自动控制原理及其应用试卷与答案3

自动控制原理试卷与答案

2006 —2007 学年第一学期 《自动控制原理》考试试卷

班级 姓名 学号

2、 /R（s）。（10分）

一、填空题（每空1分，共10分）

1、 既有前向通路又有反馈通路的控制方式称为________________控制。

2、 自动控制系统按照给定量的变化规律不同分为________________控制系统、随动控制系统和程序控制系统。

3、 对控制系统的要求是________、准、快。

4、 表征被控对象运行情况且需要控制的物理量称为____________。

5、 根轨迹是指_____________系统特征方程式的根在s平面上变化的轨迹。 6、 线性系统稳定的充分必要条件是闭环传递函数的极点均严格位于s______________半平面。

7、 离散系统闭环传递函数为(z)

3、某控制系统的方框图如图所示，试求 (16分) (1) 该系统的开环传递函数Gk(s)、闭环传递函数

C(s)R(s)

和误差传递函数

E(s)R(s)

。

(2) 若保证阻尼比0.7和单位斜坡函数的稳态误差为ess0.25，求系统。 (3) 计算超调量和调节时间。

1za

，则该系统稳定的充分必要条件是

_____________。

8、 在二阶系统中引入比例-微分控制会使系统的阻尼系数________________。 9、已知单位反馈系统的开环传递函数G(s)

50

s(0.1s1)(s5)

，则在斜坡信

4、已知离散系统结构图如图所示，T为采样周期，确定使系统稳定的K值范围。(12分)

号作用下的稳态误差为_________。

10、串联滞后校正利用滞后网络的高频幅值_______________特性。 二、计算题（45分）

1、 无源网络如下，求该网络的传递函数Uo(s)/Ui(s)。（7分）

三、作图题(15分)

第 1 页/共3 页

1、已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)H(s)=制闭环系统的根轨迹，并判断使系统稳定的K*范围。 四、综合题(每题15分，共30分)

1、已知非线性系统的结构图如图所示（15分）

K*s(s+2)(s+3)

，试绘

频率：wx=

1分）

图中非线性环节的描述函数为N(A)

2、（15分）

（1）起始段斜率为-40dB/dec，v=2，20lgK=40，所以K=100。（3分）

4

A

(A0)，线性环节的传递函数为

G(s)

10s(s1)(s2)

w1＝4，斜率变化+20dB/dec，一阶微分环节

s4

+1，（2分）

，试用描述函数法分析系统自激振荡的频率和振幅。

2、已知一最小相位系统开环的对数幅频特性如下图所示（15分） （1） 试写出系统开环传递函数G(s)。 （2） 计算截止频率和相角裕度。

（3） 若系统原有的开环传递函数为G0(s)=

w2=100，斜率变化-20dB/dec，一阶惯性环节

1s100

+1

，（2分）

100(1+0.1s)

s

2

G(s)=

，而校正后的

100(0.25s+1)s(0.01s+1)

2

（2分）

对数幅频特性如下图所示，求串联校正装置的传递函数。

w

100c

=1?w（2）A(wc)=c2

wc×1

25 （2分）

25?

arcta-n0.=0 1







?0.25所以g=arctan

（2分）

（3）因为 G(s)=G0(s)Gc(s) 所以 Gc(s)＝

0.25s+1(0.01s+1)(0.1s+1)

（2分）

3 页

自动控制原理试卷与答案

2006 —2007 学年第一学期 《自动控制原理》考试试卷

班级 姓名 学号

2、 /R（s）。（10分）

一、填空题（每空1分，共10分）

1、 既有前向通路又有反馈通路的控制方式称为________________控制。

2、 自动控制系统按照给定量的变化规律不同分为________________控制系统、随动控制系统和程序控制系统。

3、 对控制系统的要求是________、准、快。

4、 表征被控对象运行情况且需要控制的物理量称为____________。

5、 根轨迹是指_____________系统特征方程式的根在s平面上变化的轨迹。 6、 线性系统稳定的充分必要条件是闭环传递函数的极点均严格位于s______________半平面。

7、 离散系统闭环传递函数为(z)

3、某控制系统的方框图如图所示，试求 (16分) (1) 该系统的开环传递函数Gk(s)、闭环传递函数

C(s)R(s)

和误差传递函数

E(s)R(s)

。

(2) 若保证阻尼比0.7和单位斜坡函数的稳态误差为ess0.25，求系统。 (3) 计算超调量和调节时间。

1za

，则该系统稳定的充分必要条件是

_____________。

8、 在二阶系统中引入比例-微分控制会使系统的阻尼系数________________。 9、已知单位反馈系统的开环传递函数G(s)

50

s(0.1s1)(s5)

，则在斜坡信

4、已知离散系统结构图如图所示，T为采样周期，确定使系统稳定的K值范围。(12分)

号作用下的稳态误差为_________。

10、串联滞后校正利用滞后网络的高频幅值_______________特性。 二、计算题（45分）

1、 无源网络如下，求该网络的传递函数Uo(s)/Ui(s)。（7分）

三、作图题(15分)

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1、已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)H(s)=制闭环系统的根轨迹，并判断使系统稳定的K*范围。 四、综合题(每题15分，共30分)

1、已知非线性系统的结构图如图所示（15分）

K*s(s+2)(s+3)

，试绘

频率：wx=

1分）

图中非线性环节的描述函数为N(A)

2、（15分）

（1）起始段斜率为-40dB/dec，v=2，20lgK=40，所以K=100。（3分）

4

A

(A0)，线性环节的传递函数为

G(s)

10s(s1)(s2)

w1＝4，斜率变化+20dB/dec，一阶微分环节

s4

+1，（2分）

，试用描述函数法分析系统自激振荡的频率和振幅。

2、已知一最小相位系统开环的对数幅频特性如下图所示（15分） （1） 试写出系统开环传递函数G(s)。 （2） 计算截止频率和相角裕度。

（3） 若系统原有的开环传递函数为G0(s)=

w2=100，斜率变化-20dB/dec，一阶惯性环节

1s100

+1

，（2分）

100(1+0.1s)

s

2

G(s)=

，而校正后的

100(0.25s+1)s(0.01s+1)

2

（2分）

对数幅频特性如下图所示，求串联校正装置的传递函数。

w

100c

=1?w（2）A(wc)=c2

wc×1

25 （2分）

25?

arcta-n0.=0 1







?0.25所以g=arctan

（2分）

（3）因为 G(s)=G0(s)Gc(s) 所以 Gc(s)＝

0.25s+1(0.01s+1)(0.1s+1)

（2分）

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