自動控制原理試題(A卷)答案

1、1題 目-一一-二二-三四五六七八總分標準分數(shù)2020202515100實得分數(shù)評卷人裝IJIIiIilii線IJIIII答iIIII題I不IIII淚I得；IIII超1JIII此:III線:廣東技術(shù)師范學院20 20學年度第（）學期期末考試試卷（參考答案及評分標準）科目：自動控制原理（A）卷考試形式：閉卷考試時間：120分鐘一、填空題（每空2分，共20分）1、大多數(shù)控制系統(tǒng)具有 閉環(huán) 方式的控制結(jié)構(gòu)，它是根據(jù) 負反饋 原理, 按 偏差 量進行控制的。2、線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)是指，在零初始條件下， 輸出量和輸入量的 拉式變換（拉普拉斯變換）之比。K4、 已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為es，其幅頻特性TS+

2、1KG（j國）應(yīng)為尸。Ji +T2們2Ts + 15、經(jīng)增益補償?shù)南辔怀靶Ｕb置的傳遞函數(shù)形式為 GJs）二旦丄，參數(shù)aTs + 1與1的大小關(guān)系:二1。6非線性系統(tǒng)在無外作用時，產(chǎn)生頻率和振幅一定的持續(xù)振蕩，這種現(xiàn)象 稱為 自激振蕩（自持振蕩、自振） 。7、離散控制系統(tǒng)是指 系統(tǒng)中有一處或幾處的信號是以脈沖或數(shù)碼的形式 傳遞的系統(tǒng)（含有采樣開關(guān)的系統(tǒng)）二、單項選擇題（每題2分，共20分）1、下圖系統(tǒng)中，開環(huán)傳遞函數(shù)是指（ A ）裝!訂IIIIIIII 線【生IIII 答IIIII 題1 不IIII得；得IIIII超:IIII 此iII線IrA、B(s)/E(s); B、Y(s)/R(s);

3、C、E(s)/R(s); D、Y(s)/E(s)。2、系統(tǒng)在r(t) =t2作用下的穩(wěn)態(tài)誤差ess -：:，說明( B )A、系統(tǒng)不穩(wěn)定；B、型別v ： 2 ；C、閉環(huán)傳遞函數(shù)中有一個積分環(huán)節(jié)；D、輸入幅值過大。3、單位反饋系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)速度誤差的正確含義是( C )A、在r(t)=A時，輸出速度與輸入速度的穩(wěn)態(tài)誤差；B、在r(t)=A時，輸出位置與輸入位置的穩(wěn)態(tài)誤差；C、在r(t)=At時，輸出位置與輸入位置的穩(wěn)態(tài)誤差；D、在r(t)=At時，輸出速度與輸入速度的穩(wěn)態(tài)誤差。4、系統(tǒng)特征方程為 D(s) -s4 2s3 3s2 4s 0，貝U系統(tǒng)(B )：A 穩(wěn)定；B、右半平面閉環(huán)極點數(shù)Z=2 ；C

4、 臨界穩(wěn)定；D 、型別v=1。6積分環(huán)節(jié)的幅頻特性，其幅值與頻率成( C ):A、指數(shù)關(guān)系B、正比關(guān)系C、反比關(guān)系D、不定關(guān)系7、閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)性能主要取決于開環(huán)對數(shù)幅頻特性的( D ):A、低頻段B、開環(huán)增益C、高頻段D、中頻段8、關(guān)于串聯(lián)校正，下列說法正確的是(B )A、超前校正會減小截止頻率；B、超前校正提供正相移，可增大相位裕度；C、滯后校正具有咼頻衰減特性，可增大截止頻率；D、滯后校正可使系統(tǒng)響應(yīng)變快9、適用于描述函數(shù)法分析非線性系統(tǒng)的前提條件之一是( C ):A、G(s)必須是二階的；B 、非線性環(huán)節(jié)為單值函數(shù)；C非線性特性具有奇對稱性；D G(s)不穩(wěn)定。10、離散系統(tǒng)差分方程c

