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PAGE5 / NUMPAGES5 《自动控制原理》期末考试试卷 一、选择题： 1. 采用负反馈形式连接后，则（ D ） 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 2．下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果（ A ） 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 3．系统特征方程为，则系统（ C ） A、稳定 B、单位阶跃响应曲线为单调指数上升 C、临界稳定 D、右半平面闭环极点书Z=2 4．系统在作用下的稳态误差，说明（ A ） 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 5. 对于一下情况应绘制根轨迹的是（ D ） A、主反馈符号位“-” B、除Kr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 6. 关于传递函数，错误的说法是（ B ） 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、闭环传递函数的几点决定了系统的稳定性 7. 高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统（ D ） 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 8. 已知系统的开环传递函数为，则该系统的开环增益为（ C ） A、50 B、25 C、10 D、5 9. 若某题的根轨迹有两个起点位于原点，则说明该系统（ B ） A、含两个理想微分环节 B、含两个积分环节 C、位置误差系数为0 D、速度 10. 开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标（ A ） A、超调 B、稳态误差 C、调整时间 D、峰值时间 二、填空题： 1. 反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。 2. 复合控制有两种基本形式：即按 输入 的前馈复合控制和按 扰动 的前馈复合控制。 3．两个传递函数分别为与的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为，则为 （用与表示）。 4．根轨迹起始于 开环极点 ，终止于 开环零点 。 5．判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用 劳斯判据 、 根轨迹 、 奈奎斯特判据 等方法。 6．最小相位系统是指 S右半平面不存在系统的开环极点及开环零点 。 三、分析设计： 1. 系统结构图如图1所示： （1）写出闭环传递函数表达式； （2）要使系统满足条件：, ,试确定相应的参数和； （3）求此时系统的动态性能指标； （4）时，求系统由产生的稳态误差； （5）确定，使干扰对系统输出无影响。 解：（1） （2） （3） （4） （5）令： 得： 2. 已知某单位反馈系统的开环传递函数为: （1）、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹（求出：渐近线、分离点、与虚轴的交点等）； （2）、确定使系统满足的开环增益的取值范围。 解：(1)绘制根轨迹 系统有有3个开环极点（起点）：0、-3、-3，无开环零点（有限终点）； 实轴上的轨迹：（-∞，-3）及（-3，0）； 3条渐近线： 分离点： 得： 与虚轴交点： 绘制根轨迹如右图所示。 （2）开环增益K与根轨迹增益Kr的关系： 得 系统稳定时根轨迹增益Kr的取值范围：， 系统稳定且为欠阻尼状态时根轨迹增益Kr的取值范围：， 系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围： 四、计算题： 1. 已知单位负反馈系统的传递函数为，试求当K=10时，系统的阻尼比ξ，无阻尼自然频率，位置误差系数，速度误差系数和加速度误差系数。 解： 系统闭环传递函数为 与二阶系统传递函数标准形式相比较，可得 ,即 ∴ 当K=10/s时 位置误差系数 速度误差系数 加速度误差系数 2. 设系统的特征方程为，试用劳斯判据判断系统的稳定性。 解：列劳斯表如下 S4 1 1 1 S3 2 1 0 S2 (2×1－1×1)/2=1/2 (2×2－1×0)/(2)=0