是 一 种 （ ） A . 反馈 校正 B . 相位 超前 校正 C 。 相位 滞后 超前 校正 D 。 相位 滞后 校正 16 。 稳态 误差 ess 与 误差 信号 E （ s ） 的 函数 关系 为 ( ） A . B 。 C . D . 17 。 在 对 控制 系统 稳态 精度 无 明确 要求 时 ， 为 提高 系统 的 稳定 性 ， 最 方便 的 是 （ ) A 。 减小 增益 B 。 超前 校正 C . 滞后 校正 D 。 滞后 - 超前 18

《 自动 控制 原理 与 系统 》 期末 试卷 A 一 、 填空 题 ( 每 空 2 分 ， 共 30 分 ) 1 . 根据 自动 控制 技术 发展 的 不同 阶段 ， 自动 控制 理论 分为 和 _ 。 2 . 对 控制 系统 的 基本 要求 包括 _ 、 _ 、 _ 。 3 . 系统 开 环 频率 特性 的 几何 表示 方法 : _ 和 _ 。 4 . 线性 系统 稳定 的 充 要 条件 是 _ 。 5 . 控制 系统 的 时间 响应 从 时间 的 顺序 上 可以 划分 为 _ 和 _ 两 个 过程 。 6 . 常见 的 五 种 典型 环节 的 传递 函数 _ 、 _ 、 _ 、 _ 和 _ 。 二 、 简答 题 ( 每 题 4 分 ， 共 8 分 ) 1 . 建立 系统 微分 方程 的 步骤 ? 2 . 对数 频率 稳定 判据 的 内容 ? 三 、 判断 题 ( 每 题 1 分 ， 共 10 分 ) 1 . ( ) 系统 稳定 性 不仅 取 决 于 系统 特征 根 ， 而且 还 取 决 于 系统 零点 。 2 . ( ) 计算 系统 的 稳态 误差 以 系统 稳定 为 前提 条件 。 3 . ( ) 系统 的 给定 值 ( 参考 输入 ) 随 时间 任意 变化 的 控制 系统 称为 随 动 控制 系统 。 4 . ( ) 线性 系统 特性 是 满足 齐 次 性 、 可 加 性 。 5 . ( ) 传递 函数 不仅 与 系统 本身 的 结构 参数 有关 , 而且 还 与 输入 的 具体 形式 有关 。 6 . ( ) 对于 同 一 系统 ( 或 元件 ) ， 频率 特性 与 传递 函数 之间 存在 着 确切 的 对应 关系 。 7 . ( ) 传递 函数 只 适用 于 线性 定 常 系统 由于 拉 氏 变换 是 一 种 线性 变换 。 8 . ( ) 若 开 环 传递 函数 中 所有 的 极点 和 零点 都 位于 S 平面 的 左 半 平面 , 则 这样 的 系统 称为 最小 相位 系统 。 9 . ( ) “ 回路 传递 函数 ” 指 反馈 回路 的 前 向 通路 和 反馈 通路 的 传递 函数 乘积 , 不 包含 表示 反馈 极性 的 正负 号 。 10 . ( ) 系统 数学 模型 是 描述 系统 输入 、 输出 及 系统 内部 变量 之间 关系 的 数学 表达 式 。 四 、 计算 题 ( 每 题 12 分 ， 共 36 分 ) 1 . 试 求 取 如 图 所 示 无源 电路 的 传递 函数 U _ { 0 } ( s ) / U _ { i } ( s ) 。 C R _ { 2 } 10 2 . 设 单位 负 反馈 系统 的 开 环 传递 函数 G ( s ) = \ frac { 1 } { s ( s + 1 ) } , 试 求 系统 反应 单位 阶 跃 函数 的 过渡 过程 的 上升 时间 t ， ， 峰值 时间 t _ { p } , 超 调量 σ % 和 调节 时间 t _ { s } 。 3 . 设 某 系统 的 特征 方程 式 为 s ^ { 4 } + 2 s ^ { 3 } + s ^ { 2 } + 2 s + 1 = 0 , 试 确定 系统 的 稳定 性 。 若 不 稳定 ， 试 确定 在 s 右 半 平面 内 的 闭环 极点 数 。 五 、 画图 题 ( 共 16 分 ) 某 系统 的 开 环 传递 函数 为 G ( s ) = \ frac { 100 ( s + 2 ) } { s ( s + 1 ) ( s + 20 ) } , 试 绘制 系统 的 开 环 对数 频率 特性 曲线 。 《 自动 控制 原理 与 系统 》 期末 试卷 B 一 、 填空 题 ( 每 空 2 分 ， 共 30 分 ) 1 . 自动 控制

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 ( ) Gs ， 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 n ， 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 0 . 20 . 5 ( ) 105 ttgtee ， 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 101 ( ) ( ) 90 ( ) tgtgT ， 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 0632 ) ( 23 ssssD ， 则 系统 ( ) A 、 稳定 ； B 、 单位 阶 跃 响应 曲线 为 单调 指数 上升 ； D 、 右 半 平面 闭环 极点 数 2 Z 。 4 、 系统 在 2 ) ( ttr 作用 下 的 稳态 误差 sse ， 说明 ( ) A 、 型别 2 v ； 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 rK 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 1 ) ( ) ( sHsG 。 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 sseC 、 调整 时间 stD 、 峰值 时间 pt 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 系统 系统 图 2A 、 系统 B 、 系统 C 、 系统 D 、 都 不 稳定 8 、 若 某 最小 相位 系统 的 相 角 裕 度 0 ， 则 下列 说法 正确 的 是 ( ) 。 A 、 不 稳定 ； B 、 只有 当 幅值 裕 度 1 gk 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

