1、.wd.wd.wd.一.填空題。10分1.傳遞函數分母多項式的根，稱為系統的2. 微分環節的傳遞函數為3.并聯方框圖的等效傳遞函數等于各并聯傳遞函數之4.單位沖擊函數信號的拉氏變換式5.系統開環傳遞函數中有一個積分環節那么該系統為型系統。6.比例環節的頻率特性為。7. 微分環節的相角為。8.二階系統的諧振峰值與有關。9.高階系統的超調量跟有關。在零初始條件下輸出量與輸入量的拉氏變換之比，稱該系統的傳遞函數。二試求以以下列圖的傳第函數(7分)-G1R+CG4G2G3三設有一個由彈簧、物體和阻尼器組成的機械系統如以以下列圖所示，設外作用力Ft為輸入量，位移為yt輸出量，列寫機械位移系統的微分方程1

2、0分f ytkmFt系統構造如以下列圖，其中K=8，T=0.25。15分輸入信號xit=1t，求系統的響應；計算系統的性能指標tr、tp、ts5%、p；假設要求將系統設計成二階最正確=0.707，應如何改變K值X0tXis0.5五在系統的特征式為As=+2+8+12+20+16s+16=0，試判斷系統的穩定性8分10-604-20db/dec10L(w)w-40db/dec12-2020六 最小相位系統的對數幅頻特性如以下列圖。試求開環傳遞函數和相位裕量。12分七某控制系統的構造如圖，其中 要求設計串聯校正裝置，使系統具有K1000及。的性能指標。13分X0(s)Gc(s)G(s)Xis.八設

3、采樣控制系統餓構造如以下列圖，其中 試判斷系統的穩定性。TX0(s)x0(t)XI(s)xI(t)G(s)10分九單位負反響系統的開環傳遞函數為： 試繪制K由0 -+變化的閉環根軌跡圖,系統穩定的K值范圍。(15分)一、填空題：(每空1.5分，共15分)1.當擾動信號進入系統破壞系統平衡時，有重新恢復平衡的能力那么該系統具有。2.控制方式由改變輸入直接控制輸出，而輸出對系統的控制過程沒有直接影響，叫。3.線性系統在零初始條件下輸出量與輸入量的之比，稱該系統的傳遞函數。4.積分環節的傳遞函數為。5.單位斜坡函數信號的拉氏變換式。6. 系統速度誤差系數Kv=。7.系統輸出由零上升到第一次穿過穩態值

4、所需要的時間為。8. 二階欠阻尼振蕩系統的峰值時間為。9. 二階振蕩環節的頻率特性為。10.拉氏變換中初值定理為。二設質量-彈簧-摩擦系統如以以下列圖， f為摩擦系數，k為彈簧系數，p(t)為輸入量，x(t)為輸出量，試確定系統的微分方程。(11分)M三.在無源網絡中，R1=100k,R2=1M,C1=10F,C2=1F。試求網絡的傳遞函數U0s/Ur(s),說明該網絡是否等效于兩個RC網絡串聯(12分)R2R1C1C2uru0四.設單位反響控制系統的開環傳遞函數為 確定閉環系 統持續振蕩時的k值。(12分)五.單位反響控制系統的開環傳遞函數為 試中T1=0.1(s),T2=0.5(s). 輸

5、入信號為r(t)=2+0.5t,求系統的穩態誤差。11分六.最小相位系統對數幅頻漸進線如下，試確定系統的傳遞函數。(12分)-20052030400-20-601000.1-40L()七.試求的z變換. (12分)八.單位負反響系統的開環傳遞函數為試繪制K由0+變化的閉環根軌跡圖；用根軌跡法確定使系統的階躍響應不出現超調的K值范圍；為使系統的根軌跡通過-1j1兩點，擬參加串聯微分校正裝置s+1，試確定的取值。15分一。填空題26分開環傳遞函數與閉環傳遞函數的區別是_。傳遞函數是指_。頻率特性是指_。系統校正是指_。幅值裕量是指_。穩態誤差是指_。圖a的傳遞函數為G(s)=_ 。圖b中的t=_。

6、圖c的傳遞函數為G(s)=_ 。s3+5s2+8s+6=0此特征方程的根的實部小于-1時系統穩定的k值范圍_。圖d的傳遞函數為K=_。圖e的c=_ 。圖f為相位_校正。圖g中的=_Kg=_。圖h、i、j的穩定性一次為_、_、_。A(s)=s6=2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0那么次系統是否穩定_。開環傳遞G(s)=k(T1s+1)/s2(T2s+1),(T1T2,k、T1、T2)為常數)那么max=_。-20Xo(s)Xi(s)G1(s)G2(s)圖aC(t)tt0.110.981.3圖bL()20-2010 50圖c-40101L()75圖dc10L()20-2010 圖

7、e圖fcR2R1UoUiIm-0.61圖g-0.6ReP=1V=0Re-1Im圖jP=3V=0Re-1Im圖hReImP=2V=1-1圖i判斷題每題1分，共10分1.拉普拉斯變換的位移定理為Lf(t-0)=e-sF(0+S) ( )2.在任意線性形式下Laf1(t)+bf2(t)=aF1(s)+bF2(s) ()3.原函數為.那么象函數FS= ()4.G1(s)和G2S為串聯連接那么等效后的構造為G1s. G2S ()5.那么 ()6.設初始條件全部為零那么 ()7.一階系統在單位階躍響應下 ()8.二階系統在單位階躍信號作用下 當時系統輸出為等幅振蕩 ()9.勞斯判拒判斷系統穩定的充分必要條

