洛阳师院05-06第一学期自动控制原理试卷(a)答案
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自动控制原理试卷有参考答案集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#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 给定值 与反馈量的差值进行的。
2、复合控制有两种基本形式:即按 输入 的前馈复合控制和按 扰动 的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为()G s ,则G(s)为G 1(s)+G 2(s)(用G 1(s)与G 2(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 ω ,阻尼比=ξ , 该系统的特征方程为 2220s s ++= ,该系统的单位阶跃响应曲线为 衰减振荡 。
5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+,则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s+++。
6、根轨迹起始于 开环极点 ,终止于 开环零点 。
7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ϕωτωω--=--,则该系统的开环传递函数为 (1)(1)K s s Ts τ++。
1、在水箱水温控制系统中,受控对象为水箱,被控量为 水温 。
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 开环控制系统 ;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时,称为 闭环控制系统 ;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于 闭环控制系统 。
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 稳定 。
判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用劳斯判据;在频域分析中采用 奈奎斯特判据。
4、传递函数是指在 零 初始条件下、线性定常控制系统的 输出拉氏变换 与 输入拉氏变换 之比。
5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++ 相频特性为arctan 180arctan T τωω--(或:2180arctan 1T T τωωτω---+) 。
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 给定值 与反馈量的差值进行的。
2、复合控制有两种基本形式:即按 输入 的前馈复合控制和按 扰动 的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为()G s ,则G(s)为G 1(s)+G 2(s)(用G 1(s)与G 2(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 ω 1.414 ,阻尼比=ξ 0.707 , 该系统的特征方程为 2220s s ++= ,该系统的单位阶跃响应曲线为 衰减振荡 。
5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+,则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s +++。
6、根轨迹起始于 开环极点 ,终止于 开环零点 。
7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ϕωτωω--=--,则该系统的开环传递函数为 (1)(1)K s s Ts τ++。
1、在水箱水温控制系统中,受控对象为水箱,被控量为 水温 。
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 开环控制系统 ;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时,称为 闭环控制系统 ;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于 闭环控制系统 。
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 稳定 。
判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用劳斯判据;在频域分析中采用 奈奎斯特判据。
4、传递函数是指在 零 初始条件下、线性定常控制系统的 输出拉氏变换 与 输入拉氏变换 之比。
5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++,则其开环幅频特性为2222211K T τωωω++; 相频特性为arctan 180arctan T τωω--(或:2180arctan 1T T τωωτω---+) 。
山东科技大学2007—2008学年第一学期《自动控制原理》考试试卷(A 卷)答案及评分标准班级 姓名 学号一、填空题(每空1分,共15分)1、对自动控制系统的基本性能要求可归纳为三个方面,这三个方面是 稳 、快 、 准 。
2、对于最小相位系统,开环对数幅频特性的低频区决定了系统的准确性能;中频区决定了系统的 快速性能。
高频区决定了系统 抗干扰 性能。
若要求提高系统的响应速度应选择 超前 校正装置。
若要求提高系统抑制噪声的能力应选择 滞后 校正装置。
3、某反馈控制的特征函数)5s 1)(2s .01()5s .01)(1s .01()s (H )s (G 1)s (F ++++=+=则该系统的开环极点 -5,-0.2 ,为闭环极点为 -10,-2 。
4、如下图所示系统的开环放大倍数为 100 ,当输入信号4=)t (r 时,系统稳态误差为4/101 ,当输入信号4=)t (r t 时,系统稳态误差为 ∞。
5、系统传递函数2345)(2+++=s s s s G ,其可控标准型为[]x y u x x54,103210--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=。
可观测标准型动态方程为[]x y u x x 10,543120=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--= 。
