自動(dòng)控制原理試題2015

1、2006-2007(A)一、填空題（每空2分，共10分）1.用三個(gè)字來(lái)概括概括對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求是 。2.偶極子指的是 。3.擾動(dòng)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差取決于及主反饋通道中的積分環(huán)節(jié)數(shù)目與增益。 4.滯后校正是通過(guò)犧牲來(lái)?yè)Q取穩(wěn)定裕度的增加。5.上升時(shí)間反映了系統(tǒng)能力。二、選擇題（每小題2分，共10分）1.建立系統(tǒng)多項(xiàng)式模型的函數(shù)是（ ） A. zpk B. tf C. ss D. sos2. 關(guān)于開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響，錯(cuò)誤的是（ ） A. 提高開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)，系統(tǒng)的快速性提高，穩(wěn)定性增強(qiáng)； B. 開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)與開(kāi)環(huán)相頻特性無(wú)關(guān)； C. 提高開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)，能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度；C(s)G2(

2、s)Gn(s)R(s)G1(s)N(s)+ D. 開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)等于型系統(tǒng)的靜態(tài)位置誤差系數(shù)。3. 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，則系統(tǒng)屬于（）A.開(kāi)環(huán)控制B.反饋控制C.按給定補(bǔ)償D.按擾動(dòng)補(bǔ)償4.以下不屬于非線性系統(tǒng)特點(diǎn)的是（ ） A. 滿足疊加性 B. 存在自激振蕩 C.有多個(gè)平衡點(diǎn) D. 頻率響應(yīng)會(huì)畸變5.設(shè)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，則開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)為（ ） A. ； B. 6； C. 12； D. 三、判斷題（每小題分，共10分）1.為保證系統(tǒng)具有足夠的穩(wěn)定裕度，中頻段應(yīng)有足夠的寬度。（ ）2.閉環(huán)極點(diǎn)越遠(yuǎn)離虛軸，對(duì)應(yīng)的響應(yīng)分量結(jié)束得越早。 （ ）3.引入測(cè)速反饋后，可以增大系統(tǒng)的阻尼，改善穩(wěn)定性，但

3、會(huì)使穩(wěn)態(tài)精度下降。 （ ）4.對(duì)于最小相位系統(tǒng)，穩(wěn)定的充要條件是奈氏曲線中正負(fù)穿越次數(shù)之差為零。 （ ）5.勞斯判據(jù)是近似求解系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)的作圖方法。 （ ）四、求下列兩圖所示示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。其中，T=1s，K=1。（12分,每圖6分）五、已知系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，試?yán)L制漸近對(duì)數(shù)幅頻特性曲線，并求截止頻率與相角裕度。（14分）六、已知調(diào)速系統(tǒng)的方框圖如下圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（12分）（）分析電網(wǎng)電壓發(fā)生波動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過(guò)程；（4分）（）反饋系數(shù)應(yīng)如何整定？PI調(diào)節(jié)器的限幅對(duì)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生何種影響？（4分）（）反饋控制的特點(diǎn)與實(shí)質(zhì)是什么？（4分）七、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示。其中，。試分析：（

4、12分）（）值變化(增大)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響；（4分）（）值變化(增大)對(duì)動(dòng)態(tài)性能（%，）的影響；（4分）（）值變化(增大)對(duì)作用下穩(wěn)態(tài)誤差的影響。（4分）八、已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，（10分）（）繪制概略根軌跡；（8分）（）給出相應(yīng)的Matlab語(yǔ)句（分）九、電子信息專業(yè)做第題，自動(dòng)化專業(yè)做第題。（10分）1. 已知單位反饋系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，試畫(huà)出奈氏曲線并給出系統(tǒng)穩(wěn)定K值應(yīng)滿足的條件。2. 設(shè)帶理想繼電特性的非線性控制系統(tǒng)如圖所示。設(shè)系統(tǒng)的初始狀態(tài)為零，利用相軌跡法分析系統(tǒng)在階躍信號(hào)作用下的運(yùn)動(dòng)過(guò)程2008-2009(A)一、填空題（共4題，2分/空，共10分）1. 對(duì)于二階系統(tǒng)，超調(diào)