8、件是特斯方程各項系數大于零 ()10.穩態誤差為 ()三.求系統的傳遞函數。Xo(s)/Xi(s)、Xo(s)/D(s)、E(s)/Xi(s)、E(s)/D(s)。10分E(s)D(s)Xo(s)Xi(s)G1(s)G2(s)G3(s)四復合控制系統構造圖如以以下列圖所示，圖中K1、K2、T1、T2是大于零的常數。10分E(s)_Xo(s)K1/T1s+1K2/s(T2s+1)Gc(s)Xi(s)確定當閉環系統穩定時，參數K1、K2、T1、T2應滿足的條件。當輸入(t)=Vot時，選擇校正裝置G(s)使得系統無穩態誤差。五設單位負反響的開環傳遞函數為G(s)=K/s(s+1)(0.25s+1)

9、要求系統穩態速度誤差系數Kv5，相角裕度40o采用串聯校正，試確定校正裝置的傳遞函數。10分六.F(z)=8Z3+8Z2+8Z+3判斷該系統的穩定性。10分七單位負反響系統的閉環傳遞函數為(1)試繪制參數a 由0+變化的閉環根軌跡圖；(2)判斷 點是否在根軌跡上；(3)由根軌跡求出使閉環系統阻尼比=0.5時的a的值。. 14分60SAjj4SB-4-j4圖2-4-9一.填空題每空1分，共14分1.當擾動信號進入系統破壞系統平衡時，用其動態過程中給定值與測量值之間產生的最大偏差來衡量系統動態過程的。2.比例環節的傳遞函數為。3.單位拋物線函數信號的拉氏變換式。4. 系統特征方程的根具有一個根為零

10、或實部為零時，該系統為。5.系統位置誤差系數Kp=。6. 一階慣性環節的頻率特性為。7. Gs=1+Ts的相頻特性為。8. 閉環頻率指標有、。9.常用的校正裝置有、。10. z變換中的z定義為。二.分析下述系統的穩定性.21分 1.系統特征方程為: D(s)=s4+2s3+s2+2s+1=0 試判斷系統的穩定性;4分 2.最小相角系統的開環幅相曲線如圖1所示,試確定系統的穩定性;4分ImRe=c=1-1=00圖11L()20-90-180c()圖23.開環對數頻率特性如圖2所示,而且有v=1,p=1試判斷系統的穩定性;6分4.最小相角系統開環增益為K時,對數幅頻特性L()如圖3所示,現要求相角

11、裕度為=45,試確定開環增益如何變化? 7分L()601-20c-40圖3C(s)R(s)G1G2H1G3H2圖4三.系統構造如圖4所示,試求系統傳遞函數(s)=.8分四.某單位反響系統構造圖如圖5(a)所示,其單位階躍響應曲線如圖5(b)所示,試確定開環增益K和時間常數T1,T2。10分1.20H(t)0.950bt/s1R(s)C(s)(a)圖5五.系統構造如圖6所示. 12分1.試繪制Ta=0 時的閉環極點;2.確定使系統為過阻尼狀態時的Ta值范圍;TaC(s)E(s)R(s)圖63.確定阻尼比 =0.5時的Ta值,確定相應的閉環極點位置,并計算此時輸入r(t)=t時系統的穩態誤差ess

12、六.系統開環傳遞函數: G(s)H(s)=假設tT,t=T,t變化的閉環根軌跡圖。15分一.填空題40分控制系統的 基本要求是_、_、_。脈沖傳遞函數是_。幅頻特性是指_。系統校正是指_。幅值裕量是指_。香農定理是指_。圖a的傳遞函數為G(s)=_ 。圖b的閉環傳遞函數為G(s)=_ 。圖c的傳遞函數為G(s)=_ 。s3+5s2+8s+6=0此特征方程的根的實部小于-1時系統穩定的k值范圍_。圖d的傳遞函數為K=_。圖e的c=_ 。圖f為相位_校正。圖g中的=_Kg=_。圖h、i、j的穩定性一次為_、_、_。A(s)=s6=2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0那么次系統是否穩

13、定_。開環傳遞G(s)=k(T1s+1)/s2(T2s+1),(T1T2,k、T1、T2為常數)那么max=_。-201ReIm-0.8圖g1C(t)t0.11.3圖b-40-20101L()20-2010 50圖cL()75圖dc10L()20-2010 圖eXo(s)Xi(s)G2(s)圖a圖fcR2R1UoUiP=1V=0Re-1Im圖kP=1V=2Re-1Im圖hReImP=2V=1-1圖i二.判斷題每題2分，共10分 1. 在任意線性形式下Laf1(t)-bf2(t)= aF1(s)-b F2(s) () 2. 拉普拉斯變換的終值定理為 () 3. G1s和G2S為并串聯連接那么等效

14、后的構造為G1s G2S() 4. 設初始條件全部為零那么( ) 5. 一階系統在單位階躍響應下 ()三.求以以下列圖對應的動態微分方程10分R2C2C1R1uiuo四.求系統的傳遞函數。Y1(s)/X1(s)、Yo(s)/X2(s)、Y2(s)/X1(s)、Y2(s)/X2(s)。10分G1(s)G3(s)X2(s)Y1(s)Y2(s)X1(s)G4(s)G2(s)五.復合控制系統構造圖如以以下列圖所示，圖中K1、K2、T1、T2是大于零的常數。E(s)_Xo(s)K1/T1s+1K2/s(T2s+1)Gc(s)Xi(s)確定當閉環系統穩定時，參數K1、K2、T1、T2應滿足的條件。當輸入(

15、t)=Vot時，選擇校正裝置G(s)使得系統無穩態誤差。10分六. 構造圖如下，T=1s，求G(z)。10分Xi(t)Xo(t)(1e-Ts)/s1/s(s+1)七.設負反響系統的開環傳遞函數為： 試繪制K由0 -變化的閉環根軌跡圖。10分一、填空題 每空1分，共10分1.線性系統在零初始條件下的拉氏變換之比，稱該系統的傳遞函數。2.系統的傳遞函數，完全由系統的決定，而與外界作用信號的形式無關。3. 系統特征方程的根具有一個正根或復根有負實部時，該系統為。4.系統輸出超過穩態值到達第一個峰值所需的時間為。5.由傳遞函數怎樣得到系統的頻率特性。6. 積分環節的頻率特性為。7. 純遲延環節的頻率特

