自动控制原理科目考试试题及答案解析

线性系统的最重要的特性,是可以应用__叠加___原理。

自动控制系统按输出变化规律特性可分为__恒值控制(或自动调节);程序控制_系统、 随动系统。

4. 系统的误差由__瞬态___误差和稳态误差两部分组成。

5. 二阶系统动态性能指标通常用上升时间、峰值时间、__调整时间_、最大超调量个__和振荡次数来衡量。

7. 自动控制理论分为经典控制理论和现代控制理论。我们现学习的内容属于__经典控制___理论。

8. 传递函数的定义为:在__零初始_为零时,输出量的拉氏变换式与输入量的拉氏变换式之比。

9. 对自动控制的性能要求可归纳为_稳定性、快速性__和准确性三个方面, 在阶跃响应性能指标中,调整时间体现的是这三个方面中的__快速性____,而稳态误差体现的是_稳定性、准确性__。

10. 二阶系统当0<ξ<1 (欠阻尼) 时,其阶跃响应是_衰减震荡_曲线。 11. 已知一系统的单位脉冲响应为g(t)?12.5e?1.25t,则该系统传递函数为:

____12.5/(S+1.25)_。

12. 系统稳定的必要和充分条件是:特征方程的所有的根的实部都必须是_负_数。亦即所有的根都在复平面的__左平面__。

13. 分析自动控制系统时常用的典型输入信号是单位脉冲信号、单位阶跃信号、单位斜坡信号、单位抛物线信号、_正弦函数信号;随机函数信号

14. 一般地,PID控制的作用是:比例作用为基本控制规律,_积分_作用可以消除系统的稳态误差,_微分作用可以显著减小调整时间;比例系数越_大_,积分时间越_小_,控制系统越不稳定;在一定的范围内,增大分时间可以提高系统的稳定性,但如微分时间过大,反而会使系统振荡加剧甚至不稳定。若一个PID控制系统,在一定的比例系数、积分时间和微分时间下,阶跃响应为等幅振荡过程,在这种情况下要让系统稳定,应_减小__比例系数或_增大_积分时间。

1、 线性系统的主要特点是具有 叠加性和齐次性。

传递函数为 [12(s+10)] / {(s+2)[(s/3)+1](s+30)} 的系统的零点为__-10__, 极点为_-2;-3;-30_, 增益为__2__,其单位阶跃响应为 ;

16?2t28?3t1?30t2?e?e?e3921;该系统的可近似为传递函数为_[1.2(s+10)]/[( s+2)( s+3)]_的二阶系统。

2、 分析自动控制系统时常用的典型输入信号是阶跃信号、斜坡信号、抛物线信号、_正弦信号、脉冲信号__。

3、 自动控制系统包含_被控对象_和自动控制装置两大部分。

4、 线性系统数学模型的其中五种形式是微分方程、传递函数、__差分方程;脉冲传递函数;方框图和信号流图_。

7、_相角条件 是确定平面上根轨迹的充分必要条件,而用__幅值条件_确定根轨迹上各点的根轨迹增益k*的值。当n-m≥_2_时, 开环n 个极点之和等于闭环n个极点之和。

9、香农采样定理指出:如果采样器的输入信号e( t )具有有限宽带,并且有直到ωh 的频率分量,则使信号e( t ) 完满地从采样信号e*( t ) 中恢复过来的采样周

T?期T 要满足下列条件:_

2?2?h(?s?2?h)。

10、对于给定的阻尼比,二阶系统的峰值时间和调整时间均与系统的谐振频率成_反_比。 11、非线性系统的描述函数N(A)定义为非线性环节的输出__输出基波分量 与输入正弦量的复数比。非线性系统如其线性部分的传递函数为G(s),则系统产生自激振荡的条件为G(jω)=__-1/N(A)__; 如G(s)是最小相位系统,若G(jω)曲线不包围__-1/N(A)____曲线,则系统是稳定的。 12、已知一系统单位脉冲响应为

g(t)?3e?1.25t,则系统的传递函数为

___3/(1.25+s)_______________。 13、.表征一阶系统K/(Ts+1)静态特性的参数是__K___,动态特性的参数是_T_。 14、线性二阶系统当ζ=0时,系统有一对纯虚根,其 阶跃响应为___等幅震荡_过程,奇点类型是__稳定中点___。

15、差分方程为c(n?2)?(1?e?0.5T)?c(n?1)?e?0.5Tc(n)?(1?e?0.5T)?r(n?1)的

C(z)z(1?e?0.5T)系统的脉冲传递函数是:{ G(z)? } ?2?0.5T?0.5TR(z)z?(1?e)z?e

16、已知单位反馈系统的开环传递函数为G(S)=1/(S+1),则闭环系统在 r( t )=sin2t时的稳态输出c( t )=__ 1css?rm?(j2)sin(2t???)?0.35sin(2t?45?)。 1、求下图所示电路的传递函数及微分方程。(2-1)

Ur(s)?RIR(s)??IR(s)?Ic(s)?1 Cs1?RIR(s)?RIc(s) Cs1Uc(s)?Ic(s)R??IR(s)?Ic(s)?

CsIc(s)Uc(s)R2C2s2?2RCs?1 ?222Ur(s)RCs?3RCs?1duc2dur23duc12dur1微分 ??u???ur cdt2CRdtC2R2dt2CRdtC2R21. 求下图所示电路的传递函数及微分方程 (2-8)

1Cs1R2?U(s)R2Cs???? c ; Ur(s)R1R1(1?R2Cs)R2?R1R2Cduc?R1uc??R2ur dt2. 一系统的特征方程为

s5?2s4?2s3?4s2?s?1?0

1 2 0 =ε-1/ε1/21 2 4 1/211试判定该系统的稳定性,并说明位于右半S平面的特征根数目。

S5S4S3S2S1S01

第一列元素变号两次,有2个位于右半S平面的特征根,系统不稳定。

3.已知系统的结构图如下图所示,求该系统的传递函数:

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