《自動(dòng)控制原理》期末考試試卷

1、.自動(dòng)控制原理期末考試試卷一、選擇題：1. 采用負(fù)反饋形式連接后，則（ D ）A、一定能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定B、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能一定會(huì)提高C、一定能使干擾引起的誤差逐漸減小，最后完全消除D、需要調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)， 才能改善系統(tǒng)性能2下列哪種措施對(duì)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒(méi)有效果（ A ）A、增加開(kāi)環(huán)極點(diǎn) B、在積分環(huán)節(jié)外加單位負(fù)反饋C、增加開(kāi)環(huán)零點(diǎn) D、引入串聯(lián)超前校正裝置3系統(tǒng)特征方程為，則系統(tǒng)（ C ）A、穩(wěn)定 B、單位階躍響應(yīng)曲線(xiàn)為單調(diào)指數(shù)上升C、臨界穩(wěn)定 D、右半平面閉環(huán)極點(diǎn)書(shū)Z=24系統(tǒng)在作用下的穩(wěn)態(tài)誤差，說(shuō)明（ A ）A、型別 B、系統(tǒng)不穩(wěn)定C、輸入幅值過(guò)大 D、閉環(huán)傳遞函數(shù)中有一個(gè)積分環(huán)節(jié)5.

2、對(duì)于一下情況應(yīng)繪制根軌跡的是（ D ）A、主反饋符號(hào)位“-” B、除Kr外的其他參數(shù)變化時(shí)C、非單位反饋系統(tǒng) D、根軌跡方程（標(biāo)準(zhǔn)形式）為6. 關(guān)于傳遞函數(shù)，錯(cuò)誤的說(shuō)法是（ B ）A、傳遞函數(shù)只適用于線(xiàn)性定常系統(tǒng)B、傳遞函數(shù)不僅取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，給定輸入和擾動(dòng)對(duì)傳遞函數(shù)也有影響C、傳遞函數(shù)一般是為復(fù)變量s的真分式D、閉環(huán)傳遞函數(shù)的幾點(diǎn)決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性7. 高階系統(tǒng)的主導(dǎo)閉環(huán)極點(diǎn)越靠近虛軸，則系統(tǒng)（ D ）A、準(zhǔn)確度越高 B、準(zhǔn)確度越低C、響應(yīng)速度越快 D、響應(yīng)速度越慢8. 已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益為（ C ）A、50 B、25 C、10 D、5 9. 若某題的根軌跡有

3、兩個(gè)起點(diǎn)位于原點(diǎn)，則說(shuō)明該系統(tǒng)（ B ）A、含兩個(gè)理想微分環(huán)節(jié) B、含兩個(gè)積分環(huán)節(jié)C、位置誤差系數(shù)為0 D、速度10. 開(kāi)環(huán)頻域性能指標(biāo)中的相角裕度對(duì)應(yīng)時(shí)域性能指標(biāo)（ A ）A、超調(diào) B、穩(wěn)態(tài)誤差 C、調(diào)整時(shí)間 D、峰值時(shí)間二、填空題：1. 反饋控制又稱(chēng)偏差控制，其控制作用是通過(guò) 給定值 與反饋量的差值進(jìn)行的。2. 復(fù)合控制有兩種基本形式：即按 輸入 的前饋復(fù)合控制和按 擾動(dòng) 的前饋復(fù)合控制。3兩個(gè)傳遞函數(shù)分別為與的環(huán)節(jié)，以并聯(lián)方式連接，其等效傳遞函數(shù)為，則為 （用與表示）。4根軌跡起始于 開(kāi)環(huán)極點(diǎn) ，終止于 開(kāi)環(huán)零點(diǎn) 。5判斷一個(gè)閉環(huán)線(xiàn)性控制系統(tǒng)是否穩(wěn)定，可采用 勞斯判據(jù) 、 根軌跡 、 奈

4、奎斯特判據(jù) 等方法。6最小相位系統(tǒng)是指 S右半平面不存在系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)極點(diǎn)及開(kāi)環(huán)零點(diǎn) 。三、分析設(shè)計(jì)：1. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示：（1）寫(xiě)出閉環(huán)傳遞函數(shù)表達(dá)式； （2）要使系統(tǒng)滿(mǎn)足條件：, ,試確定相應(yīng)的參數(shù)和； （3）求此時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)； （4）時(shí)，求系統(tǒng)由產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差； （5）確定，使干擾對(duì)系統(tǒng)輸出無(wú)影響。解：（1） （2） （3）（4） （5）令：得：2. 已知某單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為: （1）、繪制該系統(tǒng)以根軌跡增益Kr為變量的根軌跡（求出：漸近線(xiàn)、分離點(diǎn)、與虛軸的交點(diǎn)等）； （2）、確定使系統(tǒng)滿(mǎn)足的開(kāi)環(huán)增益的取值范圍。解：(1)繪制根軌跡 系統(tǒng)有有3個(gè)開(kāi)環(huán)極點(diǎn)（起點(diǎn)）：0、

5、-3、-3，無(wú)開(kāi)環(huán)零點(diǎn)（有限終點(diǎn)）； 實(shí)軸上的軌跡：（-，-3）及（-3，0）； 3條漸近線(xiàn)： 分離點(diǎn)： 得： 與虛軸交點(diǎn)： 繪制根軌跡如右圖所示。（2）開(kāi)環(huán)增益K與根軌跡增益Kr的關(guān)系：得系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)根軌跡增益Kr的取值范圍：，系統(tǒng)穩(wěn)定且為欠阻尼狀態(tài)時(shí)根軌跡增益Kr的取值范圍：， 系統(tǒng)穩(wěn)定且為欠阻尼狀態(tài)時(shí)開(kāi)環(huán)增益K的取值范圍： 四、計(jì)算題：1. 已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，試求當(dāng)K=10時(shí)，系統(tǒng)的阻尼比，無(wú)阻尼自然頻率，位置誤差系數(shù)，速度誤差系數(shù)和加速度誤差系數(shù)。解： 系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為與二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)形式相比較，可得,即 當(dāng)K=10/s時(shí) 位置誤差系數(shù)速度誤差系數(shù)加速度誤差系數(shù)2. 設(shè)系統(tǒng)的特征方程為，試用勞斯判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解：列勞斯表如下S4 1 1 1S3 2 1 0S2 (2111)/2=1/2 (2210)/(2)=0 S1 (1122)