5、量只與 有關(guān)。2. 極點(diǎn)距離虛軸越遠(yuǎn)，對(duì)應(yīng)的響應(yīng)分量衰減得越 。3. 復(fù)合控制中的補(bǔ)償控制主要用來(lái)解決系統(tǒng)的 問(wèn)題。4. 已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，當(dāng)輸入為時(shí)，其輸出為， 則T = 秒，A = 。二、選擇題（共5題，2分/題，共10分）1. .能直接對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真的平臺(tái)是（ ） A. Protel B. fdatool C. simulink D. AutoCAD2.描述函數(shù)法可用來(lái)分析系統(tǒng)的（ ） A. 穩(wěn)定性 B.自激振蕩 C. 穩(wěn)定性與自激振蕩 D. 穩(wěn)定性與動(dòng)態(tài)特性3.若提高系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大系數(shù)，則下列描述錯(cuò)誤的是（ ） A. 系統(tǒng)的快速性提高，截止頻率上升； B. 不會(huì)影響奈氏曲線與負(fù)

6、實(shí)軸交點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的頻率； C. 會(huì)影響閉環(huán)系統(tǒng)輸入輸出的對(duì)應(yīng)關(guān)系； D. 系統(tǒng)的型別提高，穩(wěn)態(tài)誤差減小。4.為保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，中頻段的斜率應(yīng)為（ ）dB/dec。 A. -20 B. -40 C. -60 D. -805.設(shè)二階系統(tǒng)如下圖所示，則改變值時(shí)（） 只改變系統(tǒng)的無(wú)阻尼自振頻率；只改變系統(tǒng)的阻尼系數(shù)；上升時(shí)間提前，調(diào)節(jié)時(shí)間延長(zhǎng)；上升時(shí)間提前，調(diào)節(jié)時(shí)間可能無(wú)明顯變化。三、求下列兩圖所示系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)。其中，T=1s，K=1。（16分,每圖8分）四、已知系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，（16分）1）繪制奈氏曲線并判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性；2) 繪制漸近對(duì)數(shù)幅頻特性曲線，并求截止頻率與相角裕度。五、試

7、從頻域的角度說(shuō)明，在前向通道中引入比例加微分環(huán)節(jié)對(duì)系統(tǒng)的影響。（10分）六、：已知轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)如圖所示，（14分）畫(huà)出系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖；）簡(jiǎn)要說(shuō)明電流環(huán)的作用；）給出的傳遞函數(shù)；）設(shè)與均為帶限幅的調(diào)節(jié)器，畫(huà)出在系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中（突加較大的階躍給定）轉(zhuǎn)速變化曲線并簡(jiǎn)要說(shuō)明。七、已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，試?yán)L制根軌跡。（14分）八、設(shè)帶理想繼電特性的非線性控制系統(tǒng)如圖所示。設(shè)系統(tǒng)的初始狀態(tài)為零，利用相軌跡法分析系統(tǒng)在階躍信號(hào)作用下的運(yùn)動(dòng)過(guò)程（10分）。2009-2010（A）一、填空題（共5題，2分/空，共10分）1.位置式PID標(biāo)準(zhǔn)形式為 。2.周?chē)鷽](méi)有零點(diǎn)且其它極點(diǎn)遠(yuǎn)離虛軸，則最靠近虛

8、軸的極點(diǎn)稱為 。3.工程設(shè)計(jì)法就是將系統(tǒng)校正成為 系統(tǒng)。4.對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求可概括為三個(gè)字，即 。5.1948年，提出了控制論，標(biāo)志控制理論體系的形成。二、選擇題（共5題，2分/題，共10分）1.可用來(lái)求取系統(tǒng)斜坡輸入響應(yīng)的函數(shù)是（ ） A. step B. lsim C. initial D. impulse2.關(guān)于二階系統(tǒng)開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)與調(diào)節(jié)時(shí)間，下列敘述正確的是（ ） A. K值增加，調(diào)節(jié)時(shí)間增大； B.K值增加，調(diào)節(jié)時(shí)間減少； C. K值增加，調(diào)節(jié)時(shí)間不變；D.以上都不對(duì) 3.關(guān)于三頻段的概念，下列敘述錯(cuò)誤的是（ ） A. 為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，中頻段斜率應(yīng)為-20dB/dec； B.

