1、«自動控制原理典型考試試題(時間120分鐘)院/系專業姓名學號第二章：主要是化簡系統結構圖求系統的傳遞函數，可以用化簡，也可以用梅遜公式來求一、(共15分)已知系統的結構圖如圖所示。請寫出系統在輸入r(t)和擾動n(t)同時作用下的輸出C(s)的表達式。、(共15分)已知系統的結構圖如圖所示。口卜試求傳遞函數些),C(s)。R(s)N(s)三、(共15分)已知系統的結構圖如圖所示。試確定系統的閉環傳遞函數C(s)/R(s)。四、(共15分)系統結構圖如圖所示，求X(s)的表達式N(s)五、(共15分)已知系統的結構圖如圖所示。試確定系統的閉環傳遞函數C(s)/R(s)和C(s)/D(

2、s)六、C(s)R(s)(共15分)系統的結構圖如圖所示，試求該系統的閉環傳遞函數C(s)R(s)七、(15分)試用結構圖等效化簡求題圖所示各系統的傳遞函數第三章：主要包括穩、準、快3個方面穩定性有2題，絕對穩定性判斷，主要是用勞斯判據，特別是臨界穩定中出現全零行問題。相對穩定性判斷，主要是穩定度問題，就是要求所有極點均在s=-a垂線左測問題，就是將s=w-a代入D(s)=0中，再判斷穩定快速性主要是要記住二階系統在0<E<1時的單位階躍響應公式以及指標求取的公式。準確性主要是穩態誤差的公式以及動態誤差級數兩方面=0.7和響應單位斜坡函數的穩態一、(共15分)某控制系統的方框圖如圖

3、所示，欲保證阻尼比誤差為ess=0.25,試確定系統參數K。、(共10分)設圖(a)所示系統的單位階躍響應如圖(b)所示。試確定系統參數K1,K2和、(共15分)已知系統結構圖如下所示。求系統在輸入r(t)=t和擾動信號d(t)=1(t)作用下的穩態誤差和穩態輸出四、(共10分)已知單位負反饋系統的開環傳遞函數為：KG(s)2(s2)(s4)(s6s25)試確定引起閉環系統等幅振蕩時的K值和相應的振蕩頻率五、(15分)設單位反饋系統的開環傳遞函數為G(s)s3K(s1)s22s若系統以2rad/s頻率持續振蕩，試確定相應的K和值六、(共15分)系統結構圖如圖所示。(1) 為確保系統穩定，如何取

4、K值？(2) 為使系統特征根全部位于s平面s1的左側，K應取何值？(3) 若r(t)2t2時，要求系統穩態誤差ess0.25,K應取何值?就0姑牛1)(0一&+1)六、(15分)單位反饋系統的開環傳遞函數為G(s)Ks(s3)(s5)為使系統特征根的實部不大于-1，試確定開環增益的取值范圍。六、(15分)系統結構圖如圖所示RJTs(0.1s1)Ko.25s1)|林)求：1.為使系統閉環穩定，確定K的取值范圍。2. 當K為何值時，系統出現等幅振蕩，并確定等幅振蕩的頻率。為使系統的閉環極點全部位于s平面的虛軸左移一個單位后的左側，試確定K的取值范圍。(1) 七、(15分)系統結構圖如圖4所

5、示，圖4題圖當Ko25,Kf。時，求系統的動態性能指標%和ts；若使系統0.5，單位速度誤差ess0.1時，試確定Ko和Kf值。C(s)6八、已知系統的傳遞函數為；設系統初始條件為R(s)s25s6C(0)1C(0)0,試求系統的單位階躍響應C(t)和脈沖響應h(t)。九、已知二階系統的單位階躍響應為h(t)1012.5e1.2tsin(1.6t53.1)試求系統的超調量、峰值時間tp和調節時間ts。十、簡答題(共15分)已知一控制系統的結構圖如下N(s)(1) 確定該系統在輸入信號tp；當r(t)21(t),n(t)r(t)1(t)下的時域性能指標:41(t)時，求系統的穩態誤差。超調量%,

6、調節時間ts和峰值時間(15分)已知系統結構圖如題圖所示(1)(2)求引起閉環系統臨界穩定的K值和對應的振蕩頻率；2r(t)t時，要使系統穩態誤差ess0.5，試確定滿足要求的K值范圍。十二、(15分)已知在零初始條件下，系統的單位階躍響應為c(t)12e*et,試求系統的傳遞函數和脈沖響應。(15分)單位反饋系統的開環傳遞函數G(s)4、,求單位階躍響應s(s5)h(t)和調節時(15分)已知系統的特征方程口s)判別系統的穩定性，并確定在右半s平面根的個數及純虛根。十四、c4c32s2s4s211s100,試十五、(15分)已知系統的特征方程D(s)s53s412s324s2統的穩定性，并確

7、定在右半s平面根的個數及純虛根。32s480，試判別系卜六、系統結構圖如題3-25圖所示，要使系統對r(t)而言是II型的,試確定參數K。和的值。獨3-斐閣審統繾枸圖第四章：主要是根軌跡的繪制問題一、(共15分)K已知單位反饋控制系統的開環傳遞函數為：G(s)Ks(0.01s1)(0.02s1)要求：(1)繪制系統根軌跡圖。(2)確定系統的臨界穩定開環增益Kc。二、(共15分)已知單位反饋系統的特征方程為：s2(s10)K(s1)0,(1) 試繪制根軌跡，并說明過渡過程為單調變化和振蕩時K值的取值范圍。G(s)K(s22s5)(s3)(s1)求具有最小阻尼比的主導極點及K值三、(共15分)已知

