自動控制理論2023年7月23日星期六
課程名稱: 自動控制理論 （a/b卷閉卷）
一、填空題（每空 1 分，共15分）
1、反饋控制又稱偏差控制，其控制作用是通過與反饋量的差值進行的。
2、復合控制有兩種基本形式：即按的前饋復合控制和按的前饋復合控制。
3、兩個傳遞函式分別為g1(s)與g2(s)的環節，以併聯方式連線，其等效傳遞函式為，則g(s)為 （用g1(s)與g2(s) 表示）。
4、典型二階系統極點分布如圖1所示，
則無阻尼自然頻率
阻尼比該系統的特徵方程為
該系統的單位階躍響應曲線為
5、若某系統的單位脈衝響應為，
則該系統的傳遞函式g(s)為
6、根軌跡起始於終止於
7、設某最小相位系統的相頻特性為，則該系統的開環傳遞函式為
8、pi控制器的輸入－輸出關係的時域表示式是
其相應的傳遞函式為由於積分環節的引入，可以改善系統的效能。
二、選擇題（每題 2 分，共20分）
1、採用負反饋形式連線後，則 ( )
a、一定能使閉環系統穩定b、系統動態效能一定會提高；
c、一定能使干擾引起的誤差逐漸減小，最後完全消除；
d、需要調整系統的結構引數，才能改善系統效能。
2、下列哪種措施對提高系統的穩定性沒有效果
a、增加開環極點b、在積分環節外加單位負反饋；
c、增加開環零點d、引入串聯超前校正裝置。
3、系統特徵方程為，則系統
a、穩定b、單位階躍響應曲線為單調指數上公升；
c、臨界穩定d、右半平面閉環極點數。
4、系統在作用下的穩態誤差，說明 ( )
a、 型別b、系統不穩定；
c、 輸入幅值過大d、閉環傳遞函式中有乙個積分環節。
5、對於以下情況應繪製0°根軌跡的是( )
a、主反饋口符號為「-」 ； b、除外的其他引數變化時；
c、非單位反饋系統d、根軌跡方程（標準形式）為。
6、開環頻域效能指標中的相角裕度對應時域效能指標( ) 。
a、超調 b、穩態誤差 c、調整時間 d、峰值時間
7、已知開環幅頻特性如圖2所示， 則圖中不穩定的系統是( )。
系統系統系統③
圖2a、系統① b、系統c、系統d、都不穩定
8、若某最小相位系統的相角裕度，則下列說法正確的是 ( )。
a、不穩定b、只有當幅值裕度時才穩定；
c、穩定d、不能判用相角裕度判斷系統的穩定性。
9、若某串聯校正裝置的傳遞函式為，則該校正裝置屬於( )。
a、超前校正 b、滯後校正 c、滯後-超前校正 d、不能判斷
10、下列串聯校正裝置的傳遞函式中，能在處提供最大相位超前角的是：
abcd、
三、(8分)試建立如圖3所示電路的動態微分方程，並求傳遞函式。
圖3四、（共20分）系統結構圖如圖4所示：
1、寫出閉環傳遞函式表示式；（4分）
2、要使系統滿足條件：, ,試確定相應的引數和；（4分）
3、求此時系統的動態效能指標；（4分）
4、時，求系統由產生的穩態誤差；（4分）
5、確定，使干擾對系統輸出無影響。（4分）
五、(共15分)已知某單位反饋系統的開環傳遞函式為:
1、繪製該系統以根軌跡增益kr為變數的根軌跡（求出：漸近線、分離點、與虛軸的交點等）；（8分）
2、確定使系統滿足的開環增益的取值範圍。（7分）
六、（共22分）某最小相位系統的開環對數幅頻特性曲線如圖5所示：
1、寫出該系統的開環傳遞函式；（8分）
2、寫出該系統的開環頻率特性、開環幅頻特性及開環相頻特性。（3分）
3、求系統的相角裕度。（7分）
4、若系統的穩定裕度不夠大，可以採用什麼措施提高系統的穩定裕度？（4分）
試題二一、填空題（每空 1 分，共15分）
1、在水箱水溫控制系統中，受控物件為被控量為
2、自動控制系統有兩種基本控制方式，當控制裝置與受控物件之間只有順向作用而無反向聯絡時，稱為當控制裝置與受控物件之間不但有順向作用而且還有反向聯絡時，稱為含有測速發電機的電動機速度控制系統，屬於
3、穩定是對控制系統最基本的要求，若乙個控制系統的響應曲線為衰減振盪，則該系統判斷乙個閉環線性控制系統是否穩定，在時域分析中採用在頻域分析中採用
4、傳遞函式是指在初始條件下、線性定常控制系統的
與之比。
5、設系統的開環傳遞函式為，則其開環幅頻特性為相頻特性為
