西南交1112考試批次《自動(dòng)控制原理A》復(fù)習(xí)題及參考答案

1、自動(dòng)控制原理A第1次作業(yè)本次作業(yè)是本門(mén)課程本學(xué)期的第 1次作業(yè)，注釋如下：一、不定項(xiàng)選擇題(有不定個(gè)選項(xiàng)正確，共4道小題)1. 自動(dòng)控制的基本控制方式包括 ：不選全或者選錯(cuò)，不算完成(A)開(kāi)環(huán)控制(B)閉環(huán)控制(C)復(fù)合控制(D)手動(dòng)控制正確答案：A B C解答參考：2. 以下不屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是：不選全或者選錯(cuò)，不算完成 (A) 采用了反饋(B)系統(tǒng)的響應(yīng)對(duì)擾動(dòng)不敏感(C)構(gòu)造簡(jiǎn)單(D)存在穩(wěn)定性問(wèn)題正確答案：C解答參考：3閉環(huán)控制系統(tǒng)中，測(cè)量元件的輸入信號(hào)是該控制系統(tǒng)的：不選全或者選錯(cuò)，不算完成(A)輸入信號(hào)(B)輸出信號(hào)(C)偏差信(D)反饋信號(hào)正確答案：B解答參考：4. 自動(dòng)控制

2、系統(tǒng)按輸入特征分類(lèi)，可分為 ：不選全或者選錯(cuò)，不算完成(A) 恒值系統(tǒng)和隨動(dòng)系統(tǒng)(B) 線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)(C) 連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)(D) 單輸入單輸出系統(tǒng)和多輸入多輸出系統(tǒng)正確答案：A解答參考：二、主觀題（共4道小題）5. 對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求主要包括、和。參考答案：穩(wěn)準(zhǔn)快6. 自動(dòng)控制系統(tǒng)的偏差是指系統(tǒng)的和的差值。參考答案：輸入量（輸入信號(hào)）反饋量（反饋信號(hào)）7. 簡(jiǎn)述反饋控制系統(tǒng)的工作原理。參考答案：反饋控制系統(tǒng)的工作原理是：反饋控制系統(tǒng)利用反饋將系統(tǒng)的輸出量通過(guò)測(cè)量元件返回到輸入端，與給定輸入相比較得到偏差信號(hào)。偏差信號(hào)經(jīng)過(guò)控制器產(chǎn)生控制作用，控制作用使得偏差減少或消除，保證系統(tǒng)的輸

3、出量按給定輸入的要求變化。8.直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)如下圖，簡(jiǎn)述其工作原理，并說(shuō)明系統(tǒng)中的輸入量、輸出量、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、測(cè)量元件以及該系統(tǒng)采用何種控制方式？電池直流啟犬器直流電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)參考答案：工作原理：輸入端輸入期望的轉(zhuǎn)臺(tái)速度（實(shí)際上是設(shè)置一定的電 壓），實(shí)際的轉(zhuǎn)臺(tái)速度通過(guò)轉(zhuǎn)速計(jì)（測(cè)量元件）轉(zhuǎn)換成與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速成 比例的電壓信號(hào)返回輸入端與設(shè)置的電壓相比較。若存在偏差電壓， 則該電壓經(jīng)直流放大器放大后，送入直流電機(jī)中，使直流電機(jī)控制轉(zhuǎn) 臺(tái)的速度朝偏差減小的方向變化，從而使轉(zhuǎn)臺(tái)速度盡快恢復(fù)到期望 值。輸入量：轉(zhuǎn)臺(tái)期望的轉(zhuǎn)速輸出量：轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)際的轉(zhuǎn)速測(cè)量元件：轉(zhuǎn)速計(jì)控制器：直流放大器執(zhí)行機(jī)構(gòu)：直流電

4、機(jī) 被控對(duì)象：轉(zhuǎn)臺(tái)該轉(zhuǎn)臺(tái)速度控制系統(tǒng)采用了反饋(閉環(huán))控制方式。自動(dòng)控制原理A第2次作業(yè)本次作業(yè)是本門(mén)課程本學(xué)期的第 2次作業(yè)，注釋如下：一、不定項(xiàng)選擇題(有不定個(gè)選項(xiàng)正確，共4道小題)1. 在經(jīng)典控制理論中，常用的數(shù)學(xué)模型包括：不選全或者選錯(cuò)，不算完成(A) 微分方程(B) 傳遞函數(shù)(C) 結(jié)構(gòu)圖(D) 頻率特性函數(shù)正確答案：A B C D解答參考：2. 下列對(duì)傳遞函數(shù)描述正確的是：不選全或者選錯(cuò)，不算完成(A) 它是頻率域中的數(shù)學(xué)模型，包含了系統(tǒng)有關(guān)動(dòng)態(tài)性能的信息。(B) 它是在零初始條件下得到的。(C) 它反映了輸入量與輸出量之間的關(guān)系。(D) 物理結(jié)構(gòu)不同的系統(tǒng)，可能有相同的傳遞函數(shù)。