自动 控制 原理 试题 题号 二 三 四 五 六 七 总分 得分 评阅 人 一 填空 题 ( 每 空 2 分 ， 共 30 分 ) 得分 1 、 对 自动 控制 系统 的 性能 评价 主要 有 _ 、 _ 、 _ 。 2 、 连续 系统 传递 函数 是 指 在 零 初始 条件 下 , _ 。 3 、 已知 系统 的 传递 函数 为 G ( S ) = \ frac { s - 6 } { s2 + 4s + 3 } , 则 零点 为 _ 、 极点 为 _ 。 4 、 一个 闭环 系统 里 ， 不同 输入 与 输出 之间 的 传递 函数 分母 _ 。 5 、 二 阶 系统 的 最佳 阻尼 比 为 _ 。 6 、 一个 二 阶 系统 , 当 阻尼 比 为 0 < \ S < 1 , 则 其 闭环 极点 位于 _ 。 7 、 自动 控制 系统 的 基本 控制 方式 为 _ 和 _ 。 8 、 下 图 为 二 阶 系统 的 单位 阶 跃 响应 曲线 ， 从 该 曲线 的 形状 可知 它 的 阻尼 比 § _ 。 c ( t ) 10 t9 、 系统 的 扰动 分为 _ 和 _ 。 10 、 线性 控制 系统 是 指 _ 。 二 名词 解释 ( 每 题 6 分 ， 共 30 分 ) 得分 1 、 什么 是 闭环 控制 系统 ? 闭环 控制 系统 的 特点 是 什么 ? 2 、 控制 系统 动态 指标 常用 单位 阶 跃 响应 曲线 上 的 t _ { p } 、 t _ { s } , % 表示 , 试 在 图 上 标 出 上述 三 个 指标 。 ( t ) c ( \ infty ) 0 J 3 、 什么 是 系统 的 频率 特性 ? 频率 特性 包括 什么 ? 4 、 什么 是 系统 的 稳定 性 ? 线性 系统 稳定 的 充分 必要 条件 是 什么 ? 5 、 什么 是 自动 控制 ? 三 计算 题 ( 每 题 10 分 ， 共 40 分 ) 得分 1 、 画 出 惯性 环节 G ( S ) = \ frac { 1 } { 5 s + 1 } 的 Bode 图 。 2 、 已知 单位 负 反馈 系统 的 开 环 传递 函数 为 G ( S ) = \ frac { k } { s ( s + 1 ) ( s + 2 ) } 为 使 系统 稳定 ， 确定 K 的 取值 范围 。 3 、 一 阶 系统 如 图 所 示 , 试 求 系统 的 单位 阶 跃 响应 的 调节 时间 t 。 ( 设 误差 带 取 ± 2 % ) R ( s ) \ frac { 4 } { s } “ 4 、 已知 系统 的 结构 图 如下 ， 求 传递 函数 G ( S ) = \ frac { c ( s ) } { R ( s ) } 。 R ( S ) C ( s ) G _ { 1 } ( s ) G _ { 2 } ( s ) G _ { 3 } ( s ) C . ( 5 ) H _ { 2 } ( s ) 第 页 ( 共 3 页 \ Phi ( s ) = \ frac { C ( s ) } { R ( s ) } = \ frac { G ( s ) G _ { _ { 1 } } ( s ) G _ { _ { 2 } } ( s ) G _ { _ { 3 } } ( s ) G _ { _ { 4 一 . 填空 题 ( 每 空 2 分 ， 共 30 分 ) 1 、 稳定 性 、 快速 性 、 准确 性 ； 2 、 输出 量 拉 氏 变换 与 输入 量 拉 氏 变换 之 比 ； 3 、 s = 6 ; s = - 1 、 s = - 3 ; 4 、 相同 ； 5 、 0 . 707 ; 6 、 S 平面 左 半 平面 ； 7 、 开 环 控制 、 闭环 控制 ; 8 、 S = 0 ; 9 、 内部 扰动 、 外部 扰动 ； 10 、 能 满足 均匀 性 和 叠加 性 的 控制 系统 。 二 、 名词 解释 ( 每 题 6 分 ， 共 30 分 ) 1 、 答 ： 在 一个 控制 系统 中 ， 系统 的 输出 对 控制 器 控制 作用 产生 影响 ， 这样 的 控制 系

一 、 单项 选择 题 ( 每 小 题 1 分 ， 共 20 分 ) 1 . 系统 和 输入 已知 , 求 输出 并 对 动态 特性 进行 研究 , 称为 ( C ) A . 系统 综合 B . 系统 辨识 C . 系统 分析 D . 系统 设计 2 . 惯性 环节 和 积分 环节 的 频率 特性 在 ( A ) 上 相等 。 A . 幅 频 特性 的 斜率 B . 最小 幅值 C . 相位 变化 率 D . 穿越 频率 3 . 通过 测量 输出 量 , 产生 一个 与 输出 信号 存在 确定 函数 比例 关系 值 的 元件 称为 ( C ) A . 比较 元件 B . 给定 元件 C . 反馈 元件 D . 放大 元件 4 . ω 从 0 变化 到 + 时 , 延迟 环节 频率 特性 极 坐标 图 为 ( A ) A . 圆 B . 半圆 C . 椭圆 D . 双 曲线 5 . 当 忽略 电动 机 的 电枢 电感 后 , 以 电动 机 的 转速 为 输出 变量 , 电枢 电压 为 输入 变量 时 , 电动 机 可 看作 一个 ( B ) A . 比例 环节 B . 微分 环节 C . 积分 环节 D . 惯性 环节 6 . 若 系统 的 开 环 传递 函数 为 \ frac { 10 } { s ( 5 s + 2 ) } , 则 它 的 开 环 增益 为 ( C ) A . 1 B . 2 C . 5 D . 10 7 . 二 阶 系统 的 传递 函数 G ( s ) = \ frac { 5 } { s ^ { 2 } + 2 s + 5 } , 则 该 系统 是 ( B ) A . 临界 阻尼 系统 B . 欠 阻尼 系统 C . 过阻尼 系统 D . 零 阻尼 系统 8 . 若 保持 二 阶 系统 的 ( 不变 , 提高 on , 则 可以 ( B ) A . 提高 上升 时间 和 峰值 时间 B . 减少 上升 时间 和 峰值 时间 C . 提高 上升 时间 和 调整 时间 D . 减少 上升 时间 和 超 调量 9 . 一 阶 微分 环节 G ( s ) = 1 + Ts , 当 频率 \ omega = \ frac { 1 } { T } 时 , 则 相 频 特性 \ angle G ( j \ omega ) 为 ( A ) A . 45 ^ { \ circ } B . - 45 ^ { \ circ } C . 90 ^ { \ circ } D . - 90 ^ { \ circ } 10 . 最小 相位 系统 的 开 环 增益 越 大 , 其 ( D ) A . 振荡 次数 越 多 B . 稳定 裕 量 越 大 C . 相位 变化 越 小 D . 稳态 误差 越 小 11 . 设 系统 的 特征 方程 为 D ( s ) = s ^ { 4 } + 8s ^ { 3 } + 17 s ^ { 2 } + 16 s + 5 = 0 , 则 此 系统 ( A ) A . 稳定 B . 临界 稳定 C . 不 稳定 D . 稳定 性 不 确定 。 12 . 某 单位 反馈 系统 的 开 环 传递 函数 为 : G ( s ) = \ frac { k } { s ( s + 1 ) ( s + 5 ) } , k = ( C ) 时 , 闭环 系统 临界 稳定 。 A . 10 B . 20 C . 30 D . 40 13 . 设 系统 的 特征 方程 为 D ( s ) = 3s ^ { 4 } + 10 s ^ { 3 } + 5 s ^ { 2 } + s + 2 = 0 , 则 此 系统 中 包含 正 实 部 特征 的 个数 有 ( C ) A . 0 B . 1 C . 2 D . 3 14 . 单位 反馈 系统 开 环 传递 函数 为 G ( s ) = \ frac { 5 } { s ^ { 2 } + 6 s + s } , 当 输入 为 单位 阶 跃 时 , 则 其 位置 误差 为 ( C ) A . 2 B . 0 . 2 C . 0 . 5 D . 0 . 05 15 . 若 已知 某 串联 校正 装置 的 传递 函数 为 G _ { c } ( s ) = \ frac { s + 1 } { 10 s + 1 } , 则 它 是 一 种 ( D ) A . 反馈 校正 B . 相位 超前 校正

