2022年自动控制原理试卷及答案 .docx

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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -课程名称 :自动掌握理论（ A/B 卷闭卷）一、填空题（每空 1分,共 15 分）1、反馈掌握又称偏差掌握,其掌握作用是通过给定值与反馈量的差值进行的.2、复合掌握有两种基本形式：即按输入的前馈复合掌握和按扰动的前馈复合掌握.3、两个传递函数分别为 G1s与 G2s的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为G s ,就 Gs为 G1s+G2s（用 G1s与 G2s 表示）.4、典型二阶系统极点分布如图 1 所示, 就无阻尼自然频率n,阻尼比,该系统的特点方程为,该系统的单位阶跃响应曲线为.可编辑资料 - -

2、 - 欢迎下载精品_精品资料_5、如某系统的单位脉冲响应为g t10 e 0.2 t5 e 0.5 t ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_就该系统的传递函数 Gs为.1016、根轨迹起始于极点,终止于零点或无穷远.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_7、设某最小相位系统的相频特性为tg90tgT ,就该系统的开可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_环传递函数为.8、PI 掌握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、挑选题（每题 2分,共 20 分）1、采纳负反馈形式连接后,就A、肯定能使闭环系统稳固.

3、B、系统动态性能肯定会提高.C、肯定能使干扰引起的误差逐步减小,最终完全排除.D、需要调整系统的结构参数,才能改善系统性能.2、以下哪种措施对提高系统的稳固性没有成效.A、增加开环极点.B、在积分环节外加单位负反馈.C、增加开环零点.D、引入串联超前校正装置.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3、系统特点方程为Dss32s23s60 ,就系统可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A、稳固.B、单位阶跃响应曲线为单调指数上升.C、临界稳固.D、右半平面闭环极点数 Z2 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - -

4、 -第 1 页,共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4、系统在 r t t 2 作用下的稳态误差 e,说明 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ssA、 型别v2 .B、系统不稳固.C、 输入幅值过大.D、闭环传递函数中有一个积分环节.5、对于以下情形应绘制 0根轨迹的是A、主反馈口符号为“ - ” . B 、除K r 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 G s H

5、 s1 .6、开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A、超调%B、稳态误差e ssC、调整时间 t sD、峰值时间 t p可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_7、已知开环幅频特性如图 2 所示, 就图中不稳固的系统是 .系统系统系统图 2A、系统B、系统C、系统D、都不稳固8、如某最小相位系统的相角裕度0 ,就以下说法正确选项 .A、不稳固.B、只有当幅值裕度 kg1 时才稳固.C、稳固.D、不能判用相角裕度判定系统的稳固性.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_9、如某串联校正装置的传递函数为 10s100s1

6、,就该校正装置属于.1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A、超前校正B、滞后校正C、滞后-超前校正D、不能判定可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_10、以下串联校正装置的传递函数中,能在c1处供应最大相位超前角的是：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_10s1A 、s110s1B、0.1s12s1C、0.5s10.1s1D、10s1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_三、8 分 试建立如图 3 所示电路的动态微分方程,并求传递函数.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选

7、 - - - - - - - - - -第 2 页,共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -图 3四、（共 20 分）系统结构图如图 4 所示：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1、写出闭环传递函数 sC sR s图 4表达式.（4 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2、要使系统满意条件：0.707 ,n2, 试确定相应的参数 K 和.（4 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_

8、精品资料_,3、求此时系统的动态性能指标0 0t s .（4 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4、r t 2t 时,求系统由r t 产生的稳态误差 ess .（4 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5、确定 Gn s ,使干扰 nt 对系统输出ct 无影响.（4 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_五、 共 15 分 已知某单位反馈系统的开环传递函数为G sK rs s32 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1、绘制该系统以根轨迹

9、增益 Kr 为变量的根轨迹（求出：渐近线、分别点、与虚轴的交点等）.（8 分）2、确定使系统满意 01 的开环增益 K 的取值范畴.（7 分）六、（共 22 分）某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线L0 如图 5所示：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -1、写出该系统的开环传递函数 G0 s .（8 分）2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频

10、特性及开环相频特性.（3 分）3、求系统的相角裕度.（7 分）4、如系统的稳固裕度不够大,可以采纳什么措施提高系统的稳固裕度？ （ 4 分） 试题一答案一、填空题 每题 1 分,共 15 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1、给定值2、输入.扰动.3、G1s+G2s.24、2 .220.707 . s2 s20 .衰减振荡可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1055、.s0.2ss0.5s6、开环极点.开环零点K s17、sTs1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_8、 u t K p et1etdt . K Tp 11 . 稳态性能Ts可编辑资料 -

