自动控制理论(第3学期)课后习题答案.docVIP

PAGE PAGE 5 本科--自动控制原理（A1卷） 一、单项选择题(每题2分，16分共8小题) 1.经典控制理论主要以（ A）为数学模型，研究单输入单输出系统的分析和设计问题。 A.传递函数 B.微分方程 C.状态方程 D.差分方程 2.现代控制理论主要以（ D ）为数学模型。 A．频域分析 B.根轨迹 C. 时域分析法 D.状态方程 3.自动控制系统主要有控制器和（ C ）组成。 A.检测环节 B.放大环节 C.被控对象 D.调节环节 4.在经典控制理论中广泛应用的频率法和根轨迹法，都是在（ A）基础上建立起来的。 A．传递函数 B．频率分析 C．惯性环节 D．伯德图 5. 开环增益K增加，系统的稳定性（ C ）。 A．变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定 6. 已知 f(t)=t+1，其L[f(t)]=( D )。 A．S+S2 B. S2 C. D. 7.自动控制系统的反馈环节中必须具有（ B ）。 A.给定元件 B．检测元件 C.放大元件 D.执行元件 8.已知系统的特征方程为S3+S2+τS+5=0，则系统稳定的τ值范围为（C ）。 A．τ0 B. τ0 C. τ5 D. 0τ5 二、判断题(每题2分，10分共5小题)注：A.正确B.错误 1.对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、快速性 和平稳性。B A.正确 B.错误 2.按系统有无反馈，通常可将控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统 A 。 A.正确 B.错误 3.相角条件不是确定根轨迹S平面上一点是否在根轨迹上的充分必要条件。B A.正确 B.错误 4.频率响应是线性定常系统对谐波输入的稳态响应。A A.正确 B.错误 5.稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与输入信号的类型有关A。 A.正确 B.错误 三、填空题（每题2分，10分共5小题） 1．典型环节的传递函数中，比例环节的传递函数是 K 。 2．典型输入信号中，单位斜坡函数对应的R（s）是。 3．控制系统按结构分为开环控制系统和 闭环控制系统 两类。 4．建立控制系统的数学模型的方法主要有 解析法 和实验法两种方法。 5．频率特性的对数坐标图称为 伯德图 。 四、简答题(每题10分，共20分,2小题) 1. 控制系统的幅值裕度和相角裕度分别是什么？ 答：（1）在相频特性等于的频率上，开环幅频特性值的倒数，称为控制系统的幅值裕度。 （2）开环幅频特性在（是幅值穿越频率或剪切频率）时的相角值与 —之差，称为控制系统的相角裕度。 2. 最小相位系统是什么，根轨迹方程的定义。 答：（1）若系统传递函数的零点和极点全部位于S平面，称为最小相位系统。 （2）所谓根轨迹方程，是指绘制闭环系统的根轨迹所依据的关系式，其实质就是闭环的特征方程式。 五、分析计算题（44分共4题） 1、化简下面的方框图，并求传递函数（13分，要求有主要的化简步骤） 解： 根据框图运算法则可得： 2、单位负反馈系统的开环传递函数为，当时，求系统的单位阶跃激励下的，，。 解： 闭环传递函数为： 所以：， 3、系统的开环传递函数为，绘制其根轨迹。（10分） 解：系统为3阶，所以根轨迹分支数为3条。 根轨迹起于极点，终止于零点及。 实轴上根轨迹分布：，。 分离点计算： 可得： 渐近线： 所以根轨迹如下图所示。 4、根据对数幅频特性，写出对应的最小相位系统的传递函数。（12分，每题6分） （一）解： 时，，所以 又低频斜