自動(dòng)控制原理模擬題

1、自動(dòng)控制原理模擬題（補(bǔ)）判斷題1 對(duì)于線性定常的負(fù)反饋控制系統(tǒng)，它的穩(wěn)定性與外輸入信號(hào)無關(guān)。（ V ）2 傳遞函數(shù)的概念也可以用于非線性系統(tǒng)。（X ）3. 系統(tǒng)的型次是以開環(huán)傳遞函數(shù)里的積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)來劃分的。（X ）4 系統(tǒng)輸出的相位與輸入相位之差稱為相頻特性。（X ）5二階系統(tǒng)在單位階躍信號(hào)作用下，當(dāng)-0時(shí)系統(tǒng)輸出為等幅振蕩。（V ）6. 對(duì)于0根軌跡，實(shí)軸上某一區(qū)域，其右側(cè)開環(huán)實(shí)數(shù)零、極點(diǎn)個(gè)數(shù)之和為奇數(shù)，則該區(qū)域必是根軌跡。（X ）7 .增加開環(huán)零點(diǎn)可以使系統(tǒng)的根軌跡向左移動(dòng)，有利于改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能。（V ）&開環(huán)控制的穩(wěn)定性比閉環(huán)控制的穩(wěn)定性要好。（X ）9. 振蕩環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)

2、幅頻特性曲線在頻率略小于拐點(diǎn)處產(chǎn)生諧振峰。（V ）10. 串聯(lián)滯后校正一般可以使系統(tǒng)的快速性變快，穩(wěn)定裕量變好。2 111.單位負(fù)反饋系統(tǒng)中G(s)= s(s 1)(0.5s1)，當(dāng) r(t 2 時(shí)穩(wěn)態(tài)誤差 “。（X ）12. 繪制非最小相角系統(tǒng)的根軌跡時(shí)，一定要繪制零度根軌跡。（X ）13 系統(tǒng)的頻率特性是正弦信號(hào)輸入下系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出對(duì)輸入信號(hào)的幅值比相角差。（V ）14.反饋控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是不論什么原因使被控量偏離期望值，都會(huì)有相應(yīng)的控制作用去減小或消除這個(gè)偏差。(V )15.反饋可以使原來不穩(wěn)定的系統(tǒng)變得穩(wěn)定。(V )16.閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性一定比開環(huán)系統(tǒng)好。 二.填空題(X)1 .設(shè)系統(tǒng)的

3、特征根為 s = -1, S2 = -2,則系統(tǒng)的特征方程為2s +3s+2。2. 實(shí)際系統(tǒng)中，傳遞函數(shù)分子多項(xiàng)式的階次總是低于分母多項(xiàng)式的階次，這是由于系統(tǒng)中總是會(huì)有較多的_慣性元件。3. 開環(huán)截止頻率c不僅影響系統(tǒng)的 相位裕量還影響動(dòng)態(tài)過程的 調(diào)節(jié)時(shí)間 。4. 信號(hào)流圖中，節(jié)點(diǎn)可以把所有輸入支路 的信號(hào)疊加，并把疊加后的信號(hào)傳送到所有輸出支路。5. 系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是閉環(huán)控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)的全部極點(diǎn)都具有負(fù)實(shí)部_。6. 根軌跡起始于 開環(huán)極點(diǎn) ，終止于開環(huán)零點(diǎn) ;如果開環(huán)零點(diǎn)個(gè)數(shù) m少于開環(huán)極點(diǎn)個(gè)數(shù) n ,則有n-m條根軌跡終止于無窮遠(yuǎn)處。7. 對(duì)于穩(wěn)定的自動(dòng)控制系統(tǒng)，被控量的動(dòng)態(tài)過程

4、應(yīng)屬于單調(diào)下凹過程或衰減振蕩 過程二者之一。&增加極點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)的 動(dòng)態(tài)性能是不利的。9.若使開環(huán)傳遞函數(shù) G （s）=k，且為單位負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定，則k的取s（s 2）（s 3）值范圍為0 k :：: 30。k10 .若開環(huán)傳遞函數(shù)為，當(dāng)k從08變化時(shí)，若根軌跡都在左半s平面內(nèi)，(s +1)(s +4)就穩(wěn)定性而言，閉環(huán)系統(tǒng) 穩(wěn)定。11 .在單位拋物線輸入信號(hào)作用下，0型和I型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差esF:。12.對(duì)數(shù)相頻特性圖中，以為橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)，橫坐標(biāo)是以 對(duì)數(shù)分度，縱坐標(biāo)用等刻度分度。高頻衰減相角超前13. 為改善系統(tǒng)的平穩(wěn)性而引入的串聯(lián)滯后校正，是利用滯后校正裝置的 特性。為改善系統(tǒng)的