5、正確答案：A B C D解答參考：3. 在經(jīng)典控制理論中，采用的頻域數(shù)學(xué)模型為：不選全或者選錯(cuò)，不算完成(B) 傳遞函數(shù)(C) 結(jié)構(gòu)圖(D) 頻率特性函數(shù)正確答案：D解答參考：4. 控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)取決于：不選全或者選錯(cuò)，不算完成 (A)輸入信號(hào)(B)輸出信號(hào)(C)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)(D)擾動(dòng)信號(hào)正確答案：C解答參考:三、主觀題(共5道小題)5.線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)定義為：。參考答案：在零初始條件下，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。5. 若某反饋控制系統(tǒng)前向通道的傳遞函數(shù)為G(s)，反饋通道的傳遞函數(shù)為 H(s)，則其開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為。參考答案：Gs)H(s)7.參考答案:8.假設(shè)

6、下圖中所示的運(yùn)算放大器是理想的，各個(gè)參數(shù)取值為C=1F , Ri=167k Q ,R2=240k Q , R3=1k Q , R4= 100k Q，試計(jì)算運(yùn)算放大器電路的傳遞函數(shù)G（s）=Vo (s)/V(s)。參考答案:巧(&) _-耳!爲(wèi)J伽+1/馬.盡&晌-R點(diǎn)R風(fēng)= &何=143.7 + 24s 陸)9.假設(shè)以下兩個(gè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)分別為:）=罠g +為孑 + 12/ +44s 4-48試寫(xiě)出上述系統(tǒng)的微分方程（初始條件為零）。參考答案:自動(dòng)控制原理A第3次作業(yè)本次作業(yè)是本門(mén)課程本學(xué)期的第 3次作業(yè)，注釋如下: 一、不定項(xiàng)選擇題(有不定個(gè)選項(xiàng)正確，共4道小題)不選全或者選錯(cuò)，不1. 根據(jù)

7、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)選擇情況，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程可以表現(xiàn)為： 算完成(A) 衰減(B)發(fā)散(C)等幅振蕩(D)保持正確答案：A B C解答參考：2. 可以降低系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的方法有：不選全或者選錯(cuò)，不算完成 (A)增大系統(tǒng)開(kāi)環(huán)總增益(B)增加系統(tǒng)前向通路中積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)(C)降低系統(tǒng)開(kāi)環(huán)總增益(D)減少系統(tǒng)前向通路中積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)正確答案：A B解答參考：3. 若某控制系統(tǒng)閉環(huán)特征方程的根為-2，-5和-1 j5，則該系統(tǒng)：不選全或者選錯(cuò),不算完成(A)臨界穩(wěn)定(B)穩(wěn)定(C)不穩(wěn)定(D)不能判斷其穩(wěn)定性正確答案：B解答參考：4. 某控制系統(tǒng)為1型系統(tǒng)，當(dāng)輸入為單位斜坡信號(hào)時(shí)，其輸出的穩(wěn)態(tài)誤差為：不選全或者

8、選錯(cuò)，不算完成(A)不能確定(B)零(C)常數(shù)(D)無(wú)窮大正確答案：C解答參考：三、主觀題（共7道小題）5. 單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算公式為r sRs)e = Inn參考答案:5 1+G(s)系統(tǒng)的所有都具有負(fù)實(shí)部,即都位于6. 線性定常系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是,S平面的左半部。參考答案：特征根(閉環(huán)極點(diǎn))7.某負(fù)反饋控制系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為Gc(s)=9/(s2+3s+9)，則系統(tǒng)的無(wú)阻尼自然頻率為，阻尼比為，系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的調(diào)節(jié)時(shí)間為參考答案：3rad/s 0.52.33s8.若某單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)是G(s)=100/s2(0.1s+1)，則該系統(tǒng)為型系統(tǒng)，其靜態(tài)位

9、置誤差系數(shù)Kp=。參考答案：2無(wú)窮大9.設(shè)某控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖E1.1所示，試計(jì)算該系統(tǒng)的暫態(tài)性能：超調(diào)量(7 %峰值時(shí)間Tp，上升時(shí)間Tr和調(diào)整時(shí)間Ts。IlELl參考答案:10.單位反饋系統(tǒng)如圖 E2所示，受控對(duì)象傳遞函數(shù)為:=_】昭4)+l)G+2)2+5)試確定系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)和斜坡響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差。/?(*)+ E佃) _； Y.y | |仃(占)丫 i W圖E2參考答案:11.某系統(tǒng)的特征方程為試確定使該系統(tǒng)穩(wěn)定的 K的取值范圍。參考答案：利用Routh （勞思）陣列表計(jì)算H 1（2 + ）H3K4?4足（齢芒）054_30若系統(tǒng)穩(wěn)定，必?zé)M(mǎn)足* 4-3Z（2+k）0.5275,（