9、 為保證足夠的相角裕度，中頻段應(yīng)有足夠的寬度； C. 截止頻率的選擇，應(yīng)兼顧穩(wěn)定性與抗擾性； D. 低頻段反映穩(wěn)態(tài)性能，越高越陡越好。4.設(shè)非線性系統(tǒng)的負(fù)倒描述曲線與頻率特性曲線如圖，則自激振蕩點(diǎn)為（ ） A. A點(diǎn) B. B點(diǎn) C. A與B點(diǎn) D. 都不是5.系統(tǒng)的相角裕度越大，則（ ） A. 穩(wěn)定性越好，超調(diào)量越??； B. 快速性好，抗干擾能力強(qiáng)； C. 穩(wěn)態(tài)誤差小，快速性差； D. 閉環(huán)諧振峰值越小，帶寬越窄。三、求圖示系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)(8分)四、已知單位反饋系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，試畫(huà)出奈氏曲線并判定穩(wěn)定性，繪制Bode圖并求截止頻率。（16分）五、設(shè)有零階保持器的離散系統(tǒng)如圖所示，采樣

10、周期T1，K = 1，試求：（12分） 1）系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)；（4分）2）判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性；（4分）3）說(shuō)明零階保持器對(duì)系統(tǒng)的影響。（4分）六、控制系統(tǒng)兩種結(jié)構(gòu)方案如圖所示。(12分)）如何調(diào)整K1，K2和K3，使系統(tǒng)獲得良好動(dòng)態(tài)性能？）比較兩種方案的特點(diǎn)。七、已知單位反饋系統(tǒng)傳遞函數(shù)為，（14分）試?yán)L制概略根軌跡。）分析各參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)性能的影響。八、非線性控制系統(tǒng)如圖所示。設(shè)輸入為階躍信號(hào)，繪制系統(tǒng)的相軌跡并說(shuō)明測(cè)速反饋的作用。（12分）九、簡(jiǎn)述參數(shù)整定方法。（6分）2010-2011（A）一、填空題（共5題，2分/題，共10分）1.閉環(huán)對(duì)于 上的擾動(dòng)有調(diào)節(jié)作用。2.對(duì)控制系統(tǒng)的一般

11、要求是 。3.加給定（前置）濾波器的作用是 。4.上升時(shí)間反映了系統(tǒng)能力。5.對(duì)于二階系統(tǒng)，閉環(huán)諧振峰值越大，則超調(diào)量越 。二、選擇題（共5題，2分/題，共10分）1.基于Matlab下可對(duì)控制系統(tǒng)直接進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)的二次平臺(tái)是（ ） A. simulink B. fdatool C. cftool D. sisotool2.關(guān)于二階系統(tǒng)開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)與調(diào)節(jié)時(shí)間，下列敘述正確的是（ ） A. K值增加，調(diào)節(jié)時(shí)間增大； B.K值增加，調(diào)節(jié)時(shí)間減少； C. K值增加，調(diào)節(jié)時(shí)間不變；D.以上都不對(duì) 3.關(guān)于三頻段的概念，下列敘述錯(cuò)誤的是（ ） A. 為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，中頻段斜率應(yīng)為-20dB/dec

12、，并應(yīng)具有足夠的寬度； B. 為保證快速性，截止頻率應(yīng)足夠高，可按閉環(huán)帶寬選擇，兼顧抗擾性能； C. 高頻段反映抗擾性能，越高越陡越好； D. 低頻段反映穩(wěn)態(tài)性能，越高越陡越好。4.設(shè)非線性系統(tǒng)中，線性環(huán)節(jié)如下，則用描述函數(shù)法分析時(shí)準(zhǔn)確度最高的是（ ） A. B. C. D. 5.下列關(guān)于穩(wěn)態(tài)誤差的描述，錯(cuò)誤的是（ ） A. 穩(wěn)態(tài)誤差取決于擾動(dòng)作用點(diǎn)之前的積分環(huán)節(jié)數(shù)目及增益大?。?B. 系統(tǒng)的型別越高，穩(wěn)態(tài)誤差越?。?C. 利用復(fù)合控制，可提高穩(wěn)態(tài)精度，實(shí)現(xiàn)部分補(bǔ)償； D. 線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差僅取決于系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)與參數(shù)。三、畫(huà)出下列二端口網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，并求傳遞函數(shù).(8分)四、設(shè)有零階保持器的

13、離散系統(tǒng)如圖所示，采樣周期T1，K = 1，試求：（10分） 1）系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)；（4分）2）判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性；（2分）3）校正為最少拍系統(tǒng)。（4分）五、已知控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，（10分）試從穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)誤差、動(dòng)態(tài)性能幾個(gè)方面說(shuō)明測(cè)速反饋的作用。六、已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，試?yán)L制概略根軌跡。（12分）七、非線性控制系統(tǒng)如圖所示。設(shè)輸入為階躍信號(hào)，繪制系統(tǒng)的相軌跡并說(shuō)明測(cè)速反饋的作用。（10分）八、已知轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)如圖所示，（每小問(wèn)4分，共16分）畫(huà)出系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖,說(shuō)明速度反饋系數(shù)與電流反饋系數(shù)的整定方法；）若在ASR與ACR中存在有零漂，對(duì)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生何種影響，如何處理