5、動(dòng)態(tài)性能而引入的串聯(lián)超前校正，是利用超前校正裝置的 特性。14. 自動(dòng)控制系統(tǒng)有兩種最基本的控制形式即_開環(huán)控制 ,閉環(huán)控制 15. 以系統(tǒng)開環(huán)增益為可變參量繪制的根軌跡稱為 常規(guī)根軌跡 ,以非開環(huán)增益為可變參量繪制的根軌跡稱為參數(shù)根軌跡16.設(shè)系統(tǒng)的頻率特性 G( j 0 PC ) jQ()，則相頻特性.G( j ) =_arctanQ()P()。三. 單項(xiàng)選擇題11.設(shè)積分環(huán)節(jié)頻率特性為G(j )，當(dāng)頻率從0變化至：時(shí)，其極坐標(biāo)中的奈氏曲j灼線是(D )。A .正實(shí)軸B .負(fù)實(shí)軸C .正虛軸D .負(fù)虛軸2 .控制系統(tǒng)的最大超調(diào)量Mp反映了系統(tǒng)的( A )。A .相對(duì)穩(wěn)定性B .絕對(duì)穩(wěn)定性C

6、 .快速性D .穩(wěn)態(tài)性能3. 當(dāng)二階系統(tǒng)的阻尼比1時(shí)，特征根為( A )。A .兩個(gè)不等的負(fù)實(shí)數(shù)B .兩個(gè)相等的負(fù)實(shí)數(shù)C.兩個(gè)相等的正實(shí)數(shù)D .兩個(gè)不等的正實(shí)數(shù)* *Kk4. 設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為Go(s)若系統(tǒng)增加開環(huán)極點(diǎn)，G(s) =s(s + 1)s(s+1)(s + 2)系統(tǒng)極點(diǎn)變化前后，對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的的影響是(A )。A .調(diào)節(jié)時(shí)間加長，振蕩頻率減小C.調(diào)節(jié)時(shí)間加長，振蕩頻率增大5.與根軌跡增益有關(guān)的是(CA .閉環(huán)零、極點(diǎn)與開環(huán)零點(diǎn)C .開環(huán)零、極點(diǎn)；閉環(huán)零點(diǎn)B .調(diào)節(jié)時(shí)間縮短，振蕩頻率減小 D.調(diào)節(jié)時(shí)間縮短，振蕩頻率增大 )。B .閉環(huán)零、極點(diǎn)與開環(huán)極點(diǎn)D .開環(huán)零、極點(diǎn)；閉環(huán)

7、極點(diǎn)6.設(shè)慣性環(huán)節(jié)頻率特性為G(j )10.1j 1則其對(duì)數(shù)幅頻漸近特性的轉(zhuǎn)折頻率為 = ( D )。A . 0.01rad/sB . 0.1rad/sC. 1rad/ sD. 10rad/ s7. 下列開環(huán)傳遞函數(shù)中為非最小相位傳遞函數(shù)的是(C )。31(4s 1)(10s 1)s(5s 1)C 10(s -1)s(5s +1)1D. s2 2s 2&利用開環(huán)奈奎斯特圖可以分析閉環(huán)控制系統(tǒng)的(5A .穩(wěn)態(tài)性能B .動(dòng)態(tài)性能9.系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為兩個(gè)D .穩(wěn)定性s”多項(xiàng)式之比G(SMf,則閉環(huán)特征方程為(BC .精確性A . N(S) = 0C. 1+ N(S) = 0B . N(S)+M(

8、S) = 0D .與是否為單位反饋系統(tǒng)有關(guān)10.開環(huán)傳遞函數(shù) G(s)H(s)k(s 5)，當(dāng)k增大時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)( C )(s 2)(s 10)A .穩(wěn)定性變好，快速性變差C .穩(wěn)定性變好，快速性變好11. 適合應(yīng)用傳遞函數(shù)描述的系統(tǒng)是(A .單輸入、單輸出的線性定常系統(tǒng)B .穩(wěn)定性變差，快速性變好D .穩(wěn)定性變差，快速性變差A(yù) )B .單輸入、單輸出的線性時(shí)變系統(tǒng)C.單輸入、單輸出的定常系統(tǒng)12 .系統(tǒng)特征方程為D(s) =s32s2D .非線性系統(tǒng)3s 0 ,則系統(tǒng)(A .穩(wěn)定臨界穩(wěn)定C .右半平面閉環(huán)極點(diǎn)數(shù)Z =2型別13.穩(wěn)態(tài)加速度誤差數(shù)Ka 二(C )A . lim G(s)H(s)