自动 控制 原理 期末 试卷 与 答案 自动 控制 原理 1 一 、 单项 选择 题 ( 每 小 题 1 分 ， 共 20 分 ) 1 . 系统 和 输入 已知 , 求 输出 并 对 动态 特性 进行 研究 , 称为 ( c ) 2 . 惯性 环节 和 积分 环节 的 频率 特性 在 ( d ) 上 相等 。 3 . 通过 测量 输出 量 , 产生 一个 与 输出 信号 存在 确定 函数 比例 关系 值 的 元件 称为 ( d ) 4 . ω 从 0 变化 到 + 时 , 延迟 环节 频率 特性 极 坐标 图 为 ( a ) 5 . 当 忽略 电动 机 的 电枢 电感 后 , 以 电动 机 的 转速 为 输出 变量 , 电枢 电压 为 输入 变量 时 , 电动 机 可 看作 一个 ( d ) 6 . 若 系统 的 开 环 传递 函数 为 10 , 则 它 的 开 环 增益 为 ( c ) s ( 5 s ? 2 ) 精选 文档 7 . 二 阶 系统 的 传递 函数 G ( s ) ? 5 . 则 该 系统 是 ( b ) 2 s ? 58 . 若 保持 二 阶 系统 的 不变 , 提高 ω n , 则 可以 ( b ) 9 . 一 阶 微分 环节 G ( s ) ? Ts 当 频率 ? 1 时 , 则 相 频 特性 ? 为 ( a ) TA . 45 ^ { \ circ } B . - 45 ^ { \ circ } C . 90 ^ { \ circ } D . - 90 ^ { \ circ } 10 . 最小 相位 系统 的 开 环 增益 越 大 , 其 ( d ) 11 . 设 系统 的 特征 方程 为 D ? 8 s3 ? 17 s 2 ? 16 s ? 0 则 此 系统 ( ) A . 稳定 B . 临界 稳定 C . 不 稳定 D . 稳定 性 不 确定 。 12 . 某 单位 反馈 系统 的 开 环 传递 函数 为 : G ? k 当 k = ( ) 时 , 闭环 系统 s ( s ? 5 ) 临界 稳定 。 精选 文档 13 . 设 系统 的 特征 方程 为 D ? 3 s4 ? 10 s 3 ? 5 s2 ? 23 侧 此 系统 中 包含 正 实 部 特征 的 个数 有 ( ) 14 . 单位 反馈 系统 开 环 传递 函数 为 G ? 差 为 ( ) 5 , 当 输入 为 单位 阶 跃 时 , 则 其 位置 误 2 s ? s15 . 若 已知 某 串联 校正 装置 的 传递 函数 为 Gc ( s ) ? 1 则 它 是 一 种 ( ) 10 s ? 116 . 稳态 误差 ess 与 误差 信号 E ( s ) 的 函数 关系 为 ( ) A . ess ? 17 . 在 对 控制 系统 稳态 精度 无 明确 要求 时 , 为 提高 系统 的 稳定 性 , 最 方便 的 是 ( ) 18 . 相位 超前 校正 装置 的 奈 氏 曲线 为 ( ) A . 圆 B . 上 半圆 C . 下 半圆 D . 45 ° 弧线 精选 文档 19 . 开 环 传递 函数 为 G ( s ) H ( s ) = K 则 实轴 上 的 根 轨迹 为 ( ) 3s ( s ? 3 ) A . ( - 3 , \ infty ) B . ( 0 , \ infty ) C . ( \ infty , - 3 ) D . ( - 3 , 0 ) 20 . 在 直流 电动 机 调 速 系统 中 , 霍尔 传感 器 是 用作 ( ) 反馈 的 传感 器 。 二 、 填空 题 ( 每 小 题 1 分 ， 共 10 分 ) 22 . 一 线性 系统 , 当 输入 是 单位 脉冲 函数 时 , 其 输出 象 函数 与 相同 。 23 . 一 阶 系统 当 输入 为 单位 斜坡 函数 时 ， 其 响应 的 稳态 误差 恒 为 24 . 控制 系统 线性 化 过程 中 ， 线性 化 的 精度 和 系统 变量 的 25 . 对于 最小 相位 系统 一般 只要 知道 系统 的 就 可以 判断 其 稳定 性 。 27 . 超前 校正

