期末考试试题集-自动控制原理(含完整答案)

自动控制原理1

一、单项选择题（每小题1分，共20分）

1. 系统和输入已知,求输出并对动态特性进行研究,称为（ ）

A。系统综合 B。系统辨识 C.系统分析 D。系统设计 2。 惯性环节和积分环节的频率特性在（ )上相等。

A。幅频特性的斜率 B。最小幅值 C。相位变化率 D。穿越频率 3. 通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（ ） A.比较元件 B.给定元件 C。反馈元件 D。放大元件 4。 ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（ ） A.圆 B.半圆 C。椭圆

D.双曲线

5。 当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量,电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（ ）

A.比例环节 B。微分环节 C.积分环节 D.惯性环节

6。 若系统的开环传 递函数为

10,则它的开环增益为( )

s(5s2)A.1 B。2 C.5 D.10 7. 二阶系统的传递函数G(s)5，则该系统是( ） 2 s2s5A.临界阻尼系统 B。欠阻尼系统 C.过阻尼系统 D.零阻尼系统 8. 若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn,则可以（ )

A.提高上升时间和峰值时间 B.减少上升时间和峰值时间 C。提高上升时间和调整时间 D.减少上升时间和超调量 9。 一阶微分环节G(s)1Ts,当频率1时,则相频特性G(j)为（ ） TA。45° B。-45° C.90° D.—90° 10。最小相位系统的开环增益越大，其（ )

A.振荡次数越多 B.稳定裕量越大 C。相位变化越小 D。稳态误差越小

11.设系统的特征方程为Dss48s317s216s50，则此系统 （ ） A。稳定 B。临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。 12.某单位反馈系统的开环传递函数为：Gsk，当k=( ）时，闭环系统临界稳定。

s(s1)(s5)A.10 B。20 C。30 D.40

13。设系统的特征方程为Ds3s410s35s2s20，则此系统中包含正实部特征的个数有（ ） A.0 B。1 C.2 D.3 14。单位反馈系统开环传递函数为Gs5,当输入为单位阶跃时,则其位置误差为（ ） 2s6ssA.2 B.0.2 C.0.5 D.0.05 15。若已知某串联校正装置的传递函数为Gc(s)s1，则它是一种( ）

10s1A。反馈校正 B.相位超前校正 C.相位滞后—超前校正 D。相位滞后校正 16。稳态误差ess与误差信号E（s）的函数关系为（ ） A.esslimE(s) B.esslimsE(s)

s0s0C。esslimE(s) D。esslimsE(s)

ss17.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性,最方便的是( ） A.减小增益 B。超前校正 C。滞后校正 D.滞后—超前 18。相位超前校正装置的奈氏曲线为( ）

A。圆 B。上半圆 C。下半圆 D.45°弧线

19.开环传递函数为G（s）H(s）=

K，则实轴上的根轨迹为（ ) 3s(s3)A.（—3,∞) B。(0,∞） C。(—∞，—3） D。(—3，0)

20。在直流电动机调速系统中，霍尔传感器是用作（ )反馈的传感器。 A.电压 B。电流 C。位移 D。速度 二、填空题(每小题1分，共10分） 21。闭环控制系统又称为 系统。

22。一线性系统，当输入是单位脉冲函数时，其输出象函数与 相同。 23.一阶系统当输入为单位斜坡函数时，其响应的稳态误差恒为 。 24.控制系统线性化过程中，线性化的精度和系统变量的 有关。 25.对于最小相位系统一般只要知道系统的 就可以判断其稳定性。 26。一般讲系统的位置误差指输入是 所引起的输出位置上的误差。 27。超前校正是由于正相移的作用，使截止频率附近的 明显上升,从而具有较大 的稳定裕度。

28.二阶系统当共轭复数极点位于 线上时，对应的阻尼比为0.707. 29.PID调节中的“P”指的是 控制器。

30。若要求系统的快速性好，则闭环极点应距虚轴越_ _越好。

三，计算题(第41、42题每小题5分，第43 、44题每小题10分，共30分） 41。求图示方块图的传递函数,以Xi (s)为输入，X0 (s）为输出。

G4 Xi(s) + - + - G1 + - G2 G3 + + X0(s) H3 H2 H1 42.建立图示系统的数学模型,并以传递函数形式表示。

k1 x0 k2 M fi 43。欲使图所示系统的单位阶跃响应的最大超调量为20%,峰值时间为2秒，试确定K和 K1值。

D

Xi(s) + K 1s2X0(s) 1+K1s 44。系统开环频率特性由实验求得，并已用渐近线表示出。试求该系统的开环传递函数。（设系统是最小相位系统)。

自动控制原理2

一、单项选择题(每小题1分，共20分）

1。 系统已给出,确定输入，使输出尽可能符合给定的最佳要求,称为（ ） A.最优控制 B。系统辨识 C。系统分析 D.最优设计

2. 与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（ ）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。

A.输出量 B。输入量 C。扰动量 D。设定量 3。 在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（ )指标密切相关。 A.允许的峰值时间 B。允许的超调量 C。允许的上升时间 D.允许的稳态误差 4. 主要用于产生输入信号的元件称为（ ）

A。比较元件 B。给定元件 C.反馈元件 D.放大元件 5。 某典型环节的传递函数是Gs15s1，则该环节是( ） A。比例环节 B.积分环节 C。惯性环节 D.微分环节 6。 已知系统的微分方程为3x0t6x0t2x0t2xit，则系统的传递函数是( ) A。

23s26s2 B。13s26s2

C。22s26s3 D.12s26s3 7. 引出点前移越过一个方块图单元时，应在引出线支路上（ )

A。并联越过的方块图单元 B。并联越过的方块图单元的倒数 C。串联越过的方块图单元 D。串联越过的方块图单元的倒数 8。 设一阶系统的传递G(s)7s2，其阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为( ） A.7 B。2 C。7 D.122

9。 时域分析的性能指标，哪个指标是反映相对稳定性的（ ）

A.上升时间 B。峰值时间 C。调整时间 D.最大超调量 10. 二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为（ ） A。谐振频率

B。截止频率 C。最大相位频率 D。固有频率

11. 设系统的特征方程为Dss42s3s22s10，则此系统中包含正实部特征的个数为（A。0 B.1 C.2 D.3

） 12. 一般为使系统有较好的稳定性，希望相位裕量为（ ）

A.0～15 B。15～30 C。30～60 D。60～90 13. 设一阶系统的传递函数是Gs2，且容许误差为5%，则其调整时间为（ ) s1A。1 B。2 C.3 D。4 14. 某一系统的速度误差为零，则该系统的开环传递函数可能是（ )

A.

