自动控制练习题

练习题一一、闭环控制系统是由哪些基本环节组成的？各环节在系统中起什么作用？二、建立如下系统的传递函数三、已知系统的方块图如下，求使系统稳定的K。四、已知系统的Bode图，写出开环传递函数五、系统的微分方程组如下：试建立系统的动态结构图，并通过化简结构图求系统的传递函数C(S)/R(S)。11211322435553445()()()()()()()()()()()()()()()()()xtrtctdxtxtKxtdtxtKxtxtxtxtKctdxtKxtdtdctTctKxtdt六、利用劳斯判据判断该系统的稳定性；若不稳定，该系统有多少个位于S右半平面的根；试求该系统的纯虚根。电压放大器可控硅功放M负载Gburuukuau＋＋－n测速发电机5432236480sssss七、填空题1、自动控制装置与结合而构成的整体，称为自动控制系统。2、在线性定常系统中，利用变换，可直接将系统的微分方程转换为传递函数。3、控制系统的动态特性，凡是可以用二阶微分方程描述的，称为系统。4、稳态误差是用来评价系统性能的好坏，仅对的系统才有意义；没有稳态误差的系统称为系统。八、什么是稳态误差？减小系统稳态误差的方法有哪些？九、下图为直流电机转速控制系统的原理图。（1）说明该系统的工作原理；（2）指出该系统的控制对象、被控量、检测环节、执行环节；（3）画出该系统的原理方框图。练习题二一、简述开环控制系统和闭环控制系统的特点，并画出这两种系统的方框图。二、试用复阻抗法求下图所示系统的传递函数Uc(S)/Ur(S)。三、化简下列系统的动态结构图，并求传递函数C(S)/R(S)。四、系统的微分方程组如下：其中，r(t)为给定输入信号，n1(t)、n2(t)为扰动量，c(t)为输出量，k0~k2和T均为正常数，试建立系统的动态结构图，并通过化简动态结构图求系统的传递函数C(S)/R(S)。五、已知闭环系统的特征方程式如下，试用劳斯判据判断各个系统的稳定性；如不稳定，确定系统有几个位于S右半平面的根？（1）S3+3S2+3S+5=0（2）S4+3S3+S2+3S+1=0（3）S6+3S5+9S4+18S3+22S2+12S+12=0六、已知单位负反馈系统的开环传递函数为()(1)(2)KGssss，试确定使系统稳定时的K的取值范围。七、填空题：1、在频域分析中，衡量一个系统相对稳定性常用的两个性能指标是和。2、根据奈奎斯特判据，当最小相位系统的开环幅相特性曲线不包围(1,0)j点时，闭环系统处于状态；当开环幅相特性曲线恰好通过(1,0)j点时，闭环系统处于状态。3、离虚轴最近的闭环极点对系统暂态过程的性能影响最大，起着决定性的主导作用，故称为极点。4、如果单位负反馈系统的开环传递函数是))(()()(bsascsksG，该系统是阶系统，是型系统。5、系统的稳态误差与，和有关。八、已知某系统的开环传递函数为：10()()(1)(10)GsHssss（1）画出该系统的bode图；（2）判断该系统的稳定性。九、选择题：1.若某系统的Bode图已知，其低频处的幅频特性是一条斜率为20dB/dec-的直线，且当1时幅值为20dB，相频90)0(，则该系统（）A.是0型系统；B.是I型系统；C.开环放大倍数为10；D.开环放大倍数为10；E.有一个积分环节。2.二阶系统的传递函数为4462ss，则系统（）A.为过阻尼系统；B.为临界阻尼系统；C.增益为6；D.增益为1.5；E.其阶跃响应为衰减振荡曲线。3.一个单位负反馈系统为I型系统，开环增益为k，则在t)t(r输入下，此系统的（）。（1）稳态速度误差是；（2）稳态加速度误差不是；（3）稳态速度误差是k1；（4）稳态位置误差是k1。4.线性系统的传递函数)s(G（）。(a)随着输入的该变而变化；(b)代表了系统本身的物理结构；(c)取决于系统本身的多态特性。(d)仅于系统的结构参数有关。十、已知最小相位系统的开环对数幅频特性如图所示，试求系统的开环传递函数。十一、、已知系统的开环传递函数，试画出系统的Bode图曲线。24()()(0.2)GsHsss练习题三一、什么是系统的数学模型？建立系统的数学模型意义何在？列举经典控制理论中常用到的系统的数学模型。二、已知系统的开环传递函数，画出该系统的Bode图：（1）1000()()(1)(0.11)(0.00331)GsHssss（2）100()()(1)(0.011)GsHssss三、化简下图所示系统的动态结构图，并求传递函数()/()CsRs。四、一个线型定常系统的传递函数是如何定义的？若已知系统的微分方程组：1521132243344()()()()()()()()()()()()()()dntxtrtctkdtxtkxtdxtkxtdtxtxtkntdctkxtTctdt其中()rt为给定输入信号，()nt为扰动量，()ct为输出量，1k~5k和T均为正常数。