2007第二学期自动控制原理考试试题A卷及答案.doc

一、 填空题(共35分, 除最后两小题各为2分外, 其它各小题均为每空1分)：
1、 线性定常连续控制系统按其输入量的变化规律特性可分为_____________系统、随动系统和_____________系统。
2、 线性系统的主要特点是具有_______性和齐次性。
3、 传递函数为 [12(s+10)] / {(s+2)[(s/3)+1](s+30)} 的系统的零点为________， 极点为_____________， 增益为____________，其单位阶跃响应为________________________；该系统的可近似为传递函数为________________的二阶系统。
4、 分析自动控制系统时常用的典型输入信号是阶跃信号、斜坡信号、抛物线信号、_________________和__________________。
5、 自动控制系统包含________________和自动控制装置两大部分。
6、 线性系统数学模型的其中五种形式是微分方程、传递函数、________________、___________________、____________________。
7、________是确定平面上根轨迹的充分必要条件，而用____________确定根轨迹上各点的根轨迹增益k*的值。当n-m≥___________时, 开环n 个极点之和等于闭环n个极点之和。
8、对自动控制的性能要求可归纳为___________、____________和准确性三个方面， 在阶跃响应性能指标中，调节时间体现的是这三个方面中的__________，而稳态误差体现的是___________________________。
9、香农采样定理指出：如果采样器的输入信号e( t )具有有限宽带，并且有直到ωh 的频率分量，则使信号e( t ) 完满地从采样信号e*( t ) 中恢复过来的采样周期T 要满足下列条件：_____________________。
10、对于给定的阻尼比，二阶系统的峰值时间和调整时间均与系统的谐振频率成_____比。
11、非线性系统的描述函数N（A）定义为非线性环节的输出___________与输入正弦量的复数比。非线性系统如其线性部分的传递函数为G（s），则系统产生自激振荡的条件为G（jω）=____________； 如G(s)是最小相位系统，若G（jω）曲线不包围____________曲线，则系统是稳定的。
12、已知一系统单位脉冲响应为，则系统的传递函数为__________________。
13、.表征一阶系统K/（Ts+1）静态特性的参数是____k_____，动态特性的参数是___t____。
14、线性二阶系统当ζ=0时，系统有一对纯虚根，其 阶跃响应为_______________过程，奇点类型是________________。
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2007～2008学年第一学期自动控制原理科目考试试题A卷

15、差分方程为的
系统的脉冲传递函数是：{ }

16、已知单位反馈系统的开环传递函数为G（S）=1/（S+1），则闭环系统在
r( t )=sin2t时的稳态输出c( t )=______________________________。
二．分析题（共65分）
1、求下图所示电路的传递函数及微分方程（8分）。

2、已知系统的结构图如下图所示，求系统的传递函数 (6分)

3、已知系统的特征方程为 =0 ,
试判定系统的稳定性，并说明位于右半S平面的特征根数目 (8分)。
4、一单位负反馈系统的开环传递函数为G（s）= 8/ [s2 (s+2)], 试计算输入r( t )分别为1( t )、t和t2时，以及r(t)=1( t )+ t + t2时，系统的稳态误差 （8分）。
5、已知开环零极点分布如图所示，试绘出相应的闭环根轨迹概略图（6分）。

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6、一最小相位系统传递函数的渐近对数幅频曲线如下图所示。 （12分）
（1） 求其传递函数。
（2） 概略绘制系统的奈氏曲线图及用奈氏判据分析该系统的稳定性。
（3） 说明能否直接由该渐近对数幅频曲线判断系统的稳定性。

7、已知离散控制系统结构如下图所示，采样周期T=1秒，求系统闭环脉冲传递函数及分析系统的稳定性（10分）。

8、已知非线性系统的微分方程为

试求系统的奇点并判断其类型（7分）。

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2007～2008学年第二学期自动控制原理试题A卷答案
一、填空题
1、恒值控制；程序控制。
2、叠加。
3、-10；-2，-3，-30；2； ；
[1.2(s+10)]/[( s+2)( s+3)]。
4、正弦信号；脉冲信号。
5、被控对象。
6、差分方程；脉冲传递函数；方框图和信号流图。
7、相角条件；幅值条件；2。
8、稳定性；快速性；快速性；稳定性和准确性。
9、

10、反。
11、输出基波分量；-1/N(A)；-1/N(A)。
12、3/（s+1.25）。
13、K；T 。
14、等幅振荡；稳定中点。
15、。
16、。

二．分析题
1、传递函数： ；
微分方程： 。
2、

3、 =0
Routh： S5 1 2 11
S4 2 4 10
S3
S2 10
S
S0 10
第一列元素变号两次，有2个正根。
4、 为2型系统，=， = ， =K=4
当输入r( t )分别为1( t )、t和t2时，ess分别为0，0，1/4 ；
当r(t)=1( t )+ t + t2时，根据线性系统的叠加原理，ess =1/4
5、

6、（1）依图可写出
，
所以

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=1/4
（2）

（3）可以直接由该渐近对数幅频曲线判断系统的稳定性。
7、

闭环特征方程 Z2+4.952Z+0.368=0
Z1=-0.076 , Z2=-4.876
系统特征方程的根有一个在单位圆外，因此，该离散系统不稳定。
8、

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