14、；）設(shè)ASR與ACR均為帶限幅的調(diào)節(jié)器，畫(huà)出在系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中（突加較大的階躍給定）轉(zhuǎn)速變化曲線并簡(jiǎn)要說(shuō)明；）說(shuō)明使用模擬與數(shù)字PI控制器時(shí)可能的注意事項(xiàng)。九、已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，（14分） 1）繪制奈氏曲線，求穩(wěn)定的K值；（6分） 2）若給定K=10，繪制bode圖，求截止頻率與相角裕度。（8分）2010-2011（B）一、填空題（共5題，2分/題，共10分）1.控制系統(tǒng)的基本控制方式有反饋控制、開(kāi)環(huán)控制與 。2.采用超前校正時(shí)，截止頻率會(huì)（上升、下降） 。3.超調(diào)量反映系統(tǒng)的 。4.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，當(dāng)輸入為時(shí)，其輸出為， 則T = 秒，A = 。二、求圖示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。（10分

15、） 三、穩(wěn)定性分析（共2題，5分/題，共10分）1.已知系統(tǒng)的特征方程如下，應(yīng)用勞斯穩(wěn)定判據(jù)判定穩(wěn)定性。2.設(shè)二階非線性系統(tǒng)，判定系統(tǒng)奇點(diǎn)的類型并給出Matlab仿真程序。四、已知漸進(jìn)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如圖所示，求開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)，并求截止頻率、相角裕度。（16分）101202040- 20- 60- 405五、設(shè)帶理想繼電特性的非線性控制系統(tǒng)如圖所示。設(shè)系統(tǒng)的初始狀態(tài)為零，利用相軌跡法分析系統(tǒng)在階躍信號(hào)作用下的運(yùn)動(dòng)過(guò)程（10分）。六、已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，繪制概略根軌跡。（14分）七、設(shè)有零階保持器的離散系統(tǒng)如圖所示，采樣周期T10，K = 1，試求：（10分） 1）系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)；（

16、6分）2）判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性；（4分）八、已知控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，（10分）試從穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)誤差、動(dòng)態(tài)性能幾個(gè)方面說(shuō)明測(cè)速反饋的作用。九、用三頻段的概念說(shuō)明PID控制規(guī)律對(duì)系統(tǒng)的影響，并簡(jiǎn)單說(shuō)明參數(shù)整定的方法。（10分）2006-2007（A）卷答案一、穩(wěn)快準(zhǔn)一對(duì)靠得很近的零極點(diǎn)擾動(dòng)作用點(diǎn)之前的前向通道快速性（也可答截止頻率）克服非線性因素影響（也可答快速性）二、BBADA三、對(duì)對(duì)對(duì)對(duì)錯(cuò)四、第一圖注：題目較簡(jiǎn)單，可一步寫(xiě)出結(jié)果，也可以采用框圖的等效變換第二圖五、Bode圖如下： 圖中：轉(zhuǎn)折頻率標(biāo)注正確得1分；基準(zhǔn)斜率標(biāo)注正確得1分；各段斜率繪制正確各得1分，截止頻率正確得1分以上兩種方法任選一

17、種。求相角裕度：2分不要求求出最終結(jié)果。六、（）設(shè)（）1分PI限幅影響：）限幅時(shí)為開(kāi)環(huán)，偏差不起作用；1分）反號(hào)，PI退飽和，n出現(xiàn)超調(diào)；1分）可能使系統(tǒng)收斂于極限環(huán)（或?qū)ο到y(tǒng)的穩(wěn)定性有好處）1分（）實(shí)質(zhì)：用偏差控制偏差2分特點(diǎn)：）對(duì)反饋環(huán)內(nèi)的前向通道上的擾動(dòng)有調(diào)節(jié)作用分）精度取決于給定精度與反饋檢測(cè)的精度分七、（），系統(tǒng)臨界穩(wěn)定（分），>，系統(tǒng)穩(wěn)定（分），增加，阻尼上升，相對(duì)穩(wěn)定性增強(qiáng)（分）。（）增加，阻尼上升，超調(diào)量下降（分），自振頻率不變（1分），調(diào)節(jié)時(shí)間下降（1分）。（）系統(tǒng)為I型（分）。（分），（分），增加，穩(wěn)態(tài)誤差增加（分）。八、（）根軌跡圖：3分（）num=1,1; den