16、性為。8.Gs=1+Ts的幅頻特性為。9. 高階系統的調節時間跟有關。10. 幅頻特性最大值與零頻幅值之比為。二試求以以下列圖的傳遞函數(7分)+CR-H1H2G4G1G2G3C2C1i2(t)u1(t)R1ui(t)i1(t)uc(t)三畫出以以下列圖所示電路的動態構造圖(10分)四系統的單位階躍響應為x0t=1-1.8+0.8e。試求：1閉環傳遞函數； 2系統的阻尼比和無阻尼自然振蕩頻率； 3系統的超調量p和調節時間ts。(13分)五在系統的特征式為As=+2+8+12+20+16s+16=0，試求系統的特征根。(8分)10-408-40db/dec10L(w)w-20db/dec六. 最

17、小相位系統的對數幅頻特性如以下列圖。試求開環傳遞函數和相位裕量。(14分)七設單位反響系統的開環傳遞函數為要求系統穩態速度誤差系數v5,相角裕度。，采用串聯滯后校正，試確定校正裝置的傳遞函數。(15分)八求z的反變換。(8分)九、系統方框圖如以以下列圖，求1+K1sR(s)C(s)-當閉環極點為時的K,K1值；在上面所確定的K1值下，試繪制K由0+變化的閉環根軌跡圖 15分一.選擇題每題1分，共10分反響控制系統又稱為 A.開環控制系統B閉環控制系統B.擾動順饋補償系統D輸入順饋補償系統2.位置隨動系統的主反響環節通常是 A電壓負反響 B電流負反響C轉速負反響D位置負反響 3.如果典型二階系統

18、的單位階躍響應為減幅振蕩(又稱阻尼振蕩)，那么其阻尼比 A0B=0 C01D14.G(s)=1/(S+1)(S+2)(S+3)(S+4)環節的對數相頻特性的高頻漸近線斜率為 A-20dB B-40dB C-60dB D-80dB 5.某自控系統的開環傳遞函數G(s)= 1/(S+1)(S+2)，那么此系統為 A穩定系統B不穩定系統C穩定邊界系統 D條件穩定系統6假設一系統的特征方程式為(s+1)2(s2)2+30，那么此系統是A穩定的B臨界穩定的C不穩定的D條件穩定的7.以下性能指標中的( )為系統的穩態指標。 A.P B.ts C.N D.ess 8.以下系統中屬于開環控制的為：( ) A.

19、自動跟蹤雷達 B.數控加工中心 C.普通車床 D.家用空調器 9.RLC串聯電路構成的系統應為()環節。 A比例B.慣性C.積分D.振蕩 10.輸出信號與輸入信號的相位差隨頻率變化的關系是( )。 A.幅頻特性B.相頻特性 C.傳遞函數D.頻率響應函數二試求以以下列圖的傳遞函數(6分)G3+G1G2CR-H3-H1H2三畫出如以下列圖電路的動態構造圖(10分)LsIR(s)UitUcsIL(s)四某單位反響系統構造如以以下列圖所示，xit=t，dt=-0.5。試計算該系統的穩態誤差。(11分)D(s)X0(s)Xi(s)五設復合控制系統如以以下列圖所示。其中，K1=2K2=1，T2=0.25s

20、，K2K3=1。要求當rt=1+t+1/2t2時，系統的穩態誤差；系統的單位階躍響應表達式(11分)_-k1R+CK3S六. 最小相位系統的對數幅頻特性如以下列圖。試求開環傳遞函數和相位裕量。(15分)L(w)-20db/decw101001-40-20七某型單位反響系統固有的開環傳遞函數為, 要求系統在單位斜坡輸入信號時，位置輸入穩態誤差ess0.1,減切頻率c4.4rad/s,相角裕度。幅值裕度g(dB)100Db.試用以以下列圖無源和有源相位超前網絡矯正，系統，使其滿足給定的指標要求。(13分)八系統構造如以下列圖，求輸出量z的變換X0(z). (10分)_TTx0*(t)X0(z)X0

21、(s)x0(t)XI(s)xI(t)G1G2G3G4G5+九.系統方框圖如以下列圖2-4-21，繪制a由0+變化的閉環根軌跡圖，并要求：求無局部反響時系統單位斜坡響應的穩態誤差、阻尼比及調節時間；討論a=2時局部反響對系統性能的影響；求臨界阻尼時的a值。 15分asR(s)E(s)C(s)-圖2-4-21選擇題每題1分，共10分1.利用奈奎斯特圖可以分析閉環控制系統的A.穩態性能B.動態性能 C.穩態和動態性能D.抗擾性能2.有一線性系統，其輸入分別為u1(t)和u2(t)時，輸出分別為y1(t)和y2(t)。當輸入為a1u1(t)+a2u2(t)時(a1,a2為常數)，輸出應為A.a1y1(

22、t)+y2(t)B.a1y1(t)+a2y2(t)C.a1y1(t)-a2y2(t)D.y1(t)+a2y2(t)3.某串聯校正裝置的傳遞函數為Gc(S)=K(0z1p10，那么實軸上的根軌跡為 A.-，-p2,-z1,-p1B.(-,-p2C.-p1,+D.-z1,-p16.設系統的傳遞函數為G(s)=，那么系統的阻尼比為A.B. C. D.17.設單位負反響控制系統的開環傳遞函數Go(s)=，其中K0,a0，那么閉環控制系統的穩定性與A.K值的大小有關B.a值的大小有關C.a和K值的大小有關D.a和K值的大小無關8. 在伯德圖中反映系統動態特性的是( )。A. 低頻段 B. 中頻段 C.