二、选择题(每题3分,共15分)1、若系统(或元件)的某输入 输出的拉氏变换分别为)(),(0s x s x i ,对应的传递函数记为G(s),则下列说法是不正确的有(B ) A 在零初始条件下,)()(0s X s X i =G(s);B )()(G(s)0s X s X i =,描述了系统的全部信息;C 若g(t)为单位脉冲响应,则L[g(t)]G(s)=;D G(s)反映了系统本身的固有特性。
2、已知系统的状态方程和输出方程为[]x y u x x532,121132=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---= ,则系统状态( A )。
自动控制原理:参考答案及评分标准一、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(C)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(A )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(C)A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.放大元件4. 3从0变化到时,延迟环节频率特性极坐标图为(A )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(B )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10s(5s 2)则它的开环增益为(A.1B.2C.5D.107.二阶系统的传递函数G(s)5~2s 2s 5则该系统是(A.临界阻尼系统B.欠阻尼系统8. 若保持二阶系统的Z不变,提咼3n,A.提高上升时间和峰值时间C.提高上升时间和调整时间9. 一阶微分环节G(s) 1 Ts,当频率A. 45 °B.-45°10. 最小相位系统的开环增益越大,其(A.振荡次数越多C. 过阻尼系统D.零阻尼系统则可以(B )B. 减少上升时间和峰值时间D. 减少上升时间和超调量卡时,则相频特性G(j )为(A )C. 90 °D.- 90°D )B. 稳定裕量越大D. 稳态误差越小11设系统的特征方程为D s s4 8s3217s 16s 50,则此系统(A )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 ss(s 1)(s 5),当k= ( C )时,闭环系统临界稳定。
B.20 C.30 D.4013.设系统的特征方程为Ds 3s310s 5s2s 2 0,则此系统中包含正实部特征的个数有(C )A.0B.1C.2D.316.稳态误差e ss 与误差信号E (s )的函数关系为(B )A.(-3,x )B.(0宀)C.(- x ,-3)D.(-3,0)20.在直流电动机调速系统中,霍尔传感器是用作( B )反馈的传感器。
课程名称: 自动控制理论 (A/B 卷 闭卷)试卷A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G 1(s)与G 2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为()G s ,则G(s)为 (用G 1(s)与G 2(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 ω ,阻尼比=ξ ,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0.20.5()105t t g t e e --=+,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101()()90()tg tg T ϕωτωω--=--,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 0632)(23=+++=s s s s D ,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2=Z 。
4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ,说明 ( )A 、 型别2<v ;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。
广东技术师范学院20 —20 学年度第( )学期期末考试试卷(参考答案及评分标准)科 目:自动控制原理 (A )卷考试形式:闭卷 考试时间: 120 分钟一、填空题(每空2分,共20分)1、大多数控制系统具有 闭环 方式的控制结构,它是根据 负反馈 原理,按 偏差 量进行控制的。
2、线性定常系统传递函数是指,在零初始条件下, 输出量和输入量的 拉式变换(拉普拉斯变换)之比。
4、已知系统的传递函数为1s Ke TS τ-+,其幅频特性 ()G j ω应为221ωT K +。
5、经增益补偿的相位超前校正装置的传递函数形式为11)(++=Ts Ts sG c α,参数α与1的大小关系:1<α。
6、非线性系统在无外作用时,产生频率和振幅一定的持续振荡,这种现象称为 自激振荡(自持振荡、自振) 。
7、离散控制系统是指 系统中有一处或几处的信号是以脉冲或数码的形式传递的系统(含有采样开关的系统)二、单项选择题(每题2分,共20分)1、下图系统中,开环传递函数是指( A )A 、B(s)/E(s);B 、Y(s)/R(s);C 、E(s)/R(s);D 、Y(s)/E(s)。
2、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ,说明( B )A 、系统不稳定;B 、 型别2<v ;C 、闭环传递函数中有一个积分环节;D 、 输入幅值过大。
3、单位反馈系统稳态速度误差的正确含义是( C )A 、在r(t)=A 时,输出速度与输入速度的稳态误差;B 、在r(t)=A 时,输出位置与输入位置的稳态误差;C 、在r(t)=At 时,输出位置与输入位置的稳态误差;D 、在r(t)=At 时,输出速度与输入速度的稳态误差。
4、系统特征方程为 05432)(234=++++=s s s s s D ,则系统( B ): A 、 稳定; B 、右半平面闭环极点数2=Z ;C 、 临界稳定;D 、 型别1=v 。
自动控制原理考题参考答案(A )一、解:系统的传递函数为)()()()(1)()()()()(21221s G s G s H s G s G s G s R s C s ++==Φ二、解:根据劳斯判据, 列劳斯表3s 1 1 2s 2 2 1s 0(ε) 0s 2上面劳斯表的符号与下面系数的符号相同,表示该方程中有一对共轭虚根存在,相应的系统为不稳定。