18、=1 5 6 0; (1分) rlocus(num,den); (1分)九、正確繪圖：分。2006-2007（B）卷答案一、填空題（每空2分，共10分）1.控制系統(tǒng)的基本控制方式有反饋控制、開(kāi)環(huán)控制與 復(fù)合控制 。2.采用超前校正時(shí)，截止頻率會(huì)（上升、下降） 上升 。3.超調(diào)量反映系統(tǒng)的 過(guò)渡過(guò)程平穩(wěn)性（或相對(duì)穩(wěn)定性） 。4.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，當(dāng)輸入為時(shí)，其輸出為， 則T = 秒，A = 。二、求圖示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。（10分） 注：也可用結(jié)構(gòu)圖等效變換的方法。三、電子信息專業(yè)做第題，自動(dòng)化專業(yè)做第題。（10分）1.已知系統(tǒng)的特征方程如下，應(yīng)用勞斯穩(wěn)定判據(jù)判定穩(wěn)定性。勞斯表：（4分）第一列元

19、素不變號(hào)（分），故系統(tǒng)有純虛根（分），臨界穩(wěn)定（分），屬不穩(wěn)定（分）。線虛根：。（分）2.設(shè)二階非線性系統(tǒng)，判定系統(tǒng)奇點(diǎn)的類型并給出Matlab仿真程序。求奇點(diǎn)：令,奇點(diǎn)為(0,0)。線性化：%dqxe.m 0.5分t=0:.1:10; 0.5分x0=0,1; 0.5分t,x=ode23(dqx,t,x0); 0.5分plot(x(:,1),x(:,2); 0.5分%dqx.m 0.5分function dx=dqx(t,x) 0.5分dx1=x(2);0.5分dx2=-x(1)*x(2)-x(1); 0.5分dx=dx1,dx2;0.5分四、已知漸進(jìn)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如圖所示，求開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)，

20、并求截止頻率、相角裕度。（16分）101202040- 20- 60- 405由圖可知，開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)中包含一個(gè)積分、兩個(gè)慣性和一個(gè)比例環(huán)節(jié)。（分）故有：（分）由圖有：，故K。（3分）求截止頻率：（分）求相角裕度：（分）五、試比較二階系統(tǒng)引入測(cè)速反饋與比例微分環(huán)節(jié)時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響。（14分）比例微分環(huán)節(jié)K值不變的情況下，不改變系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度（分），但可在滿足動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的情況下，提高K值的可選范圍（分）；可單獨(dú)調(diào)整系統(tǒng)的阻尼系數(shù)（分），根據(jù)需要調(diào)節(jié)微分時(shí)間常數(shù)。可在提高快速性的同時(shí)，降低超調(diào)量（分）；提供附加的零點(diǎn)（分），零點(diǎn)越靠近虛軸，對(duì)系統(tǒng)的影響越強(qiáng)烈（分）；影響系統(tǒng)的中頻段，可在提高截止頻率

21、的同時(shí)，提高相角裕度（分）。測(cè)速反饋斜坡輸入作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差會(huì)增大（分）；可單獨(dú)調(diào)整阻尼系數(shù)（分），不提供附加的零點(diǎn)（分）；提高系統(tǒng)對(duì)內(nèi)回路擾動(dòng)的調(diào)節(jié)能力（分），提高系統(tǒng)的快速性（分）；降低性能指標(biāo)對(duì)參數(shù)的敏感度（分），提高系統(tǒng)的魯棒性（分）。六、已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，繪制概略根軌跡。（14分）極點(diǎn)：p1=0,p2=-1,p3=-2（分）實(shí)軸上的根軌跡：-,-3,-2,-1（分）漸進(jìn)線：傾角（分）交點(diǎn)坐標(biāo)（分）分離點(diǎn)：估算，（分）與虛軸交點(diǎn)：（分）正確繪圖：分七、設(shè)有零階保持器的離散系統(tǒng)如圖所示，采樣周期T1，K = 1，試求：（14分） 1）系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)；（6分）2）判定系