23、高頻段 D. 無法反映9. 設開環系統的頻率特性G(j)=，當=1rad/s時，其頻率特性幅值G(1)=( )。A. 1 B. C. D. 10. 開環傳遞函數為G(s)H(s)=,那么實軸上的根軌跡為( )。A.-3, B. 0,C. (-,-3) D. -3,0 二系統的構造圖如下：試求傳遞函數Cs/Rs。 15分。 C_RG11111G21111三系統特征方程為s6+30s5+20s4+10s3+5s2+20=0試判斷系統的穩定性6分四系統的閉環傳遞函數Cs/Rs為n2/(s2+2ns+n2)誤差定義為e=r-c,試求系統在r(t)為l(t)、tl(t)時的穩態誤差。15分五控制系統的開

24、環傳遞函數畫出幅頻特性曲線，試判斷系統的穩定性，并計算穩定裕度。15分六系統校正前后的開環傳遞函數如圖，試求校正裝置。15分20100.1-40-40-20-20L1七設系統的構造如以以下列圖所示，采樣周期T=1s ，設K=10，設分析系統的穩定性，并求系統的臨界放大系數。15分_C(s)R(s)八假設某系統，當階躍輸入作用r(t)=l(t)時，在零初始條件下的輸出響應為C(t)=1-e-2t+e-t.試求系統的傳遞函數和脈沖響應。9分判斷題 每題1分，共10分 1在任意線性形式下Laf1(t)+bf2(t)=aF1(s)+bF2(s) 2拉普拉斯變換的微分法那么 . 3 G1s和G2S為并串

25、聯連接那么等效后的構造為G1s G2S 4一階系統在單位階躍響應下 5二階系統在單位階躍信號作用下 當時系統輸出為等幅振蕩 6. 勞斯判拒判斷系統穩定的充分必要條件是特斯方程各項系數大于零 7系統的特征方程為那么該系統穩定 8單位負反響系統中 當時 9.典型比例環節相頻特性 10的轉折頻率為4 二倉庫大門自動控制系統的工作原理如以下列圖，試說明自動控制大門開啟和關閉的工作原理，并畫出系統的原理方框圖。(10分)放大器電動機絞盤電位器關門開關開門開關大門三電路如以下列圖，ur(t)為輸入量，uc(t)為輸出量，試列寫該電網絡的動態方程并求傳遞函數 uc(s)/ur(s)。(13分)urR1i1+

26、i2u0Ci1Li2R2uc四控制系統如以下列圖，試確定系統的穩態誤差。(13分)0.5-r=1+tcn=0.1 eR(s)C(s)五單位負反響系統的構造圖如以下列圖，試畫出K0時閉環系統的根軌跡圖要求按步驟作。(13分)六系統的閉環傳遞函數為 當輸入r(t)=2sint時，測得輸出cs(t)=4sin(t-)，試確定系統的參數，。 (13分)G(s)-er(t)c(t)七系統構造如以下列圖，當K=10，T=0.1時，系統的截止頻率c=5假設要求c不變，要求系統的相穩定裕度提高，問應如何選擇K，T(15分)八(13分)試求F(z)=的Z反變換。一.判斷題 (每題1.5分，共15分)()1. 拉

27、普拉斯變換的積分法那么 ()2. 一階系統在單位階躍響應下()3. 二階系統在單位階躍信號作用下 當0時系統輸出為等幅振蕩()4. 穩態誤差為()5. 系統的特征方程為那么該系統穩定 ()()6.單位負反響系統中 當時7.系統輸出的振幅與輸入振幅之比稱為幅頻特性 ()8.頻率特性只對系統適用，對控制元件，部件，控制裝置不適用 ()9.在正弦信號作用下，輸出的穩態分量與輸入的參數比稱為頻率特性 ()10.對幅頻特性的縱坐標用L表示且L=20LgA() 二. 化簡構造圖，求系統傳遞函數 10分Ns=02.當As=Gs時，求 8分AsHsGsR(s)N(s)C(s)+-.上題中當Gs=As=,rt=

28、0，nt=1t時，選擇Hs使=0。 7分三. 系統如右，畫根軌跡。 13分四.傳遞函數Gs=，試判斷此傳遞函數是否為最小相位傳遞函數。12分五.開環傳遞函數Gks=,畫出對數幅頻特性曲線用分段直線近似表示。 12分六.求 13分七序列x(n)和y(n)的Z變換為試確定序列x(n)和y(n)的初值和終值 10分判斷題(每題1.5分，共15分) 1. 拉普拉斯變換的微分法那么 2. 一階系統在單位階躍響應為 3. 二階系統在單位階躍信號作用下 當時系統輸出為等幅振蕩 4. 系統的特征方程為那么該系統穩定 5. 單位負反響系統中 當時 6. 系統輸出的相位與輸入相位之差稱為相頻特性 7. 頻率特性適

29、用于線性正常模型. 8.典型比例環節相頻特性 9.開環對數幅頻特性曲線低頻積的形狀只決定于系統的開環增益K和積分環節的數目V對最小相位系統而言 10.諧振峰值反映了系統的平穩性 二.對于圖所示系統，假設運算放大器是理想的運算放大器，被控對象是不可改變的。1.畫出系統方塊圖，寫出傳遞函數；(10分)2.求系統單位階躍響應。分析系統是否處于欠阻尼狀態，如果不是，如何改善系統才能既不提高系統的階次又能使系統處于欠阻尼狀態。(10分)1M1M1M1M1M1FV2V1-ViVo被控對象三.判斷特征方程為s3+7s2+17s+11=0的系統是否具有=1的穩定裕度。(10分)四反響控制系統如以下列圖，被控對

30、象及測量環節傳遞函數不可改變，Gcs 為控制器傳遞函數，Rs為控制輸入，Cs為輸出，N1s、N2s分別為加在被控對象輸入、輸出上的干擾，N3s為測量干擾。要求系統分別在響應：r(t)=t*1(t),n1(t)=n2(t)=n3(t)=0r(t)=1(t),n1(t)=1(t),n2(t)=n3(t)=0r(t)=1(t),n2(t)=1(t),n1(t)=n3(t)=0r(t)=1(t),n3(t)=1(t),n1(t)=n2(t)=0時，穩態誤差為零。試求以上4鐘情況各對控制器傳遞函數Gcs有何要求(14分)Gs測量環節控制器被控對象N1(s)N2(s)N3(s)+C(s)R(s)+-+五.

