1、1自动控制原理复习提纲一、单选题1根据控制元件的特性，控制系统可分为（ B ） 。A.反馈控制系统和前馈控制系统 B.线性控制系统和非线性控制系统C.恒值控制系统和随动控制系统 D.连续控制系统和离散控制系统2系统的动态性能包括（ D ） 。A稳定性、准确性 B快速性、稳定性 C稳定性、平稳性 D平稳性、快速性3传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？（ C ） 。A.输入信号 B.初始条件 C.系统的结构参数 D.输入信号与初始条件4. 如下图所示系统的闭环传递函数 Gk(s) =（ C ） 。A. B. 13322()GH 123232()GHC. D. 131() 12332
2、()5设系统的传递函数为 ，则系统的阻尼比为（ A ） 。521)(ssGA.0.5 B. 1 C.0.2 D. 1.26.适合应用传递函数描述的系统是（ A ） 。A.单输入、单输出的线性定常系统 B.单输入、单输出的线性时变系统C.单输入、单输出的定常系统 D.非线性系统7.二阶系统的传递函数为 ,则其无阻尼固有频率 和阻尼比 依142sn次为（ B ） 。A.1,0.5 B.0.5,1 C.2,1 D.1,2 8. 主导极点的特点是（ D ） 。A.距离实轴很远 B.距离实轴很近 C.距离虚轴很远 D.距离虚轴很近C(s)R(s)G3H1G1G2+H229.增大系统的开环增益，将使系统跟
3、随稳态误差( B )。A.变大 B.变小 C.不变 D.不能确定10. 非单位负反馈系统，其输出为 C(S)，反馈通道传递函数为 H(S)，当输入信号为 R(S)，则从输入端定义的误差 E(S)为（ D ） 。A B()()ESCHS ()()ESRCSHC DR11.典型二阶系统的阻尼比 =0 时，其单位阶跃响应是（ B ） 。A.单调上升曲线 B.等幅振荡曲线C.阻尼衰减振荡曲线 D.发散增幅振荡曲线11如果典型二阶系统的单位阶跃响应为减幅振荡，则其阻尼比（ C ）。A0 B. 30 D. =-18019.若开环传函为 1)(TsKG, 此时相位裕量和的关系是（ B ） 。A. 随 K 增
4、加而增大 B.随 K 增大而减小 C. 与 K 值无关 D.以上都不是20.设开环系统的频率特性为 2)1()jjG,则其频率特性的极坐标图的奈氏曲线与负虚轴交点的频率值 为（ B ）rad/s。A.0.1 B. 1 C. 10 D. 221设单位负反馈系统的开环传函为 G(s)= ，那么它的相位裕量 的3)1s(值为（ D ）A.15 B.60 C.30 D.4522某校正环节传递函数 Gc(s)= ，则其频率特性的奈氏图终点坐标1s0为（ D ）A.(0,j0) B.(1,j0) C.(1,j1) D.(10,j0)23下列串联校正的传递函数中,能在 处提供最大相位超前角的)/(c14是（
5、 A ） 。 125.6)4(125.6)3(15.240)(14.052)( ssss24设系统校正前后的对数幅频特性曲线如图所示，则通过校正下列没有改变的参数为（ A ） 。A 系统的型 B. 带宽（0， ） C. 相角裕度 D. 截止频率vbc25若某系统的根轨迹有两个起点位于原点，则说明该系统（ C ） 。A位置误差系数为 0 B速度误差系数为 0C含两个积分环节 D含两个理想微分环节26下列哪种措施对改善系统的精度没有效果 ( A )。A增加微分环节 B提高系统的开环增益 K C增加积分环节 D引入扰动补偿27高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的（ D ） 。A准确度越高 B准
6、确度越低 C响应速度越快 D响应速度越慢28已知开环幅频特性如下图所示，则图中不稳定的系统是（ B ） 。系统 系统 系统A系统 B系统 C系统 D都不稳定29有一电网络，其传递函数为 ，若此网络作为滞后校正环1)(TsGc节使用，则其系数 必须符合（ A )。A B C 任意 D11030PID 控制器的输入输出关系的时域表达式是（ D ） 。5A B1()()()putKettdT ()()()ppdetutKetC Dptt 0()tppi tutetT30.PI 控制规律指的是( B )。A比例、微分 B比例、积分 C积分、微分 D.比例、积分、微分31采样系统结构如图所示，求闭环系统
7、的脉冲传递函数为（ D ） 。A B )(1zGH)(1zHGC D)( )(二、填空题1.根据有无反馈，控制系统可分为两类：开环控制系统 、闭环控制系统 。2闭环系统稳定的充要条件是 全部闭环极点均位于左半 s 平面 。6.系统的微分方程为 在零初始条件下，rbdtyadttya 01012以 r 为输入，y 为输出的系统的传递函数为_ _。sa2102.已知单位闭环负反馈系统的开环传递函数为 ，)0,(,)(TkTs则该系统的阻尼比 为制 法 ，自然振荡频率 为制 ；Tk21nkn当 时，该系统的阶跃响应曲线为 衰 减 振 荡 曲线，当 时，该系10 1统的阶跃响应曲线为 单调上升 曲线。
