大学期末考试自动控制原理题集(附带答案)

1自动控制原理1一、单项选择题（每小题1分，共20分）1.系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（C）A.系统综合B.系统辨识C.系统分析D.系统设计2.惯性环节和积分环节的频率特性在（A）上相等。A.幅频特性的斜率B.最小幅值C.相位变化率D.穿越频率3.通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（C）A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.放大元件4.ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（A）A.圆B.半圆C.椭圆D.双曲线5.当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（B）A.比例环节B.微分环节C.积分环节D.惯性环节6.若系统的开环传递函数为2)(510ss，则它的开环增益为（C）A.1B.2C.5D.107.二阶系统的传递函数525)(2sssG，则该系统是（B）A.临界阻尼系统B.欠阻尼系统C.过阻尼系统D.零阻尼系统8.若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn，则可以（B）A.提高上升时间和峰值时间B.减少上升时间和峰值时间C.提高上升时间和调整时间D.减少上升时间和超调量9.一阶微分环节TssG1)(，当频率T1时，则相频特性)(jG为（A）A.45°B.-45°C.90°D.-90°10.最小相位系统的开环增益越大，其（D）A.振荡次数越多B.稳定裕量越大C.相位变化越小D.稳态误差越小11.设系统的特征方程为0516178234sssssD，则此系统（A）A.稳定B.临界稳定C.不稳定D.稳定性不确定。12.某单位反馈系统的开环传递函数为：)5)(1(sssksG，当k=（C）时，闭环系统临界稳定。A.10B.20C.30D.4013.设系统的特征方程为025103234sssssD，则此系统中包含正实部特征的个数有（C）A.0B.1C.2D.314.单位反馈系统开环传递函数为ssssG652，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（C）2A.2B.0.2C.0.5D.0.0515.若已知某串联校正装置的传递函数为1101)(sssGc，则它是一种（D）A.反馈校正B.相位超前校正C.相位滞后—超前校正D.相位滞后校正16.稳态误差ess与误差信号E(s)的函数关系为（B）A.)(lim0sEesssB.)(lim0ssEesssC.)(limsEesssD.)(limssEesss17.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（A）A.减小增益B.超前校正C.滞后校正D.滞后-超前18.相位超前校正装置的奈氏曲线为（B）A.圆B.上半圆C.下半圆D.45°弧线19.开环传递函数为G(s)H(s)=)3(3ssK,则实轴上的根轨迹为（C）A.(-3，∞)B.(0，∞)C.(-∞，-3)D.(-3，0)20.在直流电动机调速系统中，霍尔传感器是用作（B）反馈的传感器。A.电压B.电流C.位移D.速度44.解：由图知该系统的开环传递函数为12122TssTsk（2分）其中T=13（1分）由低频渐近线与横轴交点为10，得10k（2分）修正量10)2log(20L，得158.0（2分）故所求开环传递函数为1105.091102sss（3分）3或记为)12(22TssTsk(158.03110Tk)自动控制原理2一、单项选择题（每小题1分，共20分）1.系统已给出，确定输入，使输出尽可能符合给定的最佳要求，称为（A）A.最优控制B.系统辨识C.系统分析D.最优设计2.与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（B）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。A.输出量B.输入量C.扰动量D.设定量3.在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（D）指标密切相关。A.允许的峰值时间B.允许的超调量C.允许的上升时间D.允许的稳态误差4.主要用于产生输入信号的元件称为（B）A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.放大元件5.某典型环节的传递函数是151ssG，则该环节是（C）A.比例环节B.积分环节C.惯性环节D.微分环节6.已知系统的微分方程为txtxtxtxi2263000，则系统的传递函数是（A）A.26322ssB.26312ssC.36222ssD.36212ss7.引出点前移越过一个方块图单元时，应在引出线支路上（C）A.并联越过的方块图单元B.并联越过的方块图单元的倒数C.串联越过的方块图单元D.串联越过的方块图单元的倒数8.设一阶系统的传递27)(ssG，其阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为（B）A.7B.2C.27D.219.时域分析的性能指标，哪个指标是反映相对稳定性的（D）A.上升时间B.峰值时间C.调整时间D.最大超调量10.二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为（D）A.谐振频率B.截止频率C.最大相位频率D.固有频率11.设系统的特征方程为0122234sssssD，则此系统中包含正实部特征的个数为（C）A.0B.1C.2D.312.一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量为（C）A.0～15B.15～30C.30～60D.60～90413.设一阶系统的传递函数是12ssG，且容许误差为5%，则其调整时间为（C）A.1B.2C.3D.414.某一系统的速度误差为零，则该系统的开环传递函数可能是（D）A.1TsKB.))((bsassdsC.)(assKD.)(2assK15.