自动控制试卷.doc
自动控制试卷.doc 课程名称:自动控制原理 (A/B卷闭卷) 一、填空题(每空1分,共15分) 1、反馈控制又称偏差控制, 2的前馈复合控制和按合控制。 3、两个传递函数分别为Gl(s>与G2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为 。G(s),贝IJ G(s)(用 Gl(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n , 阻尼比, 该系统的特征方程为, 5、若某系统的单位脉冲响应为g(t) 10e0.2t5e0.5t, 则该系统的传递函数G(s)为o 6o 7、设某最小相位系统的相频特性为()tgl( )900tgl(T ),则该系统的开环传递函 数为。 8、PI控制器的输入一输出关系的时域表达式是, 其相应的传递函数为,山于积分环节的引入,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iWi; 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D(s) s32s23s6 0,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Z 2„ 4、系统在r(t) t2作用下的稳态误差ess ,说明() 1 A、型别v 2;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Kr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G(s)H(s) .1。 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essC、调整时间ts D、峰值时间tp 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②C、系统③D、都不稳定 8、若某最小相位系统的相角裕度0,则下列说法正确的是()= A、不稳定;B、只有当幅值裕度kg 1时才稳定; C、稳定;D、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。 10sl,则该校正装置属于()o lOO.sl A、超前校正B、滞后校正C、滞后-超前校正D、不能判断9、若某串 联校正装置的传递函数为 10、下列串联校正装置的传递函数中,能在c 1处提供最大相位超前角的是: A、 10sll0.sl2sl0.lslB、C、D、 slO.lslO.5sllO.sl 二、(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。2 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(s) C(s) R(s)表达式;(4分) 2、要使系统满足条件:0.707, n 2,试确定相应的参数K和;(4分) 3、求此时系统的动态性能指标,ts; (4分) 4、r(t) 2t时,求系统由r(t)产生的稳态误差ess; (4分) 5、确定Gn(s),使干扰n(t)对系统输出c(t)无影响。(4分) 2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性。(3分) 3、求系统的相角裕度。(7分) 4、若系统的稳定裕度不够大,可以采用什么措施提高系统的稳定裕度?(4分) 试题一答案 一、填空题(每题1分,共15分) 1、给定值 2 3 2 0.707; s22s2 0 5、10 s0.2s5 s0.5s; 67、K( si) s(Tsl) 8、u(t) KI p[e(t)T e(t)dt]; KI P[1Ts]; 六、(共22分) 解:1、从开环波特图可知,原系统具有比例环节、一个积分环节、两个惯性环节。故其 开环传函应有以下形式G(s) K (2分) s( sl)( 1 sl)2 由图可知:1处的纵坐标为40dB,则L(l) 201gK 40,得K 100(2分)1 10 和 2=100(2 分) 故系统的开环传函为G0(s) 100 s s s (2 分) 101 1001 2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性: 开环频率特性G0(j ) 100(1 j j 101 分) jiopi 开环幅频特性 A0() 开环相频特性: (1分) (1分) 0(s) 90 tglO.l tglO.Ol 3、求系统的相角裕度: 求幅值穿越频率,令A0( )1得c 31.6rad/s (3分) 0( c) 90 tglO.l ctg 10.01 c 90 tgl3.16tgl0.316 ~180(2 分) 180 . 0( c) 180 1800(2 分) 对最小相位系统0临界稳定 4、(4分)可以采用以下措施提高系统的稳定裕度:增加串联超前校正装置;增加串联滞 后校正装置;增加串联滞后-超前校正装置;增加开环零点;增加PI或PD或PID控制器; 在积分环节外加单位负反馈。 试题二 一、填空题(每空1分,共15分) 1、被控量为。 2、自动控制系统有两种基本控制方式,当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反 向联系时,称为;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用;含有测速 发电机的电动机速度控制系统,属于。 3、稳定是对控制系统最基本的要求,若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡,则该系 统。判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用; 在频域分析中采用。 4、传递函数是指在与之比。 5、设系统的开环传递函数为K( si),则其开环幅频特性为,相频2s(Tsl) 特性为