sdKKK B. C。 D.2 Ts1s(sa)(sb)s(sa)s(sa)4，当输入为单位斜坡时，其加速度误差为( ） 22s(s3s2)15. 单位反馈系统开环传递函数为GsA.0 B。0.25 C。4 D。 16. 若已知某串联校正装置的传递函数为Gc(s)s1，则它是一种( ）

0.1s1A.相位超前校正 B。相位滞后校正 C.相位滞后—超前校正 D。反馈校正 17. 确定根轨迹大致走向，一般需要用（ ）条件就够了。

A.特征方程 B.幅角条件 C.幅值条件 D。幅值条件+幅角条件 18. 某校正环节传递函数Gc(s)100s1,则其频率特性的奈氏图终点坐标为（ )

10s1A.(0，j0) B。(1，j0) C。(1，j1) D。（10，j0）

19. 系统的开环传递函数为

K，则实轴上的根轨迹为（ ）

s(s1)(s2)A。(—2，-1）和（0，∞） B。（-∞，—2）和（-1，0) C。（0，1）和(2，∞)

D。(-∞,0)和（1，2)

20. A、B是高阶系统的二个极点，一般当极点A距离虚轴比极点B距离虚轴大于（ ）时，分析系统时可忽略极点A。

A。5倍 B。4倍 C。3倍 D。2倍 二、填空题（每小题1分，共10分）

21.“经典控制理论”的内容是以 为基础的。

22.控制系统线性化过程中，变量的偏移越小，则线性化的精度 。 23.某典型环节的传递函数是G(s)1,则系统的时间常数是 。 s224。延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使 发生变化.

25.若要全面地评价系统的相对稳定性，需要同时根据相位裕量和 来做出判断. 26.一般讲系统的加速度误差指输入是 所引起的输出位置上的误差。 27.输入相同时，系统型次越高，稳态误差越 。

28.系统主反馈回路中最常见的校正形式是 和反馈校正 29。已知超前校正装置的传递函数为Gc(s)2s1，其最大超前角所对应的频率

0.32s1m 。

30。若系统的传递函数在右半S平面上没有 ,则该系统称作最小相位系统。

三、计算题（第41、42题每小题5分，第43 、44题每小题10分，共30分） 41.根据图示系统结构图，求系统传递函数C（s）/R（s)。

42。建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示.

H1(s) R(s) + − − G1(s) + G2(s) G3(s) C(s) + - H3(s) y0(t) 43。已知系统的传递函数G(s)

10,试分析系统由哪些环节组成并画出系统的Bode图。

s(0.1s1)44。电子心率起搏器心率控制系统结构如图所示,其中模仿心脏的传递函数相当于一个纯积分环节，要求： (1)若0.5，对应最佳响应,问起搏器增益K应取多大。

（2)若期望心速为60次/min，并突然接通起搏器，问1s后实际心速为多少？瞬时的最大心速多大。

自动控制原理3

1。 如果被调量随着给定量的变化而变化，这种控制系统叫( )

A.恒值调节系统 B.随动系统 C。连续控制系统 D。数字控制系统

2. 与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（ ）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。

A.输出量 B.输入量 C。扰动量 D。设定量 3。 直接对控制对象进行操作的元件称为（ )

A。给定元件 B.放大元件 C.比较元件 D.执行元件 4. 某典型环节的传递函数是Gs1，则该环节是( ） TsA.比例环节 B。惯性环节 C。积分环节 D。微分环节

5. 已知系统的单位脉冲响应函数是yt0.1t2，则系统的传递函数是（ )

A。

0.2s3 B.0.10.10.2s C.s2 D.s2

6. 梅逊公式主要用来（ ）

A.判断稳定性 B。计算输入误差 C。求系统的传递函数 D.求系统的根轨迹

7. 已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡,则其阻尼比可能为( ） A.0.6 B。0。707 C。0 D。1

8。 在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（ ）指标密切相关. A.允许的稳态误差 B。允许的超调量 C.允许的上升时间 D。允许的峰值时间 9. 设一阶系统的传递G(s)7s2，其阶跃响应曲线在t =0处的切线斜率为（ ) A.7 B.2 C.72 D。12

10。若系统的传递函数在右半S平面上没有零点和极点，则该系统称作（ ) A。非最小相位系统 B。最小相位系统 C.不稳定系统 D。振荡系统 11.一般为使系统有较好的稳定性，希望相位裕量为（ ）

A.0～15 B。15～30 C.30～60 D。60～90 12.某系统的闭环传递函数为:GBss2ks33s24s2k,当k=（ ）时,闭环系统临界稳定.

A.2 B.4 C.6 D.8

13。开环传递函数为G(s)H(s)KS3(S4)，则实轴上的根轨迹为（ ）

A.（－4，∞) B.(－4,0) C.（－∞,－4） D.( 0，∞) 14.单位反馈系统开环传递函数为Gs4s2(s23s2)，当输入为单位斜坡时,其加速度误差为（A.0 B。0。25 C。4 D。

） 15.系统的传递函数Gs5，其系统的增益和型次为 ( ）

s2(s1)(s4)A。5,2 B.5/4,2 C.5，4 D.5/4，4 16。若已知某串联校正装置的传递函数为Gj(s)s12s1，则它是一种( ）

10s10.2s1A。相位滞后校正 B.相位超前校正 C.相位滞后—超前校正 D。反馈校正

的关系,通常是（ ) 17。进行串联超前校正前的穿越频率c与校正后的穿越频率c B。c〉c C。c〈c D.c与c无关 A.c=cK*18。已知系统开环传递函数G(s)，则与虚轴交点处的K＊=（ ）

s(s1)(s2)A。0 B.2 C。4 D.6 19。某校正环节传递函数Gc(s)100s1,则其频率特性的奈氏图终点坐标为( )

10s1A.(0，j0) B。（1，j0） C。(1,j1） D.(10，j0)

20.A、B是高阶系统的二个极点，一般当极点A距离虚轴比极点B距离虚轴大于（ )时，分析系统时可忽略极点A。

A.5倍 B。4倍 C.3倍 D.2倍 21。对控制系统的首要要求是系统具有 。

22。在驱动力矩一定的条件下,机电系统的转动惯量越小,其 越好。 23。某典型环节的传递函数是G(s)1，则系统的时间常数是 . s224。延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使 发生变化。

25.二阶系统当输入为单位斜坡函数时，其响应的稳态误差恒为 。 26。反馈控制原理是 原理. 27。已知超前校正装置的传递函数为Gc(s)2s1,其最大超前角所对应的频率m .

0.32s128.在扰动作用点与偏差信号之间加上 能使静态误差降为0。

29。超前校正主要是用于改善稳定性和 。

30。一般讲系统的加速度误差指输入是 所引起的输出位置上的误差。 41。求如下方块图的传递函数。 Xi(S) G4 + + G2 H G3 + − G1 + − X0(S) Δ 42。建立图示系统的数学模型,并以传递函数形式表示.