单位反馈系统开环传递函数为)23(422ssssG，当输入为单位斜坡时，其加速度误差为（A）A.0B.0.25C.4D.16.若已知某串联校正装置的传递函数为11.01)(sssGc，则它是一种（A）A.相位超前校正B.相位滞后校正C.相位滞后—超前校正D.反馈校正17.确定根轨迹大致走向，一般需要用（D）条件就够了。A.特征方程B.幅角条件C.幅值条件D.幅值条件+幅角条件18.某校正环节传递函数1101100)(sssGc，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（D）A.(0，j0)B.(1，j0)C.(1，j1)D.(10，j0)19.系统的开环传递函数为2)1)((sssK，则实轴上的根轨迹为（B）A.(-2，-1)和（0，∞）B.(-∞，-2)和(-1，0)C.(0，1)和(2，∞)D.(-∞，0)和(1，2)20.A、B是高阶系统的二个极点，一般当极点A距离虚轴比极点B距离虚轴大于（A）时，分析系统时可忽略极点A。A.5倍B.4倍C.3倍D.2倍二、计算题（第41、42题每小题5分，第43、44题每小题10分，共30分）42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。42.解：)()()()()()()()(021202100sFsYkkDsmstFtykktyDtymii（2.5分）2121)(kkDsmssG（2.5分）43.543.已知系统的传递函数)11.0(10)(sssG，试分析系统由哪些环节组成并画出系统的图。43.解：系统有一比例环节：2010log2010K（1.5分）积分环节：s1（1分）惯性环节：11.01s转折频率为1/T=10（1.5分）20LogG(jω)40[-20]20[-40]00.1110ω-20-40∠G（jω）00.1110ω-450-900-1350-180044.电子心率起搏器心率控制系统结构如图所示，其中模仿心脏的传递函数相当于一个纯积分环节，要求：(1)若5.0，对应最佳响应，问起搏器增益K应取多大。(2)若期望心速为60次/min，并突然接通起搏器，问1s后实际心速为多少？瞬时的最大心速多大。y0(t)644.解：传递函数05.0Ks05.01s05.0Ks1105s.0K1s1105s.0KsG2（4分）得0.05Kn，n2005.01（2分）当5.0时，K＝20，ωn=20（1分）(2)由以上参数分析得到其响应公式：221*211sin1)(arctgtetCntn得C（1）＝1.0次每秒，即60次每分钟，（1分）当5.0时，超调量%3.16%，最大心速为69.78次。自动控制原理31.如果被调量随着给定量的变化而变化，这种控制系统叫（B）A.恒值调节系统B.随动系统C.连续控制系统D.数字控制系统2.与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（B）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。A.输出量B.输入量C.扰动量D.设定量3.直接对控制对象进行操作的元件称为（D）A.给定元件B.放大元件C.比较元件D.执行元件4.某典型环节的传递函数是TssG1，则该环节是（C）A.比例环节B.惯性环节C.积分环节D.微分环节5.已知系统的单位脉冲响应函数是21.0tty，则系统的传递函数是（A）A.32.0sB.s1.0C.21.0sD.22.0s6.梅逊公式主要用来（C）A.判断稳定性B.计算输入误差C.求系统的传递函数D.求系统的根轨迹7.已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，则其阻尼比可能为（C）A.0.6B.0.707C.0D.18.在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（A）指标密切相关。7A.允许的稳态误差B.允许的超调量C.允许的上升时间D.允许的峰值时间9.设一阶系统的传递27)(ssG，其阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为（B）A.7B.2C.27D.2110.若系统的传递函数在右半S平面上没有零点和极点，则该系统称作（B）A.非最小相位系统B.最小相位系统C.不稳定系统D.振荡系统11.一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量为（C）A.0～15B.15～30C.30～60D.60～9012.某系统的闭环传递函数为：kssskssGB243223，当k=（C）时，闭环系统临界稳定。A.2B.4C.6D.813.开环传递函数为)4()()(3SSKsHsG，则实轴上的根轨迹为（C）A.(－4，∞)B.(－4，0）C.(－∞，－4)D.(0，∞)14.单位反馈系统开环传递函数为)23(422ssssG，当输入为单位斜坡时，其加速度误差为（A）A.0B.0.25C.4D.15.系统的传递函数)4)(1(52ssssG，其系统的增益和型次为（B）A.5，2B.5/4，2C.5，4D.5/4，416.若已知某串联校正装置的传递函数为12.0121101)(sssssGj，则它是一种（C）A.相位滞后校正B.相位超前校正C.相位滞后—超前校正D.反馈校正17.进行串联超前校正前的穿越频率c与校正后的穿越频率c的关系，通常是（B）A.c=cB.ccC.ccD.c与c无关18.已知系统开环传递函数)2)(1()(*sssKsG，则与虚轴交点处的K*=（D）A.0B.2C.4D.619.某校正环节传递函数1101100)(sssGc，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（D）A.(0，j0)B.(1，j0)C.(1，j1)D.(10，j0)20.A、B是高阶系统的二个极点，一般当极点A距离虚轴比极点B距离虚轴大于（A）时，分析系统时可忽略极点A。8A.5倍B.4倍C.3倍D.2倍43.设单位反馈开环传递函数为)505()(ssKsG，求出闭环阻尼比为5.0时所对应的K值，并计算此K值下的Mptttrps,,,。44.43.解:K/510ss5KKs505sK50)s(5sK150)s(5sKsG22（2分）K/5n＝10，n210