8、当 时，该系统为 临 界 阻 尼 1系统，当 0.707 时，该系统获得最佳过渡过程。3.如图 2 所示的 RC 电路的传递函数 ，频率特性 )(sG15.0)(jG，当 时，稳态输出 为 15.0j tcos)t(Ui25)t(U。)42cos(t64.在频率校正法中，串联超前校正是利用串联校正装置在系统的 中频区产生相角 超前 ，以提高系统的 相位裕量 ，且使幅值穿越频率 增大 ，从而系统的响应速度 加快 。c6已知单位反馈系统的开环传递函数为 ，若要求带宽增加 a)1Ts(K)G倍，相位裕量保持不变，则 K 应为 aK ，T 应为 T/a 。7最小相位系统的开环对数幅频特性三频段分别反映
9、的系统性能是 低频段反映 稳态特性法 ； 中频段反映 动态特性法 ； 高频段反映 法 抗高频干扰能力。8最大超调量 反映了系统暂态过程的 平稳性 ，调节时间 总体上p st反映了系统的 快速性 。9已知最小相位系统的开环对数幅频特性曲线如下图所示，其传递函数分别为：（a）： _ ；（b）：10()(.5)Gss。10.5()()()ss（a） （b）10设某最小相位系统的相频特性为 ，则101()()8()tgtgT该系统的开环传递函数为 ，其开环幅频特性为 2(1)KsT2K。三、计算题1已知系统的结构图如图所示，图中 为输入信号， 为干扰信号，试求传)(sR)(sN递函数 ， 。)(sRC
10、N7解：令 ，求 。图中有 3 条前向通路，2 个回路。 （1 分）0)(sN)(sRC， 11 342132432421 GPGPGP（3 分）， )(1LL则有 （1 分）43422321)(sRC令 ，求 。有 1 条前向通路，回路不变。 （1 分）0)(N（1 分），41GP则有 （1 分）43421)( GsC2某最小相角系统的开环对数幅频特性如图 4-82 所示。要求（1） 写出系统开环传递函数；（2） 利用相角裕度判断系统的稳定性；（3） 将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。解（1）由题 4-29 图可以写出系统开环传递函数如下：)120(.)(ssG（2）
11、系统的开环相频特性为20arctn1.arct9)( 截止频率 01.c相角裕度 85.2)(8c故系统稳定。（3）将其对数幅频特性向右平移十倍频程后，可得系统新的开环传递函数8)120)()(ssG其截止频率 1cc而相角裕度 85.)(81故系统稳定性不变。所以，系统的超调量不变，调节时间缩短，动态响应加快。3试根据奈氏判据，判断题 4-80 图(1) (10)所示曲线对应闭环系统的稳定性。已知曲线(1)(10)对应的开环传递函数如下（按自左至右顺序） 。解 题 4-13 计算结果列表题号 开环传递函数 PNZ2闭环稳定性备注1 GsKTsT()()12310 -1 2 不稳定2 ()(1
12、20 0 0 稳定3 sKT0 -1 2 不稳定4 G()()12120 0 0 稳定5 s()30 -1 2 不稳定6KT)120 0 0 稳定97 GsKTss()()()56123410 0 0 稳定8 s1 1 1/2 0 稳定9KT()()11 0 1 不稳定10 Gs()1 -1/2 2 不稳定4已知一单位反馈控制系统，其被控对象 G0(s)和串联校正装置 Gc(s)的对数幅频特性分别如图 5-86 (a)、(b)和(c)中 和 所示。要求：0LC（1）写出校正后各系统的开环传递函数；（2）分析各 对系统的作用，并比较其优缺点。)(sGC解 (a) 未校正系统开环传递函数为Gs02
13、1()4.0c26.35104.arctn908)(80 c采用迟后校正后 1)(sGac10)1.0(2)()(0)( ssGsac画出校正后系统的开环对数幅频特性如图解 5-37(a)所示。有 ， 1.02ca2ca5)(8ca可见 高 频 段 被 压 低 14.26350cca抗 高 频 干 扰 能 力 增 强 。响 应 变 慢 ； 减 小 ；稳 定 性 增 强 ， o(b) 未校正系统频率指标同(a)。采用超前校正后 10)(sGbc )10(2)1(0)()(0)( ssssbc画出校正后系统的开环对数幅频特性如图解 5-37(b)所示。可见 高 频 段 被 抬 高 26.357.8)(1801420cbbc 抗 高 频 干 扰 能 力 下 降 。减 小 ；响 应 速 度 加 快 ；0
