1、自動(dòng)控制原理考試問題及答案第一，填寫空白問題(每個(gè)空白1分，共15分)1，反饋控制也稱為偏差控制，通過與反饋的差異進(jìn)行控制。2、復(fù)合控制有兩種基本形式：前饋復(fù)合控制和前饋復(fù)合控制。3、G1(s)和G2(s)的兩個(gè)傳遞函數(shù)并行連接，如果該傳遞函數(shù)是，則G(s)表示為G1(s)和G2(s)。4、典型的二次系統(tǒng)極點(diǎn)分布，如圖1所示；無阻尼自然頻率、阻尼比，這個(gè)系統(tǒng)的特性方程式是，系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線為。5、系統(tǒng)的單位沖量響應(yīng)，系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)為。6、開始和結(jié)束根軌跡。7、如果最小相位系統(tǒng)的相位頻率特性為，則系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為。8、PI控制器的輸入輸出關(guān)系的時(shí)域表達(dá)式。其傳遞函數(shù)是引入集成鏈

2、接可以提高系統(tǒng)的性能。第二，選擇題(每個(gè)問題2分，共20分)1、負(fù)反饋連接后()a、必須能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定；b、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能必須提高。c、逐漸減少干擾引起的錯(cuò)誤，終于可以完全消除；d，為了提高系統(tǒng)性能，需要調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。2、以下哪項(xiàng)對(duì)提高系統(tǒng)穩(wěn)定性沒有效果():a、開環(huán)極點(diǎn)增加；b、在積分鏈路上添加單位負(fù)反饋；c、開環(huán)零增加；d，介紹了系列先進(jìn)校準(zhǔn)裝置。3，系統(tǒng)特性表達(dá)式為時(shí)的系統(tǒng)()a，穩(wěn)定B，單位階躍響應(yīng)曲線為單調(diào)指數(shù)上升；c、臨界穩(wěn)定性；d，右半平面閉環(huán)極數(shù)。4、系統(tǒng)正常狀態(tài)錯(cuò)誤，說明()a、B型，系統(tǒng)不穩(wěn)定性；c，輸入振幅太大。d，閉環(huán)傳遞函數(shù)具有積分鏈接。5，在以下情況下，必須繪

3、制零軌跡()a，主反饋端口符號(hào)為“-”；b、排除其他參數(shù)發(fā)生變化時(shí)；c、非單位反饋系統(tǒng)；d，根軌跡方程式(標(biāo)準(zhǔn)形式)為。6、開環(huán)頻域性能指標(biāo)的相位角裕度對(duì)應(yīng)于時(shí)域性能指標(biāo)()。a，過沖b，正常狀態(tài)錯(cuò)誤c，調(diào)整時(shí)間d，峰值時(shí)間7，如圖2所示，在開環(huán)幅頻特性已知的情況下，圖中不穩(wěn)定的系統(tǒng)是()。系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)圖2a，系統(tǒng) B，系統(tǒng) C，系統(tǒng) D，都不穩(wěn)定8、如果最小相位系統(tǒng)存在角度容差，以下說明是正確的()。a，不穩(wěn)定；b，只有存在振幅裕度時(shí)才穩(wěn)定。c，穩(wěn)定；d、不能判斷相角裕量以確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。9、如果串行校準(zhǔn)設(shè)備的傳輸函數(shù)為，則校正設(shè)備屬于()。a、前置修正b、后置修正c、延遲-前置修正d、無

4、法判斷10，在以下串行校正裝置的傳遞函數(shù)中，可以提供最大相位導(dǎo)引角：a、b、c、d、構(gòu)建圖3所示電路的動(dòng)態(tài)微分方程，并找到傳遞函數(shù)。圖3如圖4所示，4，(共20點(diǎn))系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：圖41、編寫閉環(huán)傳遞函數(shù)表達(dá)式；(4點(diǎn))2、系統(tǒng)要滿足條件，請(qǐng)輸入：相應(yīng)參數(shù)和；(4點(diǎn))3、此時(shí)找出系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。(4點(diǎn))4、查找系統(tǒng)生成的正常狀態(tài)錯(cuò)誤。(4點(diǎn))5、不要讓干擾影響系統(tǒng)輸出。(4點(diǎn))5，(15分鐘)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：1、使用根軌跡增益Kr(漸近、分離點(diǎn)、與虛擬軸的交點(diǎn)等)繪制系統(tǒng)的根軌跡。(8點(diǎn))2、確定滿足系統(tǒng)的開環(huán)增益范圍。(7點(diǎn))如圖5所示，6，(共22點(diǎn))最小相位系統(tǒng)的開環(huán)代數(shù)幅

