1、自动控制原理模拟试题 1一、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） 。()Gs4、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 ，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()1ttgte则该系统的传递函数 G(s)为 。6、根轨迹起始于 ，终
2、止于 。7、设某最小相位系统的相频特性为 ，则该101()()9()tgtgT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
3、征方程为 ，则系统 ( )0632)(3ssA、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 。2Z4、系统在 作用下的稳态误差 ，说明 ( )2)(trseA、 型别 ； B、系统不稳定；vC、 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；rKC、非单位反馈系统； D、根轨迹方程（标准形式）为。1)(sHG6、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%sestpt7、已知开环幅频特性如
4、图 2 所示， 则图中不稳定的系统是( )。系统 系统 系统图 2A、系统 B、系统 C、系统 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 ( )。0A、不稳定； B、只有当幅值裕度 时才稳定；1gkC、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( )。 10sA、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：cA、 B、 C、 10s10.s210.5sD、 .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、
5、 （共 20 分）系统结构图如图 4 所示：1、写出闭环传递函数 表达式；（4 分）()CsR2、要使系统满足条件： , ,试确定相应的参数 和 ；（470.2nK分）3、求此时系统的动态性能指标 ；（ 4 分 ）st,04、 时，求系统由 产生的稳态误差 ；（4 分）tr2)()rtse5、确定 ，使干扰 对系统输出 无影响。 （4 分）sGnn)(tc五、(共 15 分)已知某单位反馈系统的开环传递函数为 : 2()3)rKGs1、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） ；（8 分）2、确定使系统满足 的开环增益 的取值范围。 （7 分）10图
6、4六、 （共 22 分）某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线 如图 5 所示：0()L1、写出该系统的开环传递函数 ；（8 分）)(0sG2、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）自动控制原理模拟试题 1 答案一、填空题(每题 1 分，共 15 分)1、给定值2、输入；扰动； 3、G 1(s)+G2(s)；4、 ； ； ；衰减振荡0.720s5、 ；5.2.s6、开环极点；开环零点7、 (1)KsT8、 ； ； 稳态性能()()()putettd1pKTs二
7、、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 200i10i )t(u)t(tdu)t(tuRCR(2 分)即 )t(u)t()t(u()td i2i21021021 dCR(2 分)2、求传递函数对微分方程进行拉氏变换得(2 分)(U)()(U() i2i21021021 sRsCsRsCR得传递函数 (22121i)(G分)四、(共 20 分)解：1、 （4 分） 22221)( nsKssKsRC2、 （4 分）
8、242nK70.3、 （4 分） 0103.e8.24nst4、 （4 分） )1()(1)(2 sKssG1vK4.12KsAe5、 （4 分）令： 0)()( sGsNCnn 得： KGn五、(共 15 分)1、绘制根轨迹 （8 分）(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）180,63a(4) 分离点： 得： （2 分）21d1d432Kr(5)与虚轴交点： 096)(23rssD（2 分）06)(Re9Im23rj54r第 1 页 共 2
9、页绘制根轨迹如右图所示。2、 （7 分）开环增益 K 与根轨迹增益 Kr的关系： 139)()22sKsGrr得 （1 分）9rK系统稳定时根轨迹增益 Kr的取值范围： ， （2 分）54rK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）54rK系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益 K 的取值范围： （1 分）694六、 （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 (2 分)12()(1)Gss由图可知： 处的纵坐标为 40dB, 则 , 得 (21(0lg4LK0分)（ 2 分）120和 =故系统的开环
10、传函为 （2 分）101)(0ssG2、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 （1 分）0()10jjj开环幅频特性 （1 分）022()10A开环相频特性： （1 分）10()9stgt3、求系统的相角裕度 ： 求幅值穿越频率，令 得 （302210() 1A.6/crads分）（211110()90093.60.8ccctgttgt 分）（2 分）018()8c对最小相位系统 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。