9、 B.s )0lim sG(s)H(s) C.s 0lim s2G(s)H(s) D .s 0G(s)H(s)14.單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=2，當(dāng)串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為s(s + 4s+1)G(s)=5(s+1)時(shí)，系統(tǒng)的相位裕度，開環(huán)截止頻率將( C )s+5A.相位裕度增大，開環(huán)截止頻率減小B.相位裕度減小，開環(huán)截止頻率減小C .相位裕度增大，開環(huán)截止頻率增大D .相位裕度減小，開環(huán)截止頻率增大15 .系統(tǒng)在r(t)二t2作用下的穩(wěn)態(tài)誤差 ess - ：，說明( A )B.系統(tǒng)不穩(wěn)定C .輸入幅值過大D .閉環(huán)傳遞函數(shù)中有一個(gè)積分環(huán)節(jié)16 .積分環(huán)節(jié)的幅頻特性，其幅值與頻率

10、成(C )A .指數(shù)關(guān)系B.正比關(guān)系C.反比關(guān)系D .線性關(guān)系四. 簡答題1.簡述系統(tǒng)的閉環(huán)零極點(diǎn)如何分布，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程的快速性和平穩(wěn)性? 答：(1)系統(tǒng)極點(diǎn)分布在復(fù)平面左側(cè)；(2)極點(diǎn)離虛軸越遠(yuǎn)或離零點(diǎn)距離越近；(3)復(fù)數(shù)極點(diǎn)分布在與橫軸成 45度角的位置上。2 簡述串聯(lián)超前、串聯(lián)滯后的主要特點(diǎn)。答：串聯(lián)超前校正的主要特點(diǎn)：主要改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。在c附近對(duì)數(shù)幅頻特性斜率減小使相位裕量和增益裕量得到改善；-c增大，對(duì)高頻干擾敏感，暫態(tài)響應(yīng)時(shí)間變短；不影響穩(wěn)態(tài)誤差。串聯(lián)滯后校正的主要特點(diǎn)：主要改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。c減小，暫態(tài)響應(yīng)時(shí)間增長；在，c附近幅值衰減使相位裕量和增益裕量得到改善。

11、3.試比較開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。答：開環(huán)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單，成本低，工作穩(wěn)定。用于系統(tǒng)輸入信號(hào)及擾動(dòng)作用能預(yù)先知道時(shí)，可 得到滿意的效果。缺點(diǎn)：不能自動(dòng)調(diào)節(jié)被控量的偏差。因此系統(tǒng)元器件參數(shù)變化，外來未知擾動(dòng)存在時(shí)， 控制精度差。閉環(huán)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：不管由于干擾或由于系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)參數(shù)變化所引起的被控量偏離給定值，都會(huì)產(chǎn)生控制作用去清除此偏差，所以控制精度較高。它是一種按偏差調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)。 在實(shí)際中 應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)：主要缺點(diǎn)是被控量可能出現(xiàn)波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)系統(tǒng)無法工作。4 如果I型系統(tǒng)經(jīng)校正后希望成為II型系統(tǒng)，應(yīng)采取那種校正規(guī)律才能滿足要求，并保證系統(tǒng)穩(wěn)定？答：采用比例-積分校正可使系統(tǒng)由

12、 I型轉(zhuǎn)變?yōu)閚型。五. 計(jì)算題1 求圖示方塊圖的傳遞函數(shù)，以Xi (s)為輸入，Xo (s)為輸出。G4Xi(s)+;G2Xo(s)* G3H2HiG1G2解: G(s) =ysiS1 + G|G2H r + G2G3H 2 + G1G2G3H 3 + G1G4 H 3 + G4 H 22 建立圖示系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并以傳遞函數(shù)形式表示。yo(t)myo(t) +Dy(t) +(ki +k2)y(t) = Fi (t)解：2(ms Ds k1 k2)Yo(s)二 Fi (s)3 已知某單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為系統(tǒng)的穩(wěn)定性；并用勞斯判據(jù)驗(yàn)證其正確性。1 + aeo j解：(1) G(j

13、3 )=該系統(tǒng)為U型系統(tǒng)(j)3 =0時(shí)，/ G (j 3 = 1805當(dāng) a 0, = :時(shí)，/ G (j 3 = 90當(dāng) a ： 0, - ：時(shí)，/ G (j 3 = 270兩種情況下的奈奎斯特曲線如下圖所示；1 +asG(s) 2 ，繪制奈奎斯特曲線，判別sa0a0時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定；a0為D ( s)穩(wěn)定的充要條件, 與奈氏判據(jù)結(jié)論一致。4 建立圖示系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并以傳遞函數(shù)形式表示。解:5設(shè)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(SHs(s，2)(s 4)試?yán)L制該系統(tǒng)的根軌跡，并求出使系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍。解：(1)三條根軌跡分支的起點(diǎn)分別為3=0,S2=-2,S3=-4 ;終點(diǎn)為無窮遠(yuǎn)處。 實(shí)軸上的0至-2和-4至-