深圳 大学 《 自动 控制 原理 》 2023 - 2024 学年 第 一 学期 期末 试题 . 题号 一 二 三 四 五 六 七 总分 分数 16 12 24 16 12 9 11 成绩 一 、 （ 共 16 分 ， 每 空 2 分 ） 填空 题 。 1 、 根据 有无 反馈 ， 控制 系统 可 分为 两 类 2 、 传递 函数 的 定义 是 3 、 sFs 的 拉 氏 反 变换 为 3 ) ( ss 2324 、 非 最小 相位 系统 是 指 ( 15 、 某 闭环 传递 函数 为 Cs 的 控制 系统 的 截止 频率 b 为 （ ） rad / s 。 ) ( 12 ssR 6 、 线性 采样 系统 稳定 的 充 要 条件 是 其 特征 根 均 位于 z 平面 7 、 已知 某 控制 系统 开 环 传递 函数 为 ， 则 该 系统 的 剪切 频率 c 为 （ ） rad / s ， 相 角 储备 12s 为 （ ） 度 。 二 、 （ 共 12 分 ） 系统 的 方块 图 如下 ， 试 求 ： Cs （ 用 梅 逊 公式 也 可 8 分 ） 1 、 通过 方块 图 化 简 求 闭环 传递 函数 sR2 、 误差 传递 函数 Es 。 （ 4 分 ） G ( ) sR ) ( R ( s ) C ( s ) G6 E ( s ) GG 2 G 314 G5 G7 . v . 三 、 （ 共 24 分 ） 某 单位 负 反馈 控制 系统 如 图 ， 阻尼 比 5 . 0 ， 试 求 ： KR ( s ) C ( s ) 1 ) ( ss 1 、 系统 类型 、 阶次 。 （ 2 分 ） 2 、 K 、 无 阻尼 振荡 角 频率 n 、 有 阻尼 振荡 角 频率 d 的 值 。 （ 6 分 2 分 ） 3 、 系统 的 开 环 传递 函数 ( s ) GK 4 、 静态 误差 系数 Kp ， Kv 和 Ka 。 （ 3 分 ） 5 、 系统 对 单位 阶 跃 、 单位 斜坡 、 单位 加 速度 输入 的 稳态 误差 essv ， essa 。 （ 3 分 ） essp ， 6 、 峰值 时间 pt ， 最大 超 调量 % p 。 （ 4 分 ） 7 、 输入 信号 为 2 ( ) rt 时 ， 系统 的 稳态 输出 c ( ) 、 输出 最大 值 cmax 。 （ 4 分 ） 四 、 （ 共 16 分 ） 传递 函数 题 。 sX1 、 （ 从 图 ( a ) ， ( b ) 中选 作 一 题 ） 求 系统 输入 为 o 。 （ 6 分 ） ix ， 输出 为 ox 时 的 传递 函数 ) ( ( ) sXiixkR 2 k11 R2 mixooxxCf 注 ： 图 ( a ) 中 ， ix , ox 是 位移 量 ； 图 ( b ) 中 ， ix , ox 是 电压 量 。 ( a ) ( b ) . v . 2 、 已知 最小 相位 系统 对数 幅 频 渐近 线 如 图 ， 试 求 对应 的 传递 函数 G ( s 6 分 ） dBL / ) ( dB / dec 02020 dB / dec 0 . 5 dB 01 / radsCz 。 （ 4 分 ） 3 、 已知 采样 控制 系统 如 图 所 示 ， 写 出 系统 的 闭环 脉冲 传递 函数 ) ( ( ) zR ( s ) C ( s ) R + ( ) 2 sG ( ) 1 sG - ( s ) H 五 、 （ 共 12 分 ） 1 、 已知 某 单位 负 反馈 系统 的 开 环 传递 函数 为 ， 试 确定 使 系统 产生 持 KsGK 4 ) 2 ( ) ( 2 sss 续 振荡 的 K值 ， 并 求 振荡 频率 。 （ 6 分 ） 2 、 下 图 中 ， 图 （ a ） 为 某 一 系统 的 开 环 幅 相 频率 特性 曲线 ， 图 （ b ） 为 另 一 系统 的 开 环 对数 幅 相 频率 特性 曲线 ， PR 为 开 环 右 极点 数 ， 试 判断 两 个 系统 的 闭环

2017 年 自动 控制 原理 期末 考试 卷 与 答案 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 ： 稳 定性 、 快速 性 和 准确 性 。 2 、 控制 系统 的 输出 拉 氏 变换 与 输入 拉 氏 变换 在 零 初始 条件 下 的 比值 称为 传递 函数 。 3 、 在 经典 控制 理论 中 ， 可 采用 劳斯 判据 ( 或 ： 时域 分析 法 ) 、 根 轨迹 法 或 奈奎斯特 判据 ( 或 ： 频域 分析 法 ) 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 结构 和 参数 , 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 ( 或 ： ) ， 横 坐标 为 。 6 、 奈奎斯特 稳定 判据 中 ， Z = P - R ， 其中 P 是 指 开 环 传 函 中 具有 正 实 部 的 极点 的 个数 ， Z 是 指 闭环 传 函 中 具有 正 实 部 的 极点 的 个数 ， R 指 奈 氏 曲线 逆 时针 方向 包围 ( - 1 , j 0 ) 整 圈 数 。 7 、 在 二 阶 系统 的 单位 阶 跃 响应 图 中 ， 定义 为 调整 时间 。 是 超 调量 。 8 、 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 。 9 、 反馈 控制 又 称 偏差 控制 ， 其 控制 作用 是 通过 给定 值 与 反馈 量 的 差值 进行 的 。 10 、 若 某 系统 的 单位 脉冲 响应 为 ， 则 该 系统 的 传递 函数 G ( s ) 为 。 11 、 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 开 环 控制 系统 ； 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 闭环 控制 系统 ； 含有 测速 发电 机 的 电动 机 速度 控制 系统 ， 属 于 闭环 控制 系统 。 12 、 根 轨迹 起始 于 开 环 极点 ， 终止 于 开 环 零点 。 13 、 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 稳定 。 判断 一个 闭环 线性 控制 系统 是否 稳定 ， 在 时域 分析 中 采用 劳斯 判据 ； 在 频域 分析 中 采用 奈 奎 斯特 判据 。 14 、 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 越 频率 对应 时域 性能 指标 调整 时间 ， 它们 反 映 了 系统 动态 过程 的 快速 性 二 、 ( 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 解 ： 1 、 建立 电路 的 动态 微分 方