11、- - 欢迎下载精品_精品资料_二、判定挑选题 每题 2 分,共 20 分1、D2、A3、C4、A5、D6、A7、B8、C9、B10、B可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -三、8 分 建立电路的动态微分方程,并求传递函数.解：1、建立电路的动态微分方程可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_依据 KCL有分u i tu 0 tR1C

12、du i tdtu 0 tu 0 t2R2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_即R R Cdu 0 t RR ut R R Cdu i t R u t2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_12dt分 2、求传递函数120122idt可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_对微分方程进行拉氏变换得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_R1 R2CsU 0 sR1R2 U 0 sR1 R2 CsU i sR2 U i s2 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

13、_精品资料_得传递函数GsU 0 sU i sR1R2CsR2R1 R2CsR1R22 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_四、 共 20 分KC s2K2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解：1、（4 分）K s2sRs1KKss2224K4s2KsKnnns22s2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2、（4 分）3、（4 分）nK20 0en22124.32 0 00.707可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ts442.83n2Ks2K1K

14、 K1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4、（4 分）G sK1sssKss1v1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Aess2K K1.414可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5、（4 分）令：n sC sN sK11

15、sssG n s0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_得： Gn ssK五、 共 15 分1、绘制根轨迹（8 分）1 系统有有 3 个开环极点（起点）： 0、-3 、-3 ,无开环零点（有限终点） .（ 1 分）2 实轴上的轨迹：（- , -3 ）及（ -3 ,0）.（ 1 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(3) 3条渐近线：3a360 ,32180（ 2 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_12可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(4) 分别点：0得：d1（2 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_dd32K rdd3

16、4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(5) 与虚轴交点：D ss36s29sK r0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Im D j3903（2 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Re D j62K0K r54可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_r绘制根轨迹如右图所示.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2、（7 分）开环增益 K 与根轨迹增益 Kr 的关系：K rG sK r9可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ss32s2s13可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

17、_精品资料_得 KK r9（1 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_系统稳固时根轨迹增益Kr 的取值范畴： K r54 ,（2 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_系统稳固且为欠阻尼状态时根轨迹增益Kr 的取值范畴： 4K r54,（3 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_系统稳固且为欠阻尼状态时开环增益K 的取值范畴： 4K69六、（共 22 分）（1 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解： 1、从开环波特图可知,原系统具有比例环节、一个积分环节、两个惯性环节.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选

18、 - - - - - - - - - -第 6 页,共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_故其开环传函应有以下形式G ss 1 sK1 1 s12 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_12可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由图可知：1 处的纵坐标为 40dB, 就 L 120lg K40 , 得 K1002 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_110和2 =100（2 分

19、）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_故系统的开环传函为G 0 s100ss1s1（2 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_101002、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_开环频率特性G0 j100jj110j1100（1 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_开环幅频特性A 100（1 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_022可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_开环相频特性：0 s90110tg 1 0.1100tg110.01（1 分）可编辑资料 -

20、- - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3、求系统的相角裕度：100可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_求幅值穿越频率,令A0 1得c2231.6rad/ s （3 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_0 c 90tg 1 0.1110cctg 1 0.0110090tg113.16tg 1 0.316180（2 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1800 c 1801800（2 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_对最小相位系统0临界稳固4、（

21、4 分） 可以采纳以下措施提高系统的稳固裕度：增加串联超前校正装置.增加串联滞后校正装置.增加串联滞后 -超前校正装置.增加开环零点.增加PI 或 PD 或 PID 掌握器.在积分环节外加单位负反馈.试题二一、填空题（每空 1分,共 15 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页,共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -1、在水箱水温掌握系统中,受控对象为,被控量为.2、自动掌握系统

22、有两种基本掌握方式,当掌握装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时,称为.当掌握装置与受控对象之间不但有顺向作用而且仍有反向联系时,称为.含有测速发电机的电动机速度掌握系统,属于.3、稳固是对掌握系统最基本的要求,如一个掌握系统的响应曲线为衰减振荡,就该系统.判定一个闭环线性掌握系统是否稳固,在时域分析中采用.在频域分析中采纳.4、传递函数是指在初始条件下、线性定常掌握系统的与之比.5、设系统的开环传递函数为 K s1 ,就其开环幅频特性为,相频s2 Ts1特性为.6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系,开环频域性能指标中的幅值穿越频率c 对应时域性能指标,它们反映了系统动态过程的.二