22、統(tǒng)的穩(wěn)定性；（4分）3）說(shuō)明零階保持器及采樣周期T對(duì)系統(tǒng)的影響。（4分）系統(tǒng)開(kāi)環(huán)脈沖傳遞函數(shù)判定穩(wěn)定性：特征式（分），利用朱利判據(jù)（分）故系統(tǒng)穩(wěn)定（分）。注：也可用特征根或勞斯判據(jù)。零階保持器：）低通特性，恢復(fù)連續(xù)信號(hào)（分）。）相角滯后與時(shí)間滯后（分）。采樣周期T：）足夠小，滿足抽樣定理（分）。）T越大，穩(wěn)定性與動(dòng)態(tài)性能變差（分）。八、利用集成運(yùn)放組成PID控制器，給出帶輸出限幅的電路圖，說(shuō)明PID控制規(guī)律的作用。（12分）正確繪圖：6分PID控制規(guī)律：PI影響系統(tǒng)低頻段，改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能（分）PD影響系統(tǒng)的中頻段，改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性及動(dòng)態(tài)性能PID兼具PI與PD的優(yōu)點(diǎn)2011-2012(A)

23、一、填空題（共5題，2分/題，共10分）1.二階系統(tǒng)的自振頻率指阻尼系數(shù)為 時(shí)的振蕩頻率。2.反饋控制的實(shí)質(zhì)是 。3.中頻段應(yīng)具有足夠的寬度，是為了保證系統(tǒng)具有足夠的 。4.已知開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，則開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)等于。5.已知系統(tǒng)的微分方程為，則奇點(diǎn)為 。二、選擇題（共5題，2分/題，共10分）1.用于建立多項(xiàng)式模型的函數(shù)為（ ） A. tf B. zpk C. ss D. lti2. 設(shè)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，則系統(tǒng)為（ ） A. 0型； B. I型； C. II型； D. III型 3.關(guān)于PD控制規(guī)律，下列敘述錯(cuò)誤的是（ ） A. 影響系統(tǒng)的中頻段，提高相角裕度，提高截止頻率； B. 影響系統(tǒng)的

24、高頻段，高頻衰減被削弱； C. 可同時(shí)改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性及快速性； D. 對(duì)高頻噪聲有放大作用，可配合大慣性環(huán)節(jié)同時(shí)使用。4.一階慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)為T(mén)，則上升時(shí)間等于（ ） A. 2.2T B. 3-4T C. 0.632T D. T5.下列關(guān)于勞斯穩(wěn)定判據(jù)的描述，錯(cuò)誤的是（ ） A. 不僅能判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還能指出有多少個(gè)不穩(wěn)定的根； B. 只適用于最小相位的系統(tǒng)； C. 借助于雙線映射，可判斷離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性； D. 借助于坐標(biāo)平移，可判斷系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性。三、求如圖所示系統(tǒng)等效傳遞函數(shù)。(8分)四、設(shè)有零階保持器的離散系統(tǒng)如圖所示，采樣周期T0.1s，K = 1，試求：（10分） 1）

25、系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)；（4分）2）判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性；（2分）3）校正為最少拍系統(tǒng)。（4分）五、已知控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，（10分）（1）當(dāng)T=0時(shí)，試求系統(tǒng)的阻尼比，無(wú)阻尼自然振蕩角頻率n和單位斜坡函數(shù)輸入時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；（3分）（2）當(dāng)=0.7，試求系統(tǒng)中的T值和單位斜坡函數(shù)輸入時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；（3分）（3）說(shuō)明測(cè)速反饋的作用。（4分）六、已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，（12分）1）試?yán)L制概略根軌跡。（8分）2）若給出超調(diào)量與調(diào)節(jié)時(shí)間的要求，作圖示意閉環(huán)極點(diǎn)如何選取。（4分）七、非線性控制系統(tǒng)如圖所示。設(shè)M=1，K=10，系統(tǒng)是否存在自激振蕩？，若存在，則求出振蕩幅值與頻率。（10分） 八

26、、已知轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)如圖所示，（16分）畫(huà)出系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖；（4分）說(shuō)明電流內(nèi)環(huán)的作用；（4分）若在仿真時(shí)（設(shè)調(diào)節(jié)器均帶限幅）超調(diào)量比較大，如何調(diào)整？說(shuō)明理由。（8分）九、已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，（14分） 1）若給定K=10，繪制bode圖，求截止頻率與相角裕度；（10分） 2）若要將系統(tǒng)校正為典型的II型，試求校正裝置傳函。（4分）2011-2012（B）一、填空題（共5題，2分/題，共10分）1.連續(xù)系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是所有的特征根都應(yīng)具有 。2.截止頻率是反映系統(tǒng) 的性能指標(biāo)。3.二階系統(tǒng)為欠阻尼時(shí)，對(duì)應(yīng)的阻尼系數(shù)的取值范圍是 。4.-20dB/dec的含義是 。5.連續(xù)系

