1、大工自動控制原理課程考試期末復習題 第1頁 共10頁機密啟用前大連理工大學網絡教育學院2019年秋白動控制原理期末考試復習題 注意事項：本復習題滿分共：200分。一、選擇題1、將連續信號通過采樣開關變換成（A.數字信號BC.離散信號D2、開環頻率特性所提出的性能指標不包括（A.剪切頻率BC.幅值裕度D3、為了降低擾動引起的穩態誤差，應該（A.增大擾動作用點之后的前向通道放大系數B.減小擾動作用點之后的前向通道放大系數C.增大擾動作用點之前的前向通道放大系數D.減小擾動作用點之前的前向通道放大系數4、對于離散系統，其穩定的條件是系統的（A.開環零點BC.閉環零點D的過程稱為采樣過程。.模擬信號.

2、脈沖信號）。.相角裕度.帶寬頻率）均在z平面上以原點為圓心的單位圓內。.開環極點.閉環極點5、（）是一種圖解分析法，適用于具有嚴重非線性特性的一階、二階系統。A.相平面法B.相軌跡法C.描述函數法D.逆系統法6、閉環系統穩定的條件為使特征函數的零點都具有（）。A.正實部B.負實部C.正虛部D.負虛部7、穩定的一階系統對階躍輸入信號的響應是（）。A.振蕩的過程B.指數飛升過程C.有超調的D.無阻尼的8、信號流圖中不含有（）。大工自動控制原理課程考試期末復習題第2頁共10頁A.節點C.支路D.增益9、 將連續信號經過采樣并變換成離散的數字信號的轉換環節稱為（）。A.模-數轉換器B.數-模轉換器C.

3、信號轉換器D.離散轉換器10、對于同一系統，采用超前校正的系統帶寬（ ）采用滯后校正的系統帶寬。A.大于B.小于C.等于D.小于或等于11、只有輸入支路沒有輸出支路的節點稱為（）。A.輸出節點B.輸入節點C.混合節點D.前向通路12、（）不受系統階次的限制，且所得結果也比較符合實際。A.相平面法B.相軌跡法C.描述函數法D.逆系統法13、等加速度函數指的是（）。A.階躍函數B.斜坡函數C.拋物線函數D.脈沖函數14、在離散系統中，系統的穩定邊界是（）。A.實軸B.虛軸C.單位圓D.原點15、系統開環傳遞函數為G(s)5S1一、，,則系統的開環零點為（s（s 1）。A. 1B.-0.5C. 5D

4、.-0.2116、控制系釧環傳遞函數為 G（s）H （s），則該系統根軌跡有（）條漸近線。s(s 1)(s 2)(s 3)A. 1B.2C. 3D.417、在離散控制系統中米用 (）來恢復離散信號。A.零階保持器B. 一階保持器大工自動控制原理課程考試期末復習題 第3頁 共10頁C.二階保持器D. 回您1保持右音18、定值控制系統也叫(）。A.恒值控制系統B.隨動控制系統C.復合控制系統D.伺服控制系統19、（）反映系統響應的快速性。A.峰值時間B.調節時間C.延滯時間D.上升時間20、（）是單位階躍信號對時間的一階導數。A.單位正弦信號B.單位脈沖信號C.單位拋物線信號D.單位斜坡信號答案：

5、1 . C2.D3. C4. D5. A6. B7.B8. B9. A10A11 . A 12.C13. C14C15.D16D17A18. A19.B20B二、判斷題1、 傳遞函數和微分方程一樣，都可以表征系統的動態特性。（）A.正確B.錯誤2、 對于一階系統，無論輸入何種信號，其輸出響應都不會振蕩。（）A.正確B.錯誤3、 信號流圖可以經過等效變換求出輸出量與輸入量之間的傳遞函數。（）A.正確B.錯誤4、 由于能量有限、飽和限制等，積分環節的輸出不會無限增加。（）A.正確B.錯誤5、 線性系統的傳遞函數只取決于系統和部件的結構和參數，與外作用函數及初始條件無關。（）A.正確B.錯誤6、 相

6、平面法是一種圖解法，適用于分析任何具有嚴重非線性特性的系統。（）大工自動控制原理課程考試期末復習題 第4頁 共10頁A.正確7、 只有輸入支路的節點稱為輸出節點，它一般表示系統的輸出信號。（）A.正確B.錯誤8、 在工程實際中機械動力系統可以近似為一階系統。（）A.正確B.錯誤9、 過阻尼系統反應遲鈍，動作緩慢，所以一般控制系統都不設計成過阻尼系統。（）A.正確B.錯誤10、Z變換只能表征連續時間信號在采樣時刻上的信息。（）A.正確B.錯誤11、 同一個物理系統，可以用不同的數學模型來表達。（）A.正確B.錯誤12、 采用演繹法時，能夠滿足觀測數據的系統模型有無窮多個。（）A.正確B.錯誤13

7、、 比例環節不失真也不延滯，故又稱為放大環節。（）A.正確B.錯誤14、 控制系統在穩定的情況下，一般都存在一定的穩態誤差。（）A.正確B.錯誤15、 勞斯陣列表第一列有負數，說明系統是穩定的。（）A.正確B.錯誤16、 根軌跡是以實軸為對稱的，故根軌跡的分離、會合點均位于實軸上。（）A.正確B.錯誤17、 相位差隨頻率變化的特性稱為相頻特性。（）A.正確B.錯誤18、 在正弦輸入信號作用下， 線性定常系統的穩態輸出也是一個同頻率的正弦信號，所以幅值和相位不變。（ ）A.正確B.錯誤19、 前饋校正是在系統主反饋回路之外采用的校正方式。（）A.正確B.錯誤20、 保持器的外推作用表現為過去時刻

