电气工程及其自动化-自动控制理论-2017-9-20 15-37-36试卷

课程名称：自动控制理论

一、填空题（本题共5道小题，每小题3分，共15分）

1、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为_______________；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为_______________；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于_____________。

2、已知系统的特征方程为3s4?10s3?5s2?s?2?0，则该系统__________ （填 “是”

或“不”） 稳定的

3、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为G(s)，则该系统的开环传递函数为

_______________。

4、已知一系统单位脉冲响应为

g(t)?3e?1.25t，则系统的传递函数为

__________________。 5、PI控制器的输入－输出关系的时域表达式是_____________________，其相应的传递函数为_________________，由于积分环节的引入，可以改善系统的_______________性能。 二、选择题（本题共10道小题，每小题2分，共20分）

1、系统在r(t)?t2作用下的稳态误差ess??，说明（ ）

A、型别v?2； 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。

2、开环频域性能指标中的相角裕度?对应时域性能指标（ ） 。

A、超调?% B、稳态误差ess C、调整时间ts D、峰值时间tp

3、开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标（ ） 。

A、超调?% B、稳态误差ess C、调整时间ts D、峰值时间tp

4、已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是（ ）

A、

K(2?s)K(s?1)KK(1?s) B、? C、 D、

s(s?5）s(s2－s?1)s(s?1)s(2?s)5、关于线性系统稳态误差，正确的说法是：（ ）

A、一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差 ；

s2R(s)B、稳态误差计算的通用公式是ess?lim；

s?01?G(s)H(s)C、增大系统开环增益K可以减小稳态误差；

D、增加积分环节可以消除稳态误差，而且不会影响系统稳定性。 6、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的：（ ）

A、低频段 B、开环增益 C、高频段 D、中频段 7、关于系统零极点位置对系统性能的影响，下列观点中正确的是（ ）

A、如果闭环极点全部位于S左半平面，则系统一定是稳定的。稳定性与闭环零点位置无关； B、如果闭环系统无零点，且闭环极点均为负实数极点，则时间响应一定是衰减振荡的； C、超调量仅取决于闭环复数主导极点的衰减率，与其它零极点位置无关； D、如果系统有开环极点处于S右半平面，则系统不稳定。

8、一阶系统的闭环极点越靠近S平面原点，则（ ） 。

A、准确度越高 B、准确度越低 C、响应速度越快 D、响应速度越慢

9、已知系统的开环传递函数为

100，则该系统的开环增益为（ ）。

(0.1s?1)(s?5)A、100 B、1000 C、20 D、不能确定

10、下列串联校正装置的传递函数中，能在?c?1处提供最大相位超前角的是（ A、 10s?1s?1 B、10s?12s?10.1s?10.1s?1 C、0.5s?1 D、10s?1

三、传递函数（本题共1道小题，每小题10分，共10分） 1、对于下图所示系统， （1）画出相应的信号流图；

（2）根据梅逊公式求出系统的传递函数

C(s)R(s) G4(s)R(s)++G1(s)+G2(s)GC(s)3(s)+--H1(s)

+H2(s)+四、系统结构（本题共1道小题，每小题20分，共20分） 1、设一单位反馈系统对数幅频特性如图所示(最小相位系统)。 （1）写出系统的开环传递函数 （2）判别系统的稳定性

（3）如果系统是稳定的，则求r(t)?t时的稳态误差。

。

）五、反馈系统（本题共1道小题，每小题15分，共15分）

1、为了有利于产生能量和进行通信，必须保持空间站对太阳和地球的合适指向。空间站的方位控制系统可由带有执行机构和控制器的单位反馈控制系统来表征，其开环传递函数为：

G(s)?K*(s?20)

s(s2?24s?144)（1）绘制该系统以根轨迹增益K*为变量的根轨迹 （2）求系统输出响应产生振荡的K*的取值范围。

六、相位系统（本题共1道小题，每小题20分，共20分）

1、已知反馈系统的开环传递函数为G(s)H(s)?K ，试：

s(s?1)（1）用奈奎斯特判据判断系统的稳定性；（10分）

（2）若给定输入r(t) = 2t＋2时，要求系统的稳态误差为0.25，问开环增益K应取何值。 （3）求系统满足上面要求的相角裕度?。

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