湖北文理学院《自动控制原理》期末考试试题整理

机密启用前第1页共5页一、选择题1、某函数拉氏变换后为21Fs5sss（），求原函数f（t）的稳态值（B）。A.0B.∞C.5D.152、某开环传递函数G(s)=12211KTssTs，在斜坡输入作用下该系统的稳态误差为（B）A.KB.0C.∞D.1K3、已知惯性环节G（s）=11Ts，则该极坐标频率特性图，位于第______象限（D）A.一B.二C.三D.四4、某单位负反馈系统的开环传递函数为G（s）=52131sss，如系统串联一个PD校正环节后，对于校正后的系统下列描述不正确．．．的是（C）A.系统的稳定性得到改善B.系统的快速性得到改善C.系统的抗高频能力明显提高D.系统的相位前移5、根据奈氏判据，系统的开环传递函数没有极点在右半s平面上和闭环系统的开环幅相频率特性GjHj（）（）（即奈氏曲线）不包围（-1，j0），他们之间的关系是（B）A.充分条件B.必要条件C.充分必要条件D.没有关系6、已知系统的特征方程为s4+2s3+s2+2s+1=0，根据劳斯判据判断该系统为（B）A.稳定B.不稳定C.临界稳定D.无法判断7、谐振频率r的数学表达式为（A）A.2rn12－B.2rn21－C.2r112nD.2rn121－8、某系统开环传递函数G（s）=0.110.152050.10.021ssss，则以下描述错误．．的是（C）A.低频段斜率为-40dB/decB.转角频率分别为10rad/s，50rad/sC.在=1出高度为43.5dBD.相频曲线位于0度到-90度之间9、在A,B,C,D四个选项中，滞后校正装置是（A）机密启用前第2页共5页A．1516ssB．1412ssC．1412ssD．3514ss10、单位抛物线输入函数r(t)的数学表达式是r(t)＝（D）A．at2B．21Rt2C．t2D．21t211、当二阶系统特征方程的根为具有负实部的复数根时，系统的阻尼比为（CD）A．ζ0B．ζ＝0C．0ζ1D．ζ≥112、已知单位反馈控制系统在阶跃函数作用下，稳态误差ess为常数，则此系统为（A）A．0型系统B．I型系统C．Ⅱ型系统D．Ⅲ型系统13、设某环节的传递函数为G(s)＝121s，当ω＝0.5rad／s时，其频率特性相位移θ(0.5)=（A）A．－4B．－6C．6D．414、超前校正装置的最大超前相角可趋近（D）A．－90°B．－45°C．45°D．90°15、单位阶跃函数的拉氏变换是（C）A．31sB．21sC．s1D．116、同一系统，不同输入信号和输出信号之间传递函数的特征方程（A）A．相同B．不同C．不存在D．不定17、Ⅱ型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为（B）A．－60dB／decB．－40dB／decC．－20dB／decD．0dB／dec18、在串联校正中，校正装置通常（B）A．串联在前向通道的高能量段B．串联在前向通道的低能量段C．串联在反馈通道的高能量段D．串联在反馈通道的低能量段19、设某闭环传递函数为11.010)()(ssRsY，则其频带宽度为（A）A．0～10rad／sB．0～5rad／sC．0～1rad／sD．0～0.1rad／s20、由伯德图估计系统传递函数的方法适用于（A）。机密启用前第3页共5页A：最小相位系统B：稳定系统C：非最小相位系统D：二阶以下系统二、填空题1、典型二阶系统的瞬态性能指标tp、Mp分别称为、，其计算公式为tp=；Mp=。2、Ⅰ型系统是指系统开环传递函数中有一个积分环节，它对加速度输入信号的稳态误差为∞。3、对控制系统进行相位超前校正后，可以使系统的带宽增加，因而响应速度提高。4、一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、准确性、快速性。5、对于欠阻尼二阶系统，当阻尼比保持不变时，无阻尼自然振荡频率n越大，系统峰值时间pt越小。6、惯性环节G(s)＝11Ts的对数幅频渐近特性在高频段范围内是一条斜率为－20dB/dec，且与ω轴相交于ω＝1/T的渐近线。7、二阶闭环控制系统稳定的充分必要条件是该系统的特征多项式的系数为正。8、正弦函数sinωt的拉氏变换为WS22W。9、单位脉冲函数又称为δ函数，它的数学表达式是。（见试卷）10、在利用奈奎斯特稳定判据判别系统稳定性的同时，还可以确定两个性能指标。它们是幅值裕度和相角裕度。11、劳斯判据和赫尔维茨判据均是线性/代数判据。三、名词解释1、最小相位系统：（见试卷）2、带宽频率ωb：（见试卷）四、简答题1、简述劳斯稳定判据和奈奎斯特稳定判据在使用方法和功能上的区别。答：在使用方法上的区别：劳斯判据是利用系统闭环特征方程的系统做成劳斯表，根据劳斯表首列元素的符号来判断闭环系统的稳定性，是一种代数方法；而奈奎斯特判据则是利用系统开环频率特性，由开环频率特性图来判断闭环系统的稳定性，属于频率特性分析方法。在功能上的区别：劳斯判据只能判断闭环系统稳定与否，而奈奎斯特判据不仅能判断闭环系统的稳定性，还能给出系统稳定或不稳定的程度，揭示改善系统稳定性的途径。2、在绘制对数坐标图时，总是要把开环传递函数的形式先改写成标准因子相乘的形式，为什么?3、设系统的奈奎斯特图如题36图所示，试判别闭环系统的稳定性，并简要说明原因。机密启用前第4页共5页P－表示开环传递函数中右半S平面的极点数五、计算题解：2、已知最小相位系统的开环对数幅频特性（折线）如题图所示。（1）写出开环传递函数GK(s)的表达式；（2）求相角裕度，说明该系统的稳定性。机密启用前第5页共5页解：3、弹簧—质量—阻尼器系统如题37图所示。图中，M—重块的质量，f—阻尼系数，K—弹簧系数，L(t)—重块的位移，P(t)—加在系统上的外力。求系统输出／输入的传递函数)()(sPsL。