10、-2 5275舍去）3K自動(dòng)控制原理A第4次作業(yè)本次作業(yè)是本門(mén)課程本學(xué)期的第 4次作業(yè)，注釋如下:一、不定項(xiàng)選擇題（有不定個(gè)選項(xiàng)正確，共4道小題）1.以下關(guān)于控制系統(tǒng)根軌跡法描述正確的是:不選全或者選錯(cuò)，不算完成(A) 根軌跡法是求解閉環(huán)系統(tǒng)特征方程根的一種圖式法。(B) 在已知系統(tǒng)開(kāi)環(huán)零、極點(diǎn)在 s平面分布的情況下，繪制系統(tǒng)閉環(huán)極點(diǎn)在 s平面隨某一參數(shù)變化時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡。(C) 繪制根軌跡時(shí)，凡是滿(mǎn)足幅值條件的點(diǎn)都在根軌跡上。(D) 根軌跡起始于系統(tǒng)開(kāi)環(huán)極點(diǎn)終止于系統(tǒng)開(kāi)環(huán)零點(diǎn)。正確答案：A B D解答參考：2. 以下關(guān)于控制系統(tǒng)根軌跡法描述錯(cuò)誤的是：不選全或者選錯(cuò)，不算完成(A) 根軌跡法的分

11、支數(shù)與開(kāi)環(huán)有限零點(diǎn)數(shù)m和開(kāi)環(huán)有限極點(diǎn)數(shù)n中的大者相等。(B) 當(dāng)開(kāi)環(huán)有限零點(diǎn)數(shù) m小于開(kāi)環(huán)有限極點(diǎn)數(shù) n時(shí)，有n-m條根軌跡分支終 止于無(wú)窮遠(yuǎn)處。(C) 實(shí)軸上某區(qū)域，若其右側(cè)開(kāi)環(huán)實(shí)數(shù)零、極點(diǎn)個(gè)數(shù)之和為偶數(shù)，則該區(qū)域 具有根軌跡。(D) 一部分根軌跡分支向右移動(dòng)則必定有一部分根軌跡分支向左移動(dòng)。正確答案：C解答參考：3. 下列系統(tǒng)中無(wú)論增益 K為何正值，系統(tǒng)均不穩(wěn)定的是：不選全或者選錯(cuò)， 不算完成(A)0(3)=(s + 0.5)(+1)(B)(C)疋( + 05)應(yīng)佃+1)K* (s + 2)(g +1)(D)正確答案：C解答參考：4. 兩條或兩條以上的根軌跡分支在復(fù)平面上相遇又立即分開(kāi)的點(diǎn)

12、，稱(chēng)為根軌跡的：不選全或者選錯(cuò)，不算完成(A)與虛軸的交點(diǎn)(B)起始點(diǎn)(C)漸近線與實(shí)軸的交點(diǎn)(D)分離點(diǎn)正確答案：D解答參考：三、主觀題(共5道小題)5. 在控制系統(tǒng)中，除根軌跡增益K*以外，系統(tǒng)其它參數(shù)變化時(shí)的根軌跡稱(chēng)為。參考答案：廣義根軌跡6.在根軌跡的條件方程中，條件是決定根軌跡的充分必要條件。參考答案：相角7.根軌跡是開(kāi)環(huán)系統(tǒng)某一參數(shù)從 變化到時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根在 s平面上變化的。參考答案：零 無(wú)窮軌跡8.已知某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為: 0（3）根軌跡的漸近線為;思尿召勿 _。+（-2）十（一8）_ 10+1)x180=(2A + l)xl$0B如 Jc = 0 180*A-1300fl k = l4）根軌跡和虛軸的交點(diǎn)為;臨界穩(wěn)定的疋值為9.某單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為：厲+ 2)(s + 5)試求：(1) 實(shí)軸上的分離點(diǎn)和與該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的增益K;(2) 當(dāng)有兩個(gè)閉環(huán)特征根位于虛軸上時(shí)，系統(tǒng)的增益值和特征根;(3) K=6時(shí)的閉環(huán)特征根；(4) 畫(huà)出根軌跡圖。參考答案：系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)極點(diǎn).pi=g期=2(1)實(shí)軸上的分離點(diǎn)及其增益K只百)二1何=滬+10ff(5) =o,ep(ff)= 3s2 +