自动控制原理试题

2006-2007(A)一、填空题（每空2分，共10分）1.用三个字来概括概括对控制系统的基本要求是。2.偶极子指的是。3.扰动作用下的稳态误差取决于及主反馈通道中的积分环节数目与增益。4.滞后校正是通过牺牲来换取稳定裕度的增加。5.上升时间反映了系统能力。二、选择题（每小题2分，共10分）1.建立系统多项式模型的函数是（）A.zpkB.tfC.ssD.sos2.关于开环放大倍数对系统性能的影响，错误的是（）A.提高开环放大倍数，系统的快速性提高，稳定性增强；B.开环放大倍数与开环相频特性无关；C.提高开环放大倍数，能够提高系统的稳态精度；D.开环放大倍数等于０型系统的静态位置误差系数。3.控制系统结构如图所示，则系统属于（）A.开环控制B.反馈控制C.按给定补偿D.按扰动补偿4.以下不属于非线性系统特点的是（）A.满足叠加性B.存在自激振荡C.有多个平衡点D.频率响应会畸变5.设系统开环传递函数为2(3)(1)(0.51)ssss，则开环放大倍数为（）A.；B.6；C.12；D.２三、判断题（每小题２分，共10分）○○C(s)G2(s)Gn(s)R(s)G1(s)○N(s)++第1页共22页1.为保证系统具有足够的稳定裕度，中频段应有足够的宽度。（）2.闭环极点越远离虚轴，对应的响应分量结束得越早。（）3.引入测速反馈后，可以增大系统的阻尼，改善稳定性，但会使稳态精度下降。（）4.对于最小相位系统，稳定的充要条件是奈氏曲线中正负穿越次数之差为零。（）5.劳斯判据是近似求解系统的闭环极点的作图方法。（）四、求下列两图所示示系统的传递函数。其中，T=1s，K=1。（12分,每图6分）)(sR)(sC)(1sG)(2sG)(3sG)(4sG)(2sH)(1sH)(3sH1Tses(1)Kss)(sR)(sC-T五、已知系统开环传递函数为100(2)()()(1)(20)sGsHssss，试绘制渐近对数幅频特性曲线，并求截止频率与相角裕度。（14分）六、已知调速系统的方框图如下图所示，请回答下列问题：（12分）带限幅PI触发整流电动机Ud0nU0U-＋UnUct（１）分析电网电压发生波动时，系统的调节过程；（4分）（２）反馈系数应如何整定？PI调节器的限幅对系统会产生何种影响？（4分）（３）反馈控制的特点与实质是什么？（4分）七、控制系统结构图如图所示。其中1K，2K0，0。试分析：（12分）（１）值变化(增大)对系统稳定性的影响；（4分）（２）值变化(增大)对动态性能（%，st）的影响；（4分）（３）值变化(增大)对tatr)(作用下稳态误差的影响。（4分）第2页共22页八、已知系统的开环传递函数为(1)()()(2)(3)ksGsHssss，（10分）（１）绘制概略根轨迹；（8分）（２）给出相应的Matlab语句（２分）九、电子信息专业做第１题，自动化专业做第２题。（10分）1.已知单位反馈系统开环传递函数为)1)(1()(21sTsTsKsG，试画出奈氏曲线并给出系统稳定K值应满足的条件。2.设带理想继电特性的非线性控制系统如图所示。设系统的初始状态为零，利用相轨迹法分析系统在阶跃信号作用下的运动过程)1(KTssrCmeM2008-2009(A)一、填空题（共4题，2分/空，共10分）1.对于二阶系统，超调量只与有关。2.极点距离虚轴越远，对应的响应分量衰减得越。3.复合控制中的补偿控制主要用来解决系统的问题。4.已知系统的传递函数为11)(GTss，当输入为tsin时，其输出为)45sin(tA，则T=秒，A=。二、选择题（共5题，2分/题，共10分）1..能直接对控制系统进行仿真的ＧＵＩ平台是（）A.ProtelB.fdatoolC.simulinkD.AutoCAD2.描述函数法可用来分析系统的（）A.稳定性B.自激振荡C.稳定性与自激振荡D.稳定性与动态特性3.