31、 系統閉環特征方程為s3-3s2+2s+K(s+10)=0，試概略繪制K由0+變化的閉環根軌跡圖。(12分)六.設單位負反響系統的開環傳遞函數為 其中K0，假設選定奈奎斯路徑如以下列圖：畫出系統與該奈氏路徑的奈氏曲線即該奈氏路徑在Gks平面中的映射；根據所畫奈氏曲線即奈奎斯特穩定判斷閉環系統穩定的條件；當閉環系統不穩定時計算閉環系統在右半s平面的極點數。(15分)=-=+=0-=0+ReImRs0七.一單位反響系統的開環對數頻率特性如以下列圖：(14分)1系統的開環傳遞函數；2以梅遜增益公式為根基，畫出與該系統相應的信號流圖也可用直接分解法；-40dB/decrad/s2/3-20dB/dec

32、3L(),dB0一選擇題：(每題1.5分，共15分)1.實驗中可以從()獲取頻率特性。A.穩定的線性和非線性系統 B. 不穩定的線性和非線性系統C.不穩定的線性系統 D. 穩定的線性系統2.傳遞函數的概念適用于系統。 A 線性、非線性 B. 線性非時變 C 非線性定常 D. 線性定常 3系統的動態性能包括。 A 穩定性、平穩性 B. 平穩性、快速性 C 快速性、穩定性 D. 穩定性、準確性 4 確定系統根軌跡的充要條件是。 A 根軌跡的模方程 B. 根軌跡的相方程 C 根軌跡增益 D. 根軌跡方程的階次 5 正弦信號作用于線性系統所產生的頻率響應是。 A 輸出響應的穩態分量B. 輸出響應的暫態

33、分量 C 輸出響應的零輸入分量 D. 輸出響應的零狀態分量 6系統的傳遞函數完全決定于系統的 ( )。A輸入信號B.輸出信號C.構造和參數D.擾動信號7控制系統的相位穩定裕量反咉了系統的 ( )。A穩定性B.穩態性能C.快速性D.動態性能8一般來說，系統增加積分環節，系統的穩定性將。A變好 B.變壞 C.不變 D.可能變好也可能變壞9系統開環對數幅頻特性L()中頻段主要參數的大小對系統的性能無影響。A.動態 B. 穩態C. 相對穩定性 D. 響應的快速性10反響控制系統又稱為 A開環控制系統 B閉環控制系統 C擾動順饋補償系統 D輸入順饋補償系統二系統構造圖如下，試求1當時系統的動態性能；2使

34、系統阻尼比的值；3當時系統的動態性能。(15分)三.系統方框如以下列圖，Es= RsCs, 試求傳遞函數： 10分 G1G3G2R(s)+N1(s)N2(s)C(s)-1，；2，。四. 15分系統構造如以下列圖：求時的根軌跡。五.系統方框圖如以下列圖，設rt=nt=1t，系統中各環節傳遞函數如下：G1s=，G2s=，Hs =2.5 試求：1系統的穩態誤差；2在擾動作用點左側的前向通路中串入積分因子，后，求系統的穩態誤差；3在擾動作用點右側的前向通路中串入積分因子，后，求系統的穩態誤差；4在3所述的情況下，擬對擾動加裝補償環節，以使擾動對輸出無影響，試求補償環節的傳遞函數并畫出補償后的方框圖。

35、15分G2(s)H(s)G1(s)R(s)C(s)E(s)N(s)-六.某控制系統的開環傳遞函數為Gs=;試求系統的相位裕量和幅值裕量；如采用傳遞函數Gcs=的串聯超前校正裝置，試繪制校正后系統的伯德圖不用修正，并求此時的相位裕量；討論校正后系統的動態性能有何改進。 15分R(S)C(S)七、采樣控制系統框圖如下：其中T=1. K=10. 試分析該系統的穩定性。并求該系統臨界穩定時K值。15分一. 選擇題.每題2分，共20分1.單位斜坡函數f(t)=t的拉氏變換式F(s)= As B 1 CS2 D 1/S22單位拋物線輸入函數r(t)的數學表達式是r(t)Aat2B1/2 Rt2 Ct2D1

36、/2 t23當二階系統特征方程的根為具有負實部的復數根時，系統的阻尼比為A0B0 C00時閉環系統的根軌跡圖，并求出有一個閉環極點為-3時開環增益K的值和這時另外兩個閉環極點。 15分L ()/dB-20c-60/(rad/s)五、單位負反響系統的開環傳遞函數為G(s)，設G(s)無右半面的極點和零點，其對應的對數幅頻漸近曲線如以下列圖c為值，試寫出開環傳遞函數G(s) 的表達式并作出相頻特性曲線，分析閉環系統的穩定性。 13分系統對數幅頻漸近曲線六.單位負反響系統的開環傳遞函數為 這里K0。試用奈奎斯判特判據討論閉環系統的穩定性要求作出奈奎斯判特曲線。14分七. 采用系統的構造框圖如下所示，

37、采用周期T=1s，試確定控制器的脈沖傳遞函數D(z)，使該系統在單位階躍信號作用下為最小拍無差系統。13分e*(t)R(t)-e(t)u(t)c(t)u*(t)Dz一.判斷題：(每題1.5分共15分) 1. 一階系統在單位斜坡響應為 2. 二階系統在單位階躍信號作用下 當時 該系統輸出穩定 3. 系統的特征方程為那么該系統穩定 4. 單位負反響系統中 當時 5. 典型積分環節相頻特性 6.頻帶頻率反映系統的快速性 7.系統諧振峰值越大.超調量越大 8.三頻段適用的前提是系統閉環穩定 9.的轉折頻率為4 10.單位階躍響應為 對應的頻率特性為 二.系統構造如以下列圖。假設要求閉環系統的阻尼比=，