27、統(tǒng)極點(diǎn)越靠近虛軸,對(duì)應(yīng)的響應(yīng)分量衰減速度越 。二、選擇題（共5題，2分/題，共10分）1.關(guān)于閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)，下列敘述正確的是（ ） A. 肯定是實(shí)數(shù)極點(diǎn)； B. 其它極點(diǎn)都遠(yuǎn)離虛軸，且周?chē)鷽](méi)有零點(diǎn)存在； C. 主導(dǎo)極點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離虛軸； D. 主導(dǎo)極點(diǎn)附近可以有零點(diǎn)存在。2. 關(guān)于開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響，錯(cuò)誤的是（ ） A. 提高開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)，系統(tǒng)的快速性提高，穩(wěn)定性增強(qiáng)； B. 開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)與開(kāi)環(huán)相頻特性無(wú)關(guān)； C. 提高開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)，能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度； D. 開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)等于型系統(tǒng)的靜態(tài)位置誤差系數(shù)。3.關(guān)于三頻段的概念，下列敘述錯(cuò)誤的是（ ） A. 中頻段應(yīng)有足夠的寬度，其穿越零分

28、貝線的斜率應(yīng)為-20dB； B. 低頻段反應(yīng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性； C. 高頻段反應(yīng)系統(tǒng)的抗擾特性； D. 低頻段的特性比較平緩比較好。4.以下不屬于非線性系統(tǒng)特點(diǎn)的是（ ） A. 滿足疊加性 B. 存在自激振蕩 C.有多個(gè)平衡點(diǎn) D. 頻率響應(yīng)會(huì)畸變5.設(shè)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，則系統(tǒng)為（ ） A. 0型； B. I型； C. II型； D. III型三、求圖示系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)(10分)四、已知單位反饋系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，試畫(huà)出奈氏曲線并判定穩(wěn)定性。（12分）五、設(shè)有零階保持器的離散系統(tǒng)如圖所示，采樣周期T1，K = 1，試求：（14分） 1）系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)；（6分）2）判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性；（

29、4分）3）求單位階躍響應(yīng)。（4分）六、設(shè)二階非線性系統(tǒng)，判定系統(tǒng)奇點(diǎn)的類型并給出Matlab仿真程序。(8分)七、已知單位反饋系統(tǒng)傳遞函數(shù)為，試?yán)L制概略根軌跡。（16分）八、給出PI、PD控制器的傳遞函數(shù)，繪制Bode圖，并說(shuō)明各自的特點(diǎn)。（10分）九、已知系統(tǒng)的特征方程如下，試判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性（10分）2012-2013(A)一、選擇題（共5題，2分/題，共10分）1.設(shè)一階系統(tǒng)的慣性時(shí)間常數(shù)為T(mén)，則調(diào)節(jié)時(shí)間等于（ ） A. 0.632T B. T C. 2.2T D. 3-4T2.下列關(guān)于三頻段的敘述，錯(cuò)誤的是（ ） A. 中頻段為截止頻率附近一段，可適當(dāng)多考慮靠近低頻段一側(cè)； B. 低頻

30、段反映系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性，對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響相對(duì)高頻段要?。?C. 若截止頻率處相位接近-180度，而閉環(huán)存在有較大的諧振峰值； D. 高頻段反映高頻衰減能力，通常只影響過(guò)渡過(guò)程的起始段。 3.關(guān)于開(kāi)環(huán)控制，下列敘述錯(cuò)誤的是（ ） A. 通過(guò)加給定濾波，可抵消閉環(huán)零點(diǎn)，減少超調(diào)量； B. 通過(guò)按給定補(bǔ)償，可減少系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差； C. 按給定補(bǔ)償與按擾動(dòng)補(bǔ)償均不影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性； D. 按給定補(bǔ)償與按擾動(dòng)補(bǔ)償均不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。4. 設(shè)二階系統(tǒng)如下圖所示，則改變值時(shí)（） A只改變系統(tǒng)的無(wú)阻尼自振頻率； B只改變系統(tǒng)的阻尼系數(shù)；C上升時(shí)間提前，調(diào)節(jié)時(shí)間延長(zhǎng)； 上升時(shí)間提前，調(diào)節(jié)時(shí)間可能無(wú)明顯變化。5