Fi (t) 43.设单位反馈开环传递函数为G(s)K值下的ts,tp,tr,Mp.

K，求出闭环阻尼比为0.5时所对应的K值，并计算此

s(5s50)44.单位反馈开环传递函数为G(s)10(sa)，

s(s2)(s10)（1)试确定使系统稳定的a值；

（2）使系统特征值均落在S平面中Re1这条线左边的a值。

自动控制原理4

1. 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（ ）

A。系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计

2。 开环控制系统的的特征是没有（ ）

A。执行环节 B.给定环节 C。反馈环节 D.放大环节 3. 主要用来产生偏差的元件称为（ ）

A.比较元件 B.给定元件 C。反馈元件 D.放大元件 4。 某系统的传递函数是Gs1es2s1,则该可看成由（ ）环节串联而成。 A.比例、延时 B。惯性、导前 C.惯性、延时 D.惯性、比例

5. 已知F(s)s22s3s(s25s4) ，其原函数的终值f(t)（ ） tA.0 B。∞ C.0。75 D。3 6. 在信号流图中，在支路上标明的是（ ）

A。输入 B。引出点 C。比较点 D.传递函数 7 。设一阶系统的传递函数是Gs3s2，且容许误差为2％，则其调整时间为（ ） A.1 B。1。5 C。2 D。3

8. 惯性环节和积分环节的频率特性在（ )上相等。

A。幅频特性的斜率 B。最小幅值 C.相位变化率 D。穿越频率 9. 若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn,则可以（ ）

A。提高上升时间和峰值时间 B.减少上升时间和峰值时间 C.提高上升时间和调整时间 D。减少上升时间和超调量

10。二阶欠阻尼系统的有阻尼固有频率ωd、无阻尼固有频率ωn和谐振频率ωr比较（ ） A。ωr＞ωd ＞ωn B。ωr＞ωn ＞ωd C。ωn ＞ωr＞ωd D。ωn ＞ωd＞ωr

11。设系统的特征方程为Ds3s410s35s2s20,则此系统中包含正实部特征的个数有（A。0 B。1 C.2 D.3 12.根据系统的特征方程Ds3s3s23s50，可以判断系统为( ）

） A.稳定 B。不稳定 C。临界稳定 D。稳定性不确定 13.某反馈系统的开环传递函数为：Gs(2s1),当( ）时，闭环系统稳定。

s2(T1s1)A.T12 B.T12 C.T12 D。任意T1和2 14。单位反馈系统开环传递函数为Gs4，当输入为单位阶跃时，其位置误差为( )

s23s2A.2 B.0。2 C.0。25 D。3 15。当输入为单位斜坡且系统为单位反馈时，对于II型系统其稳态误差为( ） A。0 B。0.1/k C.1/k D. 16。若已知某串联校正装置的传递函数为Gc(s)2s，则它是一种（ ) A.相位滞后校正 B。相位超前校正 C。微分调节器 D.积分调节器 17。相位超前校正装置的奈氏曲线为（ ）

A.圆 B。上半圆 C。下半圆 D.45°弧线 18。在系统中串联PD调节器，以下那一种说法是错误的( ）

A。是一种相位超前校正装置 B.能影响系统开环幅频特性的高频段 C.使系统的稳定性能得到改善 D。使系统的稳态精度得到改善 19。根轨迹渐近线与实轴的交点公式为（ ）

nmmnPjZiZiPjA。

j1i1nm B.

i1j1nm

mnnmZiPjPjiC。

i1j1Znm D.

j1i1nm

20。直流伺服电动机—测速机机组(型号为70SZD01F24MB）实际的机电时间常数为（A。8.4 ms B.9.4 ms C。11。4 ms D。12.4 ms

21。根据采用的信号处理技术的不同，控制系统分为模拟控制系统和 。22。闭环控制系统中,真正对输出信号起控制作用的是 。

） 23。控制系统线性化过程中,线性化的精度和系统变量的 有关。

2d24.描述系统的微分方程为x02t3dx0t2xtxit，则频率特性 dtdtG(j) 。

25。一般开环频率特性的低频段表征了闭环系统的 性能. 26。二阶系统的传递函数G（s)=4/（s2+2s+4） ，其固有频率n＝ 。 27.对单位反馈系统来讲，偏差信号和误差信号 。 28.PID调节中的“P”指的是 控制器.

29。二阶系统当共轭复数极点位于45线上时，对应的阻尼比为 。 30.误差平方积分性能指标的特点是： 41.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。

Fi (t)

42。求如下方块图的传递函数。 G4 Xi(S) Δ + − G1 + − G2 + + G3 X0(S) H

43。已知给定系统的传递函数G(s)10,分析系统由哪些环节组成，并画出系统的Bode图。

s(s1)k， s(s1)(2s1)44.已知单位反馈系统的开环传递函数Gk(s)（l）求使系统稳定的开环增益k的取值范围； （2)求k=1时的幅值裕量；

（3）求k=1。2，输入x（t）=1+0.06 t时的系统的稳态误差值ess。

自动控制原理5

1. 随动系统对（ ）要求较高。

A.快速性 B.稳定性 C.准确性 D。振荡次数

2。“现代控制理论”的主要内容是以( ）为基础，研究多输入、多输出等控制系统的分析和设计问题。 A.传递函数模型 B。状态空间模型 C.复变函数模型 D。线性空间模型 3。 主要用于稳定控制系统，提高性能的元件称为（ ）

A.比较元件 B。给定元件 C。反馈元件 D.校正元件 4。 某环节的传递函数是Gs3s71，则该环节可看成由（ ）环节串联而组成. s5A。比例、积分、滞后 B.比例、惯性、微分 C。比例、微分、滞后 D.比例、积分、微分

s22s35. 已知F(s) ，其原函数的终值f(t)（ ） 2ts(s5s4)A。0 B。∞ C.0.75 D.3

6. 已知系统的单位阶跃响应函数是x0t2(1e0.5t)，则系统的传递函数是（ ） A。

7. 在信号流图中，在支路上标明的是（ ）

A.输入 B.引出点 C.比较点 D。传递函数

212 B。 C.1 D。

0.5s10.5s12s12s18. 已知系统的单位斜坡响应函数是x2t0tt0.50.5e，则系统的稳态误差是( ) A.0。5 B.1 C。1。5 D.2 9。 若二阶系统的调整时间长，则说明（ )

A。系统响应快 B。系统响应慢 C.系统的稳定性差 D。系统的精度差 10。某环节的传递函数为

KTs1,它的对数幅频率特性L（)随K值增加而（ ） A。上移 B.下移 C.左移 D.右移 11。设积分环节的传递函数为G(s)Ks，则其频率特性幅值A()=（ ） A。

K B.

