自動控制理論試卷及答案.doc

一、填空題（每空1.5分，共15分）。 得分| |閱卷人| 1、一階系統(tǒng)在單位斜坡信號作用下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為 。2、一個反饋系統(tǒng)的特征方程為，若要系統(tǒng)產(chǎn)生臨界振蕩，則 的取值應(yīng)為 。3、已知某校正裝置的傳遞函數(shù)為（），若要將此裝置作為滯后校正裝置來用則該裝置應(yīng)滿足 。（、）4、自動控制系統(tǒng)是由控制器和 組成。5、梅遜公式主要用來 。6、一階系統(tǒng)G(s)=的放大系數(shù)K愈小，則系統(tǒng)的輸出響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)值 7、二階欠阻尼系統(tǒng)的性能指標(biāo)中只與阻尼比有關(guān)的是 8、在用實(shí)驗(yàn)法求取系統(tǒng)的幅頻特性時，一般是通過改變輸入信號的 來求得輸出信號的幅值。A.相位 B.頻率 C.穩(wěn)定裕量 D.時間常數(shù)9、直接對控制對象進(jìn)行操作的元件稱為 元件10、某典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是，則該環(huán)節(jié)是 環(huán)節(jié)二、單項(xiàng)選擇題（每題1.5分，共15分）。 得分| |閱卷人| 1、開環(huán)控制系統(tǒng)的的特征是沒有（ ）A.執(zhí)行環(huán)節(jié) B.給定環(huán)節(jié)C.反饋環(huán)節(jié) D.放大環(huán)節(jié)2、主要用來產(chǎn)生偏差的元件稱為（ ）A.比較元件 B.給定元件 C.反饋元件 D.放大元件3、某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是，則該可看成由（ ）環(huán)節(jié)串聯(lián)而成。A.比例、延時 B.慣性、導(dǎo)前 C.慣性、延時 D.慣性、比例4、已知 ，其原函數(shù)的終值（ ）A.0 B. C.0.75 D.3 5、在信號流圖中，在支路上標(biāo)明的是（ ）A.輸入 B.引出點(diǎn) C.比較點(diǎn) D.傳遞函數(shù)6、設(shè)一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是，且容許誤差為2%，則其調(diào)整時間為（ ）A.1 B.1.5 C.2 D.37、 慣性環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的頻率特性在（ ）上相等。A.幅頻特性的斜率 B.最小幅值 C.相位變化率 D.穿越頻率8、若保持二階系統(tǒng)的不變，提高n，則可以（ ）A.提高上升時間和峰值時間 B.減少上升時間和峰值時間C.提高上升時間和調(diào)整時間 D.減少上升時間和超調(diào)量9、二階欠阻尼系統(tǒng)的有阻尼固有頻率d、無阻尼固有頻率n和諧振頻率r比較（ ）A.rd n B.rn d C.n rd D.n dr10、根據(jù)系統(tǒng)的特征方程，可以判斷系統(tǒng)為（ ）A.穩(wěn)定 B.不穩(wěn)定 C.臨界穩(wěn)定 D.穩(wěn)定性不確定三、判斷題（每題1.5分，共15分）。 得分| |閱卷人| （ ）1、在系統(tǒng)對輸入信號的時域響應(yīng)中，其調(diào)整時間的長短是與允許的誤差指標(biāo)密切相關(guān)。（ ）2、若保持二階系統(tǒng)的不變，提高n，則可以減少上升時間和峰值時間。（ ）3、最小相位系統(tǒng)的開環(huán)增益越大，其穩(wěn)態(tài)誤差越小。（ ）4、如果被調(diào)量隨著給定量的變化而變化，這種控制系統(tǒng)叫連續(xù)控制系統(tǒng)（ ）5、與開環(huán)控制系統(tǒng)相比較，閉環(huán)控制系統(tǒng)通常對擾動量進(jìn)行直接或間接地測量，通過反饋環(huán)節(jié)去影響控制信號。（ ）6、某典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是，則該環(huán)節(jié)是微分環(huán)節(jié)。（ ）7、已知系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)是，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是。 （ ）8、準(zhǔn)確性指調(diào)整過程結(jié)束后輸出量與給定的輸入量之間的偏差。線性定常系統(tǒng)的微分方程與傳遞函數(shù)之間可以相互確定。（ ）9、速度誤差指輸入為速度信號（或者斜坡信號）時所引起的輸出位置上的誤差。由閉環(huán)系統(tǒng)的零點(diǎn)極點(diǎn)分布圖可以繪制系統(tǒng)的根軌跡。（ ）10、峰值時間響應(yīng)曲線從零上升到第一個峰值點(diǎn)所需要的時間。四、試求出下圖傳遞函數(shù)(10分)。 得分| |閱卷人| 五、某典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)如圖3-51所示。試確定系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。（12分） 得分| |閱卷人| 六、已知控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 試概略繪制系統(tǒng)根軌跡（15分）。 得分| |閱卷人| 七、試根據(jù)奈氏判據(jù)，判斷下圖所示曲線對應(yīng)閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（9分） 得分| |閱卷人| 八、設(shè)單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為試確定相角裕度為45時的值。（9分） 得分| |閱卷人| 答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一、填空題（每空1.5分，共15分） 得分| |閱卷人| 1、 T 2、 03、14、 受控對象 5、判斷穩(wěn)定性 6、愈小 7、最大超調(diào)量 8、頻率9、執(zhí)行 10、慣性二、單項(xiàng)選擇題（每題1.5分，共15分） 得分| |閱卷人| 1、 C 2、 A 3、 C 4、 C 5、 D 6、 C 7、 A 8、 B 9、 D 10、 B 三、判斷題（每題1.5分，共15分） 得分| |閱卷人| 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 四、試求出下圖傳遞函數(shù)。 得分| |閱卷人| 解：化簡五、某典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)如圖3-51所示。試確定系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。 解 依題，系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)形式應(yīng)為由階躍響應(yīng)曲線有： 聯(lián)立求解得 所以有： 六、已知控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 試概略繪制系統(tǒng)根軌跡（15分）。 解 根軌跡繪制如下： 實(shí)軸上的根軌跡： 漸近線： 分離點(diǎn)：解之得： (舍去)與虛軸交點(diǎn)：閉環(huán)特征方程為把代入上方程，令解得： 起始角： 解出 根軌跡如圖所示。七、試根據(jù)奈氏判據(jù)，判斷下圖所示曲線對應(yīng)閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（9分） 解：由圖可知：因?yàn)椋琍=0,N=0,即Z=P-2N=0所以