23、、挑选题（每题 2分,共 20 分）1、关于传递函数,错误的说法是A 传递函数只适用于线性定常系统.B 传递函数不仅取决于系统的结构参数,给定输入和扰动对传递函数也有影响.C 传递函数一般是为复变量 s 的真分式.D 闭环传递函数的极点打算了系统的稳固性.2、以下哪种措施对改善系统的精度没有成效. A、增加积分环节B、提高系统的开环增益 KC、增加微分环节D、引入扰动补偿3、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴,就系统的 .A、精确度越高B、精确度越低C、响应速度越快D、响应速度越慢可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4、已知系统的开环传递函数为50,就该系统的开环增益为 .可编辑资料

24、 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2 s1s5A、 50B、25C、10D、5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页,共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -5、如某系统的根轨迹有两个起点位于原点,就说明该系统 .A、含两个抱负微分环节B、含两个积分环节C、位置误差系数为 0D、速度误差系数为 06、开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精

25、品_精品资料_A、超调%B、稳态误差essC、调整时间 t sD、峰值时间 t p可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_7、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 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A、K 2sss1B 、K s1ss5）KC 、 ss2 s1D、 K 1ss2s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_8、如系统增加合适的开环零点,就以下说法不正确选项.A 、可改善系统的快速性及平稳性.B、会增加系统的信噪比.C、会使系统的根轨迹向 s 平面的左方弯曲或移动.D、可增加系统的稳固裕度.9、开环对数幅频特性的低频段打算了系统的 .A、

26、稳态精度B、稳固裕度C、抗干扰性能D、快速性10、以下系统中属于不稳固的系统是 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A、闭环极点为s1,21j 2 的系统B、闭环特点方程为s22s10 的系统可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_C、阶跃响应为 ct201e 0.4 t的系统D 、脉冲响应为 ht 8e0.4t的系统可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_三、8 分 写出下图所示系统的传递函数C s（结构图化简,梅逊公式均可）.Rs可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

27、_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 9 页,共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_四、（共 20 分）设系统闭环传递函数sC s1,试求：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_RsT 2 s22 Ts1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1、0.2 . T0.08 s.0.8 . T0.08s 时单位阶跃响

28、应的超调量% 、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_调剂时间t s 及峰值时间 t p .（7 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2、0.4 .T0.04s 和0.4 .T0.16s 时单位阶跃响应的超调量% 、调可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_节时间t s 和峰值时间 t p .（7 分）3、依据运算结果,争论参数、T 对阶跃响应的影响.（6 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 10 页,共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下

29、载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -五 、 共15分 已 知 某 单 位 反 馈 系 统 的 开 环 传 递 函 数 为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_G SH SK r s1 ,试：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_s s31、绘制该系统以根轨迹增益 Kr 为变量的根轨迹（求出：分别点、与虚轴的交点等）.（8 分）2、求系统稳固且为欠阻尼状态时开环增益 K 的取值范畴.（7 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_六、（共 22 分）已知反馈系统的开环传递函数为1、用奈奎斯特判据判定系统的稳固性

30、.（10 分）G sH sKss1,试：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2、如给定输入 rt = 2t2 时,要求系统的稳态误差为 0.25,问开环增益 K 应取何值.（7 分）3、求系统满意上面要求的相角裕度.（5 分）试题二答案一、填空题 每题 1 分,共 20 分1、水箱.水温2、开环掌握系统.闭环掌握系统.闭环掌握系统3、稳固.劳斯判据.奈奎斯特判据4、零. 输出拉氏变换.输入拉氏变换可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_K225、2T 221 . arctan180arctan T或：1180arctanT1T2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料

31、_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_6、调整时间ts .快速性可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_二、判定挑选题 每题 2 分,共 20 分1、B2、C3、D4、C5、B6、A7、B8、B9、A10、D可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_三、8 分 写出下图所示系统的传递函数C sRs（结构图化简,梅逊公式均可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可）.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 11 页,共 31 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解：传递函数 Gs:依据梅逊公式G sC sRsnPiii 1（1 分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4 条回路: L1G2 sG3 sH s ,L2G4 sH s ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_L3G1sG2 sG3 s,L4G1 sG4 s无互不接触回路.（2 分）