5、(k - 2) =3c(k - 1) _2c(k) 3u(k - 1) -u(k),則脈沖傳遞函數(shù)為（A.3z -12z -3z 2B.-3z 12z -3z 2C.3z -12z 3z - 2D.-3z 12z 3z 25#Rs）和器。8分）解：化簡結(jié)構(gòu)圖三、簡答題（共20 分）1、化簡下圖的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，求系統(tǒng)傳遞函數(shù)其中 G(s) = G1G21 ' G2G3H 2(G3 G5)所以C(s) GiG?G4(G5 G3)R(s) 1 G2G3HGG2G3G4HGQ2G5G4H(4 分)C(s)N(s)G4CI G2G3H2)1 G2G3H2 G1G2G3G4H1G1G2G4G5H1(

6、4 分)評分標準：方法不限，答案對給滿分；變換法則不全對 ，可適當給分分）3、非線性系統(tǒng)中描述函數(shù)的定義？改善非線性系統(tǒng)的性能可采取哪些措施？（ 4答：非線性系統(tǒng)中描述函數(shù)的定義是， 非線性元件輸出的 基波分量與輸入的正弦量的復(fù)數(shù)比。（2分）改善非線性系統(tǒng)的性能可采取兩種措施是，一是改變線性部分的 傳遞函數(shù)，例如改變放大系數(shù)，或引入校正裝置；二是改變非線 性部分特性，例如可引入其它類型的非線性特性去抵消或消除系 統(tǒng)中的非線性特性。（2分）7評分標準：可視表達的程度給分裝!訂IIIIIIII 線【生IIII 答IIIII 題1 不IIII得；得IIIII超:IIII 此iII線Ir4、離散控制系

7、統(tǒng)與連續(xù)控制系統(tǒng)相比較，離散控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上有什么不同？離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是什么？（4分）答：離散控制系統(tǒng)與連續(xù)控制系統(tǒng)相比較， 離散控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上有不同是:有采樣開關(guān)（2分）。離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是系統(tǒng)的閉環(huán)極點均位 于Z平面單位圓內(nèi)（2分）。評分標準：可視表達的程度給分。四、簡單計算題（共25分）1、下圖為控制系統(tǒng)中的校正電路，求傳遞函數(shù)U2（s）/Ui（s）。（5分）U2(s)/Ui(s)二R2C2 二二R2C2s1C2sR1 / C1sRi(R1C1s 1)(R2C2s 1)(R1C1S 1XR2C2S - 1) R1C2S評分標準：方法不唯一、表達形式不唯一，

8、對，均給滿分。列方程對或部 分方程對，可酌情給分。2、某速度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖，（10分）（1）求無速度反饋時，系統(tǒng)的動態(tài)性能（超調(diào)量，調(diào)節(jié)時間）；（4分）9（2） 求有速度反饋時，系統(tǒng)的動態(tài)性能（超調(diào)量，調(diào)節(jié)時間）；（4分）（3） 比較以上的兩種結(jié)果，分析并說明并聯(lián)反饋的作用。（2分）答：（1）無速度反饋時，系統(tǒng)的動態(tài)性能：；=60%；st=6s（冷=3.16rad /s ；=0.158）（2）有速度反饋時，系統(tǒng)的動態(tài)性能：二=16.4%； st 1.89s（十3.16;=0.5;）（3）比較以上的兩種結(jié)果，說明并聯(lián)反饋不但能使系統(tǒng)平穩(wěn)性增加，而且增加了系統(tǒng)快速性。評分標準：（1）公式對，

9、答案錯可適當給分；（2）只算出n、值可給一半分。3、已知單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（S）K，試求：s（0.1s 十 1）（0.2s + 1）a）使系統(tǒng)穩(wěn)定的K值；b）若r（t） = 2t + 2時，要求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為0.25,問K應(yīng)取何值。（共10 分）答：1、0VKV15 （ 5分）；2、K=8 （ 5 分）。評分標準：方法、公式均對或部分對，但答案錯可適當給分。10裝!訂IIIIIIII線:III答:III題i不IIII I 得:IIIII超!/IIII此:IIIi線i五、綜合分析題（15分）已知最小相位開環(huán)系統(tǒng)的漸近對數(shù)頻率特性曲線如下圖所示，試：1）求取系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)；2）利用穩(wěn)定裕度判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性，若系統(tǒng)穩(wěn)定，試求系統(tǒng)分別在單位階躍、 單位斜坡輸入下的穩(wěn)態(tài)誤差。40mPYPnlcFW解:200-20102 ° 025 10'1 10° Frequencvfrad/sec)-40-90*180(map)t