K2 C.

1 D.

12

12。根据系统的特征方程Ds3s3s23s50,可以判断系统为( ）

A.稳定 B。不稳定 C。临界稳定 D。稳定性不确定 13.二阶系统的传递函数Gs14s22s1，其阻尼比ζ是（ ）

A.0。5 B.1 C。2 D.4 14.系统稳定的充分必要条件是其特征方程式的所有根均在根平面的（ ) A.右半部分 B.左半部分 C。实轴上 D.虚轴上

15。一闭环系统的开环传递函数为G(s)4(s3)s(2s3)(s4)，则该系统为（ ）

A.0型系统，开环放大系数K为2 B.I型系统，开环放大系数K为2 C.I型系统，开环放大系数K为1 D.0型系统，开环放大系数K为1

16。进行串联滞后校正后，校正前的穿越频率c与校正后的穿越频率c之间的关系，通常是（A。c=c B.c>c C.c〈c D。与c、c无关 17。在系统中串联PD调节器,以下那一种说法是错误的（ ）

A。是一种相位超前校正装置 B.能影响系统开环幅频特性的高频段

） C。使系统的稳定性能得到改善 D。使系统的稳态精度得到改善 18。滞后校正装置的最大滞后相位趋近（ ）

A。-45° B.45° C。—90° D。90° 19。实轴上分离点的分离角恒为（ ）

A。45 B。60 C。90 D.120

20.在电压—位置随动系统的前向通道中加入（ ）校正，使系统成为II型系统，可以消除常值干扰力矩带来的静态误差.

A。比例微分 B.比例积分 C。积分微分 D.微分积分

21。闭环控制系统中,真正对输出信号起控制作用的是 。 22.系统的传递函数的 分布决定系统的动态特性.

23。二阶系统的传递函数G(s)=4/（s2+2s+4） ，其固有频率n＝ . 24.用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标图示法和_____ __图示法. 25。描述系统的微分方程为

d2x0tdt23dx0t2xtxit，则频率特性 dtG(j) 。

26。乃氏图中当ω等于剪切频率时，相频特性距-π线的相位差叫 。 27. 系统的稳态误差和稳态偏差相同。

28。滞后校正是利用校正后的 作用使系统稳定的。

29。二阶系统当共轭复数极点位于45线上时，对应的阻尼比为 . 30.远离虚轴的闭环极点对 的影响很小。

41.一反馈控制系统如图所示，求：当=0。7时，a=?

R(s)   9 s2 1 sC(s) 

a

42。建立图示系统的数学模型,并以传递函数形式表示。

k D m Fi (t)

43。某单位反馈开环系统的传递函数为G(s)2000s(s2)(s20)，

（1)画出系统开环幅频Bode图。 (2)计算相位裕量.

44。求出下列系统的跟随稳态误差essr和扰动稳态误差essd. N(s)=4/s + - 2 R(s)=10/s 10 + -

自动控制原理6

1 .系统已给出，确定输入，使输出尽可能符合给定的最佳要求,称为（ )

y0 (t) A。系统辨识 B.系统分析 C.最优设计 D。最优控制 2 。系统的数学模型是指（ ）的数学表达式。

A.输入信号 B。输出信号 C。系统的动态特性 D.系统的特征方程 3 。主要用于产生输入信号的元件称为（ ）

A。比较元件 B.给定元件 C。反馈元件 D。放大元件 4 .某典型环节的传递函数是Gs1，则该环节是（ ） 5s1A。比例环节 B.积分环节 C。惯性环节 D.微分环节

5 .已知系统的微分方程为30t6x0t2x0t2xit，则系统的传递函数是( ） xA.

2121 B。 C。 D. 22223s6s23s6s22s6s32s6s36 。在用实验法求取系统的幅频特性时，一般是通过改变输入信号的( ）来求得输出信号的幅值. A.相位 B.频率 C。稳定裕量 D.时间常数 7 .设一阶系统的传递函数是Gs2，且容许误差为5%，则其调整时间为（ ） s1A.1 B。2 C。3 D。4

8 .若二阶系统的调整时间短，则说明（ )

A。系统响应快 B.系统响应慢 C.系统的稳定性差 D.系统的精度差 9 。以下说法正确的是（ ）

A.时间响应只能分析系统的瞬态响应 B.频率特性只能分析系统的稳态响应

C。时间响应和频率特性都能揭示系统的动态特性 D。频率特性没有量纲

10.二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为（ ） A.最大相位频率 B.固有频率 C.谐振频率 11。II型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为（ ）

A。–60（dB/dec） B.–40（dB/dec） C.–20（dB/dec） D。0（dB/dec）

D.截止频率

12.某单位反馈控制系统的开环传递函数为：Gsk,当k=（ ）时，闭环系统临界稳定。 2s1A。0.5 B.1 C.1。5 D.2 13.系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的（ ） A。充分条件 B.必要条件 C。充分必要条件 D。以上都不是 14.某一系统的速度误差为零,则该系统的开环传递函数可能是（ ）

A。

sdKKK B。 C。 D。2 Ts1s(sa)(sb)s(sa)s(sa)15.当输入为单位斜坡且系统为单位反馈时,对于I型系统其稳态误差ess=（ ） A.0.1/k B。1/k C。0 D。 16。若已知某串联校正装置的传递函数为Gc(s)s1，则它是一种（ ）

0.1s1A。相位超前校正 B。相位滞后校正 C.相位滞后—超前校正 D.反馈校正

17.常用的比例、积分与微分控制规律的另一种表示方法是( ） A.PDI B.PDI C。IPD D。PID 18。主导极点的特点是( ）

A距离虚轴很近 B。距离实轴很近 C.距离虚轴很远 D.距离实轴很远

19。系统的开环传递函数为

K，则实轴上的根轨迹为（ ）

s(s1)(s2)A。（-2,-1）和（0，∞） B。（-∞，—2）和（—1,0) C.（0，1）和(2,∞）

D.（-∞,0)和(1，2）

20。确定根轨迹大致走向，用以下哪个条件一般就够了（ ）

A.特征方程 B.幅角条件 C。幅值条件 D.幅值条件+幅角条件

21.自动控制系统最基本的控制方式是 。

22.控制系统线性化过程中,变量的偏移越小，则线性化的精度 。 23。传递函数反映了系统内在的固有特性，与 无关. 24。实用系统的开环频率特性具有 的性质。

2d25.描述系统的微分方程为x02t3dx0t2xtxit，则其频率特性 dtdtG(j) 。

26.输入相同时,系统型次越高，稳态误差越 。 27。系统闭环极点之和为 。

28。根轨迹在平面上的分支数等于 。

29.为满足机电系统的高动态特性，机械传动的各个分系统的 应远高于机电系统的设计截止频率。

30。若系统的传递函数在右半S平面上没有 ，则该系统称作最小相位系统。 41。求如下方块图的传递函数.