5、頻特性曲線：1、編寫系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。(8點(diǎn))2、建立系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性、開環(huán)幅頻特性和開環(huán)時(shí)頻特性。(3點(diǎn))3、找出系統(tǒng)的相角裕度。(7點(diǎn))4、如果系統(tǒng)的穩(wěn)定性毛利不夠大，可以采取什么措施來改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性毛利？(4點(diǎn))試題的答案第一，填寫空白問題(每個(gè)問題1分，共15分)1、指定值2、輸入；擾亂；擾亂。3，G1(s)G2(s)；4、衰減振動(dòng)5、6、開環(huán)極點(diǎn)；開環(huán)零7、8、正常狀態(tài)性能第二，選擇題判斷(每個(gè)問題2分，共20分)1、D2、A3、C4、A5、D6、A7、B8、C 9、B 10、B構(gòu)建3，(8分鐘)電路的動(dòng)態(tài)微分方程，并找到傳遞函數(shù)。解法：1，建立電路的動(dòng)態(tài)微分方程根據(jù)KCL(兩

6、點(diǎn))也就是說(兩點(diǎn))2、查找傳遞函數(shù)微分方程的拉普拉斯變換(兩點(diǎn))傳遞函數(shù)(兩點(diǎn))第1/2頁4，(共20分)解決方案：1，(4點(diǎn))2，(4點(diǎn))3，(4點(diǎn))4，(4點(diǎn))5，(4點(diǎn))命令：得：5，(共15分)1、繪制管線軌跡(8點(diǎn))(1)系統(tǒng)具有三個(gè)開環(huán)極點(diǎn)(起點(diǎn)):0、-3、-3、開環(huán)零無(有限端)；(1點(diǎn))(2)實(shí)際軸的軌跡：(-，-3)和(-3，0)；(1點(diǎn))(3) 3個(gè)漸近： (兩點(diǎn))(4)分隔點(diǎn)：例如(2分鐘)(5)和假想軸交點(diǎn)：(兩點(diǎn))繪制根軌跡，如右圖所示。2，(7分鐘)開環(huán)增益k和根軌跡增益Kr的關(guān)系：得(1分)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)根軌跡增益Kr的值范圍：(2分鐘)系統(tǒng)穩(wěn)定且欠阻尼時(shí)根軌跡增

7、益Kr的值范圍：(3分鐘)系統(tǒng)處于穩(wěn)定欠阻尼狀態(tài)時(shí)開環(huán)增益k的值范圍：(1分鐘)6，(共22分)解決方案：1，從開環(huán)波特圖表中可以看出，原始系統(tǒng)有比例環(huán)、積分環(huán)和慣性環(huán)。因此，開環(huán)傳輸必須是以下形式(兩點(diǎn))如圖所示，如果位置的縱坐標(biāo)為40dB(兩點(diǎn))(兩點(diǎn))因此，系統(tǒng)的開環(huán)傳輸(兩點(diǎn))2、建立系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性、開環(huán)幅頻特性和開環(huán)時(shí)頻特性：開環(huán)頻率特性(1點(diǎn))開環(huán)幅頻特性(1點(diǎn))開環(huán)相位頻率特性：(1分鐘)3、查找系統(tǒng)的角度公差：振幅交叉頻率查找，所以(三點(diǎn))(兩點(diǎn))(兩點(diǎn))最小相位系統(tǒng)的臨界穩(wěn)定性4，(4點(diǎn))添加串行高級(jí)校準(zhǔn)裝置，提高系統(tǒng)的可靠性裕度。增加串行滯后校正裝置。串行遲滯增加-高級(jí)

8、校正裝置；開環(huán)零增量；添加PI或PD或PID控制器。積分鏈接加上單位否定反饋?？荚噯栴}2第一，填寫空白問題(每個(gè)空白1分，共15分)1、在水箱水溫控制系統(tǒng)中，受控對(duì)象為，受控量為。2、自動(dòng)控制系統(tǒng)具有兩種基本控制方法，控制設(shè)備和受控對(duì)象之間沒有反向連接。如果控制裝置和受控對(duì)象之間不僅存在反向作用，而且存在反向連接：包含速度發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)速度控制系統(tǒng)屬于。3、穩(wěn)定性是一個(gè)控制系統(tǒng)的響應(yīng)曲線為阻尼振動(dòng)時(shí)對(duì)控制系統(tǒng)的最基本要求。確定閉環(huán)線性控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并在時(shí)域分析中使用；用于頻域分析。4，傳遞函數(shù)表示初始條件下的線性常數(shù)控制系統(tǒng)的百分比。5、開環(huán)傳輸函數(shù)的系統(tǒng)設(shè)置、開環(huán)幅頻特性、相位-頻率特性