8、的輸出信號是當前時刻離散信號的外推。（）A.正確B.錯誤.錯誤大工自動控制原理課程考試期末復習題第5頁共10頁答案:1A2B3A4A5A6B7A8B9A10.A11 .A12B13.A14.A15. B16.B17.A18.B19.A20. B三、名詞解釋1、諧振頻率：閉環系統幅頻特性出現諧振峰值時的頻率。2、校正裝置：為滿足系統性能要求而有目的地引入的裝置稱為校正裝置。四、簡答題1、求Z反變換的方法。答：1）長除法：由函數的Z變換表達式，直流利用長除法求出按升藉排列的級數形式，再經過拉普拉斯反變換，求出原函數的脈沖序列。2）部分分式法：通過部分分式法求取Z反變換的過程，與應用部分分式法求取拉

9、普拉斯反變換很相似。3）留數計算法：又稱反演積分法。2、什么是最少拍系統？答：是指對于典型輸入信號具有最快的響應速度，能在有限的幾拍之內結束過渡過程，且在過渡過程結束后，在采樣時刻上穩態誤差為零的系統。3、控制系統性能分析的三種方法。答：直接求解法、間接評價法和計算機仿真法。五、計算題1、某單位負反饋系統的開環傳遞函數為20,2s(s 8s 15)試用勞斯判據判別系統的穩定性。解：系統的閉環傳遞函數為:G(s)大工自動控制原理課程考試期末復習題第6頁共10頁20(s)3_ 2s38s215s大工自動控制原理課程考試期末復習題第7頁共10頁因此，系統的特征方程為：s38s215s 20 0s31

10、152s2820列寫勞斯陣列表如下：25s12s020第一列系數都是正數，故系統是穩定的。2、已知最小相位系統Bode圖的幅頻特性如下圖所示，試求當10.2,20.5 時，系統的開環傳遞函數。其中開環增益K由圖幅頻特性低頻起始斜率為零求得:20lg K 40(dB),K 100再將10.2,20.5 ,K 100代入(1)式，得到系統的開環傳遞函數為:100解：由圖可知，起始斜率為零，因此系統開環傳遞函數中應不含積分環節;1,2應為兩個慣性環節的轉折頻率。由此可寫出系統的開環傳遞函數為G(s)(1)-1s 1 s 13、按步驟化簡如下圖所示系統結構圖，并求傳遞函數C(s)/R(s)大工自動控制

11、原理課程考試期末復習題第8頁共10頁G(s)5s 1 2s 1大工自動控制原理課程考試期末復習題第9頁共10頁步驟2：再將G2,GIH1以及 G3,G4H2組成的小回路實行反饋變換，得到如下結構圖。GIG2G3G41 G1G2H1G3G4H2G1G2G3G4H1H2G2G3(b)所示。試確定系統參數K和 a。(計算結果保留到小數點后1位。)試確定K的取值范圍。C(s)R(s)4、如下圖(a)所示系統的單位階躍響應如圖解：系統傳函：W(s)Ks2as Ks22ns由圖知：百分比超調量_ _ _ _U125 1%=e1100%- 100% 25%1峰值時間tDp-0.1n/12因此：=0.4,n；

12、02= 3.4。所以a 2n=2.7,K22=11.65、已知單位負反饋控制系統的開環傳遞函數為G(s)-,若要求閉環極點的實部均小于s(s 3)(s 5)解：步驟1:首先將前面的綜合點后移，后面引出點前移得到如下圖所示結構。再將上圖實行串聯及反饋變換，得到總的傳遞函數為(a)2(b)期末復習題第8頁共10頁解：系統的閉環特征方程為:s38 s215s K 0由題意可令s 1 ,即將 s s 1 代入閉環特征方程，有(Si1)3.28(& 1)15(& 1) K 0整理得：3522列勞斯表如下:18 K18 K則使系統穩定的 K 的取值范圍為:解得8 K 18K值。設采樣周期T

13、=0.5s。Zs(s2)0.50.5s 2閉環特征方程為對上式進行W變換，簡化后得0.5K(1 e2T)z 0.316Kz2T_(z 1)(z e ) (z 1)(z 0.368)1 G(z) (z 1)(z 0.368) 0.316Kz 02.0.316Kw1.264w2.736 0.316K 0由勞斯判據知，若使系統穩定，則要求大工自動控制原理課程考試大工自動控制原理課程考試期末復習題第11頁共10頁七、論述題1、試述繪制根軌跡的基本規則。答：1)根軌跡的方向、起點和終點:根軌跡起始于開環極點，終止于開環零點。如果開環零點數目 終止于無窮遠處。2)根軌跡的分支數3)根軌跡的連續性和對稱性根

14、軌跡是連續的，且以實軸為對稱的曲線。4)根軌跡的漸近線的漸近線共有n-m條。2.736 0.316K 0所以K 8.658,系統穩定。六、綜合題1、設單位負反饋系統的開環傳遞函數為G(s)10( s1),若要求系統截止頻率c4 ,試求相應的值s (2 s 1)及相角裕度解：由題意可列：G( j )10(12-(j ) (1 2j其幅頻特性與相頻特性為:A()G(j )10.1 ()2G(j)180 arctan arctan 2令 A(c) 1 ,有.4： c4100101于是相角裕度180(c) arctancarctan 2cccc由c4代入以上式子得到:3.215,2.68m小于開環極點數目n,則有n-m條根軌跡根軌跡的分支數等于特征方程的階次，即開環零點數m和開環極點數n中的較大者。大工自動控制原理課程考試期末復習題 第12頁 共10頁5）根軌跡的分離、會合點分離點：根軌跡分