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 ： 稳定 性 、 快速 性 和 准确 性 。 2 、 控制 系统 的 输出 拉 氏 变换 与 输入 拉 氏 变换 在 零 初始 条件 下 的 比值 称为 传递 函数 。 3 、 在 经典 控制 理论 中 ， 可 采用 劳斯 判据 ( 或 ： 时域 分析 法 ) 、 根 轨迹 法 或 奈奎斯特 判据 ( 或 ： 频域 分析 法 ) 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 结构 和 参数 , 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 ( 或 横 坐标 为 。 6 、 奈奎斯特 稳定 判据 中 ， Z = P - R ， 其中 P 是 指 开 环 传 函 中 具有 正 实 部 的 极点 的 个数 ， Z 是 指 闭环 传 函 中 具有 正 实 部 的 极点 的 个数 ， R 指 奈 氏 曲线 逆 时针 方向 包围 ( - 1 , j 0 ) 整 圈 数 。 7 、 在 二 阶 系统 的 单位 阶 跃 响应 图 中 ， 定义 为 调整 时间 。 是 超 调量 。 8 、 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 。 9 、 反馈 控制 又 称 偏差 控制 ， 其 控制 作用 是 通过 给定 值 与 反馈 量 的 差值 进行 的 。 10 、 若 某 系统 的 单位 脉冲 响应 为 ， 则 该 系统 的 传递 函数 G ( s ) 为 。 11 、 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 开 环 控制 系统 ； 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 闭环 控制 系统 ； 含有 测速 发电 机 的 电动 机 速度 控制 系统 ， 属于 闭环 控制 系统 。 12 、 根 轨迹 起始 于 开 环 极点 ， 终止 于 开 环 零点 。 13 、 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 稳定 。 判断 一个 闭环 线性 控制 系统 是否 稳定 ， 在 时域 分析 中 采用 劳斯 判据 ； 在 频域 分析 中 采用 奈奎斯特 判据 。 14 、 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 越 频率 对应 时域 性能 指标 调整 时间 ， 它们 反映 了 系统 动态 过程 的 快速 性 二 、 ( 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 解 ： 1 、 建立 电路 的 动态 微分 方程 根据 KCL 有 ( 2 分 ) 即 ( 2 分 ) 2 、 求 传递 函数 对 微分 方程 进行 拉 氏 变换 得 ( 2 分 ) 得 传递 函数 ( 2 分 ) 三 、 （ 共 20 分 ） 系统 结构 图 如 图 4 所 示 ： 1 、 写 出 闭环 传递 函数 表

( 20 分 ) X _ { c } ( t ) 2 . 182 t _ { m } 0 . 8 答案 ： \ delta \ % = \ frac { X _ { \ max } - X ( \ infty ) } { X ( \ infty ) } \ times 100 \ % = e ^ { - \ frac { \ xi \ pi } { \ sqrt { 1 - \ xi ^ { 2 } } } } \ times 100 \ % ( 4 分 ) 由 e ^ { - \ frac { \ xi \ pi } { \ sqrt { 1 - \ xi ^ { 2 } } } } = \ frac { 2 . 18 - 2 } { 2 } = 0 . 09 \ Rightarrow \ xi = 0 . 608 分 ) t _ { m } = \ frac { \ pi } { \ omega _ { n } \ sqrt { 1 - \ xi ^ { 2 } } } = 0 . 8 \ Rightarrow \ omega _ { n } = 4 . 946 ( 4 分 ) 由 单位 阶 跃 响应 图 可 得 K = 2 ( 4 分 ) W _ { B } = K \ cdot \ frac { \ omega _ { n } ^ { 2 } } { s ^ { 2 } + 2 \ omega _ { n } s + { \ omega _ { n } } ^ { 2 } } = 2 \ times \ frac { 24 . 46 } { s ^ { 2 } ( 4 分 ) 2 、 设 单位 负 反馈 系统 的 开 环 传递 函数 为 G ( s ) = \ frac { K } { s ( s + 1 ) ( 0 . 1 s + 1 ) } 试 粗略 绘制 系统 开 环 幅 相 曲线 ， 并 判断 系统 稳定 时 K值 的 范围 。 ( 20 分 ) 答案 G ( jw ) = \ frac { K } { jw ( 1 + jw ) ( 1 + j 0 . 1 w ) } K \ frac { [ 1 . 1 w ^ { 2 } + j ( 1 - 0 . 1 w ^ { 2 } ) ] } { - w ^ { 2 } ( 1 + w ^ { 2 } ) ( 1 + 0 . 01 w ^ { 2 } ) } Im ( G ( jw ) ) = 0 , w _ { x } = \ sqrt { 10 } , f ( \ lambda Re ( G ( jw ) ) = - \ frac { K } { 11 } , 又 该 系统 开 环 传 函 分母 的 阶次 n = 3 , 分子 的 阶次 m = 0 , 故 可 得 系统 的 开 环 幅 相 曲线 如 图 2 所 示 ： 若 要 系统 稳定 ， 临界 点 的 情况 是 - \ frac { K } { 11 } = - 1 件 故 当 0 < K < 11 时 系统 稳定 。 3 、 ( 15 分 ) 单位 负 反馈 系统 的 开 环 对数 幅 频 特性 曲线 L _ { 0 } ( \ omega ) 如 图 3 所 示 , 采用 串联 校正 , 校正 装置 的 传递 函数 G _ { c } ( s ) = \ frac { ( \ frac { s } { 3 } + 1 ) ( s + 1 ) } { ( \ frac { s } { 0 . 3 } + 1 ) ( \ frac { s } { 100 } + 1 ) } ( o ) dB 60 L _ { 0 } ( \ omega ) 4020 bB / dec 2040 + 6 . 014 s + 24 . 46310304060 t ( s ) 图 3 对数 幅 频 特性 曲线 ( 1 ) 写 出 校正 前 系统 的 传递 函数 G _ { 0 } ( s ) ; ( 2 ) 在 图 3 中 绘制 校正 后 系统 的 对数 幅 频 特性 曲线 L ( ω ) 求 校正 后 系统 的 截止 频率 \ omega _ { c } 和 相 角 裕 度 Y 。 ( 20 分 ) 答案 : ( 1 ) 起始 段 斜率 为 - 20 bB / dcc , 故 G _ { 0 } ( s ) 含有 一个 积分 环节 ， 有 20 \ log K = 40 可 得 K = 100 。 由 转折 频率 可 得 校正 前 系统 的 传递 函数 为 G _ { 0 } ( s ) = \ frac { 100 } { s ( 0 . 1 s + 1 ) ( 0 . 01 s + 1 ) } 1 - e ^ { - TS } K \ frac { 1 } { s } s + 11 . 图 2 离散 系统 结构 图 ( 3 ) 根据 校正 环节 的 传递 函数 , 先 绘制 校正 环节 的 对数 幅 频 曲线 如 图 3 中 曲线 Le ( w ) 所 示 。 ( 1 ) 写 出 系统 开 环 脉冲 传递 函数 G ( z ) ： 然后 把 2 者 相加 可 得 校

