2007~2008年第二学期自动控制原理考试试题A卷及答案

一、 填空题共35分, 除最后两小题各为2分外, 其它各小题均为每空1分 1、 线性定常连续控制系统按其输入量的变化规律特性可分为_____________系统、随动系统和_____________系统。

2、 线性系统的主要特点是具有_______性和齐次性。

3、 传递函数为 [12s10] / {s2[s/31]s30} 的系统的零点为________, 极点为_____________, 增益为____________,其单位阶跃响应为________________________;
该系统的可近似为传递函数为________________的二阶系统。

4、 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、_________________和__________________。

5、 自动控制系统包含________________和自动控制装置两大部分。

6、 线性系统数学模型的其中五种形式是微分方程、传递函数、________________、___________________、____________________。

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

8、对自动控制的性能要求可归纳为___________、____________和准确性三个方面, 在阶跃响应性能指标中,调节时间体现的是这三个方面中的__________,而稳态误差体现的是___________________________。

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期T 要满足下列条件_____________________。

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_____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___________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)____________;

如Gs是最小相位系统,若G(jω)曲线不包围____________曲线,则系统是稳定的。

12、已知一系统单位脉冲响应为,则系统的传递函数为__________________。

13、.表征一阶系统K/(Ts1)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ζ0时,系统有一对纯虚根,其 阶跃响应为_______________过程,奇点类型是________________。

班 级(学生填写) 姓名 学号 命题 审题 审批 ---------------------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 --------------------------------------------------------- (答题不能超出密封装订线) 2007~2008学年第一学期自动控制原理科目考试试题A卷 15、差分方程为的 系统的脉冲传递函数是{ } 16、已知单位反馈系统的开环传递函数为G(S)1/(S1),则闭环系统在 r t sin2t时的稳态输出c t ______________________________。

二.分析题(共65分) 1、求下图所示电路的传递函数及微分方程(8分)。

2、已知系统的结构图如下图所示,求系统的传递函数 6分 3、已知系统的特征方程为 0 , 试判定系统的稳定性,并说明位于右半S平面的特征根数目 8分。

4、一单位负反馈系统的开环传递函数为G(s) 8/ [s2 s2], 试计算输入r t 分别为1 t 、t和t2时,以及rt1 t t t2时,系统的稳态误差 (8分)。

5、已知开环零极点分布如图所示,试绘出相应的闭环根轨迹概略图(6分)。

-------------------------------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ----------------------------------------------------------- (答题不能超出密封装订线) 6、一最小相位系统传递函数的渐近对数幅频曲线如下图所示。

(12分) (1) 求其传递函数。

(2) 概略绘制系统的奈氏曲线图及用奈氏判据分析该系统的稳定性。

(3) 说明能否直接由该渐近对数幅频曲线判断系统的稳定性。

7、已知离散控制系统结构如下图所示,采样周期T1秒,求系统闭环脉冲传递函数及分析系统的稳定性(10分)。

8、已知非线性系统的微分方程为 试求系统的奇点并判断其类型(7分)。

班 级(学生填写) 姓名 学号 2007~2008学年第二学期自动控制原理试题A卷答案 一、填空题 1、恒值控制;
程序控制。

2、叠加。

3、-10;
-2,-3,-30;
2;



[1.2s10]/[ s2 s3]。

4、正弦信号;
脉冲信号。

5、被控对象。

6、差分方程;
脉冲传递函数;
方框图和信号流图。

7、相角条件;
幅值条件;
2。

8、稳定性;
快速性;
快速性;
稳定性和准确性。

9、 10、反。

11、输出基波分量;
-1/NA;
-1/NA。

12、3/(s1.25)。

13、K;
T 。

14、等幅振荡;
稳定中点。

15、。

16、。

二.分析题 1、传递函数 ;

微分方程 。

2、 3、 0 Routh S5 1 2 11 S4 2 4 10 S3 S2 10 S S0 10 第一列元素变号两次,有2个正根。

4、 为2型系统,, , K4 当输入r t 分别为1 t 、t和t2时,ess分别为0,0,1/4 ;

当rt1 t t t2时,根据线性系统的叠加原理,ess 1/4 5、 6、(1)依图可写出 , 所以 班 级(学生填写) 姓名 学号 -------------------------------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ----------------------------------------------------------- (答题不能超出密封装订线) 1/4 (2) (3)可以直接由该渐近对数幅频曲线判断系统的稳定性。

7、 闭环特征方程 Z24.952Z0.3680 Z1-0.076 , Z2-4.876 系统特征方程的根有一个在单位圆外,因此,该离散系统不稳定。

8、 班 级(学生填写) 姓名 学号 -------------------------------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ----------------------------------------------------------- (答题不能超出密封装订线) 第 7 页 (共 页)