31、. 設(shè)非線性系統(tǒng)中，線性環(huán)節(jié)如下，則用描述函數(shù)法分析時(shí)準(zhǔn)確度最高的是（ ） A. B. C. D. 二、求如圖所示系統(tǒng)等效傳遞函數(shù)。(8分)三、設(shè)有零階保持器的離散系統(tǒng)如圖所示，采樣周期T1s，K = 1，試求：（10分） 1）系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)；（4分）2）判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性；（2分）3）校正為最少拍系統(tǒng)。（4分）四、某系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖。已知速度反饋系數(shù)0時(shí)，系統(tǒng)靜態(tài)誤差系數(shù)。當(dāng)時(shí)，若要求系統(tǒng)極點(diǎn)具有臨界阻尼比，試確定值，此時(shí)有無(wú)變化？（10分）五、已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，（12分）1）試?yán)L制概略根軌跡。（8分）2）若給出超調(diào)量與調(diào)節(jié)時(shí)間的要求，作圖示意閉環(huán)極點(diǎn)如何選取。（4分）六、設(shè)帶

32、死區(qū)特性的非線性控制系統(tǒng)如圖所示。設(shè)系統(tǒng)的初始狀態(tài)為零，利用相軌跡法分析系統(tǒng)在階躍信號(hào)作用下的運(yùn)動(dòng)過(guò)程（10分）。七、已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，（20分） 1）試?yán)L制奈氏曲線并判定穩(wěn)定性；（6分） 2）若給定K=30，繪制bode圖，求截止頻率與相角裕度；（10分） 3）若要求開(kāi)環(huán)系統(tǒng)截止頻率，相角裕度，可采用何種校正？給出無(wú)源校正裝置的傳函（不求參數(shù)）。（4分）八、識(shí)圖題（20分）已知控制系統(tǒng)的原理圖如下所示。1.畫(huà)出系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖，簡(jiǎn)要說(shuō)明系統(tǒng)的工作原理；（8分）2.指出取值變化對(duì)系統(tǒng)性能的影響并說(shuō)明電阻R2的作用；（8分）3.簡(jiǎn)要說(shuō)明系統(tǒng)中反饋校正的作用。（4分）2013-2014(A

33、)一、選擇題（共5題，2分/題，共10分）1. 設(shè)二階非線性系統(tǒng)，則其奇點(diǎn)的類型為（ ）A穩(wěn)定焦點(diǎn) B. 穩(wěn)定節(jié)點(diǎn) C. 中心點(diǎn) D.鞍點(diǎn)2. 可以利用根軌跡法對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)的工具是（ ） A. fdatool B. cftool C. sisotool D.funtool3. 關(guān)于穩(wěn)態(tài)誤差，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）A. 閉環(huán)內(nèi)應(yīng)包含與輸入信號(hào)相同的模態(tài)，才能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)無(wú)差。B. 靜態(tài)誤差系數(shù)的概念，不適用于正弦輸入信號(hào)。C. H(j0)反映了穩(wěn)態(tài)時(shí)的輸入輸出關(guān)系。D. 穩(wěn)定的系統(tǒng)，其穩(wěn)態(tài)誤差不隨時(shí)間發(fā)生改變。4. 已知開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，則開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)等于（ ）A. 1 B. 2 C. 3

34、D. 45.關(guān)于給定濾波，下列敘述錯(cuò)誤的是( )A. 可以用來(lái)匹配反饋通道的濾波環(huán)節(jié)。B. 可以用來(lái)抵消閉環(huán)零點(diǎn)，減少系統(tǒng)的超調(diào)量。C. 可能會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。D. 可能會(huì)使系統(tǒng)的快速性受到影響。二、求圖示系統(tǒng)的等效傳遞函數(shù)(8分)三、已知引入測(cè)速反饋的二階系統(tǒng)如圖所示。若要求 ，（10分）1. 求 的取值。（6分）2. 說(shuō)明測(cè)速反饋的作用。（4分）四、設(shè)有零階保持器的離散系統(tǒng)如圖所示，采樣周期T0.1，試求：（12分） 1）系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)；（4分）2）判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性；（4分）3）校正為最少拍的系統(tǒng)。（4分）五、已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，試?yán)L制概略根軌跡。（12分）六、已知非線性系統(tǒng)如圖所示。 試判定系統(tǒng)是否存在自激振蕩。如有，則求出振蕩頻率與幅值。（14分）飽和非線性負(fù)倒描述函數(shù)：七、設(shè)單位反饋系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，試?yán)L制Bode圖，并求截止頻率與相角裕度。（14分）八、