38、階躍響應的調節時間ts=1,試確定k1,k2的數值。 13分K1K2sR(s)C(s)三系統構造如以下列圖，圖中T1=0.1，T2=0.2。為了保證r(t)=t3作用下系統的穩態誤差ess變化的閉環根軌跡圖。15分六. 方框圖如以下列圖，假設系統的%=15%，tp=0.8s。試求：K1、K2值；r(t)=1(t)時的調節時間ts和上升時間tr。 15分R(s)C(s)七. 設系統的開環傳遞函數沒有右平面的零點和極點，且開環漸進對數幅頻特性曲線為以以下列圖中的L0參加串聯校正環節后的開環漸進對數幅頻特性曲線為圖中的L1求校正環節的傳遞函數，畫出該環節的伯德圖對數幅頻特性曲線用漸進線表示，并說明該

39、校正環節的作用 15分-40-40-20-20-403-40-204215L1L00L()/dB/(rad/s)一. 選擇題每題2分，共20分1.對于一階、二階系統來說，系統特征方程的系數都是正數是系統穩定的( ) A.充分條件 B.必要條件 C.充分必要條件 D.以上都不是2.開環傳遞函數為G(s)H(s)=,那么實軸上的根軌跡為( ) A.4, B.4,0 C.(,4) D. 0,3.進展串聯滯后校正后，校正前的穿越頻率c與校正后的穿越頻率的關系，通常是( ) A.c= B.c C.c該系統根軌跡如以以下列圖所示。j J2-4-2.5-14分由圖可知，當0K0T1+T20D2=(T1+T2

40、)-10T1T20滿足上訴條件系統穩定那么系統穩態誤差為4分ess=2/(1+kp)+0.5/kv=0.05六. (12分) 由圖知在低頻段,漸進線斜率為0,因為最小交接頻率前的低頻段1分因此v=0。1分=0.1處，斜率變化20,屬一階微分環節。1分= 1處，斜率變化-20，屬慣性環節。1分= 2處，斜率變化-20，屬慣性環節。1分= 3處，斜率變化-20，屬慣性環節。1分=4處，斜率變化-20，屬慣性環節。 因此，系統傳遞函數具有下述形式其中K、1、2、3、4待定。由lg20 =lg30得1分K=101.5=31.62因漸進特性為折線，相鄰的兩交接頻率間，漸進特性為直線，故設斜率為k,(A,

41、Lw(A) (B,La(B)為直線上兩點，那么有直線方程1分1分A=1,B=0.1, La(1)=40,La (0.1)=30,k=201分1=0.3161分A=4,B=100, La(4)=5,La (100)=0,k= -604=82.56A=3, B=4, La(3)=20, k= -401分3=34.81A=2,B=3, La(2)=40, k= -201分2=3.481七 (12分)6分(1)=(2)6分 =八15分解1 ，根據一般根軌跡繪制法那么求得：1分漸進線與試軸的交點：-=-1漸進線傾角：=60，180，300-1-201分實軸上的根軌跡在區間。1分別離點：s1,2=-0.4

42、2,-1.58(舍去) K=0.191分1分根軌跡與虛軸的交點坐標：該系統根軌跡如以以下列圖2分2系統的階躍響應不出現超調的條件是特征根在左半平面的實軸上。根軌跡在實軸上的別離點的K值已由1求得，所以在04分自動控制原理試卷4答案一.26分2分開環傳遞函數無反響環節閉環傳遞函數有反響環節。 2分傳遞函數是指在零初始條件下，系統輸出量的拉式變換與系統輸入量的拉式變換之比。 2分幅頻特性與相頻特性統稱為頻率特性。 2分為了使系統到達我們的要求，給系統參加特定的環節，使系統到達我們的要求。這個過程叫系統校正。 2分系統距離不穩定的角度， 2分希望值與穩態值之差 1分1分ts=4/(n)1分1分(10

43、) 4K T1T2K1K2即可滿足穩定條件 2分b 3分3分2分故 五10分由穩態指標要求1分那么未校正系統的開環傳遞函數為由于在=1處,未校正系統而穿過剪切頻率c的L()曲線斜率為-40dB/dec1分1分故未校正的系統不穩定 (3)確定校正后系統剪切頻率 1分1分1分arctanc+arctan(0.25c)=350所以c=0.52rad/s(4)確定.=c=0.52rad/s時,令未校正系統頻率特性的對數幅值為-20lg.1分=0.52/5=0.1(5)當2=1/(T)=c/41分所以T=4/c=771分v=42.5304001分 所以校正完畢。 六10分2分8Z3+8Z2+8Z+3=0

44、 令Z=(+1)/(-1)得2分273+152+17+5=0 由勞斯判決得3 27 172 15 53分1 1202分0 5三階系統各系數為正,且1517275 1分所以系統穩定 七14分解1系統的特征方程為 s2+as+16=0 = 1分等效開環傳遞函數為： ，a由0變化為一般根軌跡。1分開環零點-z=0，開環極點-p1,2=j4。1分實軸上的根軌跡在區間。1分3別離點由P(s)Q(s)-P(s)Q(s)=0，得-s2+16=0,解得s1=-4為別離點，s2=4不在根軌跡上，舍去。K1=8。4復根的出射角1負平面的根軌跡是圓心位于0,j0、半徑為4的圓周的一局部，如以下列圖2-4-9。1分1