9、。6、頻域性能指標(biāo)與時(shí)域性能指標(biāo)一致，開環(huán)頻域性能指標(biāo)的振幅交叉頻率與時(shí)域性能指標(biāo)相對(duì)應(yīng)，反映了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程。第二，選擇題(每個(gè)問題2分，共20分)1，傳遞函數(shù)的說明無效：()a傳遞函數(shù)僅適用于線性常數(shù)系統(tǒng)。b傳遞函數(shù)不僅取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，而且給定的輸入和擾動(dòng)會(huì)影響傳遞函數(shù)。c傳遞函數(shù)通常是復(fù)雜變量s的真正分?jǐn)?shù)。d閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2、以下哪一項(xiàng)對(duì)提高系統(tǒng)精度沒有效果()。a，積分鏈路b增量，系統(tǒng)開環(huán)增益k的改進(jìn)c、差分鏈路d增加，引入擾動(dòng)補(bǔ)償3，高階系統(tǒng)的支配閉環(huán)極點(diǎn)越接近虛擬軸，系統(tǒng)的()。a，準(zhǔn)確度越高，b，準(zhǔn)確度越低c，響應(yīng)速度越快，d，響應(yīng)速度越慢4，如果已知

10、系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)是，則該系統(tǒng)的開環(huán)增益是()。a、50 B、25 C、10 D、55，如果系統(tǒng)的根軌跡在原點(diǎn)有兩個(gè)起點(diǎn)，則表示系統(tǒng)()。a，包含兩個(gè)理想微分鏈接b，兩個(gè)積分鏈接c，位置誤差系數(shù)0 D，速度誤差系數(shù)06、開環(huán)頻域性能指標(biāo)的相位角裕度對(duì)應(yīng)于時(shí)域性能指標(biāo)()。a，過沖b，正常狀態(tài)錯(cuò)誤c，調(diào)整時(shí)間d，峰值時(shí)間7、某些已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下，屬于最小相位系統(tǒng)的是()a、b、c、d、8、如果系統(tǒng)添加了適當(dāng)?shù)拈_環(huán)零，則以下說明不正確()。a，可以提高系統(tǒng)的快速性和穩(wěn)定性。b、提高系統(tǒng)的信噪比；c，彎曲或移動(dòng)系統(tǒng)的根軌跡到s平面的左側(cè)。d、可以增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性毛利。9、開環(huán)日志幅頻特性的

11、低頻帶確定系統(tǒng)的()。a、穩(wěn)態(tài)精度b、穩(wěn)定性毛利c、抗干擾性能d、快速10，在以下系統(tǒng)中，不穩(wěn)定的系統(tǒng)是():a、閉環(huán)極點(diǎn)系統(tǒng)b、閉環(huán)特性方程系統(tǒng)c、階躍響應(yīng)系統(tǒng)d、脈沖響應(yīng)系統(tǒng)3，(8分鐘)編寫下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)(簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖，梅森公式都可以)。4、(共20點(diǎn))設(shè)置系統(tǒng)閉環(huán)傳遞功能，嘗試：1、超時(shí)調(diào)整時(shí)間單位步長(zhǎng)響應(yīng)，調(diào)整時(shí)間和峰值時(shí)間。(7點(diǎn))2、和；時(shí)間單位步長(zhǎng)響應(yīng)的過沖、調(diào)整時(shí)間和峰值時(shí)間。(7點(diǎn))3、根據(jù)計(jì)算結(jié)果，討論了對(duì)參數(shù)、階段響應(yīng)的影響。(6分)5，(共15分鐘)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下：1、使用根軌跡增益Kr(分離點(diǎn)、與虛擬軸的交點(diǎn)等)繪制系統(tǒng)的根軌跡。(8點(diǎn))2、系

12、統(tǒng)穩(wěn)定，欠阻尼狀態(tài)下，尋找開環(huán)增益k的值范圍。(7點(diǎn))6，(22分鐘)已知反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下：1、使用奈奎斯特標(biāo)準(zhǔn)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性；(10分)輸入2，r (t)=2t 2時(shí)，如果系統(tǒng)的正常狀態(tài)錯(cuò)誤為0.25，則詢問開環(huán)增益k應(yīng)該具有什么值。(7點(diǎn))3、找到符合上述要求的系統(tǒng)。(5分)試題2答案第一，填寫空白問題(每個(gè)問題1分，共20分)1、坦克；水溫2、開環(huán)控制系統(tǒng)；閉環(huán)控制系統(tǒng)；閉環(huán)控制系統(tǒng)3、穩(wěn)定；勞氏標(biāo)準(zhǔn)；奈奎斯特標(biāo)準(zhǔn)4，0；輸出拉普拉斯變換；拉普拉斯變換輸入5、(或：)6、調(diào)整時(shí)間；快速第二，選擇題判斷(每個(gè)問題2分，共20分)1、B2、C3、D4、C5、B6、A7、B8、B 9、A 10、d3，(8分鐘)編寫下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)(簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖，梅森公