三、解:根据题意 KsKJs JTsTs s s N K Js JTsTs s s sE ess111lim )(1lim )(lim 22''-=⋅+++⋅-=+++⋅-==四、解:从上图可知:%16%1001116.1%)(1,16.1,1)(max =⨯-=∴===∞σs t c c p因为系统的闭环传递函数为:Kas sKs R s C s ++==Φ2)()()(5.0)1exp(%16%1001116.1%2=∴--==⨯-=ζζπζσ63.311122=-=∴=-=ζπωζωπp n n t t 又所以63.322.132====nn a K ζωω五、 解:(1) 系统有3个开环极点-P 1,2=-2,-P 3=-5,有一个开环零点-Z 1=1。
本系统n=3,m=1,根轨迹应有三个分支,起点为开环极点-2,-5;其中一个分支终点为开环有限零点-1,另两个分支趋向于无穷处。
(2) 实轴上的根轨迹在区间(-5,-2),[-2,1]。
(3) 渐近线:-5-=a σ , 90±=ψ ;分离点d= -3.854 系统的根轨迹如右图所示。
六、解答:1) 开环频率响应特性为:)1)(1()(21++=ωωωj T j T Kj G k当︒-∠=∞∞=︒∠==180)(,0)0(0K j G K j G k k ωω,其Nyquist 图大致如右图所示。
2)由图可见:Nyquist 轨迹的像轨迹顺时针包围10j -+点0周;由Nyquist 稳定判据,闭环系统稳定。
课程名称: 自动控制理论(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,其控制作用就是通过给定值与反馈量得差值进行得。
2、复合控制有两种基本形式:即按输入得前馈复合控制与按扰动得前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)得环节,以并联方式连接,其等效传递函数为,则G(s)为G1(s)+G2(s)(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,该系统得特征方程为,该系统得单位阶跃响应曲线为 .5、若某系统得单位脉冲响应为,则该系统得传递函数G(s)为。
6、根轨迹起始于极点 ,终止于零点或无穷远。
7、设某最小相位系统得相频特性为,则该系统得开环传递函数为。
8、PI控制器得输入-输出关系得时域表达式就是 ,其相应得传递函数为,由于积分环节得引入,可以改善系统得性能。
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、一定能使干扰引起得误差逐渐减小,最后完全消除;D、需要调整系统得结构参数,才能改善系统性能。
2、下列哪种措施对提高系统得稳定性没有效果( ).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、系统在作用下得稳态误差,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°根轨迹得就是( )A、主反馈口符号为“-” ;B、除外得其她参数变化时;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得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, 则图中不稳定得系统就是( )。
自动控制原理试卷与答案一、填空题1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过稳定性与反馈量的差值进行的2、在水箱水温控制系统中,受控对象为水箱,被控量为水温。
3、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,称为开环控制系统;;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时,称为闭环控制系统;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于闭环控制系统。
4、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面,即:稳定性、快速性和准确性。
5、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法,叫系统的数学模型,在古典控制理论中系统数学模型有微分方程、函数等6.闭环控制系统又称为反馈控制系统。
7.一线性系统,当输入是单位脉冲函数时,其输出象函数与传递函数相同8.控制系统线性化过程中,线性化的精度和系统变量的时间常数T有关。
9、.PID调节中的“P”指的是比例控制器10。
对控制系统的首要要求是系统具有稳定性。
11.反馈控制原理是检测偏差并纠正偏差的原理12.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数学控制系统。
13、由控制器(含测量元件)和被控制对象组成的有机整体称为自动控制系统.14、闭环系统是指系统输出量直接或地参与系统的控制的作用。
15、开环控制系统与闭环系统相互结合的控制方式是复合控制16只有一个反馈通道的系统是单回路系统。
17、描述系统各个物理量之间关系的数学表达式或图形称为系统的数学模型18、过渡过程的三要素是起始值、稳定值、时间常数19从一个状态进入另一个稳态的中间过程叫做过渡过程或动态过程.20、换路定律表明了换路前与换路后瞬间电路的工作状态之间的关系。
二、选择题1、采用负反馈形式连接后,则 ( D )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。
《自动控制原理》练习题及参考答案一、填空题1.线性连续控制系统常用的数学模型有 、 、 。
2.自动控制系统按照控制方式可分为 控制系统、 控制系统和 控制系统。
3.自动控制系统按照有无反馈可分为 控制系统和 控制系统。
4.在典型输入信号作用下,任何一个控制系统的时间响应都由 过程和 过程两部分组成。
二、简答题1.什么是系统的开环传递函数?什么是系统的闭环传递函数?当给定量和扰动量同时作用于线性控2. 什么是传递函数?传递函数有哪些特点?三、计算题1.某单位负反馈系统的开环传递函数为()()()12111G s s T s T s =++,其中,10T >,20T >。
回答下列问题: (1)画出开环频率特性Nyquist 曲线的概略图形;(2)根据Nyquist 判据确定使闭环系统稳定的参数T1、T2应该满足的条件。
