自动控制理论试卷B答案.doc

自动控制理论试卷B答案
一、填空题（每空 1 分，共20分）
1、在水箱水温控制系统中，受控对象为 水箱 ，被控量为 水温 。
2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为 开环控制系统 ；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为 闭环控制系统 ；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 闭环控制系统 。
3、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统 稳定 。
4、传递函数是指在　零 初始条件下、线性定常控制系统的　输出的拉氏变换　　与　　　输入拉氏变换 之比。
5、控制系统的数学模型，取决于系统　结构　和 参数 , 与外作用及初始条件无关。
6、在二阶系统的单位阶跃响应图中，定义为 调节时间 。是 超调量 。
7、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面，即： 稳定性 、 快速性 、和 准确性 ，其中最基本的要求是 稳定性 。
8、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为，则该系统的开环传递函数为 。
9、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有 微分方程 、 传递函数 等。

二、选择题（每题 2 分，共10分）
1、关于传递函数，错误的说法是 ( B )
A 传递函数只适用于线性定常系统；
B 传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响；
C 传递函数一般是为复变量s的真分式；
D 闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。
2、已知单位负反馈系统的开环传递函数为，则该系统的闭环特征方程为 ( B )。
A、 B、
C、 D、与是否为单位反馈系统有关

3、已知系统的开环传递函数为，则该系统的开环增益为 ( C )。
A、 50 B、25 C、10 D、5
4、二阶系统的性能指标中表示超调量的参数为( A ) 。
A、 B、 C、 D、
5、下列系统中属于不稳定的系统是( D )。
A、闭环极点为的系统 B、闭环特征方程为的系统
C、阶跃响应为的系统 D、脉冲响应为的系统
三、试建立如图所示机械位移系统的动态微分方程，并求传递函数，其中位移为输入，位移为输出。(15分)

解：的引出点作为辅助点，根据力的平衡原则，可列出如下原始方程：

移项整理得系统微分方程：

对上式进行拉氏变换，并注意到运动由静止开始，即：

则系统传递函数为：

四、对下面系统结构图进行化简，求出其传递函数。（共15分）

解：

所以：

五、已知某单位反馈系统的开环传递函数为，试求系统的动态性能指标、 。（共20分）
解：系统的闭环传递函数为：

可得：，
所以：

，

六、若某系统在单位阶跃输入r(t)=1(t)时，零初始条件下的输出响应，试求系统的传递函数和脉冲响应。（共20分）
解：对输出响应取拉氏变换的：

因为：

所以系统的传递函数为：

所以系统的单位脉冲响应为：