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 : _ 稳定 性 _ 、 快速 性 和 准确 性 _ 。 2 、 控制 系统 的 输出 拉 氏 变换 与 输入 拉 氏 变换 在 零 初始 条件 下 的 比值 _ 称为 传递 函数 。 3 、 在 经典 控制 理论 中 ， 可 采用 劳斯 判据 ( 或 : 时域 分析 法 、 根 轨迹 法 或 奈奎斯特 判据 ( 或 : 频域 分析 法 ) 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 结构 和 参数 , 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 20 \ lg A ( \ omega ) A ( ω ) ( 或 : L ( ω ) , 横 坐标 为 lgo 。 6 、 奈奎斯特 稳定 判据 中 ， Z = P - R , 其中 P 是 指 开 环 传 函 中 具有 正 实 部 的 极点 的 个数 , Z 是 指 闭环 传 函 中 具有 正 实 部 的 极点 的 个数 , R 指 奈 氏 曲线 逆 时针 方向 包围 ( - 1 , j 0 ) 整 圈 数 。 7 、 在 二 阶 系统 的 单位 阶 跃 响应 图 中 ， t 定义 为 调整 时间 。 σ % 是 超 调量 。 8 、 设 系统 的 开 环 传递 函数 为 \ frac { K } { s ( T _ { 1 } s + 1 ) ( T _ { 2 } s + 1 ) } 则 其 开 环 幅 频 特性 为 A ( \ omega ) = \ frac { K } { \ omega \ sqrt { ( T \ omega ) ^ { 2 } + 1 } \ cdot \ sqrt { ( T \ omega ) ^ { 2 } + 1 } } , 相 频 特性 为 \ varphi ( \ omega ) = - 90 ^ { \ circ } - tg - 1 ( T \ omega ) - tg - 1 ( T \ omega ) 。 9 、 反馈 控制 又 称 偏差 控制 , 其 控制 作用 是 通过 _ 给定 值 与 反馈 量 的 差值 进行 的 。 10 、 若 某 系统 的 单位 脉冲 响应 为 g ( t ) = 10e - 0 . 2 t + 5e - 0 . 5 t , 则 该 系统 的 传递 函数 G ( s ) 为 \ frac { 10 } { s + 0 . 2 s } + \ frac { 5 } { s + 0 . 5 s } 。 11 、 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 开 环 控制 系统 ; 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 闭环 控制 系统 ; 含有 测速 发电 机 的 电动 机 速度 控制 系统 , 属于 _ 闭环 控制 系统 。 12 、 根 轨迹 起始 于 开 环 极点 ， 终止 于 开 环 零点 。 13 、 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 稳定 。 判断 一个 闭环 线性 控制 系统 是否 稳定 , 在 时域 分析 中 采用 劳斯 判据 ; 在 频域 分析 中 采用 奈奎斯特 判据 。 14 、 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 越 频率 。 对应 时域 性能 指标 _ 调整 时间 t ， 它们 反映 了 系统 动态 过程 的 快速 性 二

课程 名称 : 自动 控制 理论 （ A / B 卷 闭卷 ） 考试 时间 100 分钟 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 统分 人 签名 题 分 15 20 8 20 15 22 100 得分 考生 注意 事项 ： 1 、 本 试卷 共 2 页 ， 试卷 如 有 缺 页 或 破 损 ， 请 立即 举手 报告 以便 更换 。 2 、 考试 结束 后 ， 考生 不得 将 试卷 、 答题 纸 和 草稿 纸带 出 考 场 。 3 、 答案 请 写 在 答题 纸 之 密封 线 内 和纸 卷 正面 ， 否则 不 记分 。 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 ；

一 、 选择 题 ： 1 . 采用 负 反馈 形式 连接 后 ， 则 （ D ） 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 ） 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 （ C ） 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 书 Z = 24 ． 系统 在 作用 下 的 稳态 误差 ， 说明 （ A ） 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 一下 情况 应 绘制 根 轨迹 的 是 （ D ） A 、 主 反馈 符号 位 “ - ” 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 6 . 关于 传递 函数 ， 错误 的 说法 是 （ B ） 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 几 点 决定 了 系统 的 稳定 性 7 . 高 阶 系统 的 主导 闭环 极点 越 靠近 虚轴 ， 则 系统 （ 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 8 . 已知 系统 的 开 环 传递 函数 为 ， 则 该 系统 的 开 环 增益 为 （ C ） A 、 50B 、 25 C 、 10D 、 59 . 若 某 题 的 根 轨迹 有 两 个 起点 位于 原点 ， 则 说明 该 系统 （ B ） 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 10 . 开 环 频域 性能 指标 中 的 相 角 裕 度 对应 时域 性能 指标 （ A ） A 、 超 调 B 、 稳态 误差 C 、 调整 时间 D 、 峰值 时间 二 、 填空 题 ： 1 . 反馈 控制 又 称 偏差 控制 ， 其 控制 作用 是 通过 给定 值 与 反馈 量 的 差值 进行 的 。 2 . 复合 控制 有 两 种 基本 形式 ： 即 按 输入 的 前馈 复合 控制 和 按 扰动 的 前馈 复合 控制 。 两 个 传递 函数 分别 为 与 的 环节 ， 以 并联 方式 连接 ， 其 等效 传递 函数 为 ， 则 为 （ 用 与 表示 ） 。 根 轨迹 起始 于 开 环 极点 ， 终止 于 开 环 零点 。 判断 一个 闭环 线性 控制 系统 是否 稳定 ， 可 采用 劳斯 判据 、 根 轨迹 、 奈奎斯特 判据 等 方法 。 最小 相位 系统 是 指 S 右 半 平面 不 存在 系统 的 开 环 极点 及 开

