《自動(dòng)控制原理》期末考試試卷

1、自動(dòng)控制原理期末考試試卷一、選擇題：1. 采用負(fù)反饋形式連接后，則（ d ）a、一定能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定b、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能一定會(huì)提高c、一定能使干擾引起的誤差逐漸減小，最后完全消除d、需要調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)， 才能改善系統(tǒng)性能2下列哪種措施對(duì)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有效果（ a ）a、增加開環(huán)極點(diǎn) b、在積分環(huán)節(jié)外加單位負(fù)反饋c、增加開環(huán)零點(diǎn) d、引入串聯(lián)超前校正裝置3系統(tǒng)特征方程為，則系統(tǒng)（ c ）a、穩(wěn)定 b、單位階躍響應(yīng)曲線為單調(diào)指數(shù)上升c、臨界穩(wěn)定 d、右半平面閉環(huán)極點(diǎn)書z=24系統(tǒng)在作用下的穩(wěn)態(tài)誤差，說明（ a ）a、型別 b、系統(tǒng)不穩(wěn)定c、輸入幅值過大 d、閉環(huán)傳遞函數(shù)中有一個(gè)積分環(huán)節(jié)5. 對(duì)

2、于一下情況應(yīng)繪制根軌跡的是（ d ）a、主反饋符號(hào)位“-” b、除kr外的其他參數(shù)變化時(shí)c、非單位反饋系統(tǒng) d、根軌跡方程（標(biāo)準(zhǔn)形式）為6. 關(guān)于傳遞函數(shù)，錯(cuò)誤的說法是（ b ）a、傳遞函數(shù)只適用于線性定常系統(tǒng)b、傳遞函數(shù)不僅取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，給定輸入和擾動(dòng)對(duì)傳遞函數(shù)也有影響c、傳遞函數(shù)一般是為復(fù)變量s的真分式d、閉環(huán)傳遞函數(shù)的幾點(diǎn)決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性7. 高階系統(tǒng)的主導(dǎo)閉環(huán)極點(diǎn)越靠近虛軸，則系統(tǒng)（ d ）a、準(zhǔn)確度越高 b、準(zhǔn)確度越低c、響應(yīng)速度越快 d、響應(yīng)速度越慢8. 已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)的開環(huán)增益為（ c ）a、50 b、25 c、10 d、5 9. 若某題的根軌跡有兩

3、個(gè)起點(diǎn)位于原點(diǎn)，則說明該系統(tǒng)（ b ）a、含兩個(gè)理想微分環(huán)節(jié) b、含兩個(gè)積分環(huán)節(jié)c、位置誤差系數(shù)為0 d、速度10. 開環(huán)頻域性能指標(biāo)中的相角裕度對(duì)應(yīng)時(shí)域性能指標(biāo)（ a ）a、超調(diào) b、穩(wěn)態(tài)誤差 c、調(diào)整時(shí)間 d、峰值時(shí)間二、填空題：1. 反饋控制又稱偏差控制，其控制作用是通過 給定值 與反饋量的差值進(jìn)行的。2. 復(fù)合控制有兩種基本形式：即按 輸入 的前饋復(fù)合控制和按 擾動(dòng) 的前饋復(fù)合控制。3兩個(gè)傳遞函數(shù)分別為與的環(huán)節(jié)，以并聯(lián)方式連接，其等效傳遞函數(shù)為，則為 （用與表示）。4根軌跡起始于 開環(huán)極點(diǎn) ，終止于 開環(huán)零點(diǎn) 。5判斷一個(gè)閉環(huán)線性控制系統(tǒng)是否穩(wěn)定，可采用 勞斯判據(jù) 、 根軌跡 、 奈奎

4、斯特判據(jù) 等方法。6最小相位系統(tǒng)是指 s右半平面不存在系統(tǒng)的開環(huán)極點(diǎn)及開環(huán)零點(diǎn) 。三、分析設(shè)計(jì)：1. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示：（1）寫出閉環(huán)傳遞函數(shù)表達(dá)式； （2）要使系統(tǒng)滿足條件：, ,試確定相應(yīng)的參數(shù)和； （3）求此時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)； （4）時(shí)，求系統(tǒng)由產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差； （5）確定，使干擾對(duì)系統(tǒng)輸出無影響。解：（1） （2） （3）（4） （5）令：得：2. 已知某單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為: （1）、繪制該系統(tǒng)以根軌跡增益kr為變量的根軌跡（求出：漸近線、分離點(diǎn)、與虛軸的交點(diǎn)等）； （2）、確定使系統(tǒng)滿足的開環(huán)增益的取值范圍。解：(1)繪制根軌跡 系統(tǒng)有有3個(gè)開環(huán)極點(diǎn)（起點(diǎn)）：0、-

5、3、-3，無開環(huán)零點(diǎn)（有限終點(diǎn)）； 實(shí)軸上的軌跡：（-，-3）及（-3，0）； 3條漸近線： 分離點(diǎn)： 得： 與虛軸交點(diǎn)： 繪制根軌跡如右圖所示。（2）開環(huán)增益k與根軌跡增益kr的關(guān)系：得系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)根軌跡增益kr的取值范圍：，系統(tǒng)穩(wěn)定且為欠阻尼狀態(tài)時(shí)根軌跡增益kr的取值范圍：， 系統(tǒng)穩(wěn)定且為欠阻尼狀態(tài)時(shí)開環(huán)增益k的取值范圍： 四、計(jì)算題：1. 已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，試求當(dāng)k=10時(shí)，系統(tǒng)的阻尼比，無阻尼自然頻率，位置誤差系數(shù)，速度誤差系數(shù)和加速度誤差系數(shù)。解： 系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為與二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)形式相比較，可得,即 當(dāng)k=10/s時(shí) 位置誤差系數(shù)速度誤差系數(shù)加速度誤差系數(shù)2. 設(shè)系統(tǒng)的特征方程為，試用勞斯判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解：列勞斯表如下s4 1 1 1s3 2 1 0s2 (2×11×1)/2=1/2 (2×21×0)/(2)=0 s1 (1×12×2)/1=3 s0 (3