8、單位反饋控制系統的開環傳遞函數為:要求：(1)繪制系統根軌跡圖。(2)確定系統的穩定時系統的開環增益K的范圍。若取k=0.8,當系統輸入為單位階躍函數時，求系統的穩態誤差和系統的穩態終值。四、(共15分)設單位反饋系統的開環傳遞函數為G(s)K(1s)s(s2)(1)試繪制其根軌跡(2) 并求出使系統產生重實根和純虛根的K值。G(s)*K(s1)s2(s2)(s4)請求出閉環系統穩定，且對應的階躍響應為單調曲線時，所對應的K值范圍五、繪圖題(共15分)設單位負反饋控制系統開環傳遞函數為:(1)繪制出系統的根軌跡圖；(2)確定使系統穩定的臨界開環增益KC,并求出純虛根的值。六、實系數特征方程A(

9、s)s35s2(6a)sa0要使其根全為實數，試確定參數a的范圍。第五章：主要要掌握(1) 給定系統的開環傳遞函數，求輸入為正弦時穩態誤差和穩態輸出。(2) 能正確繪制開環極坐標圖，并用乃氏穩定判據判斷穩定性，補畫是容易出錯的地方。(3) 對丁對數頻率特性要能根據開環傳遞函數畫開環對數頻率特性圖，同時也要求能根據開環頻率特性圖求出開環傳遞函數。、(共15分)某最小相位控制系統其單位反饋系統的開環傳遞函數為1要能求相角裕度和增益裕度G(s)s(s1)試求：當系統的輸入為r(t)2sin(5t30o)時系統的穩態輸出C(t)以及穩態誤差ess二、計算題(共15分)某最小相位控制系統其單位反饋系統的

10、開環傳遞函數的對數幅頻曲線如下圖所示:試求：當系統的輸入為r(t)2sin(5t30o)時系統的穩態輸出C(t)。三、(共15分)某單位反饋系統的開環傳遞函數為GG)求(1).當a0時，繪制系統的開環幅相曲線，并用奈氏穩定判據判斷系統的穩定性以及求出系統的幅值裕度h(2)當a0時，在輸入r(t)2sin8t時，若使系統穩態輸出與輸入信號反相，確定a的值四、判斷題(共15分)已知系統開環傳遞函數為G(s)H(s)K(s?s(Ts1).K,10試概略繪制系統的奈奎斯特曲線，并討論系統的穩定性。五、已知系統開環傳遞函數K(S1)G(s)H(s)S(S1)試繪制奈氏圖，并根據奈氏判據，判斷系統的穩定性

11、：六、判斷題(共15分)設系統的開環傳遞函數為G(s)H(s)s)(12s)，要求用乃氏判據判斷閉環系統的穩定性。七、判斷題(共15分)已知單位負反饋系統開環傳遞函數k(4sG(s)f-(1)(2)1)一，k0s(s1)°繪制k=6時的乃氏曲線，并用乃氏判據判斷系統的穩定性；給出系統穩定時k的范圍。七、已知系統開環傳遞函數G(s)10(s22s5)(s2)(s0.5)試概略繪制幅相特性曲線，并根據奈氏判據判定閉環系統的穩定性。八(10分)已知系統的開環傳遞函數(1) 繪出a從0:時系統的根軌跡(2) 使系統穩定且為過阻尼狀態時的-saG(s)2,要求s(s6s7)(要求出分離點、漸近

12、線、與虛軸的交點等)a的取值范圍。九、已知系統開環傳遞函數-10G(s)2s(0.2s20.8s1)試根據奈氏判據確定閉環系統的穩定性。WW主要是3種校正方法的應用，同時還要一個就是綜合校正包括前饋校正和反饋校正、設計題(共15分)設某單位反饋系統的開環傳遞函數為G(s)KS(S1)'設計串聯校正裝置使使校正后K12及40二、計算題(共10分)設某單位反饋系統的開環傳遞函數為設計串聯校正裝置使使校正后KvG(s)5及45Ks(s1)(41)三、設計題(共15分)已知單位負反饋系統開環傳遞函數為K已知控制系統的結構圖如下，其中已知量k1,k2,T1,T2均大于零。Go(s)s(0.1s1

13、)(0.2s1)1-若要求校正后的靜態速度誤差系數等于30s，相位裕度不低于40，幅值裕度不小于10dB,截止頻率不小于2.3rad/s,設計串聯校正裝置。四、計算題(共10分)為提高系統的控制精度,2Gc(s)a-使系統由I型提高到ID型，加入了前饋校正bs，試求a,b值。已知e(t)r(t)c(t)T2s1五、設單位反饋系統的開環傳遞函數KG(s)s(s1)(0.25s1)要求校正后系統的靜態速度誤差系數K廣5(rad/s),截止頻率3c>2(rad/s),相角裕度丫>45°，試設計串聯校正裝置。第七章離散系統的求解主要包括穩定性判斷、穩態誤差的求取以及階躍響應的求取、計算題(共15分)設離散系統如下圖所示，其中ZOH為零階保持器，T0.1s,K1,(5分).-.-*的穩態誤差e()(5分)1. 試求靜態誤差系數Kp、Kv、Ka求系統在r(t)t作用下3.求系統的單位階躍響應c(nT)(5分)O4ZOH-*eft)二、計算題(共15分)離散系統方框圖如圖所示，采樣周期T=0.2so當r(t)21(t)t時，要使系統的穩態誤差小于0.25,試確定K值。三、(每小題