自動控制原理期末試題及答案

PAGEPAGE1參考答案及評分標準單項選擇題（每小題1分，共20分）1.系統(tǒng)和輸入已知，求輸出并對動態(tài)特性進行研究，稱為（C）A.系統(tǒng)綜合B。系統(tǒng)辨識C.系統(tǒng)分析D.系統(tǒng)設(shè)計2。慣性環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的頻率特性在(A）上相等。A.幅頻特性的斜率B.最小幅值C。相位變化率D.穿越頻率3。通過測量輸出量,產(chǎn)生一個與輸出信號存在確定函數(shù)比例關(guān)系值的元件稱為（C）A.比較元件B.給定元件C.反饋元件D.放大元件4.ω從0變化到+∞時,延遲環(huán)節(jié)頻率特性極坐標圖為（A）A.圓B。半圓 C。橢圓 D.雙曲線5.當忽略電動機的電樞電感后，以電動機的轉(zhuǎn)速為輸出變量,電樞電壓為輸入變量時，電動機可看作一個(B）A。比例環(huán)節(jié)B.微分環(huán)節(jié)C。積分環(huán)節(jié)D。慣性環(huán)節(jié)6.若系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為,則它的開環(huán)增益為（C)A.1B。2C.5D。107。二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，則該系統(tǒng)是（B）A.臨界阻尼系統(tǒng)B。欠阻尼系統(tǒng)C.過阻尼系統(tǒng)D.零阻尼系統(tǒng)8.若保持二階系統(tǒng)的ζ不變，提高ωn，則可以（B）A。提高上升時間和峰值時間B.減少上升時間和峰值時間C。提高上升時間和調(diào)整時間D。減少上升時間和超調(diào)量9。一階微分環(huán)節(jié)，當頻率時，則相頻特性為（A）A.45°B.-45°C.90°D.—90°10.最小相位系統(tǒng)的開環(huán)增益越大，其(D)A.振蕩次數(shù)越多B。穩(wěn)定裕量越大C。相位變化越小D.穩(wěn)態(tài)誤差越小11.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為,則此系統(tǒng)(A）A.穩(wěn)定B。臨界穩(wěn)定C。不穩(wěn)定D。穩(wěn)定性不確定。12.某單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：，當k=（C）時，閉環(huán)系統(tǒng)臨界穩(wěn)定。A。10B。20C.30D。4013.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為，則此系統(tǒng)中包含正實部特征的個數(shù)有（C）A.0B。1C。2D.314.單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，當輸入為單位階躍時，則其位置誤差為（C）A.2B。0。2C。0.5D。0.0515。若已知某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為,則它是一種（D）A。反饋校正B。相位超前校正C.相位滯后—超前校正D。相位滯后校正16.穩(wěn)態(tài)誤差ess與誤差信號E(s)的函數(shù)關(guān)系為（B）A.B.C。D。17。在對控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度無明確要求時，為提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，最方便的是（A）A.減小增益B。超前校正C。滯后校正D.滯后—超前18.相位超前校正裝置的奈氏曲線為(B）A。圓B。上半圓C。下半圓D。45°弧線19.開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）H(s)=,則實軸上的根軌跡為（C)A.（-3，∞)B。（0,∞）C.(—∞，-3）D。(-3，0)20。在直流電動機調(diào)速系統(tǒng)中，霍爾傳感器是用作（B）反饋的傳感器。A。電壓B.電流C.位移D。速度填空題（每小題1分，共10分)1.閉環(huán)控制系統(tǒng)又稱為反饋系統(tǒng)系統(tǒng).2。一線性系統(tǒng)，當輸入是單位脈沖函數(shù)時，其輸出象函數(shù)與傳遞函數(shù)相同。3。一階系統(tǒng)當輸入為單位斜坡函數(shù)時，其響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差恒為時間常數(shù)T(或常量）。4。控制系統(tǒng)線性化過程中,線性化的精度和系統(tǒng)變量的偏移程度有關(guān)。5。對于最小相位系統(tǒng)一般只要知道系統(tǒng)的開環(huán)幅頻特性就可以判斷其穩(wěn)定性。6。一般講系統(tǒng)的位置誤差指輸入是階躍信號所引起的輸出位置上的誤差。7。超前校正是由于正相移的作用，使截止頻率附近的相位明顯上升,從而具有較大的穩(wěn)定裕度。28。二階系統(tǒng)當共軛復(fù)數(shù)極點位于±45°線上時,對應(yīng)的阻尼比為0。707.29.PID調(diào)節(jié)中的“P”指的是比例控制器。