G4(s) + Xi(s) + + − + G1(s) G2(s) G3(s) H2(s) + X0(s) − Δ

− H1(s) 42。建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。

R1 i1 (t) C1 u i (t) C2 R2 u 0 (t)

43.已知某单位负反馈控制系统的开环传递函数为G（s)=并用劳斯判据验证其正确性。 44。设控制系统的开环传递函数为G（s）=

K值范围。

K 试绘制该系统的根轨迹，并求出使系统稳定的

s(s2)(s4)i2 (t) 1as，绘制奈奎斯特曲线，判别系统的稳定性;2s自动控制原理7

1。 输入已知，确定系统，使输出尽可能符合给定的最佳要求,称为（ ） A.滤波与预测 B.最优控制 C.最优设计 D。系统分析 2。 开环控制的特征是( )

A。系统无执行环节 B。系统无给定环节 C。系统无反馈环节 D.系统无放大环节 3. ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（ ） A。圆 B。半圆 C.椭圆 D.双曲线

4。 若系统的开环传递函数为

10，则它的开环增益为（ ）

s(5s2)A.10 B.2 C。1 D。5 5。 在信号流图中，只有( ）不用节点表示。

A.输入 B。输出 C。比较点 D.方块图单元 6. 二阶系统的传递函数Gs1，其阻尼比ζ是（ ） 24s2s1A。0.5 B。1 C.2 D。4 7. 若二阶系统的调整时间长，则说明（ ）

A。系统响应快 B。系统响应慢 C.系统的稳定性差 D。系统的精度差 8. 比例环节的频率特性相位移（ )

A.0° B.—90° C.90° D.-180° 9. 已知系统为最小相位系统，则一阶惯性环节的幅频变化范围为（ ） A。045° B。0-45° C。090° D.0-90° 10.为了保证系统稳定，则闭环极点都必须在（ ）上。 A.s左半平面 B。s右半平面 C。s上半平面 D。s下半平面 11.系统的特征方程Ds5s43s230,可以判断系统为（ ） A。稳定 B.不稳定 C.临界稳定 D。稳定性不确定

12。下列判别系统稳定性的方法中，哪一个是在频域里判别系统稳定性的判据（ ） A.劳斯判据 B。赫尔维茨判据 C.奈奎斯特判据 D。根轨迹法

13。对于一阶、二阶系统来说，系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的( ) A。充分条件 B.必要条件 C。充分必要条件 D。以上都不是 14。系统型次越高，稳态误差越（ )

A。越小 B.越大 C。不变 D。无法确定 15。若已知某串联校正装置的传递函数为G1c(s)s10s1,则它是一种（ )

A.反馈校正 B.相位超前校正 C.相位滞后—超前校正 D.相位滞后校正

16.进行串联滞后校正后，校正前的穿越频率c与校正后的穿越频率c的关系相比,通常是（A.c=c B。c〉c C。c<c D.与c、c无关 ）

17.超前校正装置的频率特性为

1T2j(1)，其最大超前相位角m为（ )

1T2jA.arcsin1 B.arcsinT21

1T21C。arcsinT1T21 D。

arcsin2T21T21K，则实轴上的根轨迹为（ ）

(s2)(s5)18.开环传递函数为G(s)H(s)A.（—2，∞） B。（—5，2） C.(—∞，—5） D。（2，∞） 19.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（ ） A.减小增益 B.超前校正 C。滞后校正 D。滞后—超前 20。PWM功率放大器在直流电动机调速系统中的作用是（ ）

A。脉冲宽度调制 B.幅度调制 C。脉冲频率调制 D.直流调制

21.一线性系统，当输入是单位脉冲函数时，其输出象函数与 相同。 22.输入信号和反馈信号之间的比较结果称为 。

23。对于最小相位系统一般只要知道系统的 就可以判断其稳定性. 24.设一阶系统的传递G(s)=7/（s+2），其阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为 。 25.当输入为正弦函数时，频率特性G(jω)与传递函数G(s）的关系为 。 26.机械结构动柔度的倒数称为 . 27.当乃氏图逆时针从第二象限越过负实轴到第三象限去时称为 。 28.二阶系统对加速度信号响应的稳态误差为 。即不能跟踪加速度信号。 29。根轨迹法是通过 直接寻找闭环根轨迹。 30。若要求系统的快速性好，则闭环极点应距虚轴越 越好。 41。求如下方块图的传递函数。

Xi(s) H2(s) − + G1(s) + + G2(s) G3(s) X0(s) + − H1(s)

G4(s) 42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。

i2 (t) C1 i1 (t) R1 R2 u i (t) C2

43。已知具有局部反馈回路的控制系统方块图如图所示，求: (1）系统稳定时Kf 的取值范围; （2)求输入为x(t)12t2时,系统的静态加速度误差系数Ka； (3)说明系统的局部反馈Kf s对系统的稳态误差ess的影响. Xi(s) s1X0(s) 1 ss(s1) - u 0 (t)

- - 44.伺服系统的方块图如图所示,试应用根轨迹法分析系统的稳定性. Xi(S) Kfs

K 0.5s11 s(s1)X0(S) - 自动控制原理8

1. 输入与输出均已给出，确定系统的结构和参数，称为( ）

A.最优设计 B.系统辨识 C。系统分析 D。最优控制 2. 对于代表两个或两个以上输入信号进行（ ）的元件又称比较器。 A.微分 B。相乘 C。加减 D。相除 3。 直接对控制对象进行操作的元件称为（ )

A.比较元件 B。给定元件 C。执行元件 D.放大元件 4. 某环节的传递函数是Gs5s32，则该环节可看成由（ ）环节串联而组成。 sA。比例、积分、滞后 B。比例、惯性、微分 C.比例、微分、滞后 D。比例、积分、微分

5. 已知系统的微分方程为6x0t2x0t2xit,则系统的传递函数是（ )

1 B。2 C。1 D.2

6s23s23s13s1A.

6. 梅逊公式主要用来( ）

A。判断稳定性 B。计算输入误差 C.求系统的传递函数 D。求系统的根轨迹 7。 一阶系统G（s）=

K的放大系数K愈小，则系统的输出响应的稳态值（ ） Ts1A。不变 B.不定 C。愈小 D.愈大 8。 二阶欠阻尼系统的性能指标中只与阻尼比有关的是 （ ） A。上升时间 B.峰值时间 C。调整时间 D。最大超调量

9。 在用实验法求取系统的幅频特性时，一般是通过改变输入信号的（ ）来求得输出信号的幅值。 A.相位 B。频率 C。稳定裕量 D。时间常数

10.设开环系统频率特性G（jω）=

4，当ω=1rad/s时,其频率特性幅值A(1）=（ ） 3(1j)A.

