1、 1 / 5自动控制原理期末考试试卷一、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2下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果（ A ）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（ C ）32()60ssA、稳定 B、单位阶跃响应曲线为单调指数上升C、临界稳定 D、右半平面闭环极点书 Z=24系统在 作用下的稳态误差 ，说明（ A ）2()rtseA、型别 B、系统不稳定vC、输
2、入幅值过大 D、闭环传递函数中有一个积分环节5. 对于一下情况应绘制 根轨迹的是（ D ）0A、主反馈符号位“-” 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 ()1GsH6. 关于传递函数，错误的说法是（ B ）A、传递函数只适用于线性定常系统B、传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响C、传递函数一般是为复变量 s 的真分式D、闭环传递函数的几点决定了系统的稳定性7. 高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统（ D ）A、准确度越高 B、准确度越低C、响应速度越快 D、响应速度越慢2 / 58. 已知系统的开环传递函数为 ，则
3、该系统的开环增益为（ C 50()21)(Gss）A、50 B、25 C、10 D、5 9. 若某题的根轨迹有两个起点位于原点，则说明该系统（ B ）A、含两个理想微分环节 B、含两个积分环节C、位置误差系数为 0 D、速度10. 开环频域性能指标中的相角裕度 对应时域性能指标（ A ）A、超调 B、稳态误差 C、调整时间 D、峰值时间%sestpt二、填空题：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 与 的环节，以并联方式连接，其等效传递函数1()Gs2
4、为 ，则 为 （用 与 表示） 。()Gs()s1()s2G4根轨迹起始于 开环极点 ，终止于 开环零点 。5判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用 劳斯判据 、 根轨迹 、 奈奎斯特判据 等方法。6最小相位系统是指 S 右半平面不存在系统的开环极点及开环零点 。三、分析设计：1. 系统结构图如图 1 所示：3 / 5（1）写出闭环传递函数 表达式； ()CsR（2）要使系统满足条件： , ,试确定相应的参数 和 ； 70.2nK（3）求此时系统的动态性能指标 ； st，（4） 时，求系统由 产生的稳态误差 ； tr)()rtse（5）确定 ，使干扰 对系统输出 无影响。sGnn)(tc解：
5、（1） 22221)( nsKssKsRC（2） 242nK70.（3） 0103.e8.24nst（4） )1()(1)(2 sKssG1vK4.2KsAe（5）令： 0)(1)( sGKsNCnn 得： sGn)(2. 已知某单位反馈系统的开环传递函数为 : 2()3)rKGs（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） ； （2） 、确定使系统满足 的开环增益 的取值范围。10K4 / 5解：(1)绘制根轨迹 系统有有 3 个开环极点（起点）：0、-3、-3，无开环零点（有限终点） ； 实轴上的轨迹：（-，-3）及（-3，0） ； 3 条
6、渐近线： 180,623a分离点： 得： 21d1d432Kr与虚轴交点： 096)(23rssD0)(ReIm2rj54r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：139)()22ssGrr得 9rK系统稳定时根轨迹增益 Kr的取值范围： ，54rK系统稳定且为欠阻尼状态时根轨迹增益 Kr的取值范围： ， 54rK系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益 K 的取值范围： 69四、计算题：1. 已知单位负反馈系统的传递函数为 ，试求当 K=10 时，系统的阻)1.0()sG尼比 ，无阻尼自然频率 ，位置误差系数 ，速度误差系数 和加速度误差系npKvK数 。aK解： 系统闭
7、环传递函数为5 / 5KsKssGB 101.022与二阶系统传递函数标准形式 相比较，可得2sn, 即n10102nK 当 K=10/s 时秒弧 度n 5.位置误差系数 )1.0(limli0sKsGKsp速度误差系数 .lili00sssv加速度误差系数 1.limli020KGKssa2. 设系统的特征方程为 ，试用劳斯判据判断系统的稳定性。01234s解：列劳斯表如下S4 1 1 1S3 2 1 0S2 (2111)/2=1/2 (2210)/(2)=0 S1 (1122)/1=3 S0 (3210)/(3)=2 由于劳斯表第一列的系数变号两次，一次由 1/2 变成3，另一次由3 变成 2，故特征方程有两个根在 S 平面右半部分，系统是不稳定的。