6、頻域效能指標與時域效能指標有著對應關係，開環頻域效能指標中的幅值穿越頻率對應時域效能指標 ，它們反映了系統動態過程的 。
二、選擇題（每題 2 分，共20分）
1、關於傳遞函式，錯誤的說法是 ( )
a 傳遞函式只適用於線性定常系統；
b 傳遞函式不僅取決於系統的結構引數，給定輸入和擾動對傳遞函式也有影響；
c 傳遞函式一般是為復變數s的真分式；
d 閉環傳遞函式的極點決定了系統的穩定性。
2、下列哪種措施對改善系統的精度沒有效果
a、增加積分環節b、提高系統的開環增益k
c、增加微分環節d、引入擾動補償
3、高階系統的主導閉環極點越靠近虛軸，則系統的
a、準確度越高b、準確度越低
c、響應速度越快d、響應速度越慢
4、已知系統的開環傳遞函式為，則該系統的開環增益為
a、 50b、25c、10d、5
5、若某系統的根軌跡有兩個起點位於原點，則說明該系統
a、含兩個理想微分環節b、含兩個積分環節
c、位置誤差係數為0d、速度誤差係數為0
6、開環頻域效能指標中的相角裕度對應時域效能指標( ) 。
a、超調 b、穩態誤差 c、調整時間 d、峰值時間
7、已知某些系統的開環傳遞函式如下，屬於最小相位系統的是( )
a、 b 、 cd、
8、若系統增加合適的開環零點，則下列說法不正確的是 ( )。
a、可改善系統的快速性及平穩性b、會增加系統的訊雜比；
c、會使系統的根軌跡向s平面的左方彎曲或移動；
d、可增加系統的穩定裕度。
9、開環對數幅頻特性的低頻段決定了系統的( )。
a、穩態精度 b、穩定裕度 c、抗干擾性能 d、快速性
10、下列系統中屬於不穩定的系統是( )。
a、閉環極點為的系統 b、閉環特徵方程為的系統
c、階躍響應為的系統 d、脈衝響應為的系統
三、(8分)寫出下圖所示系統的傳遞函式（結構圖化簡，梅遜公式均可）。
四、（共20分）設系統閉環傳遞函式，試求：
1、；；；時單位階躍響應的超調量、調節時間及峰值時間。（7分）
2、；和；時單位階躍響應的超調量、調節時間和峰值時間。（7分）
3、根據計算結果，討論引數、對階躍響應的影響。（6分）
五、(共15分)已知某單位反饋系統的開環傳遞函式為，試：
1、繪製該系統以根軌跡增益kr為變數的根軌跡（求出：分離點、與虛軸的交點等）；（8分）
2、求系統穩定且為欠阻尼狀態時開環增益k的取值範圍。（7分）
六、（共22分）已知反饋系統的開環傳遞函式為，試：
1、用奈奎斯特判據判斷系統的穩定性；（10分）
2、若給定輸入r(t) = 2t＋2時，要求系統的穩態誤差為0.25，問開環增益k應取何值。
（7分）
3、求系統滿足上面要求的相角裕度。（5分）
試題三一、填空題（每空 1 分，共20分）
1、對自動控制系統的基本要求可以概括為三個方面，即： 、快速性和
2、控制系統的稱為傳遞函式。一階系統傳函標準形式是 ，二階系統傳函標準形式是
3、在經典控制理論中，可採用 、根軌跡法或等方法判斷線性控制系統穩定性。
自動控制原理複習
1.當阻尼比比較小的時候，從時域指標和頻域指標兩方面說明該系統會有什麼樣的表現。2.為保證系統的穩定性，通常要求開環對數幅頻特性曲線在穿越頻率處的斜率為多少。3.對於典型的二階系統增加乙個開環零點 實數 或者增加乙個開環極點 實數 對系統根軌跡走向的影響 4.超調量，調節時間和峰值時間 穩態誤差的求...
《自動控制原理》複習參考
1 反饋控制又稱偏差控制，其控制作用是通過輸入量與反饋量的差值進行的。2 閉環控制系統又稱為反饋控制系統。3 在經典控制理論中主要採用的數學模型是微分方程 傳遞函式 結構框圖和訊號流圖。4 自動控制系統按輸入量的變化規律可分為恆值控制系統 隨動控制系統與程式控制系統。5 對自動控制系統的基本要求可以...
自動控制原理複習總結
典型一階系統 p56 典型二階系統的定義 p57 動態結構圖 開環和閉環傳遞函式 指標引數計算 典型一階系統 p56 圖3 7 式3 8a 3 8b 典型二階系統 p59 圖3 10，p60 式3 21 3 22 3 23 3 25a 3 25b 的時域效能指標計算及階躍響應特徵 典型例題 p63 ...