45、分2把代入相角條件中，假設滿足那么是根軌跡上的點，反之那么不是。s-(s+j4)-( s-j4)= 1分1分點不在根軌跡上。5先求=0.5時根軌跡上的點sA,B的坐標，再求對應的a值。1分=0.5時=60，設點sA坐標實部為-，那么sA,B=-,有令等式兩邊s各次項分別相等，得60SAjj4SB-4-j41分4分自動控制原理試卷5 答案每空1分，共14分一.填空題1. 準確性2. Gs=k3. 1/s34. 臨界穩定系統5.6.7.8. 諧振峰值、諧振頻率、頻帶寬度9. 相位超前、相位滯后、相位滯后-超前10.二.21分4分1.系統不穩定,有2個根在右半S平面.4分2.系統臨界穩定.6分3.系

46、統穩定.7分4.K值減小到原來的1/2. 三.8分8分(s)=四. 10分4分K=20, 3分T1=0.413S, 3分T2=4.371S.五. 12分4分1. s1=j s2=-j 4分2TaT時,系統穩定.4分2.當=T時,系統臨界穩定.4分3.當 4s3+4s2+4s+s+a=0 = 1分等效開環傳遞函數為 G(s)= a由0變化為一般根軌跡。1分開環極點-p1=0, -p2,3=0.5。1分漸進線與實軸的交點-=-1/3，漸進線傾角=60，180，300。1分實軸上的根軌跡在區間別離點1分由P(s)Q(s)-P(s)Q(s)=0，得3s2+2s+0.25=0，解得s1=-0.5為起點，

47、s2=-0.17為別離點。A=0.074。根軌跡與虛軸的交點。1分令s=j，代入特征方程得-j3- 2+j0.25+0.25a=0= 該系統根軌跡如以以下列圖所示jj0.53分-0.52=1時，對應實軸上的根軌跡的別離點，s1,2=-1/6，a=0.074。因為n-m=32，所以開環極點之和，求的另一實軸上的極點坐標1分2分 -0.17-0.17-3=-0.5-0.5 = 系統閉環傳遞函數為圖7e*(t)e(t)c(t)r(t)自動控制原理試卷6答案每空1.5分，共15分填空題1.零初始條件下2.Ts+13.4.5. 幅頻特性，相頻特性6. 20lgA()7. 相角裕量8. z/(z-1)9.

48、 一樣的傳遞函數Gs10. 主導極點8分8分；三. (12分)3分 u(t)=i1(t)R1+;2分 u(t)=; 2分 i(t)=C; 5分 RRCC+(RC+RC+RC)+u(t)=u四. (10分)4分系統閉環傳遞函數為 s=；2分特征方程 As=s+5s+5s+4s+K=0； 4分系統穩定條件K0，84-25K0，即K0 五.13分4分As=s+14s+10=0 所以系統穩定5分e=0；e=0.8；4分e=0+0.8+。六.(15分)5分；3分；4分3分 =1800-900=900。七. (12分)6分6分八.15分1分解系統有三個開環極點：-p1= -0.2,-p2=0.5,-p3=

49、 -1。1分n=3,m=0,有三條根軌跡，均趨于無窮遠。1分實軸上的根軌跡在區間-，-1 -0.5，-0.2。漸進線2分4別離點。特征方程為:s3+1.7s2+0.8s+0.1+K=0 2分重合點處特征方程為：s+a2 (s+b)=s3+(2a+b)s2+(2ab+a2)s+a2b=0令各項系數對應相等求處重合點坐標和重合點處增益取值。5根軌跡與虛軸的交點。系統的特征方程為D(s)=s3+1.7s20.8s+0.1+K=0令s+j，得3分- j3-1.72+ j0.8+0.1+K=0 = = 5分-1jj0.89自動控制原理試卷7答案一 40分3分(1) 穩定性 快速性 準確性 3分(2) 脈

50、沖傳遞函數是指在零初始條件下，系統輸出量的z變換與系統輸入量的z變換之比。 3分(3) 幅頻特性與相頻特性統稱為頻率特性。 3分(4) 為了使系統到達我們的要求，給系統參加特定的環節，使系統到達我們的要求。傳遞函數是指在零初始條件下，系統輸出量的拉式變換與系統輸入量的拉式變這個過程叫系統校正。 3分(5) 系統距離不穩定的角度， 要求離散頻譜各分量不出現重疊,即要求采樣角頻率滿足如下關系:3分s2max2分(7) 2分(8) ts=4/(n)2分(9) 2分(10) 4K T1T2K1K2即可滿足穩定條件1分b 2分1分1分故六10分2分1分 令 2分那么2分3分1分 七.10分四個極點-p1

51、=-1, -p2=-5, -p3,4=-3j2。漸進線1分 ，135，225，315k=0,1,2,31分3軸上的根軌跡在區間-5，-1。4別離點 P(s)=1 Q(s)=(s+1)(s+5)(s2+6s+130)P(s)Q(s)-P(s)Q(s)=4s3+36s2+108s+108=0 = 2(s+3)3=0得s1，2，3=-3，均為別離點，K=16。2分別離角 正好與漸進線重合。5出射角-p3=180-3+j2+5-3+j2+1-3+j2+3+j2=-901分-p4=901分軌跡與虛軸的交點1,2=3，K=3407)系統根軌跡如以下列圖。jj3-j3-153分自動控制原理試卷8答案每空1分

52、，共10分一、填空1輸出量與輸入量2構造及參數3不穩定系統4峰值時間5將傳遞函數中的s變為j6 7.8.9相角裕量和剪切頻率10諧振峰值二7分 7分三(10分)1分I(s)=U(s)-U(s)1分U (s)=I(s)-I(s)1分I(s)=U(s)-U(s)1分U(s)=I(s)X0sU1sI2sI1sXis6分四(13分)5分2分n=6 2分2n=13 2分=1.08 1分p=0 1分ts=2T=1/3 五(8分)4分s+6s+8=(s+4)(s+2)=0;2分 s=j2,s=j2分s5，6=-1j(2分)六(14分)5分；3分；3分3分 =1800-1800+60.50-12.50=480

