自动控制原理试题及答案 (2).doc

课程教学
大纲编号： 100102
课程名称： 自动控制原理 学分 4.5 试卷编号：100102015
考试方式： 闭卷考试 考试时间： 120 分钟 满分分值： 100
组卷年月： 2000/5 组卷教师： 向峥嵘 审定教师； 陈庆伟

一、(6分) 判断题
1. 线性系统的传递函数与系统的结构及输入信号有关。（ ）
2. 传递函数中的s是有量纲的。（ ）
3. 系统的脉冲响应反映了系统的静、动特性，可作为系统的数学模型。（ ）
4. 线性系统的稳定性只与系统的结构有关。（ ）
5. 闭环系统的极点是稳定的实极点，则阶跃响应是无起调的。（ ）
6. 稳态误差为无穷大的系统是不稳定的系统。（ ）
7. 幅频特性相同的系统相频特性必相同。（ ）
8. 单位负反馈系统的开环传递函数为，式中,则该系统的稳定性与的大小无关（ ）
9. 当系统输入正弦信号时，系统的稳态输出称之为频率特性。（ ）
10. 由最大相位系统的Bode图，当时，若，则由该系统所得的单位负反馈系统必稳定。（ ）
11. 单位负反馈系统的开环系统的中频段决定了系统的动静态性能。（　　　　）
12. 串联滞后矫正是利用矫正网络的滞后特性从而改善系统性能的。（　　　　 ）
二、(10分) 求图示系统的传递函数。
三、(18分) 已知某单位反馈系统的开环传递函数为，
1． 试求出该系统的单位阶跃响应的起调量和调整时间，并画出阶跃响应的大致 图形，在图上表出性能指标，的定义(取5%)；
2． 为了改善系统性能，对该系统实施速度反馈，试画出速度反馈系统的方块图。为使系统的阻尼比为0.7，速度反馈系数为多少？
四、(18分) 设某控制系统如图所示，误差定义为，试选择参数z和b的值，使系统对速度输入信号的稳定误差为0。

五、(10分) 该控制系统的结构如图，现在为了使系统特征方程的根的实数部分小于-1，试确定传递函数k的数值范围。

六、(15分) 设单位负反馈系统的开环传递函数为，试作出相应的根轨迹图，确定使系统的开环放大倍数且系统增益裕度的值的范围。
七、计算作图题(10分)
已知单位负反馈的开环传递函数如下：试画出极坐标图，要求画出相角裕量和幅值裕量。 1.
七、计算作图简答题(10分)
已知某单位负反馈系统，矫正前的开环传递函数为，矫正后的开环传递函数为，试求：
1． 矫正前后系统的静态速度误差系数，穿越频率及相位裕度。
2． 矫正装置是那种类型？
3． 说明矫正后的系统，哪些方面的特性得到了改善？哪些方面会多出新问题？
课程名称： 自动控制原理 学分 4.5 教学大纲编号： 100102
试卷编号：100102015 考试方式： 闭卷考试 满分分值 100 考试时间： 120 分钟

一．（12分）
1.F; 2.T 3.T 4.F 5.T 6F 7.F 8.T 9.F. 10.T 11.F 12.F
二（10分）

三．（18分）
解：
1． 为典型二阶系统，
（弧度/秒），；

2．

（弧度/秒），

得

四．（10分）
解：
当时，,

当时，
五．（10分）

六．（15分）
解：开环极点
实轴上根轨迹
渐进线
与虚轴交点

1 16
7

临界稳定时的 （令得到）
此时，由行
即，得。
由于开环放大倍数 要求即
又增益裕度为，要求即

所以当时，能满足，增益裕度的要求。
七．（10分）
（1）

（2）

八．（15分）
1． 校正前：；
校正后：
2． 相位超前校正。
3． 稳定误差未变。快速性和稳定性得到了改善。不过，系统抗高频干扰的能力有所下降。