试画出系统的动态结构图，并求传递函数()()CSRS。五、什么叫系统的稳定性？系统稳定的充分必要条件是什么？六、设单位负反馈系统的开环传递函数为()(2)(3)kGssss试确定该闭环系统稳定时的k的取值范围。七、填空题1、线性系统的稳定性取决于系统自身的结构参数的特性，与扰动信号无关。2、对于典型二阶系统222()2nnnsss，其中n称作，n越大，系统的调整时间越；称作，过小，则超调量，调整时间；为了是系统有较好的暂态特性，一般应在范围内，当=时称为最佳阻尼比，这时系统的平稳性和快速性都较理想。3、在对系统的Bode图进行分析时，系统的性能取决于低频段，中频段决定了系统的稳定性和暂态性能，高频段决定了系统的。4、下图所示RC电路的传递函数为，频率特性为八、下图为直流电机转速控制系统的原理图。（1）说明该系统的工作原理；（2）指出该系统的控制对象、被控量、检测环节、执行环节；（3）画出该系统的原理方框图。fi++-u+-furu电动机测速机减速器练习题四一、系统的微分方程组如下：121112323223()()()()()()()()()()()()xtrtctdxtTkxtxtdtxtxtkctdctTctkxtdt式中，1T、2T、1k、2k、3k均为正的常数，系统的输入量为()rt，输出量为c(t)，试画出系统的动态结构图，并通过化简动态结构图求系统的传递函数()/()CsRs。二、已知某闭环系统的特征方程式为：43223450ssss利用劳斯判据判断该闭环系统的稳定性，若系统不稳定，指出该系统有多少个位于S右半平面的根？三、设单位负反馈系统的开环传递函数为()(1)(3)kGssss试确定该闭环系统稳定时的k的取值范围。四、已知最小相位系统的对数幅频特性曲线，试写出其传递函数。五、填空题：1、自动控制装置与结合而构成的整体，称为自动控制系统。2、线性系统的主要特点是具有性和性，且系统的响应与初始状态无关。3、设计一个自动控制系统，主要从、和三方面考虑。4、描述控制系统变量、变量和变量之间相互关系的数学表达式称为控制系统的数学模型；在经典控制理论中，常用到的控制系统的数学模型有、传递函数和。六、线性定常系统的传递函数是如何定义的？它具有什么性质？七、下图为炉温控制系统的原理图。（1）说明该系统的工作原理；（2）指出该系统的控制对象、被控量、检测环节、执行环节；（3）画出该系统的方框图。八、化简下图所示系统的动态结构图，并求传递函数()/()CsRs。九、选择题1、设系统的特征方程为0625245ssss)s(D，则此系统（）。（1）稳定；（2）临界稳定；（3）不稳定；（4）不能用劳斯判据判别稳定性。2、二阶系统的传递函数为14412ss，其无阻尼固有频率n和阻尼比依次为()。2111,)(122,)(223,)(1214,)(3、线性系统的传递函数与系统的（）有关；（1）输入及输出；（2）输入；（3）结构；（4）输入及结构。4、传递函数中s的量纲为（）；（1）秒；（2）无量纲；（3）1秒（4）与具体的物理元件有关；1G2G3G3H2H1H--()Rs()Cs-u+-furu电动机+炉体热电偶~220V调压器放大器(A)减速器放大器(B)5、两个二阶系统系统的超调量相等，则此两个系统具有相同的（）；dn)(k)()()(43216、系统的幅频特性和相频特性取决于（）；（1）系统的输入；（2）系统本身的结构和参数；（3）系统的输出；（4）初始条件。7、一阶系统的时间常数越大，系统（）；（1）响应速度越快；（2）精确度越高；（3）响应速度越慢；（4）精确度越低。8、某系统对斜坡输入的稳态误差为零,则该系统是();(1)0型系统;(2)一型系统;(3)二型系统;(4)无法确定.9、某弹簧—质量—阻尼的二阶系统,传递函数为kcsms21,如增大系统的质量m,则()(1)系统的n增大,增大;(2)系统的n减小,增大;(3)系统的n增大,减小;(4)系统的n减小,减小;10、下列开环传递函数所表示的系统，属于最小相位的有（）；)2)(3(2)5()5)(2(14)4()12)(13(1)3()1(1)2()12)(15(1)1(¨1ssssssssssssTTssss11、增大系统的开环增益k的值，使系统（）；（1）精确度减低；（2）精确度提高；（3）稳定性提高；（4）灵敏度提高；（5）稳定性不变。12、若要求在基本保持原系统的稳定性的前提下，提高系统的控制精度，减小稳态误差，则通常较有效的措施是采用（）。（１）提高开环增益，且串联相位滞后矫正；（２）单纯的提高开环增益；（３）不提高增益，单纯的采用相位滞后矫正；（４）提高开环增益，且串联相位超前矫正。