自动控制原理考试试卷.doc

自动控制原理试题

2． （10分）已知某系统初始条件为零，其单位阶跃响应为，试求系统的传递函数及单位脉冲响应。
3.（12分）当从0到变化时的系统开环频率特性如题4图所示。表示开环增益。表示开环系统极点在右半平面上的数目。表示系统含有的积分环节的个数。试确定闭环系统稳定的值的范围。
（a）
（b）
（c）
题4图

题2图
4．（12分）已知系统结构图如下，试求系统的传递函数

1．（10分）已知某单位负反馈系统的开环传递函数为，求该系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应。
3．（10分）系统闭环传递函数为，若要使系统在欠阻尼情况下的单位阶跃响应的超调量小于16.3%，调节时间小于6s，峰值时间小于6.28s，试在S平面上绘出满足要求的闭环极点可能位于的区域。（8分）
6． （15分）已知最小相位系统的对数幅频特性曲线如下图所示（分段直线近似表示）

（1） 试写出系统的传递函数G(s)；
（2） 画出对应的对数相频特性的大致形状；
（3） 在图上标出相位裕量Υ。

1、．（10分）已知某单位负反馈系统的开环传递函数为，试求系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应。
3、（10分）已知系统的结构图如下，试求：
（1） 开环的对数幅频和相频特性曲线；
（2） 单位阶跃响应的超调量σ%，调节时间；
（3） 相位裕量γ，幅值裕量h。
7．（15分）已知系统结构图如下图所示，试求传递函数。

3． （10分）已知某系统初始条件为零，其单位阶跃响应为，试求系统的传递函数及单位脉冲响应。

题7图
8．（12分）已知系统结构图如下，试求系统的传递函数。

1． 某系统在单位阶跃输入及零初始条件下的输出响应为求系统的
传递函数和单位斜坡响应。（9分）
3. 某系统闭环特征方程为，试判定闭环稳定性，并确定闭环系统在右半平面、左半平面和虚轴的极点个数。（10分）

4.控制系统如下图所示，已知r(t)，n(t)=1(t)，求系统的稳态误差，并说明要想减小稳态误差应采取什么措施。（10分）

1．（13分）试求下图所示无源网络的传递函数，其中R12=1Ω，1H，1F，并
求当时系统的稳态输出。

一 、（12分）某系统方框图如图所示。试求传递函数 ，

三、（12分）典型二阶系统的开环传递函数为

当取时，系统的稳态输出为，试确定系统参数

2、（10分）已知系统开环幅相频率特性如下图所示，试根据奈氏判据判别系统的稳定性,并说明闭环右半平面的极点个数。其中为开环传递函数在s右半平面极点数，为开环系统积分环节的个数。

4、（10分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为，试求系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应。

5、（10分）已知一复合控制系统的方框图如下，试求：
（1） 无补偿通道时，系统的稳态误差；
（2） 加入补偿通道后系统的稳态误差。（12分）

1、（10分）系统方框图如下图所示，若系统单位阶跃响应的超调量，在单位斜坡输入时0.25,试求：
（1） ξ，ωn，K，T的值；

（2） 单位阶跃响应的调节时间，峰值时间。

4、（15分）已知最小相位系统的开环对数幅频渐近线如下图所示：
（1）试写出系统的开环传递函数；
（2）概略画出开环对数相频特性的大致曲线。

3、（12分）某系统方框图如下，试求：（1）；（2）。

5、（15）已知单位反馈系统的开环传递函数为，。
（1）绘制开环频率特性的极坐标图（从）；
（2）根据奈奎斯特稳定判据判断系统的稳定性；
（3）当系统不稳定时，计算闭环系统在右半平面的极点数。

三、（15分）已知某控制系统的结构图如下图所示：

图中，和分别是系统的给定输入和扰动输入量，是输出量。求：
（1） 确定系统在给定作用下的动态性能指标（超调量和调节时间）；
（2） 确定系统在给定信号和扰动信号共同作用下的稳态误差。

一、（20分）判断下列说法是否正确，在正确的前面画“T”，在错误的前面画“F”。每小题正确得1分，不判断不得分，判断错误扣1分。
1. 对于欠阻尼的二阶系统：
（ ）①当阻尼比保持不变时，无阻尼自振荡频率越大，系统的超调量也越大；
（ ）②当阻尼比保持不变时，无阻尼自振荡频率越大，系统的调节时间越小；
（ ）③当无阻尼自振频率不变时，阻尼比越大，系统的谐振峰值越大；
（ ）④当无阻尼自振频率不变时，阻尼比越大，系统的谐振频率越小。
2. 对于线性定常的负反馈控制系统：
（ ）①它的传递函数与外输入信号无关；
（ ）②它的稳定性与外输入信号无关；
（ ）③它的稳态误差与外输入信号无关；
（ ）④它的特征方程是唯一的。