一 、 单项 选择 题 ( 每 小 题 1 分 ， 共 20 分 ) 1 . 系统 和 输入 已知 , 求 输出 并 对 动态 特性 进行 研究 , 称为 ( C ) A . 系统 综合 B . 系统 辨识 C . 系统 分析 D . 系统 设计 2 . 惯性 环节 和 积分 环节 的 频率 特性 在 ( A ) 上 相等 。 A . 幅 频 特性 的 斜率 B . 最小 幅值 C . 相位 变化 率 D . 穿越 频率 3 . 通过 测量 输出 量 , 产生 一个 与 输出 信号 存在 确定 函数 比例 关系 值 的 元件 称为 ( C ) A . 比较 元件 B . 给定 元件 C . 反馈 元件 D . 放大 元件 4 . ω 从 0 变化 到 + 时 , 延迟 环节 频率 特性 极 坐标 图 为 ( A ) A . 圆 B . 半圆 C . 椭圆 D . 双 曲线 5 . 当 忽略 电动 机 的 电枢 电感 后 , 以 电动 机 的 转速 为 输出 变量 , 电枢 电压 为 输入 变量 时 , 电动 机 可 看作 一个 ( B ) A . 比例 环节 B . 微分 环节 C . 积分 环节 D . 惯性 环节 6 . 若 系统 的 开 环 传递 函数 为 \ frac { 10 } { s ( 5 s + 2 ) } , 则 它 的 开 环 增益 为 ( C ) A . 1 B . 2 C . 5 D . 10 7 . 二 阶 系统 的 传递 函数 G ( s ) = \ frac { 5 } { s ^ { 2 } + 2 s + 5 } , 则 该 系统 是 ( B ) A . 临界 阻尼 系统 B . 欠 阻尼 系统 C . 过阻尼 系统 D . 零 阻尼 系统 8 . 若 保持 二 阶 系统 的 ( 不变 , 提高 on , 则 可以 ( B ) \ omega _ { n } , A . 提高 上升 时间 和 峰值 时间 B . 减少 上升 时间 和 峰值 时间 C . 提高 上升 时间 和 调整 时间 D . 减少 上升 时间 和 超 调量 9 . 一 阶 微分 环节 G ( s ) = 1 + Ts , 当 频率 \ omega = \ frac { 1 } { T } 时 , 则 相 频 特性 \ angle G ( j \ omega ) 为 ( A ) A . 45 ^ { \ circ } B . - 45 ^ { \ circ } C . 90 ^ { \ circ } D . - 90 ^ { \ circ } 10 . 最小 相位 系统 的 开 环 增益 越 大 , 其 ( D ) A . 振荡 次数 越 多 B . 稳定 裕 量 越 大 C . 相位 变化 越 小 D . 稳态 误差 越 小 11 . 设 系统 的 特征 方程 为 D ( s ) = s ^ { 4 } + 8s ^ { 3 } + 17 s ^ { 2 } + 16 s + 5 = 0 , 则 此 系统 ( A ) A . 稳定 B . 临界 稳定 C . 不 稳定 D . 稳定 性 不 确定 。 12 . 某 单位 反馈 系统 的 开 环 传递 函数 为 : G ( s ) = \ frac { k } { s ( s + 1 ) ( s + 5 ) } , 当 k = ( C ) 时 , 闭环 系统 临界 稳定 。 A . 10 B . 20 C . 30 D . 40 13 . 设 系统 的 特征 方程 为 D ( s ) = 3s ^ { 4 } + 10 s ^ { 3 } + 5 s ^ { 2 } + s + 2 = 0 , 则 此 系统 中 包含 正 实 部 特征 的 个数 有 ( C ) A . 0 B . 1 C . 2 D . 3 14 . 单位 反馈 系统 开 环 传递 函数 为 G ( s ) = \ frac { 5 } { s ^ { 2 } + 6 s + s } 当 输入 为 单位 阶 跃 时 , 则 其 位置 误差 为 ( C ) A . 2 B . 0 . 2 D . 0 . 05 15 . 若 已知 某 串联 校正 装置 的 传递 函数 为 G _ { c } ( s ) = \ frac { s + 1 } { 10 s + 1 } , 则 它 是 一 种 ( D ) A . 反馈 校正 B . 相位