2 B。42 C。2 D。22 41的转角频率指( ） s211.一阶惯性系统G(s)A。2 B。1 C。0.5 D.0 12。设单位负反馈控制系统的开环传递函数G(s)性与（ ）

A。K值的大小有关 B。a值的大小有关 C。a和K值的大小无关 D。a和K值的大小有关

13。已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡,则其阻尼比可能为（ ) A。0。707 B.0。6 C.1 D。0 14。系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的（ ） A.充分条件 B.必要条件 C。充分必要条件 D.以上都不是 15。以下关于系统稳态误差的概念正确的是（ ）

A.它只决定于系统的结构和参数 B.它只决定于系统的输入和干扰 C.与系统的结构和参数、输入和干扰有关 D.它始终为0

16。当输入为单位加速度且系统为单位反馈时，对于I型系统其稳态误差为（ ） A.0 B.0。1/k C.1/k D.

K,其中K〉0，a〉0，则闭环控制系统的稳定s(sa)17。若已知某串联校正装置的传递函数为Gc(s)2s，则它是一种（ ） A.相位滞后校正 B.相位超前校正 C。微分调节器 D.积分调节器 18。在系统校正时，为降低其稳态误差优先选用（ ）校正。 A.滞后 B。超前 C.滞后-超前 D.减小增益 19.根轨迹上的点应满足的幅角条件为GsHs( ） A。-1 B。1

C。±（2k+1）π/2 （k=0,1,2，…） D。±（2k+1）π(k=0,1,2,…） 20。主导极点的特点是（ ）

A。距离虚轴很近 B。距离实轴很近 C。距离虚轴很远 D。距离实轴很远 21.对控制系统的首要要求是系统具有 。

22.利用终值定理可在复频域中得到系统在时间域中的 . 23。传递函数反映了系统内在的固有特性，与 无关. 24.若减少二阶欠阻尼系统超调量，可采取的措施是 . 25.已知超前校正装置的传递函数为Gc(s)2s1，其最大超前角所对应的频率m__ __. 0.32s126。延迟环节不改变系统的幅频特性,仅使 发生变化 27。某典型环节的传递函数是G(s)1,则系统的时间常数是 。 s228。在扰动作用点与偏差信号之间加上 能使静态误差降为0. 29。微分控制器是针对被调量的 来进行调节。 30.超前校正主要是用于改善稳定性和 。

41。系统方框图如下,求其传递函数

Cs. R(s) H2(s) R (s) − + G1(s) G2(s) + G3(s) + C (s) G4(s) G5(s) + Δ−

− H1(s) 42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。

u i (t)

43.已知系统的传递函数G(S)C2 C1 R1 u 0 (t) R2 10(10S1)，试分析系统由哪些环节组成并画出系统的Bode图。

S144.单位反馈系统的开环传递函数为Gk(s)1，求: s11）系统在单位阶跃信号输入下的稳态偏差是多少;

2）当系统的输入信号为xi(t)sin(t30),系统的稳态输出？

自动控制原理1试题答案及评分参考

一、单项选择题(每小题 1 分，共 20 分）

1 。C 2 .A 3 .C 4 .A 5 .B 6 。C 7 。B 8 。B 9 .A 10.D

11.A 12。C 13.C 14。C 15。D 16。B 17。A 18.B 19。C 20。B 二、填空题(每空 1 分， 共 10 分）

21.反馈控制 22。传递函数 23.时间常数T （或常量) 24.偏移程度 25。开环幅频特性 26.阶跃信号 27。相位 28。45 29。比例 30.远

三、计算题（第41、42题每小题5分,第43 、44题每小题10分,共 30 分) 41.解：

G(s)G1G2G3G1G4 （5分）

1G1G2H1G2G3H2G1G2G3H3G1G2H3G4H242.解：

0(t)k1x0(t)k2[xa(t)x0(t)]DsX0(s)k1X0(s)k2[Xa(s)X0(s)]Dxa(t)k2[xa(t)x0(t)]fi(t)MsXa(s)k2[Xa(s)X0(s)]Fi(s)Mx（2.5分)

2

Gsk2 （2。5分）

mDs3mk1k2s2k2Dsk1k2 43.解：

G(s)Y(s)k （2分) 2Xi(s)sk1ksk12Mpe650.20.456 (2分） 5tpn122 （2分）

2n8.06kn49.850 (2分)

k144.解：

2n0.13 （2分) k由图知该系统的开环传递函数为

k1 (2分） 22sTs2Ts11 其中T= (1分）

3 由低频渐近线与横轴交点为10，得k10 （2分） 修正量L20log(2)10,得0.158 （2分）

故所求开环传递函数为

10 s19s20.105s1 或记为

ks(T2s22Ts1) (k10T130.158)

自动控制原理2试题答案及评分参考

一、单项选择题（每小题 1 分,共 20 分）

3分)

（11.C 12。C 13。C 14。D 15。A 16。A 17.D 18.D 19.B 20.A 二、填空题（每空 1 分, 共 10 分）

21.传递函数 22。越高 23.0。5 24.相频特性 25.幅值裕量 26.匀加速度 27。小 28。串联校正 29.1。25 30。零点和极点

3)离虚轴的闭环极点对瞬态响应影响很小，可忽略不计；（1分）

4)要求系统动态过程消失速度快,则应使闭环极点间的间距大，零点靠近极点。即存5）在偶极子；（1分）

五、计算题（第41、42题每小题5分，第43 、44题每小题10分，共 30 分） 41.解

G1(s)G2(s)G3(s)C(s) （5分) R(s)1G3(s)H3(s)G2(s)G3(s)H2(s)G1(s)G2(s)G3(s)H1(s)42。解：

0(t)Dy0(t)(k1k2)y0(t)Fi(t)my(ms2Dsk1k2)Y0(s)Fi(s) G(s) （2.5分）

1 （2。5分） 2msDsk1k243.解：

系统有一比例环节:K10 积分环节：

20log1020 (1。5分）

1 （1分) s1 转折频率为1/T=10 （1.5分）

0.1s1 惯性环节：

20Log G(jω）

40 ［-20]

20 [-40] 0 0.1 1 10 ω -20 —40

∠G（jω）

0 0。1 1 10 ω

-450 -900 -1350 -1800

直接画出叠加后的对数幅频图（3分）

直接画出叠加后的对数相频图（3分）。（若叠加图不对，但是画出了比例环节、积分环节、惯性环

节的对数幅频图各给1分，画出积分环节、惯性环节的对数相频图各给1。5分） 44。解：

K1K(1）传递函数 Gs0.05s1s0.05 （4分）

1K11K0.05s1ss20.05s0.05 得Kn0.05,10.0052 （2分） n当0.5时，K＝20,ωn=20 (1分)