若提高系统的开环放大系数，则下列描述错误的是（）A.系统的快速性提高，截止频率上升；B.不会影响奈氏曲线与负实轴交点处所对应的频率；第3页共22页C.会影响闭环系统输入输出的对应关系；D.系统的型别提高，稳态误差减小。4.为保证控制系统的稳定性，中频段的斜率应为（）dB/dec。A.-20B.-40C.-60D.-805.设二阶系统如下图所示，则改变Ｋ值时（）)1(KTssＡ．只改变系统的无阻尼自振频率；Ｂ．只改变系统的阻尼系数；Ｃ．上升时间提前，调节时间延长；Ｄ．上升时间提前，调节时间可能无明显变化。三、求下列两图所示系统的等效传递函数。其中，T=1s，K=1。（16分,每图8分）R/1SC/1-R/1SC/1-R/1SC/1---)(sR)(sCseTs1)1(ssK)(sR)(sC-T四、已知系统开环传递函数为12()()(1)(1)KGsHssTsTs，（16分）1）绘制奈氏曲线并判定系统的稳定性；2)绘制渐近对数幅频特性曲线，并求截止频率与相角裕度。五、试从频域的角度说明，在前向通道中引入比例加微分环节对系统的影响。（10分）六、：已知转速电流双闭环调速系统如图所示，（14分）１）画出系统的静态结构图；２）简要说明电流环的作用；３）给出ＡＳＲ的传递函数；４）设ＡＳＲ与ＡＣＲ均为带限幅的调节器，画出在系统启动过程中（突加较大的阶跃给定）转速变化曲线并简要说明。第4页共22页-++-++MTG～UPEASRACRTATA:电流互感器UPE:电力电子装置七、已知系统的开环传递函数为3()()(3)kGsHss，试绘制根轨迹。（14分）八、设带理想继电特性的非线性控制系统如图所示。设系统的初始状态为零，利用相轨迹法分析系统在阶跃信号作用下的运动过程（10分）。)1(KTssrCmeＭ2009-2010（A）一、填空题（共5题，2分/空，共10分）1.位置式PID标准形式为。2.周围没有零点且其它极点远离虚轴，则最靠近虚轴的极点称为。3.工程设计法就是将系统校正成为系统。4.对控制系统的基本要求可概括为三个字，即。5.1948年，提出了《控制论》，标志控制理论体系的形成。二、选择题（共5题，2分/题，共10分）1.可用来求取系统斜坡输入响应的函数是（）A.stepB.lsimC.initialD.impulse2.关于二阶系统开环放大倍数与调节时间，下列叙述正确的是（）A.K值增加，调节时间增大；B.K值增加，调节时间减少；C.K值增加，调节时间不变；D.以上都不对3.关于三频段的概念，下列叙述错误的是（）A.为保证系统的稳定性，中频段斜率应为-20dB/dec；第5页共22页B.为保证足够的相角裕度，中频段应有足够的宽度；C.截止频率的选择，应兼顾稳定性与抗扰性；D.低频段反映稳态性能，越高越陡越好。4.设非线性系统的负倒描述曲线与频率特性曲线如图，则自激振荡点为（）A.A点B.B点C.A与B点D.都不是5.系统的相角裕度越大，则（）A.稳定性越好，超调量越小；B.快速性好，抗干扰能力强；C.稳态误差小，快速性差；D.闭环谐振峰值越小，带宽越窄。三、求图示系统的等效传递函数(8分)四、已知单位反馈系统开环传递函数为2(1)()(1)KsGssTs，试画出奈氏曲线并判定稳定性，绘制Bode图并求截止频率。（16分）五、设有零阶保持器的离散系统如图所示，采样周期T＝1，K=1，试求：（12分）seTs1)1(ssK)(sR)(sC-T1）系统的闭环脉冲传递函数；（4分）2）判定系统的稳定性；（4分）3）说明零阶保持器对系统的影响。（4分）六、控制系统两种结构方案如图所示。(12分)１）如何调整K1，K2和K3，使系统获得良好动态性能？２）比较两种方案的特点。1()Gs3()Gs2()Gs()Rs()Cs－－4()Gs第6页共22页2(1)KsTs1K3Ks2(1)KsTs1K3Ks七、已知单位反馈系统传递函数为12()(1)(1)KGssTsTs，（14分）１）试绘制概略根轨迹。