12自动控制原理试卷及答案.doc

三峡大学　试卷纸　 班级 学号　　　　　 　姓名　　　　 　　

试　题　不　要　超　过　密　封　线

大学成人教育 年 学期
《 自动控制理论》课程考试试卷( A 卷)
专业 命题教师

注 意：1、本试卷共 页； 2、考试时间: 110 分钟；
3、姓名、学号必须写在指定地方。
题 号
一
二
三
四
五
六
总 分
得 分

一、填空题（每空 1 分，共15分）
1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 与反馈量的差值进行的。
2、复合控制有两种基本形式：即按 的前馈复合控制和按 的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为，则G(s)为 （用G1(s)与G2(s) 表示）。
4、典型二阶系统极点分布如图1所示，
则无阻尼自然频率 ，
阻尼比 ，
该系统的特征方程为 ，
该系统的单位阶跃响应曲线为 。

5、若某系统的单位脉冲响应为，
则该系统的传递函数G(s)为 。
6、根轨迹起始于 ，终止于 。
7、设某最小相位系统的相频特性为，则该系统的开环传递函数为 。
8、PI控制器的输入－输出关系的时域表达式是　　　　　　　　　　　，
其相应的传递函数为　　　　　　　　　　，由于积分环节的引入，可以改善系统的　　　　　　　性能。
二、选择题（每题 2 分，共20分）
1、采用负反馈形式连接后，则 ( )
A、一定能使闭环系统稳定； B、系统动态性能一定会提高；
C、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；
D、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。
2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。
A、增加开环极点； B、在积分环节外加单位负反馈；
C增加开环零点； D、引入串联超前校正装置。
3、系统特征方程为 ，则系统 ( )
A、稳定； B、单位阶跃响应曲线为单调指数上升；
C、临界稳定； D、右半平面闭环极点数。
4、系统在作用下的稳态误差，说明 ( )
A、 型别； 　 B、系统不稳定；
C、 输入幅值过大； D、闭环传递函数中有一个积分环节。

5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是( )
A、主反馈口符号为“-” ； B、除外的其他参数变化时；
C、非单位反馈系统； D、根轨迹方程（标准形式）为。
6、开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标( ) 。
A、超调 B、稳态误差 C、调整时间 D、峰值时间
7、已知开环幅频特性如图2所示， 则图中不稳定的系统是( )。
系统① 系统② 系统③
图2
A、系统① B、系统② C、系统③ D、都不稳定
8、若某最小相位系统的相角裕度，则下列说法正确的是 ( )。
A、不稳定； B、只有当幅值裕度时才稳定；
C、稳定； D、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。
9、若某串联校正装置的传递函数为，则该校正装置属于( )。
A、超前校正 B、滞后校正 C、滞后-超前校正 D、不能判断
10、下列串联校正装置的传递函数中，能在处提供最大相位超前角的是：
A、 B、 C、 D、

三、(8分)试建立如图3所示电路的动态微分方程并求传递函数。

图3

四、（共20分）系统结构图如图4所示：
图4

1、 写出闭环传递函数表达式；（10分）

2、 要使系统满足条件：,,试确定相应的参数和；（10分）

五、(共30分)已知某单位反馈系统的开环传递函数为:
1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹（求出：渐近线、分离点、与虚轴的交点等）；（15分）

2、确定使系统满足的开环增益的取值范围。（15分）

试题答案
一、填空题(每题1分，共15分)
1、给定值
2、输入；扰动；
3、G1(s)+G2(s)；
4、； ；；衰减振荡
5、；
6、开环极点；开环零点
7、
8、；； 稳态性能

二、判断选择题(每题2分，共 20分)
1、D　　2、A　　3、C　　4、A　　5、D　　6、A　　7、B　　8、C 9、B　10、B

三、(8分)建立电路的动态微分方程，并求传递函数。

解：1、建立电路的动态微分方程
根据KCL有 (2分)
即 (2分)

2、求传递函数

对微分方程进行拉氏变换得
(2分)
得传递函数 (2分)
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四、
解：1、（
2、（
五、()

1、绘制根轨迹
(1)系统有有3个开环极点（起点）：0、-3、-3，无开环零点（有限终点）；（1分）
(2)实轴上的轨迹：（-∞，-3）及（-3，0）； （1分）
(3) 3条渐近线： （2分）
(4) 分离点： 得： （2分）

(5)与虚轴交点：
（2分）
绘制根轨迹如右图所示。
2、开环增益K与根轨迹增益Kr的关系：
得 （1分）
系统稳定时根轨迹增益Kr的取值范围：， （2分）
系统稳定且为欠阻尼状态时根轨迹增益Kr的取值范围：， （3分）　
系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围： （1分）

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