南工程-自動控制原理試卷

1、南京工程學(xué)院試卷( A卷)共6頁 第1頁2007 /2008 學(xué)年 第一學(xué)期 課程所屬部門： 自動化學(xué)院 課程名稱： 自動控制原理 考試方式： 閉卷 使用班級： 自動化051/052、數(shù)控051/052/053 命 題 人： 課程組 教研室主任審核： 主管領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)： 班級 學(xué)號 姓名 題號一二三四五六七八九十總分得分一、單項(xiàng)選擇題(本題16題 ,每空1題,共16分 ）1. 傳遞函數(shù)的定義為：在 初始條件下，線性定常系統(tǒng)輸出量的拉氏變換，與系統(tǒng)的 的拉氏變換之比。2.若系統(tǒng)特征方程系數(shù)均大于 ，且勞斯表中第一列元素均為 ，則相應(yīng)的系統(tǒng)是穩(wěn)定的。3.系統(tǒng)的頻率特性可分為 和相頻特性。4.由系統(tǒng)的給

2、定值至被控量的通道稱為 。5.開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線的 頻段反應(yīng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和 。6.一般將=0.707時(shí)的二階系統(tǒng)稱為 二階系統(tǒng)。7.開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線的低頻段主要由 和 來確定。8.經(jīng)典控制理論中分析系統(tǒng)性能的方法主要有 分析法、跟軌跡分析法和 分析法。9.相位裕量是指在 頻率處，使系統(tǒng)達(dá)到臨界穩(wěn)定狀態(tài)尚可附加的 滯后量。10.如果控制系統(tǒng)閉環(huán)特征方程的根都在s平面的 半平面，則該系統(tǒng)穩(wěn)定。本題得分2、 圖解題（本題2小題，共20分） 1. 已知系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，用梅森公式求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，。（10分） 2.已知系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，用梅森公式求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，。（10分） 南京工程學(xué)院試卷

3、 共 頁 第 2 頁 3、 計(jì)算題（本題4小題，每題6分，共24分） 1. 采樣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖，T=1s，試確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（6分） 2.已知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖，確定系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)和系統(tǒng)在單位階躍信號作用下的超調(diào)量%（保留兩位小數(shù)）。（6分） 試題評分標(biāo)準(zhǔn)及參考答案 一、單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共 15 分）1.A 2.D 3.C 4.A 5.A 6.C 7.B 8.B 9.A 10.C 11.A 12.B 13.A 14.C 15.A二、填空題（每空1 分，共 25分）1.00110010B 2.AX，CX，BP，SP，DI 3.45230H 4.先進(jìn)后出，先進(jìn)先出 5.0003CH

4、6. 程序方式，中斷方式，DMA方式 7.并行I/O，3 8.較低地址，較高地址 9. 存儲器映像的I/O尋址，I/O映像的I/O尋址，I/O映像的I/O尋址 10.240 11.128，10 12.IF，IF 南京工程學(xué)院試卷 共 6 頁 第 3 頁 R(s)s+1 南京工程學(xué)院試卷 共 6 頁 第 4 頁 3. 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖所示，試確定取何值時(shí)閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。 4.已知離散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖所示，采樣周期T=0.1s， 穩(wěn)態(tài)誤差。 四、綜合題（本題2小題，每題20分，共40分） 1.已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)H(s)=1）確定開環(huán)系統(tǒng)根軌跡的出射角。（6分）2）確定閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡與虛

5、軸的交點(diǎn)。（6分）3）繪制閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡圖。（6分）4）從圖上確定=0.5時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)復(fù)數(shù)極點(diǎn)的位置。（2分） 南京工程學(xué)院試卷 共 6 頁 第 5 頁 2. 設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=1） 求系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性。（2分）2） 求系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性。（4分）3） 試畫出系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)頻率特性。（5分）4） 試確定系統(tǒng)的相角穩(wěn)定裕量。（7分） 南京工程學(xué)院試卷 共 6 頁 第 6 頁 南京工程學(xué)院試題評分標(biāo)準(zhǔn)及參考答案（A） 2007 /2006 學(xué)年 第 一 學(xué)期 一、填空題1. 傳遞函數(shù)的定義為：在 零 初始條件下，線性定常系統(tǒng)輸出量的拉氏變換，與系統(tǒng)的輸入量 的拉氏變換