２）分析各参数变化对系统性能的影响。八、非线性控制系统如图所示。设输入为阶跃信号，绘制系统的相轨迹并说明测速反馈的作用。（12分）九、简述ＰＩＤ参数整定方法。（6分）2010-2011（A）一、填空题（共5题，2分/题，共10分）1.闭环对于上的扰动有调节作用。2.对控制系统的一般要求是。3.加给定（前置）滤波器的作用是。4.上升时间反映了系统能力。5.对于二阶系统，闭环谐振峰值越大，则超调量越。二、选择题（共5题，2分/题，共10分）1.基于Matlab下可对控制系统直接进行分析与设计的二次平台是（）A.simulinkB.fdatoolC.cftoolD.sisotool2.关于二阶系统开环放大倍数与调节时间，下列叙述正确的是（）A.K值增加，调节时间增大；B.K值增加，调节时间减少；第7页共22页C.K值增加，调节时间不变；D.以上都不对3.关于三频段的概念，下列叙述错误的是（）A.为保证系统的稳定性，中频段斜率应为-20dB/dec，并应具有足够的宽度；B.为保证快速性，截止频率应足够高，可按闭环带宽选择，兼顾抗扰性能；C.高频段反映抗扰性能，越高越陡越好；D.低频段反映稳态性能，越高越陡越好。4.设非线性系统中，线性环节如下，则用描述函数法分析时准确度最高的是（）A.)11.0(1)(sssGB.)1(2)(sssGC.)11.0)(1()15.1(2)(sssssGD.11)(ssG5.下列关于稳态误差的描述，错误的是（）A.稳态误差取决于扰动作用点之前的积分环节数目及增益大小；B.系统的型别越高，稳态误差越小；C.利用复合控制，可提高稳态精度，实现部分补偿；D.线性系统的稳态误差仅取决于系统本身的结构与参数。三、画出下列二端口网络结构图，并求传递函数.(8分)RRCC四、设有零阶保持器的离散系统如图所示，采样周期T＝1，K=1，试求：（10分）seTs1)1(ssK)(sR)(sC-T1）系统的闭环脉冲传递函数；（4分）2）判定系统的稳定性；（2分）3）校正为最少拍系统。（4分）五、已知控制系统结构如图所示，（10分）)1(10sss11)(sR)(sCs--第8页共22页试从稳定性、稳态误差、动态性能几个方面说明测速反馈的作用。六、已知系统的开环传递函数为]316)4[()(2*ssKsG，试绘制概略根轨迹。（12分）七、非线性控制系统如图所示。设输入为阶跃信号，绘制系统的相轨迹并说明测速反馈的作用。（10分）八、已知转速电流双闭环调速系统如图所示，（每小问4分，共16分）１）画出系统的静态结构图,说明速度反馈系数与电流反馈系数的整定方法；２）若在ASR与ACR中存在有零漂，对系统会产生何种影响，如何处理；３）设ASR与ACR均为带限幅的调节器，画出在系统启动过程中（突加较大的阶跃给定）转速变化曲线并简要说明；４）说明使用模拟与数字PI控制器时可能的注意事项。-++-++MTG～UPEASRACRTATA:电流互感器UPE:电力电子装置九、已知系统的开环传递函数为)12.0)(11.0()(sssKsG，（14分）1）绘制奈氏曲线，求稳定的K值；（6分）2）若给定K=10，绘制bode图，求截止频率与相角裕度。（8分）第9页共22页2010-2011（B）一、填空题（共5题，2分/题，共10分）1.控制系统的基本控制方式有反馈控制、开环控制与。2.采用超前校正时，截止频率会（上升、下降）。3.超调量反映系统的。4.已知系统的传递函数为11)(GTss，当输入为tsin时，其输出为)45sin(tA，则T=秒，A=。二、求图示系统的传递函数。（10分）三、稳定性分析（共2题，5分/题，共10分）1.已知系统的特征方程如下，应用劳斯稳定判据判定稳定性。02420105)(234sssssD2.设二阶非线性系统0xxxx，判定系统奇点的类型并给出Matlab仿真程序。