《自动控制原理》A卷(自动化专业).doc

山东科技大学2006 —2007 学年第一学期
《自动控制原理（1）》考试试卷（A卷）
班级 姓名 学号
题号
一
二
三
四
总得分
评卷人
审核人
得分

一、填空题（每空1分，共10分）
1、 既有前向通路又有反馈通路的控制方式称为___闭环（或反馈）_____________控制。
2、 自动控制系统按照给定量的变化规律不同分为__定值（或恒值）___控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
3、 对控制系统的要求是_稳__、准、快。
4、 表征被控对象运行情况且需要控制的物理量称为_被控参数__。
5、 根轨迹是指_闭环__系统特征方程式的根在s平面上变化的轨迹。
6、 线性系统稳定的充分必要条件是闭环传递函数的极点均严格位于s______左____半平面。
7、 离散系统闭环传递函数为，则该系统稳定的充分必要条件是_ __。
8、 在二阶系统中引入比例-微分控制会使系统的阻尼系数__增加____。
9、已知单位反馈系统的开环传递函数，则在斜坡信号作用下的稳态误差为__0.1__。
10、串联滞后校正利用滞后网络的高频幅值_____衰减___特性。
二、计算题（45分）
1、 无源网络如下，求该网络的传递函数Uo(s)/Ui(s)。（7分）

C1
R1
R2
C2
ui
uo

（2分）
（2分）
（3

2、 系统结构图如下，利用梅森公式求系统的传递函数C（s）/R（s）。（10分）

（2分）
一个前向通路：，（2分）
三个单独回路：，无互不接触回路。（3分）
（3分）

3、某控制系统的方框图如图所示，试求 (16分)
(1) 该系统的开环传递函数、闭环传递函数和误差传递函数。
（1） (2分)
(2分)
(2分)
(2) 若保证阻尼比和单位斜坡函数的稳态误差为，求系统参数K和。
（2） （2分）
，
综合上面的式子，得
， （4分）
(3) 计算超调量和调节时间。（4分）

4、已知离散系统结构图如图所示，为采样周期，确定使系统稳定的K值范围。(12分)

解 由系统结构图可得

(3分)

离散系统特征方程为
(3分)
利用劳斯判据求解：
令，代入方程化简后得
(3分)
根据劳斯判据得系统稳定的条件为
(3分)

三、作图题(15分)
1、已知单位反馈系统的开环传递函数为，试绘制闭环系统的根轨迹，并判断使系统稳定的范围。
四、综合题(每题15分，共30分)
1、已知非线性系统的结构图如图所示（15分）

图中非线性环节的描述函数为，线性环节的传递函数为，试用描述函数法分析系统自激振荡的频率和振幅。
2、已知一最小相位系统开环的对数幅频特性如下图所示（15分）
（1） 试写出系统开环传递函数。
（2） 计算截止频率和相角裕度。
（3） 若系统原有的开环传递函数为，而校正后的对数幅频特性如下图所示，求串联校正装置的传递函数。

-40dB/dec
-20dB/dec
1
40
ω
L(ω)
dB
4
100
-40dB/dec

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