模拟试卷-自动控制原理

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1、反馈校正也称为（B）。A. 串联校正B. 并联校正C. 前馈校正D. 顺馈校正

2、给定值是指人规定的并且要求系统输出量参照变化的（C）信号。A. 干扰B. 内部C. 外部D. 内部或外部 3、自动控制系统主要是由被控对象、（A）、执行机构和测量元件构成的。A. 控制装置B. 校正装置C. 给定值D. 干扰量 4、关于信号流图，下面说法错误的是（C）。 A. 信号流图的节点可以表示输入信号B. 信号流图的节点可以表示输出信号C. 信号流图是由节点和信号组成的拓扑网络D. 信号流图的节点可以表示方框图中的分支点 5、关于相平面法，下面说法错误的是（B）。A. 相平面法只适用于一阶、二阶系统B. 相平面法仅适用于二阶系统

C. 相平面法可以分析稳定性D. 相平面法可以分析系统瞬态响应 6、下面叙述中，不属于零阶保持器特性的是（A）。A. 零阶保持器只有一个截止频率B. 零阶保持器具有低通滤波特性

C. 零阶保持器有相位滞后D. 零阶保持器的幅值随频率的增大而减小 7、在一阶延滞系统

Kes中，参数表示该系统的（C）。A. 时间常数B. 响应时间C. 延滞时间D. 超前时间 Ts18、下列名词不会在方框图中出现的是（A）。A. 节点B. 相加点C. 比较点D. 引出点 9、稳定的二阶系统对阶跃输入信号的响应不会产生（D）。

A. 衰减振荡过程B. 无超调的过程C. 有超调的过程D. 指数飞升的过程 10、控制系统结构中的前向通道是指（B）。 A. 从干扰量端到被控量端所经过的通路B. 从给定值端到被控量端所经过的通路C. 从被控量端到给定值端所经过的通路D. 从被控量端到干扰量端所经过的通路 二、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）

1、信号流图中只有输出支路的节点称为输出节点，它一般表示系统的输入变量。（B）A．正确B．错误 2、线性系统的传递函数只取决于系统和部件的结构和参数，与外作用函数及初始条件无关。（A）A．正确B．错误 3、传递函数只能表示系统输入与输出之间的函数关系，至于系统的中间变量无法反映出来。（A）A．正确B．错误 4、非线性系统的稳定性与系统的结构、参数以及输入信号都有关系，但与初始条件无关。（B）A．正确B．错误 5、自动控制理论的发展初期是以反馈理论为基础的自动调节原理。（A）A．正确B．错误 6、线性系统有两个重要特性，一个是叠加性，另一个是齐次性。（A）A．正确B．错误 7、随动系统的输入信号一定是一个确定函数，要求输出量能够精确地跟随输入信号变化。（B）A．正确B．错误 8、PD调节器又称比例-微分调节器，其作用相应于滞后网络。（B）A．正确B．错误 9、PID调节器是控制系统中常采用的无源校正装置。（B）A．正确B．错误 10、超前校正和滞后校正都可以提高系统的稳定裕量。（A）A．正确B．错误 三、简答题（本大题共3小题，每小题5分，共15分） 1、开环控制系统的定义是什么，有什么特点？

答：系统输出端与输入端之间不存在反馈回路的系统叫开环控制系统。特点：结构简单、成本低、工作稳定。无法抗干扰，控制精度差。

2、稳态误差是如何定义的？系统的稳态误差与哪些因素有关？

答：稳定系统误差的终值称为稳态误差。系统的稳态误差与输入信号、系统结构、参数等因素有关。 3、什么是系统的闭环主导极点？

答：如果系统中某一对（或某一个）闭环极点距虚轴距离是其他极点的1/5~1/7，附近又没有其他零点，则称这些极点为闭环主导极点。

四、计算题（本大题1小题，共10分）

最小相位系统开环幅频特性曲线如图1所示。试写出其开环传递函数。

图1

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解：设开环传函：

GsHsK(s1) 2分

(T1s1)(T2s1)因为20lgK=20，所以K=10 2分 由T1=1/0.1 ，T2=1/0.4 ，τ=1/2 得系统开环传递函数：

GsHs10(0.5s1) 6分

(10s1)(2.5s1)五、计算题（本大题1小题，共20分） 某负反馈系统开环传递函数为GsHsK，试绘制根轨迹图，并指出系统稳定的K值范围。 2(s2)(s2s2)解：GsHsK 2分

(s2)(s1j)(s1-j)3① 根轨迹的渐近线共有n = 3条

1124 2分

3033180(2k1)60，180 1分

30j1pj② 出射角：180-90-4545，另外一个出射角为 -45； 2分 ③ 求与虚轴的交点：

特征方程为：s4s6s4K0

由劳斯判据法，得s1,2=±j2.45，相应K=20 3分 系统稳定的K值范围：032

六、计算题（本大题1小题，共15分）

采样系统如图2所示，设采样周期T1秒。试求系统的脉冲传递函数并判断系统的稳定性。

图2

解：（1）开环脉冲传递函数

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zzz211G(z)ZZ2T2T 7分 ss2z1ze(z1)(ze)所以，闭环脉冲传递函数

G(z)z2z2(z) 3分

1G(z)2z2(1e2T)ze2T2z21.13z0.135（2）系统特征根z1= 0.17，z2=0.395，均在单位圆内，系统稳定。 5分 大工《自动控制原理》课程考试模拟试卷A

