自動(dòng)控制原理期末考試復(fù)習(xí)題及答案

1、_恒值控制_系統(tǒng)、隨動(dòng)系的系統(tǒng)的零點(diǎn)為_-10_,極點(diǎn)填空題1、線性定常連續(xù)控制系統(tǒng)按其輸入量的變化規(guī)律特性可分為統(tǒng)和_程序控制_系統(tǒng)。2、傳遞函數(shù)為12(s+10)/ (s+2)(s/3)+1(s+30)14、下列系統(tǒng)中屬于開環(huán)控制系統(tǒng)的是D.普通數(shù)控加工系統(tǒng)為 _-2_增益為3、構(gòu)成方框圖的四種基本符號(hào)是:信號(hào)線、比較點(diǎn)、傳遞環(huán)節(jié)的方框和引出點(diǎn)4、我們將一對(duì)靠得很近的閉環(huán)零、極點(diǎn)稱為偶極子。5、自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本控制方式有反饋控制方式、.開環(huán)控制方式和_復(fù)合控制方式_O6、已知一系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)為g (t)6 e1'5t ,則該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為機(jī) <：i+L5>。7、自

2、動(dòng)控制系統(tǒng)包含 _被控對(duì)象_和自動(dòng)控制裝置兩大部分。8、線性系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的其中五種形式是微分方程、傳遞函數(shù)、_差分方程_、脈沖傳遞函數(shù)、方框圖和信號(hào)流圖。而用_幅值條件確定根軌跡上各個(gè)極點(diǎn)之和等于閉環(huán) n個(gè)極點(diǎn)之和。9、_相角條件_是確定平面上根軌跡的充分必要條件,點(diǎn)的根軌跡增益 k*的值。當(dāng)n-m> _2_時(shí)，開環(huán)nC 1.25t10、已知一系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)為g(t) 3e ，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為_O11、當(dāng)時(shí)比例微分環(huán)節(jié)的相位是：A.90A.90B.90C.45D.4512、對(duì)自動(dòng)控制的性能要求可歸納為_穩(wěn)定性_、_快速性_和準(zhǔn)確性三個(gè)方面，在階躍響應(yīng)性能指標(biāo)中，調(diào)節(jié)時(shí)間體現(xiàn)的是這三個(gè)

3、方面中的 _快速性,而穩(wěn)態(tài)誤差體現(xiàn)的是_穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性_O13、當(dāng)且僅當(dāng)離散特征方程的全部特征根均分布在Z平面上的 單位圓內(nèi)，即所有特征根的模均小于1,相應(yīng)的線性定常離散系統(tǒng)才是穩(wěn)定的。A.電爐箱恒溫控制系統(tǒng)B.雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)C.水位控制系統(tǒng)D.普通數(shù)控加工系統(tǒng)15、某單位負(fù)反饋系統(tǒng)在單位階躍信號(hào)作用下的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差ess0y： _B.意味著該系統(tǒng)的輸出信號(hào)的穩(wěn)態(tài)值為1_A.意味著該系統(tǒng)是一個(gè) 0型系統(tǒng)B.意味著該系統(tǒng)的輸出信號(hào)的穩(wěn)態(tài)值為1C.意味著該系統(tǒng)沒有輸出信號(hào)D.意味著該系統(tǒng)具有比較高的開環(huán)增益16、一階系統(tǒng)G(s) 1汀S 1在單位斜坡信號(hào)作用下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為17、慣性環(huán)節(jié)的特點(diǎn)是

4、 當(dāng)輸入量發(fā)生變化時(shí)， 輸出量不能突變，只能按指數(shù)規(guī)律 逐漸變化。18、19、工程上通常從 穩(wěn)、準(zhǔn)、好3個(gè)方面來衡量自動(dòng)控制系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定系統(tǒng)是指：不論如何調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)系統(tǒng)總是穩(wěn)定的20、根軌跡一定對(duì)稱于實(shí)軸,并且有迪忙5,ri_支。22、根軌跡一定開始于開環(huán)極點(diǎn)，終止于開環(huán)零點(diǎn)21、最小相位傳遞函數(shù)是指 在E右丫 1顧上址砂虹乂尢零點(diǎn)的傳遞釋O23、工程上一般用 等M圓和等N圓 來分析閉環(huán)系統(tǒng)的頻率特性。24、控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)包括:上升時(shí)間、峰值時(shí)間、最大超調(diào)量、調(diào)整時(shí)間和震蕩次數(shù) 。25、一個(gè)反饋系統(tǒng)的特征方程為s22KS 50，若要系統(tǒng)產(chǎn)生臨界振蕩，則取值應(yīng)為K=0K,動(dòng)態(tài)特性的