(2）由以上参数分析得到其响应公式:

C(t)1ent1212sinn12*tarctg 得C（1)＝1。0 次每秒,即60次每分钟， （1分）

当0.5时，超调量%16.3%，最大心速为69.78次。 （2分） 自动控制原理3试题答案及评分参考

一、单项选择题(每小题 1 分，共 20 分）

1 。B 2 。B 3 .D 4 .C 5 。A 6 。C 7 .C 8 。A 9 .B 10。B 12。C 13。C 14.A 15.B 16.C 17。B 18.D 19。D 20。A 二、填空题（每空 1 分, 共 10 分）

21。稳定性 22。加速性能 23。0.5 24.相频特性 25.2ζ/n (或常量） 26。检测偏差并纠正偏差的1。25 28.积分环节 29.快速性 30。静态位置误差系数

五、计算题（第41、42题每小题5分，第43 、44题每小题10分，共 30 分) 41.解：

GG3G4G1G2G3G2G3G4H总1G (5分）

2HG1G2G342。解:

27。

11.C (t)ky(t)Fi(t)mykk1k2k1k2 （2.5分）

G(s)k1k2Y(s) （2.5分） 2Fi(s)k1k2msk1k243。解：

KGss(5s50)KK51K5s250sKs210sK/5 s(5s50)10nK/5＝10,2＝0.5，得K＝500 ntarccosr＝0.24 n1-2M12Pe＝0.16 tp＝0.36 2n1-t3s＝0。6 n44.解：

（1)得特征方程为：s312s230s10a0 S3 1 30 S2 12 10a S1 （360—10a）/12 S0 10a

得：(360—10a）>0，10a>0，从而0〈 a<36。 （2)将d-1=s代入上式，得d39d29d10a190 d3 1 9

(2分） 2分） （2分） （2分) （1分）

（1分）

（2分）

（3分）

（2分）

（ d2 9 10a—19 d1 (81-10a+19)/9 d0 10a-19

同理得到：0.9< a<10 （3分）

自动控制原理4试题答案及评分参考

一、单项选择题(每小题 1 分，共 20 分）

1 。C 2 .C 3 。A 4 。C 5 .C 6 。D 7 。C 8 。A 9 。B 10.D 11.C 12。B 13。B 14。B 15。A 16.D 17。B 18.D 19。D 20.D 二、填空题（每空 1 分, 共 10 分)

21。数字控制系统 22。偏差信号 23。偏移程度 24.

1 223j25。稳态 26.2 27.相同 28.比例 29.0.707 30.重视大的误差，忽略小的误差 五、计算题(第41、42题每小题5分，第43 、44题每小题10分，共 30 分） 41。解:

(t)k1y0(t)k2y0(t)Fi(t)my0(ms2k1D1s （2。5分） k2D2s)Y0(s)Fi(s)k2D2sG(s)k2D2s （2.5分） 32mD2smk2D1D2sk1D2k2D1k2D2sk1k242。解：

G总43。解:

G1G2G3G1G3G4G1G2G3G4H (5分）

1G2HG1G2G3G1G3G4G1G2G3G4H系统有一比例环节：K=10 20log10=20 （1。5分） 积分环节：1/S （1分）

惯性环节：1/（S+1) 转折频率为1/T=1 （1.5分）

20Log G（jω) 40 ［-20］

20 ［-40] 0 0.1 1 10 ω -20 —40 ∠G（jω)

0 0.1 1 10 ω -450 -900 —1350 —1800

直接画出叠加后的对数幅频图（3分）

直接画出叠加后的对数相频图（3分）。（若叠加图不对，但是画出了比例环节、积分环节、惯性环节的对数幅频图各给1分,画出积分环节、惯性环节的对数相频图各给1。5分） 44。解：

1)系统的特征方程为:

D(s)2s33s2sk0 (2分） 由劳斯阵列得：0〈 k〈1.5 (2分) 2）由()90arctanarctan2180

得：0.5 （2分）

Kg11412210.51.530.67 (2分)

3)esslimsE(s)limss0s0s(s1)(2s1)10.060.060.05 (2分) 2s(s1)(2s1)1.2ss1.2286134801控制工程基础5试题答案及评分参考

一、单项选择题（每小题 1 分，共 20 分）

1 .A 2 。B 3 。D 4 .B 5 。C 6 .B 7.D 8 。A 9 .B 10.A 11.A 12。B 13.C 14.B 15.C 16。C 17。D 18.A 19.C 20.B 二、填空题(每空 1 分， 共 10 分)

21。偏差信号 22。零极点 23.2 24。对数坐标 25。

1 223j26.相位裕量 27.单位反馈 28。幅值衰减 29。0。707 30.瞬态响应 五、计算题(第41、42题每小题5分，第43、44题每小题10分，共 30 分) 41.解:

G(s)9 n3 （2分）

s2(29a)s9当0.7时42。解：

a0.24 （3分)

(t)Dy0(t)ky0(t)Fi(t)my0(ms2Dsk)Y0(s)Fi(s) （2.5分）

G(s)Y0(s)1 (2。5分） Fi(s)ms2Dsk43。解:

1)系统开环幅频Bode图为： （5分） L() 34 28 -20 -40 20 10 -60 1 2  2）相位裕量: （5分）

c10s144.解:

180(90arctan0.510arctan0.0510)15.26

essrs(v1)s10limR(s)lim()0.5 (5分） s0Ks020sessds(v11)s4limD(s)lim()0.4 （5分) s0Ks010s1自动控制原理6试题答案及评分参考

一、单项选择题(每小题 1 分，共 20 分）

1 。D 2 .C 3 .B 4 .C 5 .A 6 .B 7 .C 8 .A 9 。C 10。B 11.B 12。B 13。C 14.D 15。B 16。A 17。D 18.A 19.B 20.D 二、填空（每空 1 分, 共 10 分)

21。反馈控制22。越高23。输入量（或驱动函数) 24.低通滤波25。

1 223j26。小27。常数28.闭环特征方程的阶数29。谐振频率 30。零点和极点

五、计算题（第41、42题每小题5分,第43、44题每小题10分，共 30 分） 41.解：

G(s)G1G41G2H1G1G2G3 （5分)

1G2H1G3H2G1G4G1G2G342.解:

ui(t)u0(t)i1(t)R11i2(t)dti1(t)R1C1 i(t)i(t)i(t)121u(t)i(t)Ri(t)dt02C2Ui(s)U0(s)I1(s)R11I2(s)I1(s)R1C1s (2.5分） I(s)I(s)I(s)121U(s)I(s)RI(s)02C2sR1R2C1C2s2R1C1R2C2s1 (2.5分) G(s)2R1R2C1C2sR1C2R2C2R1C1s143。解：