2. 已知反馈系统的开环传递函数为()()()1K G s H s s s =+,试求: (1)用奈氏判据判断系统的稳定性;(2)若给定输入r(t) = 2t +2时,要求系统的稳态误差为0.25,问开环增益K 应取何值。
参考答案一、填空题1.微分方程、传递函数、频率特性2.开环、闭环、复合3.闭环、开环4.瞬态、稳态 二、简答题1.答:系统的开环传递函数为前向通路传递函数与反馈通路传递函数之积;系统的闭环传递函数为输出的拉氏变换与输入拉氏变换之比。
当给定量和扰动量同时作用于系统时,通过叠加原理计算系统的输出量。
2.答:解答:定义:在零初始条件下,系统输出的Laplace 变换与引起该输出的输入量的Laplace 变换之比。
传递函数具有以下特点(1)传递函数的分母反映了由系统的结构与参数所决定的系统的固有特性,而其分子则反映了系统与外界之间的联系。
(2)当系统在初始状态为零时,对于给定的输入,系统输出的Laplace 变换完全取决于其传递函数。
但是,一旦系统的初始状态不为零,则传递函数不能完全反映系统的动态历程。
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 给定值 与反馈量的差值进行的。
2、复合控制有两种基本形式:即按 输入 的前馈复合控制和按 扰动 的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为()G s ,则G(s)为G 1(s)+G 2(s)(用G 1(s)与G 2(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 ω 1.414 ,阻尼比=ξ 0.707 , 该系统的特征方程为 2220s s ++= ,该系统的单位阶跃响应曲线为 衰减振荡 。
5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+,则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s+++。
6、根轨迹起始于 开环极点 ,终止于 开环零点 。
7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ϕωτωω--=--,则该系统的开环传递函数为 (1)(1)K s s Ts τ++。
1、在水箱水温控制系统中,受控对象为水箱,被控量为 水温 。
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 开环控制系统 ;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时,称为 闭环控制系统 ;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于 闭环控制系统 。
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 稳定 。
判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用劳斯判据;在频域分析中采用 奈奎斯特判据。
4、传递函数是指在 零 初始条件下、线性定常控制系统的 输出拉氏变换 与 输入拉氏变换 之比。
5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++;相频特性为arctan 180arctan T τωω--(或:2180arctan 1T T τωωτω---+) 。
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 给定值 与反馈量的差值进行的。
2、复合控制有两种基本形式:即按 输入 的前馈复合控制和按 扰动 的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为()G s ,则G(s)为G 1(s)+G 2(s)(用G 1(s)与G 2(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 ω 1.414 ,阻尼比=ξ 0.707 , 该系统的特征方程为 2220s s ++= ,该系统的单位阶跃响应曲线为 衰减振荡 。
5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+,则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s+++。
6、根轨迹起始于 开环极点 ,终止于 开环零点 。
7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ϕωτωω--=--,则该系统的开环传递函数为 (1)(1)K s s Ts τ++。
1、在水箱水温控制系统中,受控对象为水箱,被控量为 水温 。
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 开环控制系统 ;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时,称为 闭环控制系统 ;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于 闭环控制系统 。
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 稳定 。
判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用劳斯判据;在频域分析中采用 奈奎斯特判据。
4、传递函数是指在 零 初始条件下、线性定常控制系统的 输出拉氏变换 与 输入拉氏变换 之比。
5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++,则其开环幅频特性为2222211K T τωωω++; 相频特性为arctan 180arctan T τωω--o (或:2180arctan 1T T τωωτω---+o ) 。
洛阳师范学院2005—2006学年第一学期期末考试
参考答案及评分标准
电子信息科学与技术 专业 2002、2004专升本 级 《自动控制原理》 试卷 A
一、填空题(每空1分,共20分)
1. 闭环控制;开环控制;复合控制
2. 0()st f t e dt ∞
-⎰ 3.比例—微分控制;测速反馈控制
4. 1
lim
s k s
ν-→或0
lim ()()s sG s H s → 5. 按干扰补偿;按指令信号补偿 6. 分析法;综合法
7. [()]Z e t *
或0
()k k e kT z ∞
-=∑ 8.
