自动控制原理西工大课件第40讲

自动控制原理西北工业大学自动化学院自动控制原理教学组自动控制原理2019-2019年(1)课程考试试题解答自动控制原理刘慧英主编，自动控制原理考研教案(第4版)西工大出版社，2019.11一、单项选择题（03–04年）一、单项选择题(在每小题的4个备选答案中，选出一个正确答案，每小题2分，共10分)1．二阶系统极点分布如右图所示，当共轭复数极点s1,s2沿射线变化时，系统超调量A．σ％增大B．σ％减小C．σ％不变D．σ％随机变化一、单项选择题（03–04年）2．系统结构图如右图所示，下列开环传递函数对应的根轨迹属于零度根轨迹的是(2)A.()()(1)KsGsHsss(2)B.()()(1)KsGsHsss(2)C.()()(1)KsGsHsss(2)D.()()(1)KsGsHsss3．下列传递函数中对应最小相位系统的是(2)()(1)A.sGss(2)()(1)B.sGss(2)()(1).sGssC(2)()(1)D.ssGses一、单项选择题（03–04年）4．下列串联校正装置中属于迟后-超前校正的是A.()cPDGskksB.()IcPkGsksC.()IcPDkGskkss0.11D.()1csGss5．设计离散系统时，应尽可能使闭环极点处于A．z平面单位圆外，右半实轴上；B．z平面单位圆内，左半实轴上；C．z平面单位圆上，右半实轴上；D．z平面单位圆内，右半圆内，且靠近原点。二、填空题（03–04年）二、填空题(每小题3分，共15分)1.典型二阶系统极点分布如右图所示,则无阻尼自然频率；阻尼比;调节时间。2.系统结构图如右图所示，则开环传递函数；闭环传递函数;误差传递函数。20.7073.51211GGG121121GGGGG111211GGGG二、填空题（03–04年）4．由描述函数法分析非线性系统的基本假设条件是：(1)；(2)；(3)。3．设系统开环传递函数为，则开环增益K=；根轨迹增益K*=；静态速度误差系数Kv=。10(2)()()(1)(5)sGsHssss4104系统结构上能化为与串联的形式()NA(j)G特性奇对称，且输出中基波分量幅值占优()NA()ut低通滤波特性好(j)G二、填空题（03–04年）5.下列最小相位系统对数幅频特性分别如图(a),(b)和(c)所示，则它们对应的开环传递函数分别是：()aGs：()bGs：()cGs：10110s50(1)100ss0.1150ss三、计算题（03–04年）()0nt0.707st()nt()cGs(1)当时，试确定使系统时的值；(2)在(1)确定的值条件下，求系统超调量％和调节时间；(3)设可测量,设计顺馈校正装置使其对系统输出无影响。三、复合控制系统结构图如下图所示。(15分)求解四、计算题（03–04年）KsGsss*(1)()(2)四、(15分)已知单位反馈系统的开环传递函数*0K01(1)试绘制时的根轨迹(求分离点、与虚轴交点)；(2)试确定系统稳定且时开环增益的取值范围；(3)试确定实部为-1的共轭复数极点及相应的值，并写出对应的闭环传递函数。KK求解五、计算题（03–04年）五、(15分)最小相角单位反馈系统的开环对数幅频特性如图所示。()(1)试写出开环传递函数G(s)；(2)概略绘出对数相频特性；(3)试求系统相角裕度，幅值裕度h(dB)。求解六、计算题（03–04年）六、(15分)离散系统结构图如下图所示，采样周期，1T()Gz()z()rtt()e(1)写出开环脉冲传递函数和闭环脉冲传递函数；(2)判断系统稳定性；(3)当时，求系统的稳态误差；(4)求系统单位阶跃响应序列前3拍的值。11zZsz1aTzZsaze注：，,求解七、计算题（03–04年）七、(15分)非线性系统结构如下图所示。()ct0.1cA10(1)要求输出的自振振幅，角频率(rad/s)，试确定参数K，T的值；(2)分别绘出自振时c(t)，x(t)，y(t)的波形。注：非线性特性的描述函数4()MNAA求解自动控制原理2019-2019年(2)课程考试试题解答自动控制原理西北工业大学自动控制原理精品课网站教学资源/考题及答案一、单项选择题（04–05年）一、单项选择题(在每小题的4个备选答案中，选出一个正确答案，每小题2分，共20分)1．采用负反馈形式连接后A.一定能使闭环系统稳定；B.系统动态性能一定会提高；C.一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；D.需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。一、单项选择题（04–05年）2．关于系统传递函数，以下说法不正确的是A.稳定；B.临界稳定；C.右半平面闭环极点数D.型别。1vA.是在零初始条件下定义的；B.只适合于描述线性定常系统；C.与相应s平面零极点分布图等价；D.与扰动作用下输出的幅值无关。3．系统特征方程为，则系统32()2360Dssss一、单项选择题（04–05年）4．系统在作用下的稳态误差，说明sse2()rttA.型别；B.系统不稳定；C.输入幅值过大；D.闭环传递函数中有一个积分环节。2v5．对于以下情况应绘制0°根轨迹的是A．主反馈口符号为“+”；B．除外的其他参数变化时；C．非单位反馈系统；D．根轨迹方程(标准形式)为。*K()()1GsHs一、单项选择题（04–05年）6．非最小相角系统A.一定是条件稳定的；B.对应要绘制0°根轨迹；C.开环一定不稳定；D.闭环相频的绝对值非最小。7．对于单位反馈的最小相角系统，依据三频段理论可得出以下结论A.低频段足够高，就能充分小；B.