5、參數(shù)是26、表征一階系統(tǒng)K/ (Ts+1)靜態(tài)特性的參數(shù)是27、頻率特性曲線常采用 3種表示形式，即 極坐標(biāo)圖、對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖和對(duì)數(shù)幅相圖28、對(duì)自動(dòng)控制的性能要求可歸納為.穩(wěn)定性_、_快速性_和準(zhǔn)確性三個(gè)方面，在階躍響應(yīng)性能指標(biāo)中，調(diào)節(jié)時(shí)間體現(xiàn)的是這三個(gè)方面中的 _快速性_,而穩(wěn)態(tài)誤差體現(xiàn)的是穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。29、函數(shù)f(t) 2 3e st的拉氏變換式為3(s 5)B.3(s 5)C. 23(s 5)D.3(s 5)39、已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（S） =1/（S+1），則閉環(huán)系統(tǒng)在r()=s in2tc()=_cC L ）=叮帆閔鈕（2/-礦）=）.35血。一4寧）綜合題1求下圖所

6、示電路的傳遞函數(shù)。傳遞函數(shù):a 0)疋+ i(A) = R-Cs- +3/?Cs + l2、已知開環(huán)零極點(diǎn)分布如圖所示，試?yán)L出相應(yīng)的閉環(huán)根軌跡概略圖。 j圖OIt3、-（1）（2）（3）最小相位系統(tǒng)傳遞函數(shù)的漸近對(duì)數(shù)幅頻曲線如下圖所示。求其傳遞函數(shù)。概略繪制系統(tǒng)的奈氏曲線圖及用奈氏判據(jù)分析該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。說明能否直接由該漸近對(duì)數(shù)幅頻曲線判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(2M為P=CK E z屯所以系統(tǒng)穩(wěn)芯GJ同以宜按由該漸近刈數(shù)域抽線判斷系統(tǒng)的穩(wěn)疋性,fl)依|?1可寫出 5?)=*,20k « = £(©) = 4MbA =100所以100一$ + 1)(十1)4、一系統(tǒng)的開

7、環(huán)傳遞函數(shù)為：G（ S） H（ S） = 100/ （ 10S+1）（ 2S+1） （0.2S+1）（1）繪制漸近對(duì)數(shù)幅頻曲線圖。(2)概略繪制系統(tǒng)的奈氏曲線圖及用奈氏判據(jù)分析該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。+0»OReP=0, N=-2Z=P-N2.不福運(yùn)5、閉環(huán)控制系統(tǒng)由那些基本環(huán)節(jié)組成？它們各起什么作用?詳I工懷挖和曉紐甘沖懦，被擰忙兒機(jī)曲乩兒件等兒亍甲述壞節(jié)爼甌披控?zé)粝蠖ㄔO(shè)兔我臣統(tǒng)抽卞體”檸!1il器加訂擰削仁鉆變測冷UF陽的江什.實(shí)規(guī)計(jì)陸備(或丟拄擰制的中4U1；件，測也詡圧將械挖物獨(dú)0召換戊電佶4兀也 以歐世b?囲:®和監(jiān)測屈審鞫6、求下圖所示電路的傳遞函數(shù)%.RR,URCs)

8、7、一單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G( s) = 100/ s2 (s+5),分別為1( t )、t和t2時(shí)，及 r(t)=1( t )+ t + t2試計(jì)算輸入r( t )時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。解n：為2申系統(tǒng),心-K-20)彷剛為1( t )、t fn r2tfb 分別為0,山肖輸入r t當(dāng)= t )+ t +亡時(shí)，K據(jù)線怦系統(tǒng)的證加腺理，巴訃I/IO ;= 1/108、一單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G( s)= 8/ s2 (s+2),試計(jì)算輸入為1( t )、t和t2時(shí)，以及r(t)=1( t )+ t + t2時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。r( t ) 分別解帛門（可=$' + 2&