二、（12分）某系统方框图如下，求传递函数。

(4)．已知系统的开环传递函数为在右半平面有两个极点，时的开环频率响应的如图（A）（B）（C）所示，试用判据确定K为哪一个值时，闭环系统是稳定的。

（A） （B） （C）
A：； B：； C：。

6、（12分）已知最小相位系统的对数幅频特性曲线如图所示。求：
（1） 此时系统的相位裕度？
（2） 若要使，则要系统开环增益为多少？

2、（10分）试建立题1图所示校正环节的动态结构图，并指出这是一个什么样的校正环节。
题1图
-
+

4.（15分）当从0到变化时的系统开环频率特性如题4图所示。表示开环增益。表示开环系统极点在右半平面上的数目。表示系统含有的积分环节的个数。试确定闭环系统稳定的值的范围。
（a）
（b）
（c）
题4图

6．（15分）单位负反馈系统开环传递函数。
（1）求系统的穿越频率和相角裕量，并分析系统的稳定性；

1、 （12分）已知系统的传递函数分别为
（1）；（2）；（3）；（其中
试分别画出以上三个系统的伯德图。
3、（12分）给定系统的动态结构图，如题1图所示。试求传递函数，。
题1图

4、（12分）具有单位负反馈系统的开环传递函数为试用劳斯判据判别闭环系统的稳定性及闭环特征根的分布情况。

2． 10分）已知系统的传递函数为，求在频率幅值的正弦输入信号作用下，系统的稳态输出的幅值和相位。

4．（9分）已知系统开环幅相频率特性如下图所示，试根据奈氏判据判别系统的稳定性,并说明闭环右半平面的极点个数。其中为开环传递函数在s右半平面极点数，为开环积分环节的个数。

6．（16分）某最小相位系统的开环对数幅频特性如下图所示，要求：
（1） 写出系统的开环传递函数；
（2） 利用相位裕量判断系统的稳定性；
（3） 将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。

三、（16分）已知最小相位系统的对数幅频特性曲线如下图所示：
1、试写出系统的传递函数G(s)。
2、画出对应的对数相频特性曲线的大致形状，用奈氏判据分析稳定性。
3、若系统稳定，在图上标出穿越频率和相位裕量Υ。

二、（10分）控制系统如下图所示，已知，， 、、、均大于零，求系统的稳态误差，并说明要想减小稳态误差应采取什么措施。

四、（9分）已知系统开环幅相频率特性曲线如下图所示，试根据奈氏判据判别系统的稳定性,并说明闭环右半平面的极点个数。其中为开环传递函数在s右半平面极点数，为开环积分环节的个数。

五、（15分）已知最小相位系统的开环对数幅频渐近线如下图所示：
1、试写出系统的开环传递函数。
2、概略画出开环对数相频特性的大致曲线。
3、若系统稳定，在图上标出穿越频率和相角裕量。

四、（15分）已知最小相位系统的开环对数幅频特性曲线如图所示。
1、求系统开环传递函数，用判据判稳定性；
2、绘制开环对数相频特性曲线，分析系统的稳定性；
3、计算剪切频率和相角裕量；
4、若系统稳定，确定系统在何种典型输入下有差？单位幅度输入时稳态误差是多少？

三、（15分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为，
且。
1、用稳定判据分析系统的稳定性；
3、绘制图及曲线，由稳定判据分析系统稳定性。

四、（15分）已知最小相位系统的开环对数幅频特性曲线如图所示。

L

1、求系统开环传递函数，用判据判稳定性；；
2、绘制开环对数相频特性曲线，分析系统的稳定性；
3、计算剪切频率和相角裕量（小数点后保留1位）。
4、若系统稳定，确定系统在何种典型输入下有差？单位幅度输入时稳态误差是多少？

7、 最小相位系统的开环对数幅频特性如下图所示，
试求：（1）系统的开环传递函数；
（2）画出对应的对数相频特性曲线的大致形状；
（3）求出相位稳定裕量。（15分）
2、（10分）已知某单位负反馈系统的开环传递函数为，在正弦信号作用下，闭环系统的稳态响应，试计算的值。
3、（10分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为，求当相位裕量Υ=45°时的K值。
6、（15分）某系统方框图如图所示，试求传递函数。
8、（15分）已知系统开环传递函数为试用奈奎斯特稳定判据判断其稳定性。
1），求出处于临界稳定的值；
2）时，讨论的稳定范围。

3．欠阻尼二阶系统的阻尼比越小，系统的平稳性越。
4．控制系统的稳定性与结构关，与外作用关。
5．控制系统的稳态误差与结构参数关，与外作用关。
6．减小阻尼比使二阶系统单位斜坡响应的稳态误差，使超调量。

八、（10分）设单位负反馈系统的开环传递函数为。当系统受到输入信号的作用时，求系统的稳态输出。

七、（20分） 系统结构图以及校正后的对数幅频特性渐近线如下图所示。
求：（1）写出串联校正装置的传递函数；
（2）画出的幅频特性渐近线，标明各转折点角频率；
（3）计算校正后的相角裕量。

0
0.01
0.1
1
10
100
-20
-40
-40
-60
-20
5
20

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