以-20dB/dec穿越0dB线，系统就能稳定；C.高频段越低，系统抗干扰的能力越强；D.可以比较闭环系统性能的优劣。sse一、单项选择题（04–05年）A.单位反馈的非最小相角系统；B.线性定常系统；C.单位反馈的最小相角系统；D.稳定的非单位反馈系统。8．频域串联校正方法一般适用于9．离散系统差分方程如下，则其脉冲传递函数为(2)3(1)2()3(1)()ckckckukuk23132zzz23132zzz23132zzz23132zzzA．；B．；C．；D．。一、单项选择题（04–05年）A.必须是二阶的；B.非线性特性正弦响应中的基波分量幅值占优；C.非线性特性具有偶对称性；D.各环节必须是串联形式连结的。10.适用于描述函数法分析非线性系统的前提条件之一是二、计算题（04–05年）二．系统结构图如图所示(20分)(1)写出闭环传递函数表达式；(2)要使系统满足条件,,试确定相应的参数K和b；(3)求此时系统的动态性能指标()；(4)时，求系统的稳态误差；(5)确定，使干扰对系统输出无影响。0.707()nt()nGs()s2n00,st()2rttsse()ct求解三、计算题（04–05年）求解三．(15分)单位反馈系统的开环传递函数为*2()(3)KGsss(1)绘制时的系统根轨迹（确定渐近线，分离点，与虚轴交点）；(2)确定使系统满足的开环增益K的取值范围；(3)定性分析在范围内，K增大时，以及作用下的变化趋势（增加/减小/不变）。00,st()rttsse*0K0101四、计算题（04–05年）求解四、(15分)离散系统结构图如图所示，采样周期。1T(1)写出系统开环脉冲传递函数；(2)确定使系统稳定的K值范围；(3)取K=1，计算作用时系统的稳态误差。()rtt()e()Gz11zZsz1,aTzZsaze注：，221(1)TzZsz五、计算题（04–05年）五.(15分)单位反馈系统的开环对数幅频特性曲线如图所示，采用串联校正，校正装置的传递函数求解11310()110.3100cssGsss(1)写出校正前系统的传递函数；(2)在图中绘制校正后系统的对数幅频特性曲线；(3)求校正后系统的截止频率和相角裕度。c()L0()Gs六、计算题（04–05年）六.(15分)非线性系统结构图如图所示,M=1,。4()MNAA(1)时，确定系统受扰后最终的运动形式(稳定/自振/发散)；(2)时，要在系统输出端产生一个振幅的近似(3)正弦信号，试确定参数K和相应的频率；(3)定性分析当延迟环节系数增大时，自振参数()变化的趋势(增加/不变/减小)。001cA,A求解自动控制原理2019-2019年课程考试试题解答自动控制原理刘慧英主编，自动控制原理考研教案(第4版)西工大出版社，2019.11一、单项选择题（05–06年）一.单项选择题(在每小题的4个备选答案中,选出正确的答案,每题2分,共20分)2．单位反馈系统稳态速度误差的正确含义是：Ａ．时，输出速度与输入速度之间的稳态误差；Ｂ．时，输出位置与输入位置之间的稳态误差；Ｃ．时，输出位置与输入位置之间的稳态误差；Ｄ．时，输出速度与输入速度之间的稳态误差。()1()rtRt()rtVt()1()rtRt()rtVt1．线性定常二阶系统的闭环增益加大Ａ．快速性越好；Ｂ．超调量越大；Ｃ．峰值时间提前；Ｄ．对动态性能无影响。一、单项选择题（05–06年）3．系统开环传递函数为两个“s”多项式之比则闭环特征方程为：Ａ．；Ｂ．；Ｃ．；Ｄ．与是否为单位反馈系统有关。()()()MsGsNs()0Ns()()0NsMs1()0Ns*A.()()()EsHsEs*C.()()()()EsGsHsEs*B.()()()EsHsEs*D.()()()()EsGsHsEs()Gs()Es*()Es()Hs4．非单位反馈系统，其前向通道传递函数为，反馈通道传递函数为，则输入端定义的误差与输出端定义的误差之间的关系是：一、单项选择题（05–06年）5．已知下列单位负反馈系统的开环传递函数，当K*=0→∞变化时，应画0º根轨迹的是*(2)(1)Ksss*(1)(5)Ksss*2(31)Ksss*(1)(2)KsssABCD6．已知单位反馈系统的开环传递函数0A.B.C.4D.22其幅值裕度h等于4()(22)Gsss一、单项选择题（05–06年）7．积分环节的幅频特性，其幅值与频率成A．指数关系；B．正比关系；C．反比关系；D．不定关系。A．；B．；C．；D．。8．系统传递函数为,其幅频特性应为(1)sKesTs(j)G(1)KeT1KeT221KTe221KT一、单项选择题（05–06年）A.系统的结构和参数；B.初始条件；C.与外作用无关；D.初始条件和所加的外作用。9．非线性系统相轨迹的起点取决于10．下列串联校正装置的传递函数中，能在c=1处提供最大超前角的是1011ss1010.11ss210.51ss0.11101ssA.B.C.D.二、填空题（05–06年）二、填空题（每空1分，共10分）1．典型二阶系统极点分布如右图所示，则①无阻尼自然频率n=；②阻尼比=。2．最小相角系统的开环对数频率特性三频段分别反映的系统性能是①低频段反映；②中频段反映；③高频段反映。20.707稳态性能稳定性和动态性能抗高频干扰能力二、填空题（05–06年）4．已知开环幅相特性如下图所示，试分别求出相应闭环系统在s右半平面的极点数Z。①；②；③。3．设系统开环传递函数为，则①根轨迹增益；②静态速度误差系数。5(4)()()(1)(2)sGsHssss510020三、计算题（05–06年）三、(10分)已知系统结构图如下图所示，试求传递函数。()()CsRs()()CsRs1[11GH