6、之比。2.若系統(tǒng)特征方程系數(shù)均大于 零 ，且勞斯表中第一列元素均為 正 值，則相應(yīng)的系統(tǒng)是穩(wěn)定的。3.系統(tǒng)的頻率特性可分為 幅頻特性 和相頻特性。4.由系統(tǒng)的給定值至被控量的通道稱為 前向 通道 。5.開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線的 中 頻段反應(yīng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和 快速性 。6.一般將=0.707時(shí)的二階系統(tǒng)稱為 最佳 二階系統(tǒng)。7.開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線的低頻段主要由 積分 環(huán)節(jié)和 比例 環(huán)節(jié)來確定。8.經(jīng)典控制理論中分析系統(tǒng)性能的方法主要有 時(shí)域 分析法、跟軌跡分析法和 頻率 分析法。9.相位裕量是指在 穿越 頻率處，使系統(tǒng)達(dá)到臨界穩(wěn)定狀態(tài)尚可附加的 相角 滯后量。10.如果控制系統(tǒng)閉環(huán)特征方程的根都

7、在s平面的 左 半平面，則該系統(tǒng)穩(wěn)定。 解答題第一題答案是錯(cuò)誤的！解答題第一題答案是錯(cuò)誤的！（用信號流圖方法做） 南京工程學(xué)院試卷 共 頁 第 2 頁 南京工程學(xué)院試卷 共 頁 第 3 頁 南京工程學(xué)院試卷 共 頁 第 頁 南京工程學(xué)院試卷 共 頁 第 頁 南京工程學(xué)院試卷( B卷)共6頁 第1頁2007 /2008 學(xué)年 第一學(xué)期 課程所屬部門： 自動化學(xué)院 課程名稱： 自動控制原理 考試方式： 閉卷 使用班級： 自動化051/052、數(shù)控051/052/053 命 題 人： 課程組 教研室主任審核： 主管領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)： 班級 學(xué)號 姓名 題號一二三四五六七八九十總分得分一、單項(xiàng)選擇題(本題16

8、題 ,每空1題,共16分 ）1.對控制性能的基本要求有三方面，即：其穩(wěn)定性、快速性和 。2.當(dāng)系統(tǒng)輸入端加上一正弦信號時(shí)，系統(tǒng)輸出的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)信號也是 。3.控制裝置與 之間不但有順向作用，而且有反向聯(lián)系，這種系統(tǒng)稱為 控制系統(tǒng)。4.傳遞函數(shù)值取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和 ，與系統(tǒng)的輸入和輸出無關(guān)。5.當(dāng)系統(tǒng)開環(huán)增益減小時(shí)，其開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線的穿越頻率 。6.系統(tǒng)期望值與實(shí)際輸出值的最終穩(wěn)態(tài)值之間的差值為 誤差。7.閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡起始于開環(huán)傳遞函數(shù)的 ，終止與開環(huán)傳遞函數(shù)的 和無窮遠(yuǎn)。8.系統(tǒng)的頻率特性可分為 特性和 特性。9.系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線穿越頻率越高，系統(tǒng)的響應(yīng) 。10.乃氏穩(wěn)定判據(jù)是

9、根據(jù)系統(tǒng)的 頻率特性曲線判斷閉環(huán)系統(tǒng)的 。11.控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是系統(tǒng)閉環(huán)特征方程所有根的實(shí)部為 。12.系統(tǒng)積分環(huán)節(jié)數(shù)越多，相應(yīng)對數(shù)幅頻特性曲線低頻段的斜率 。本題得分二、圖解題（本題2小題，每題10分，共20分） 1.已知系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，用梅森公式求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)，。（10分） 2. 已知系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，用梅森公式求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)，。（10分） 南京工程學(xué)院試卷 共 頁 第 2 頁 南京工程學(xué)院試卷 共 6 頁 第 3 頁 三、計(jì)算題（本題4小題，每題6分，共24分） 1.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖所示，試求系統(tǒng)的阻尼比=0.5時(shí)的K值。（6分） 2.已知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖，確定系統(tǒng)