30。若要求系統(tǒng)的快速性好，則閉環(huán)極點應(yīng)距虛軸越遠越好.一、填空題（每空1分，共15分）1、反饋控制又稱偏差控制，其控制作用是通過給定值與反饋量的差值進行的.2、復(fù)合控制有兩種基本形式：即按輸入的前饋復(fù)合控制和按擾動的前饋復(fù)合控制.3、兩個傳遞函數(shù)分別為G1（s）與G2(s）的環(huán)節(jié)，以并聯(lián)方式連接,其等效傳遞函數(shù)為,則G（s)為G1（s)+G2（s）（用G1(s）與G2（s）表示)。4、典型二階系統(tǒng)極點分布如圖1所示，則無阻尼自然頻率，阻尼比，該系統(tǒng)的特征方程為S2+2S+2=0,該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線為衰減振動。5、若某系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)為,則該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s）為。6、根軌跡起始于開環(huán)極點,終止于開環(huán)零點。7、設(shè)某最小相位系統(tǒng)的相頻特性為,則該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為.8、PI控制器的輸入－輸出關(guān)系的時域表達式是，其相應(yīng)的傳遞函數(shù)為,由于積分環(huán)節(jié)的引入，可以改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。二、選擇題(每題2分，共20分)1、采用負反饋形式連接后,則（D）A、一定能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定；B、系統(tǒng)動態(tài)性能一定會提高；C、一定能使干擾引起的誤差逐漸減小，最后完全消除；D、需要調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，才能改善系統(tǒng)性能。2、下列哪種措施對提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有效果（A)。A、增加開環(huán)極點；B、在積分環(huán)節(jié)外加單位負反饋；C、增加開環(huán)零點；D、引入串聯(lián)超前校正裝置.3、系統(tǒng)特征方程為，則系統(tǒng)（C)A、穩(wěn)定；B、單位階躍響應(yīng)曲線為單調(diào)指數(shù)上升；C、臨界穩(wěn)定；D、右半平面閉環(huán)極點數(shù)。4、系統(tǒng)在作用下的穩(wěn)態(tài)誤差，說明(A）A、型別；B、系統(tǒng)不穩(wěn)定;C、輸入幅值過大；D、閉環(huán)傳遞函數(shù)中有一個積分環(huán)節(jié)。5、對于以下情況應(yīng)繪制0°根軌跡的是（D）A、主反饋口符號為“—”；B、除外的其他參數(shù)變化時;C、非單位反饋系統(tǒng)；D、根軌跡方程（標準形式）為。6、開環(huán)頻域性能指標中的相角裕度對應(yīng)時域性能指標(A）.A、超調(diào)B、穩(wěn)態(tài)誤差C、調(diào)整時間D、峰值時間7、已知開環(huán)幅頻特性如圖2所示，則圖中不穩(wěn)定的系統(tǒng)是（B）。系統(tǒng)①系統(tǒng)②系統(tǒng)③圖2A、系統(tǒng)①B、系統(tǒng)②C、系統(tǒng)③D、都不穩(wěn)定8、若某最小相位系統(tǒng)的相角裕度,則下列說法正確的是(C)。A、不穩(wěn)定；B、只有當幅值裕度時才穩(wěn)定；C、穩(wěn)定;D、不能判用相角裕度判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。9、若某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為，則該校正裝置屬于（B）.A、超前校正B、滯后校正C、滯后-超前校正D、不能判斷10、下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能在處提供最大相位超前角的是：(B）A、B、C、D、1．如圖示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1,試用結(jié)構(gòu)圖化簡方法求傳遞函數(shù)。（15分）圖1解：得傳遞函數(shù)為控制系統(tǒng)如圖2所示，系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的峰值時間為3s、超調(diào)量為20%,求K，a值。（15分）圖2解:開環(huán)傳遞函數(shù)閉環(huán)傳遞函數(shù)已知所以K，a分別為已知系統(tǒng)特征方程為，試求系統(tǒng)在S右半平面的根的個數(shù)及虛根值.(10分)解：列Routh表S511232S432448S30S248S0輔助方程,S24求導(dǎo)：24s=0S048答：系統(tǒng)沒有正根。對輔助方程求解，得一對虛根，其值為。4。單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，繪制K從0到+∞