电子 科技 大学 《 自动 控制 原理 》 2022 - 2023 学年 第 一 学期 期末 测试 一 、 选择 题 （ 每 题 2 分 ， 共 10 题 ， 共 20 分 ） 1 . 在 自动 控制 系统 中 ， 通常 所 说 的 “ 系统 ” 是 指 （ ） A . 控制 器 B . 被 控 对象 C . 控制 器 和 被 控 对象 组成 的 整体 D . 控制 器 、 被 控 对象 及 检测 变 送 装置 2 . 线性 定 常 系统 的 稳定 性 取 决 于 （ ） A . 初始 条件 B . 输入 信号 C . 系统 结构 和 参数 D . 初始 条件 和 输入 信号 3 . 关于 闭环 控制 系统 的 说法 ， 以下 哪个 是 不 正确 的 （ ） A . 具有 反馈 环节 B . 可以 抑制 干扰 C . 依赖 数学 模型 D . 一定 比 开 环 系统 优越 4 . 传递 函数 描述 的 是 （ ） A . 系统 的 输入 输出 关系 B . 系统 的 输入 与 干扰 关系 C . 系统 的 结构 与 组成 D . 系统 的 动态 性能 5 . 下列 哪个 是 描述 系统 动态 性能 的 指标 （ ） A . 增益 B . 稳态 误差 C . 响应 时间 D . 灵敏 度 6 . 若 某 系统 开 环 传递 函数 中 存在 积分 环节 ， 则 该 系统 可能 是 （ ） A . 一 阶 系统 B . 二 阶 系统 C . 无 差 系统 D . 振荡 系统 7 . 在 自动 控制 系统 中 ， 反馈 的 作用 是 （ ） A . 改变 系统 结构 B . 引入 新 的 输入 信号 C . 减小 稳态 误差 D . 改变 系统 增益 8 . 关于 系统 稳定 性 的 说法 ， 以下 哪个 是 正确 的 （ ） A . 稳定 性 是 系统 固有 的 ， 与 输入 信号 无关 B . 稳定 性 可以 通过 改变 输入 信号 来 改变 C . 稳定 性 与 初始 条件 无关 D . 稳定 性 与 系统 的 开 环 特性 无关 9 . 根 轨迹 是 指 系统 （ ） 的 根 在 复 平面 上 随 某个 参数 的 变化 轨迹 。 A . 闭环 传递 函数 B . 开 环 传递 函数 C . 传递 函数 D . 误差 传递 函数 10 . 下列 哪个 是 描述 系统 稳态 性能 的 指标 （ ） A . 上升 时间 B . 峰值 时间 C . 调整 时间 D . 稳态 误差 二 、 填空 题 （ 每 题 2 分 ， 共 10 题 ， 共 20 分 ） 1 . 自动 控制 系统 的 基本 组成 包括 _ 、 _ 、 _ 和 _ 。 2 . 线性 定 常 系统 稳定 的 充分 必要 条件 是 系统 闭环 传递 函数 的 _ 位于 复 平面 的 _ 。 3 . 若 系统 的 开 环 传递 函数 为 G ( s ) = K / ( s ( s + 2 则 该 系统 的 _ 是 二 阶 的 。 4 . 系统 在 正弦 信号 作用 下 的 稳态 输出 与 输入 信号 的 _ 之 比 称为 频率 响应 。 5 . 闭环 控制 系统 的 主要 优点 是 _ 和 _ 。 6 . 传递 函数 G ( s ) = 1 / ( s ^ 2 + 2 s + 1 ) 的 系统 时间 常数 τ _ 。 7 . 线性 定 常 系统 稳定 的 必要 条件 是 特征 方程 的 _ 。 8 . 稳态 误差 ess 与 输入 信号 r ( t ) 和 系统 结构 参数 有关 ， 但 与 _ 无关 。 9 . 减小 稳态 误差 常用 的 方法 有 增大 _ 、 引入 _ 、 选用 合适 的 控

自动 控制 原理 1 一 、 单项 选择 题 （ 每 小 题 1 分 ， 共 20 分 ） 1 . 系统 和 输入 已知 ， 求 输出 并 对 动态 特性 进行 研究 ， 称为 （ c ） A . 系统 综合 B . 系统 辨识 C . 系统 分析 D . 系统 设计 2 . 惯性 环节 和 积分 环节 的 频率 特性 在 （ d ） 上 相等 。 A . 幅 频 特性 的 斜率 B . 最小 幅值 C . 相位 变化 率 D . 穿越 频率 3 . 通过 测量 输出 量 ， 产生 一个 与 输出 信号 存在 确定 函数 比例 关系 值 的 元件 称为 （ d ） A . 比较 元件 B . 给定 元件 C . 反馈 元件 D . 放大 元件 4 . ω 从 0 变化 到 + 时 ， 延迟 环节 频率 特性 极 坐标 图 为 （ a ） A . 圆 B . 半圆 C . 椭圆 D . 双 曲线 5 . 当 忽略 电动 机 的 电枢 电感 后 ， 以 电动 机 的 转速 为 输出 变量 ， 电枢 电压 为 输入 变量 时 ， 电动 机 可 看作 一个 （ d ） A . 比例 环节 B . 微分 环节 C . 积分 环节 D . 惯性 环节 10 ， 则 它 的 开 环 增益 为 （ c ） 6 . 若 系统 的 开 环 传递 函数 为 2 ) ( 5 ssA . 1 B . 2C . 5D . 107 . 二 阶 系统 的 传递 函数 sG ， 则 该 系统 是 （ b ） 52 ss 5 ) ( 2A . 临界 阻尼 系统 B . 欠 阻尼 系统 C . 过阻尼 系统 D . 零 阻尼 系统 8 . 若 保持 二 阶 系统 的 ζ 不变 ， 提高 ω n ， 则 可以 （ b ） A . 提高 上升 时间 和 峰值 时间 B . 减少 上升 时间 和 峰值 时间 C . 提高 上升 时间 和 调整 时间 D . 减少 上升 时间 和 超 调量 9 . 一 阶 微分 环节 TssG 1 ) ( ， 当 频率 T1 时 ， 则 相 频 特性 ) ( jG 为 （ a ） A . 45 ° B . - 45 ° C . 90 ° D . - 90 ° 10 . 最小 相位 系统 的 开 环 增益 越 大 ， 其 （ d ） A . 振荡 次数 越 多 B . 稳定 裕 量 越 大 C . 相位 变化 越 小 D . 稳态 误差 越 小 11 . 设 系统 的 特征 方程 为 0516178234 sssssD ， 则 此 系统 （ ） A . 稳定 B . 临界 稳定 C . 不 稳定 D . 稳定 性 不 确定 。 ksG ， 当 k = （ ） 时 ， 闭环 系统 12 . 某 单位 反馈 系统 的 开 环 传递 函数 为 ： ) 5 ) ( 1 ( sss 临界 稳定 。 A . 10B . 20C . 30D . 4013 . 设 系统 的 特征 方程 为 025103234 sssssD ， 则 此 系统 中 包含 正 实 部 特征 的 个数 有 （ ） A . 0 B . 1 C . 2D . 32 ， 当 输入 为 单位 阶 跃 时 ， 则 其 位置 误 14 . 单位 反馈 系统 开 环 传递 函数 为 ssssG 65 差 为 （ ） 1A . 2B . 0 . 2C . 0 . 5D . 0 . 0515 . 若 已知 某 串联 校正 装置 的 传递 函数 为 1101 ) ( sssGc ， 则 它 是 一 种 （ ） A . 反馈 校正 B . 相位 超前 校正 C . 相位 滞后 超前 校正 D . 相位 滞后 校正 16 . 稳态 误差 ess 与 误差 信号 E ( s ) 的 函数 关系 为 （ ） A . ) ( lim 0 sEe 0 ssEesssB . ) ( limsssC . ) ( limsEesssD . ) ( limssEesss 17 . 在 对 控制 系统 稳态 精度 无 明确 要求 时 ， 为 提高 系