53、。七(15分)3分Kv=K=5 4分=-5.1o 4分c ,=0.52dad/s =0.1 T=77 4分八 (8分)8分九、15分解 1分特征方程為 s2+K1Ks+K=0當閉環極點為時的系統特征方程為2分 (s+1)2+3=0 = s2+2s+4=02分兩方程聯立2分(2)系統開環傳遞函數為1分等效根軌跡方程為-2-j2j圖 21分K由0+變化時為一般根軌跡開環零點-z1=-2，開環極點-p1,2=01分實軸上的根軌跡在區間。 回合點2分Q(s)P(s)-P(s)Q(s)=0 = s2-(s+2)2s=0 = s2+4s=0解得s1=0為起點，s2=-4為會合點，K=163分負平面上的根軌

54、跡是圓，如圖2自動控制原理試卷9答案每題1分，共10分一1.B 2.A 3.C 4.D 5.A 6.C 7.D 8.C 9.D 10.B二(6分)6分三(10分)1分U(s)=LsI(s)+U(s) 1分I(s)=U(s)-U(s) 1分I(s)=I(s)-I(s)1分U(s)=I(s)1分I(s)=U(s) 5分Ui(s)U0(s)四(11分)2分As=0.6s+3.2s+s+2=0；3分e=0.=5；3分e=0.125； 3分e= e+ e=0.5+0.125=0.625；五(11分)2分2分1分 K=2 2分=0.5 n2=2 =1.414 2分2分 C(t)=1+0.208e-0.58

55、6t-1.207e-3.414t 六(15分)5分2分；3分；2分3分 =1800-900-72.5=17.50。七(13分)2分2分=43分3分3分八(10分)5分5分九. 15分解 系統開環傳遞函數為2分1分系統特征方程為 s2+s+as+1=01分等效根軌跡方程為a由0-變化為零度根軌跡開環零點-z1=0，開環極點-p1,2=-0.5j0.87。 1分實軸上的根軌跡在區間。 3會合點 Q(s)P(s)-P(s)Q(s)=0 = s2-1=02分解得s1 =1(舍去) s2=-1(會合點)。會合點時的a值4根軌跡是圓心位于0，j0、半徑為1的圓周的一局部如以以下列圖所示。11穩態誤差。系統

56、開環傳遞函數為，型系統，kv=1 , ess=1。2阻尼比和調節時間。對應開環傳遞函數有1分 = 2分(2)由根軌跡看出，此時系統特征根為兩個不相等的實根，1，系統無超調，但由于其中一個實根更靠近虛軸，使調節時間增長。系統仍為型，開環增益減小，斜坡信號輸入時穩態誤差增大。 1分60j-1j0.87-j0.87sB3系統閉環根軌跡在實軸上出現會合點為臨界阻尼情況，此時a=1。從特征方程上也可以看出。 4分自動控制原理試卷10答案每題1分，共10分2分一1.A2.B3.A4.B5.A6.C7.D8.B9.D10.D二15分2分2分1分3分1分3分=1+G1+G1G2+G1 2分 P1=G1G2、1

57、=1；P2=G2、2=1 2分 P3=G1、3=1；P4=G1、4=1 1分 Cs/Rs=G1+1G2/1+2G1+G1G2 三6分 6分特征式各項系數均大于零，是保證系統穩定性的必要條件。上方程中s 一次項的系數為零，故系統肯定不穩定。四15分 將系統等效變換為單位反響的典型構造形式，便可直接運用誤差規律計算ess.3分原系統等效為以以下列圖構造，相應的開環傳遞函數4分Gs=n2/(s2+2ns)4分r(t)=1, ess.=04分r(t)=t, ess.=1/k=/n.五15分104020401001L()8分2分3分=-1800+84.3-5.712分=101.410因為大于零所以系統穩

58、定.六15分5分由題目知，5分5分七15分1分z2+2.31z+3=0 因此系數不穩定。 2.736-0.104KW2+(1.264-0.528K)W+0.632K=0 1分1分2分1分2分2分3分1分1分0.632K01.264-0.528K0 2.736-0.104K0 得到系統的臨界放大系數為 K=2.4八9分5分4分自動控制原理試卷11答案每題1分，共10分一1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.二. (10分)解：系統的被控對象為大門，被控量為大門的實際位置。輸入量為希望大門位置。6分當合上開門開關時，橋式電位器測量電路產生偏差電壓，經放大后，驅動電動機帶動絞盤轉動，使大門向上提

59、起。同時，與大門連在一起的電位器電刷上移，直到橋式電位器到達平衡，電動機停轉，開門開關自動斷開。反之，當合上關門開關時，電動機帶動絞盤反轉，使大門關閉。 4分 系統的原理方框圖所示。 大門絞盤電動機放大器電位器-開閉門的位置門實際位置三(13分)解：根據電路 基本定律，得電網的動態方程為3分ur=R1(i1+i2)+Li1,i2為中間變量，且i1=C,i2=，在動態方程中消掉中間變量，得4分在零初始條件下進展拉氏變換，可得3分3分四(13分)解：1首先判斷系統的穩定性系統的開環傳遞函數為2分閉環傳遞函數為(s)=0.2s3+s2+5s+10=0ai0 (I=0,1,2,3)3分D2=-(1*5

60、-0.2*10)=30 1分故系統閉環穩定 2求系統的穩態誤差當n(t)=0時，從系統的開環傳遞函數可得=2，即系統為型系統。對r(t)=1+t來說，essr=0。 當r(t0=0時， 2分2分2分所以1分 ess=essr+essn=0+0=0 五(13分)解：系統的開環傳遞函數為2分那么系統的開環零點為z1=z2=2，開環極點為p1=p2=p3=0,p4=20。1分系統有四條根軌跡。 四條根軌跡起始于開環極點p1、p2、p3、p4，兩條終止于無窮遠，兩條終止于 z1和 z2。 1分實軸上的根軌跡位于區域-20，2。 漸近線為2分a=-8 (5)起始角：由于在開環極點0處有三條根軌跡出發，根