《 自动控制原理》典型考试试题

《 自动控制原理 》典型考试试题

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第二章：主要是化简系统结构图求系统的传递函数，可以用化简，也可以用梅逊公

式来求

一、（共15分）已知系统的结构图如图所示。请写出系统在输入r(t)和扰动n(t)同时作用下的输出C(s)的表达式。

G4N(s)+G2R(s)-+G1+C(s)-H1G3

二 、（共15分）已知系统的结构图如图所示。

试求传递函数

C(s)C(s)，。 R(s)N(s)

***三、（共15分）已知系统的结构图如图所示。

试确定系统的闭环传递函数C(s)/R(s)。

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R(s)-+G1+G2+C(s)- 四、（共15分）系统结构图如图所示，求X(s)的表达式

N(s)R(s)-G1(s)G2(s)G3(s)

C(s)-G4(s)G5(s)G6(s)X(s)

***五、（共15分）已知系统的结构图如图所示。

试确定系统的闭环传递函数C(s)/R(s)和C(s)/D(s)。

R(s)-+G1+D(s)G2+C(s)-G3G4

C(s)***六、（共15分）系统的结构图如图所示，试求该系统的闭环传递函数。

R(s)

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第三章：主要包括稳、准、快3个方面 稳定性有2题，绝对稳定性判断，主要是用劳斯判据，特别是临界稳定中出现全零行问题。 相对稳定性判断，主要是稳定度问题，就是要求所有极点均在s=-a垂线左测问题，就是将s=w-a代入D(s)=0中，再判断稳定 快速性主要是要记住二阶系统在0<ξ<1时的单位阶跃响应公式以及指标求取的公式。 准确性主要是稳态误差的公式以及动态误差级数两方面 ***一、（共15分）某控制系统的方框图如图所示，欲保证阻尼比?=0.7和响应单位

斜坡函数的稳态误差为ess=0.25,试确定系统参数K、?。

二、（共10分）设图（a）所示系统的单位阶跃响应如图（b）所示。试确定系统参数K1,K2和a。

三、（共15分）已知系统结构图如下所示。求系统在输入r(t)=t和扰动信号d(t)=1(t)作用下的稳态误差和稳态输出C(?)

R(s)E(s)-2/(1+0.1s) D(s)4/s(s+2)C(s)

四、（共10分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为：

KG(s)? 2(s?2)(s?4)(s?6s?25)试确定引起闭环系统等幅振荡时的K值和相应的振荡频率?

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***五、（15分）设单位反馈系统的开环传递函数为

G(s)?K(s?1)

s3?? s2?2s?1若系统以2rad/s频率持续振荡，试确定相应的K和?值

***六、（共15分）系统结构图如图所示。

（1）为确保系统稳定，如何取K值？

（2）为使系统特征根全部位于s平面s??1的左侧，K应取何值？ （3）若r(t)?2t?2时，要求系统稳态误差ess?0.25，K应取何值？

七、（15分）系统结构图如图4所示，

图4 题图

（1） 当K0?25,Kf?0时，求系统的动态性能指标?%和ts；

（2） 若使系统??0.5，单位速度误差ess?0.1时，试确定K0和Kf值。

***八、简答题（共15分）

已知一控制系统的结构图如下

N(s)R(s) 1s?48s?2C(s)

（1）确定该系统在输入信号r(t)?1(t)下的时域性能指标：超调量?%，调节时间ts和峰值时间tp；

（2）当r(t)?2?1(t),n(t)?4?1(t)时，求系统的稳态误差。

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第四章：主要是根轨迹的绘制问题

一、（共15分）

已知单位反馈控制系统的开环传递函数为：

KG(s)?

s(0.01s?1)(0.02s?1)要求：（1）绘制系统根轨迹图。

（2）确定系统的临界稳定开环增益Kc。

***二 、（共15分）

已知单位反馈系统的特征方程为：s2(s?10)?K(s?1)?0，

（1） 试绘制根轨迹，并说明过渡过程为单调变化和振荡时K值的取值范围。 （2） 求具有最小阻尼比的主导极点及K值 三、（共15分）已知单位反馈控制系统的开环传递函数为：

K(s2?2s?5)G(s)?(s?3)(s?1)

要求：（1）绘制系统根轨迹图。

（2）确定系统的稳定时系统的开环增益Ｋ的范围。

(3) 若取k＝0.8，当系统输入为单位阶跃函数时，求系统的稳态误差和系统的稳态终值。 四、（共15分）设单位反馈系统的开环传递函数为

K?(1?s)G(s)?

s(s?2)（1） 试绘制其根轨迹

（2） 并求出使系统产生重实根和纯虚根的K?值。

（3） 请求出闭环系统稳定，且对应的阶跃响应为单调曲线时，所对应的K值范围

***五、绘图题（共15分）设单位负反馈控制系统开环传递函数为：

K*(s?1)G(s)?2

s(s?2)(s?4)（1） 绘制出系统的根轨迹图；

（2） 确定使系统稳定的临界开环增益KC，并求出纯虚根的值。

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