9、#163;十2品十4r十11$十10=0IIkauth：10s4S24占-1 2/eIDSOIO第一列兀秦變巧悶次.右2個(gè)疋根H9、一系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：G（ S） H（ S） = 100/ （ 10S+1）（ 2S+1）（0.2S+1）（1）繪制漸近對(duì)數(shù)幅頻曲線圖。（2）概略繪制系統(tǒng)的奈氏曲線圖及用奈氏判據(jù)分析該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。10、閉環(huán)控制系統(tǒng)由那些基本環(huán)節(jié)組成？它們各起什么作用?11、寫出下圖所示的各機(jī)械系統(tǒng)的微分方程及傳遞函數(shù)。圖中f為輸入量（外加作用力）X1、X2為位移，其中X2為輸出量。k f(t)廣k t：:kt»:£m1±m2一 ZZXZz F嚴(yán)/

10、事/尹F尹F尹孑屮zZZ 至f f"”卓+戸（上一上+人叫=/叫爻+心兀-“（九一丘"jJtfr lpluee變換，設(shè)切始為零*（附F 4-/IS +熱）X（_s） -聲心=F(T4-1)-（5> + （珂瀘'4 炒 4 為）*2 由）=0(T4-2)由式CT4給 X©）=叫礦I聲5 和*站入式仃4-1訓(xùn)去中問變M A,U）宀衍十和處宀紳比X殲心&）卄1嚴(yán)$ + （叫P十 叫£1十伽他 十 叫血I】£ 十叭 + 風(fēng)小 十k也 X （打_ F（苫J宀、X.(V)k kyf/( j)=-:r(5) ttt.tH, 4 兇酬+E

11、j I jji,用仆 1I 11'-_ J + S' + ( )J ' + 譏!15 + 1邛2上1爲(wèi)i, 嘉A, 412、已知控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，如下圖所示，求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。解匕在國中.單牛冋路任-G，仃嚴(yán)-G-fViiGiGp It中兩卩)l-不按【叫路召G弓-仍-df?丄口* N7；tj(7/；即上卜匕卜按林仃-荷a佗.dm連道有：(7|G?I GG打 = -GjCstr=l=(7G0 = L-13、設(shè)單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的H l+C, +G =54+555+ 3fir GiC,= G,GjG,= G,GG；=G',GG6k

12、值范圍。kG0(S) s(s 2)(s2 s 1)解：特til多頂d弋T j(s + 2)(廠+ J十1) +火二十3，'+ 3$亠+ 2$十k13k?320$23x31x2733k«$t7/3)x2-3xA c 9,7/370£09山曲iKh決的弟 列，用以得到蜿統(tǒng)穩(wěn)定的條件是.2-Z: >0, 40.呃窗：®值范牛514、已知控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試?yán)L制系統(tǒng)的根軌跡，并標(biāo)出漸近線、漸近線與實(shí)軸交點(diǎn)。G0(s)s(s 2)(s2 2s 5)輅 乘絞IT環(huán)禪也是.一卩產(chǎn)f)一力=一2一p,廠一l±J2"實(shí)訕I(yè)的Hm門打嚴(yán)點(diǎn)=

13、叢求11出2何°緬近純-5實(shí)WIF仝忙如 F=T漸蚯注U鯊軸的識(shí)內(nèi)為.(7 = ±4V來根収爲(wèi)的分肉弘 由系貂阻 n(j> = 3(j + 2Hr +?y + 5)+K = j=+ 2加 + 2卄5卜(./ m(2'+2* = W + lXZr + 4、+ ,l=Hf/vS =-I 士 7 ¥ = -l±7l.225.這$傘解祁護(hù)碼丿閩的分禹點(diǎn):X4 hu y'«S-Z .仏門？分：設(shè)單鄉(xiāng)?錯(cuò)1制希賀1開環(huán)傳拂補(bǔ)5!|如下.富繪制蕃縮的BLKk圖.壯中幅新待 性曲沙冋斷血呀妙將遜貿(mào)理50.7T15、設(shè)單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試?yán)L制系統(tǒng)的 畫漸近線，相頻特性曲線畫草圖。Bode圖。其中幅頻特性曲線G0(s)解：低頻段6J = I 時(shí).L(心 I = zyig50 =34dB彳 1 率為-ZOdhZdec1)(6s 1)2)（處轉(zhuǎn)折潁率,轉(zhuǎn)折就率后斜率増加一 20tlB/det,為一4（klB/dec 轉(zhuǎn)折頻半気斜率JS加-40 d BMec,丸一 SOdB/dee 毎統(tǒng)們幵環(huán)相制i特竹低頻K溝=90匕高頻K/j-360"o16、已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(S) s(s 1)(0.5s 1)