10、的單位階躍響應(yīng)以及調(diào)整時(shí)間（2%）（6分） 試題評分標(biāo)準(zhǔn)及參考答案 一、單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共 15 分）1.A 2.D 3.C 4.A 5.A 6.C 7.B 8.B 9.A 10.C 11.A 12.B 13.A 14.C 15.A二、填空題（每空1 分，共 25分）1.00110010B 2.AX，CX，BP，SP，DI 3.45230H 4.先進(jìn)后出，先進(jìn)先出 5.0003CH 7. 程序方式，中斷方式，DMA方式 7.并行I/O，3 8.較低地址，較高地址 10. 存儲器映像的I/O尋址，I/O映像的I/O尋址，I/O映像的I/O尋址 10.240 11.128，10 12.IF

11、，IF TC(s)R(s)R(s)-s+1 南京工程學(xué)院試卷 共 6 頁 第 4 頁 3.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖所示，求系統(tǒng)的靜態(tài)誤差Kp,Kv,Ka和R(t)=3t+t²時(shí)的系統(tǒng)的誤差穩(wěn)態(tài)方程。 4.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)=，求系統(tǒng)在正弦信號r(t)=sin(t-30°)作用下的穩(wěn)態(tài)輸出響應(yīng)ess（保留兩位小數(shù)）。（6分） 四、綜合題（本題2小題，每題20分，共40分） 1.已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)H(s)=1）確定閉環(huán)系統(tǒng)根軌跡的分離點(diǎn)（保留兩位小數(shù)）。（6分）2）確定閉環(huán)系統(tǒng)欠阻尼振蕩時(shí)Kr的取值范圍。（6分）3）確定閉環(huán)系統(tǒng)的過阻尼Kr的取值范圍。（2分）4）繪制閉環(huán)系統(tǒng)

12、的根軌跡圖。（6分） 南京工程學(xué)院試卷 共 6 頁 第 5 頁 2.設(shè)系統(tǒng)被控對象G0(s)=和校正裝置Gc(s)=1)畫出G0(s)和Gc(s)的對數(shù)頻率特性曲線。（6分）2)采用串聯(lián)校正，畫出校正后G(s)的頻率特性曲線并寫出G(s)傳遞函數(shù)的表達(dá)式（6分）3)計(jì)算出校正后的相角穩(wěn)定裕量(c)（保留一位小數(shù)）。（8分） 南京工程學(xué)院試卷 共 6 頁 第 6 頁 南京工程學(xué)院試題評分標(biāo)準(zhǔn)及參考答案（A）共 頁 第1頁2007 /2006 學(xué)年 第 一 學(xué)期 1.對控制性能的基本要求有三方面，即：其穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性。2.當(dāng)系統(tǒng)輸入端加上一正弦信號時(shí)，系統(tǒng)輸出的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)信號也是正弦信號。3.控制裝置與 受控對象 之間不但有順向作用，而且有反向聯(lián)系，這種系統(tǒng)稱為 閉環(huán) 控制系統(tǒng)。4.傳遞函數(shù)值取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和 參數(shù) ，與系統(tǒng)的輸入和輸出無關(guān)。5.當(dāng)系統(tǒng)開環(huán)增益減小時(shí)，其開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線的穿越頻率 減小 。6.系統(tǒng)期望值與實(shí)際輸出值的最終穩(wěn)態(tài)值之間的差值為 穩(wěn)態(tài) 誤差。7.閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡起始于開環(huán)傳遞函數(shù)的 極點(diǎn) ，終止與開環(huán)傳遞函數(shù)的 零點(diǎn) 和無窮遠(yuǎn)。8.系統(tǒng)的頻率特性可分為 幅頻 特性和 相頻 特性。9.系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線穿越頻率越高，系統(tǒng)的響應(yīng) 越快 。1