(1)G（jω)=

1aj2该系统为Ⅱ型系统 (j) ω=0+时，∠G（jω）=－180 （1分） 当a0,时，∠G（jω)=－90 (1分） 当a0,时，∠G（jω)=－270 (1分) 两种情况下的奈奎斯特曲线如下图所示；

(3分）

由奈氏图判定：a>0时系统稳定；a〈0时系统不稳定 （2分)

2）系统的闭环特征多项式为D（s）=s2+as+1，D（s)为二阶,a>0为D（s)稳定的充要条件,与奈氏判据结论一致 (2分) 44。解:

（1)三条根轨迹分支的起点分别为s1=0，s2=-2，s3=-4；终点为无穷远处。 （1分） (2)实轴上的0至—2和—4至—∞间的线段是根轨迹。 （1分） (3）渐近线的倾角分别为±60°，180°。 （1分) 渐近线与实轴的交点为σa=

24 =-2 （1分） 3 （4）分离点：根据公式

dK=0, 得：s1=—0。85,s2=-3.15因为分离点必须位于0和—2之间可见s2不ds是实际的分离点，s1=—0。85才是实际分离点。 （1分） （5）根轨迹与虚轴的交点:ω1=0, K=0； ω

2,3=±2

2, K=48 (1

分)

根据以上结果绘制的根轨迹如右图所示。

（2分)

所要求系统稳定的K值范围是：0(2分）

自动控制原理试题7答案及评分参考

一、单项选择题(每小题 1 分，共 20 分)

1 。C 2 .C 3 。A 4 .D 5 。D 6 。A 7 .B 8 。A 9 .D 10。A

11.B 12。C 13.C 14.A 15。D 16.B 17。A 18。C 19.A 20。A 二、填空题(每空 1 分， 共 10 分)

21。传递函数22。偏差23。开环幅频特性24。225.s=jω26。动刚度27.正穿越28.1/K 29。开环传递函数30.远

五、计算题（第41、42题每小题5分,第43、44题每小题10分，共30分) 41.解：

G(s)G1G2G3G4 （5分)

1G2H1(1G1)G2G3H242。解：

1u(t)u(t)i2(t)dt0iC11i2(t)dti2(t)R2i1(t)R1C11i1(t)i2(t)dtu0(t)i2(t)R2C21U(s)U(s)I2(s)0iCs11 （2。5分） I2(s)I2(s)R2I1(s)R1C1s1U0(s)I2(s)R2I1(s)I2(s)C2sR1R2C1C2s2R1R2C1s1 (2.5分） G(s)2R1R2C1C2sR1C2R2C1R1C1s143。解：

1)系统的开环传递函数为：G(s)s1 (2分） 2s(sKf1)系统的特征方程为:D(s)s3s2(Kf1)s10 (2分） 由劳斯稳定性判据(略）得:Kf0 （2分)

2）Kalims2G(s)lims2s0s0s11 (2分) 2s(sKf1)Kf13）ess1Kf1 Ka由上式可知：只要Kf〉0,系统的稳态误差ess就增大，说明利用局部负反馈改善系统稳定性是以牺

牲系统的稳态精度为代价的. （2分) 44。解：

1）绘制系统根轨迹图

已知系统开环传递函数为：G(s)K

s(s1)(0.5s1)K*将其变换成由零、极点表达的形式：G(s) （1分)

s(s1)(s2)(其中，根轨迹增益K=2K,K为系统的开环增益，根据上式可绘制根轨迹图） （1） 根轨迹的起点、终点及分支数:

三条根轨迹分支的起点分别为s1=0，s2=-1，s3=—2;终点为无穷远处。 (1分) (2) 实轴上的根轨迹：

实轴上的0至-1和-2至—∞间的线段是根轨迹. (1分） (3) 渐近线:

渐近线的倾角分别为±60°，180°.渐近线与实轴的交点为 σa=

＊

15 =-1 (2分） 3 (4） 分离点: 根据公式

dK0,得:s1=—0.42，s2=—1.58，因为分离点必须位于0和—1之间，可见s2不是实际ds的分离点，s1=-0.42才是实际分离点。 (1分) (5) 根轨迹与虚轴的交点： ω1=0, K*=0; ω2,3=±1.414, K*=6

根据以上结果绘制的根轨迹如下图所示. (2分）

2 1 -0.42 0 j1.414 k*=6 

-j1.414

2)由根轨迹法可知系统的稳定范围是:0自动控制原理试题8答案及评分参考

一、单项选择题(每小题 1 分，共 20 分)

1 。B 2 。C 3 。C 4 。D 5 。A 6 .C 7 .C 8 .D 9 .B 10.D 11。A 12.C 13.D 14.C 15。B 16.D 17.C 18。A 19.D 20。A 二、填空题（每空 1 分, 共 10 分)

21。稳定性22。稳态值23.输入量（或驱动函数）24.增大阻尼比25.1。25 26.相频特性 27. 0.5 28.积分环节29。变化速率 30。快速性

五、计算题（第41、42题每小题5分,第43、44题每小题10分,共30分) 41.解：

G1G2G3G4G5C(s) （5分) R(s)1G1G2G3G4G2G3H1G3G4H242。解:

u0(t)ui(t)u0(t)i1(t)R2UisU0sI1sR2ui(t)u0(t)i2(t)R1i1(t)i2(t)i(t)11i(t)dtUsUsIsRI2s2i021c1c1s1i(t)dtc2U0s1Isc2s （2.5分)

I1(s)I2(s)I(s)U0(s)(R2C1R1C1)s1 (2。5分） 2Ui(s)R1R2C1C2s(R1C1R2C2R2C1)s143。解：

系统有一比例环节：K=10 20log10=20 (1分) 微分环节：10s1 转折频率1/10=0。1 （1.5分) 惯性环节：

1 转折频率为1/T=1 （1.5分) s1+20 20Log G（jω）

20

 0 0。01 0。1 1 10 —20 G(j) 90 45 0  0.01 -45 -90 0.1 1 10 直接画出叠加后的对数幅频图(3分)

直接画出叠加后的对数相频图(3分)。(若叠加图不对，但是画出了比例环节、微分环节、惯性环节的对数幅频图各给1分，画出微分环节、惯性环节的对数相频图各给1。5分) 44.解：

（1）0型系统SS10.5K1K1 （2分）

（2)GB(s)G(s)1 （2分） 1Gk(s)s2

频率特性为GB(j)1 (1分)

j2幅频特性 GB(j)142 (1分）

1GB(j)1 （1分） 5相频特性GB(j)arctan2arctan0.5 系统的稳态输出为

15sint30arctan0.5 1分）

2分） （（