1、学习中心 姓 名 学 号 西安电子科技大学网络与继续教育学院自动控制原理模拟试题一一、简答题（共 25 分）1、简述闭环系统的特点，并绘制闭环系统的结构框图。( 8 分)2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。( 10 分)3、串联校正的特点及其分类？( 7 分)二、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为 ，试确定使系)42()sKsGK统产生持续振荡的 值，并求振荡频率 。( 15 分)K三、设某系统的结构及其单位阶跃响应如图所示。试确定系统参数 和 。,12a( 15 分 ) 四、某最小相角系统的开环对数幅频特性如图示。要求（20 分）1）写出系统开环传递函数；2）利用相角裕度
2、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。五、设单位反馈系统的开环传递函数为 )1()sKG试设计一串联超前校正装置，使系统满足如下指标：（25 分）（1）在单位斜坡输入下的稳态误差 ；5se（2）截止频率 c 7.5(rad/s)；（3）相角裕度 45。模拟试题一参考答案：一、简答题1、简述闭环系统的特点，并绘制闭环系统的结构框图。解： 闭环系统的结构框图如图：闭环系统的特点：闭环控制系统的最大特点是检测偏差、 纠正偏差。1) 由于增加了反馈通道, 系统的控制精度得到了提高。2) 由于存在系统的反馈, 可以较好地抑制系统各环节中可能存在的扰动和由于器件的
3、老化而引起的结构和参数的不确定性。3) 反馈环节的存在可以较好地改善系统的动态性能。2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。解：1 13、串联校正的特点及其分类？ 答：串联校正简单, 较易实现。设于前向通道中能量低的位置，减少功耗。主要形式有相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后-超前校正。二、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为 ，试确定使系)42()sKsGK统产生持续振荡的 值，并求振荡频率 。K解：系统的闭环传递函数为： sB42)(3特征方程为： 0)(23sD列劳斯表s3 1 4s2 2 Ks1 (8-K)/2s0 K 要使系统稳定，则 。得：0;08所以，使系统产生持
4、续振荡的 值为： 将 代入特征方程，即8K)2(4842)(23 sssD解得其虚根为， 。所以，振荡频率j三、设某系统的结构及其单位阶跃响应如图所示。试确定系统参数 和 。,1K2a解 由系统阶跃响应曲线有oopth3.)4(1.03系统闭环传递函数为2212)( nsKass 由 联立求解得 oonpet3.02128.30n由式（1） 81naK另外 3lim1)(li)( 21200 Kasshs四、某最小相角系统的开环对数幅频特性如图示。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：解（1）由图可以写
5、出系统开环传递函数如下：)120(.)(ssG（2）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 )120)()(ssG其截止频率 1cc而相角裕度 85.)(81故系统稳定性不变。由时域指标估算公式可得=)sin(4.06o o1csKt11.sct所以，系统的超调量不变，调节时间缩短，动态响应加快。五、设单位反馈系统的开环传递函数为 )1()sKG试设计一串联超前校正装置，使系统满足如下指标： （1）在单位斜坡输入下的稳态误差 ；5se（2）截止频率 c 7.
6、5(rad/s)；（3）相角裕度 45。解：依 指标：esKsv15 画未校正系统的开环对数幅频特性如图所示。依图可得： c15387.校正前系统相角裕度：ccjG artn90)(180 48.173.artn9定 ,作图得： c“.75bdBAdB14815(.)作图使： , 过 C 点作 20dB/dec 直线交出 D 点（ ） ，令C. 2（ ）得 E 点（ ） 。这样得出超前校正环节传递函数：D28.125.8)(sGc且有： mc“7校正后系统开环传递函数为： Gsssc().()2185验算：在校正过程可保证： eKsv15crads“.(/“)75“()180Gc9281256
7、732450 0artgrtrctgcc.“.全部指标满足要求。学习中心 姓 名 学 号 西安电子科技大学网络与继续教育学院自动控制原理模拟试题二一、简述题（25 分）1、简述控制系统的基本要求。2、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 ，试求ttetc21)(系统的传递函数。3、简述最小相位系统与非最小相位系统的异同。二、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)(sR)(sN求传递函数 ， 。 （15 分）)(sRCN三、某单位负反馈控制系统如图，阻尼比 ，试求：（共 20 分）5.0R ( s )C ( s ) )1(sK1)、系统类型、阶次。 （2 分）2)、K
8、、无阻尼振荡角频率 、有阻尼振荡角频率 的值。 （6 分）nd3)、系统的开环传递函数 。 （2 分）)(sGK4)、静态误差系数 Kp，K v 和 Ka。 （3 分）5)、系统对单位阶跃、单位斜坡、单位加速度输入的稳态误差 ， ，spesv。 （3 分）sae6)、峰值时间 ，最大超调量 。 （4 分）pt%p四、单位反馈系统的开环传递函数为)5.0(2)(sKsG试绘制系统根轨迹，确定使系统稳定的 值范围。 （15 分）五、对图示的反馈校正系统，试分析：（25 分）1 若 ，分析反馈校正对系统性能的影响。 （102ch() ,()1KGssT分）2）若 ，分析反馈校正对系统性能的影响。 （
9、152ch() ,()s分）模拟试题二参考答案一、简述题1、简述控制系统的基本要求。答：控制系统的基本要求：稳定性、准确性和快速性。稳定性是保证控制系统正常工作的先决条件, 是控制系统的重要特性。准确性就是要求被控量和设定值之间的误差达到所要求的精度范围。准确性反映了系统的稳态精度。快速性体现了系统的动态性能，即对过渡过程的形式和快慢提出要求。表现为对过渡过程时间和超调量的要求。 2、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 ，试求ttetc21)(系统的传递函数。解 单位阶跃输入时，有 ，依题意sR1)(sssC1)2(3121)( )()(RG3、简述最小相位系统与非最小相位系统的异同。答
10、：一个稳定系统，若其传递函数的极点和零点都位于 s 平面的左半部，则称为最小相位系统，否则, 称为非最小相位系统。对于幅频特性相同的系统, 最小相位系统的相位迟后是最小的。最小相位系统的对数幅频特性与相频特性之间存在着唯一的对应关系。二、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)(sR)(sN求传递函数 ， 。)(sRCN解：令 ，求 。图中有 3 条前向通路，2 个回路。0)(sN)(sRC， 111 342132432421 GPGPGP， )(LL则有 4342213211)(sRC令 ，求 。有 1 条前向通路，回路不变。0)(N， 141GP则有 43421)( GPsC