11
ωω+-;
11
z z +- 9. 串联校正;反馈校正;前馈校正;复合校正
10. 超前校正网络;滞后校正网络
二、概念题(每题3分,共12分)
1. 主导极点:对于高阶系统,其闭环传递函数中有一个极点(或一对复极点)离虚轴最近(且附近无零点存在),
而其它极点与虚轴的距离都在此极点于虚轴距离的五倍以上,则可以认为,系统的动态特性由这个(或这对)极点来确定,其它极点的影响可忽略不计。
这个(或这对)极点就称为系统的主导极点。
2. 最小相角系统:如果一个稳定系统的传递函数在右半S 平面无零点,则称此系统为最小相角系统。
3. 采样控制系统:对于一个离散系统,如果系统中的离散信号是脉冲序列形式,则称此系统为采样控制系统。
4. 能控性:如果用一个适当的控制信号,在有限的时间间隔内使得初始状态转移到任一终止状态,则这个系统称
作状态能控的,如果对任意初始状态都能控,这个系统叫作状态完全能控的。
三、简答题(每题5分,共10分)
1. 反馈控制原理:在反馈控制系统中,控制装置对受控对象施加控制作用,而控制装置接受的信号是被控量的反
馈信号与给定值相比较产生的偏差,根据偏差值的大小产生控制作用,实现控制任务。
2. 连续控制系统采用的是模拟控制器,但是随着控制系统复杂性的增加,最优性能控制的发展,典型输入信号不
能满足最优控制的要求,必须采用复杂的输入函数,这样使得控制器的成本急剧上升。
3分 同时在技术上很难行得通。
1分 而采样数据控制系统可以很好的克服连续控制系统的这些缺点。
1分
四、 论述题(8分)
1. 应该从稳定性、快速性、准确性这三个方面去评价一个自动控制系统性能的优略。
2分
稳定性是保证控制系统正常工作的先决条件。
被控量偏离期望值后,经过一段时间,能够恢复到原来状态,称这样的系统是稳定的,否则系统是不稳定的。
1分 快速性反映了过渡过程时间的长短,当然系统越快进入稳态越好。
1分 准确性反映了系统是否存在稳态误差以及稳态误差的大小,稳态误差越小越好,无差系统是最理想的。
1分 系统三方面的性能是相互制约的。
系统反应速度快,很容易使其稳定性变差;稳定性好,则系统的快速性会受
到制约,控制精度也会受到影响。
如何解决好这些矛盾,应该具体系统具体分析,因为不同系统对这三方面的 要求是不同的。
3分
五、作图题(每题7分,共14分)
1. 解:(1)开环零点z=-
2.5,开环极点1P =0,2P =-5。
分别标在坐标图上。
1分
(2)n=2,两条根轨迹。
分别起始于0、-5,终止于-2.5、无穷远处。
1分 (3)根据根轨迹的绘制法则,根轨迹在实轴上。
分别在区间(,5-∞-),(-2.5,0)。
1分
4分
2. 解:(1)k=0.004,20lgk=-2.4;1ω=0.1,2ω=1,3ω=5;1ξ=0.5,2ξ=0.4;1
120lg
2ξ=0,2
120lg
2ξ=1.94 。
1分
(2)过点(1,-2.4)作0dB/十倍频程直线;在转折频率1ω处作20dB/十倍频程斜线;在转折频率2ω处作
-20dB/十倍频程斜线;在转折频率3ω处作-60dB/十倍频程斜线。
1分
(3)在转折频率3ω处修正。
(4)当ω在(0,∞)变化时,相频特性在区间(0 ,-270 )变化。
1分 画伯德图不要求太精确,能画出大致图形,标出关键点即可。
4分
六、1223
()()
1G G C s R s G G -=
- 6分
七、计算题(共30分)
1.(1) σ℅=1
2.3℅, s t =1.5s 4分
(2) 对于欠阻尼系统,ξ越小,超调量越大。
调节时间与ξ
、n ω的乘积成反比。
4分
2.列出劳斯表 4分 k>4/3 2分
3.首先判定系统稳定 1分 (a) 0ss e = 3分 (b) 87
ss e =
3分
(c) ss e =∞ 3分 4.主导极点为110.67
P =-
,所以系统可以看成一阶系统。
即1()(0.671)
s s φ=
+, 4分
所以s t =3T=2S ,σ℅=0。
2分。