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1、在一阶惯性系统

K中，参数T表示该系统的（A）。A. 时间常数B. 延滞时间C. 超前时间D. 响应周期 Ts12、下列名词不会在信号流图中出现的是（D）。A. 节点B. 支路C. 传输D. 方框 3、稳定的一阶系统对阶跃输入信号的响应是（B）。

A. 振荡的过程B. 指数飞升的过程C. 有超调的过程D. 无阻尼的过程 4、控制系统结构中的反馈通道是指（C）。A. 从干扰量端到给定值端所经过的通路 B. 从被控量端到干扰量端所经过的通路C. 从被控量端到给定值端所经过的通路D. 从给定值端到被控量端所经过的通路 5、关于反馈控制，下面说法不正确的是（A）。A. 引入反馈可以提高系统的稳定性B. 引入反馈可以提高系统的快速性

C. 引入反馈可以提高系统的控制精度D. 引入反馈可能使系统产生振荡

6、恒值控制系统也称为（B）系统。A. 随动控制B. 定值控制C. 复合控制D.伺服控制 7、反馈控制系统的特点是按（B）进行控制。A. 给定值B. 偏差C. 被控量D. 干扰量 8、下面叙述中，属于零阶保持器特性的是（C）。 A. 零阶保持器的幅值随频率的增大而增大

B. 零阶保持器具有高通滤波特性C. 零阶保持器有多个截止频率D. 零阶保持器的相位是超前的

9、对于同一系统，采用超前校正的系统带宽（A）采用滞后校正系统的带宽。A. 大于B. 小于C. 等于D. 小于或等于 10、为了降低扰动引起的稳态误差，应该（C）。A. 增加扰动作用点之后的前向通道放大系数B. 减小扰动作用点之后的前向通道放大系数C. 增大扰动作用点之前的前向通道放大系数D. 减小扰动作用点之前的前向通道放大系数 二、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）

1、实际系统中的微分环节是由理想微分环节和惯性环节组成的。（A）A．正确B．错误 2、信号流图中只有输出支路的节点称为输入节点，它一般表示系统的输入变量。（A）A．正确B．错误 3、信号流图中既有输入支路又有输出支路的节点称为混合节点，它一般表示系统的控制变量。（B）A．正确B．错误 4、线性系统的传递函数只取决于系统和元件的结构、参数，以及外作用函数。（B）A．正确B．错误 5、由于能量有限、饱和限制等，积分环节的输出不会无限增加。（A）A．正确B．错误 6、超前校正可以提高系统的相位裕量，滞后校正则不能。（B）A．正确B．错误

7、描述函数法可以用于分析非线性系统的稳定性，也可以提供其时间响应方面的信息。（B）A．正确B．错误 8、自动控制理论一般可分为“经典控制理论”和“现代控制理论”两大部分。（A）A．正确B．错误 9、根轨迹法是一种利用开环极点确定闭环极点的图解方法。（B）A．正确B．错误 10、PI调节器又称比例-积分调节器，其作用相应于超前网络。（B）A．正确B．错误 三、简答题（本大题共3小题，每小题5分，共15分） 1、线性定常系统稳定的条件是什么？

答：线性定常控制系统稳定的充分、必要条件是闭环系统特征方程的所有根均具有负实部。 2、瞬态响应指的是什么？说说分析瞬态响应的目的和方法。

答：瞬态响应指系统的输出从输入信号作用时刻起，到稳定状态为止，随时间变化的过程。目的：可以考查系统的稳定性和过渡过程的性能。方法：直接求解、间接评价、计算机仿真。 3、什么是根轨迹？

答：根轨迹是指当系统开环传递函数中某一参数从零变到无穷时，闭环特征方程式的根在s平面上运动的轨迹。

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四、计算题（本大题1小题，共10分）

试推导图1所示电路的传递函数Uc(s)/Ur(s)。并指出该环节具有超前特性还是滞后特性？

图1

解：

UC(s)Ur(s)R21Cs1CsR1R2R2Cs1 8分

(R1R2)Cs1 该环节具有滞后特性。 2分 五、计算题（本大题1小题，共15分） 某单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)闭环系统的稳定性。

12。试绘制系统频率特性的极坐标图，并应用奈氏判据判断

s(s1)(0.1s1)G(j)解：

12j(j1)(0.1j1)12 2分

21(0.1)2190tg1tg10.1由G(jg)180，求得g10 2分 代入G(jg)极坐标图：

121 2分 11 5分

因为P=0，N=2

所以 Z=N+P=2 ，系统有2个特征根在右半平面，闭环系统不稳定。 4分

六、计算题（本大题1小题，共20分）

采样系统如图2所示，设采样周期T1秒。（1）求其开环脉冲传递函数；（2）当K=1时写出闭环脉冲传递函数，并判断系统的稳定性；（3）试确定使系统稳定的最大K值。

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图2

解 ：（1）

1eTs2K111G(z)ZK(1z)Zs2ss2s 8分

2Tz1zzK(1e)K2Tzz1zeze2T（2）

C(z)G(z)1e2T0.865 4分 2TR(z)1G(z)z12ez0.729闭环特征根为：z = -0.729，在单位圆内，所以闭环系统稳定。 3分

（3）系统特征方程为 D(z)ze2TK(1e2T)0

由ze2TK(1e2T)1 ，得K1e2Tmax1e2T1.312 5

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