长沙理工大学《自动控制原理》模拟试卷B

2012年2月份《自动控制原理》课程考试

模 拟 试 卷

考试形式：闭卷 试卷类型：（B）

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1、无惯性环节指的是（ A ）。

A．比例环节 C．积分环节

B．惯性环节 D．振荡环节

2、（ C ）是由一些符号组成的，有表示信号输入和输出的通路及箭头，有表示信号进行加减的综合点以及引出点。

A．微分方程 C．结构图

B．传递函数 D．信号流图

3、系统开环传递函数为G(s)s5，则系统的开环零点为（ D ）。

s(s2)B．2 D．5

A．0.1 C．0

4、如果系统输入大部分是随时间逐渐增加的信号时，则选用（ B ）作为实验信号。

A．阶跃函数 C．抛物线函数

B．斜坡函数 D．脉冲函数

5、控制系统开环传递函数为G(s)H(s)K(s1)，则该系统根轨迹有（ B ）条渐近线。

s(s4)(s5)B．2 D．4

A．1 C．3

6、工程实际中往往习惯把二阶系统设计成（ A ）工作状态。

A．欠阻尼 C．负阻尼

7、幅值比随（ B ）变化的特性称为幅频特性。

A．时间 C．角速度

B．过阻尼 D．临界阻尼

B．频率 D．振幅

8、从频率特性的角度看，任一时间信号都可以看成是由一系列的（ A ）叠加而成。

A．正弦信号 C．脉冲信号

9、在离散控制系统中采用（ A ）来恢复离散信号。

页脚内容

B．余弦信号 D．数字信号

5

专业写字楼市场调查报告

A．零阶保持器 B．一阶保持器 C．二阶保持器

D．高阶保持器

10、（ C ）不受系统阶次的，且所得结果也比较符合实际。

A．相平面法 B．相轨迹法 C．描述函数法

D．逆系统法

二、选择判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1、传递函数是在初始条件为零时定义的。（ A ）

A．正确

B．错误 2、抛物线函数可由对斜坡函数的微分而得到。（ B ）

A．正确

B．错误 3、自动控制系统的稳定性完全由系统闭环特征方程的根来决定。（ A ）

A．正确

B．错误

4、根轨迹与虚轴的交点坐标可以应用劳斯判据列表的方法确定。（ A ）

A．正确

B．错误

5、惯性环节具有明显的低通滤波特性。（ A ）

A．正确

B．错误 6、反馈校正可以消除不可变部分的参数波动。（ A ）

A．正确

B．错误 7、一阶保持器是具有高频衰减特性的低通滤波器。（ B ）

A．正确

B．错误 8、当串联环节之间无采样开关时，系统的脉冲传递函数等于各环节传递函数之积的Z变换。（A．正确

B．错误

9、含有非线性元件的系统称为非线性系统。（ A ）

A．正确

B．错误

10、在系统设计中应避免产生极限环。（ A ）

A．正确

B．错误

三、简答题（本大题共2小题，每小题5分，共10分） 1、采样过程的定义是什么？

将连续信号通过采样开关或采样器变换成离散信号的过程称为采样过程。 2、频率特性的图示方法主要包括？

极坐标图、对数坐标图和对数幅相图

页脚内容

5

） A

专业写字楼市场调查报告

四、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）

1、设单位负反馈控制系统的开环传递函数为G(s)1000，试求系统阶跃响应性能指标tp、ts和%。

s(s34.5)n21000解：系统开环传递函数为G(s) s(s2n)s(s34.5) 由上式可以得到：n100031.6,34.50.545 2n 则可以求得：tpn1320.12s

ts

n0.17s

12%e100%13%0.2,20.5时，系统的开环传递函数。

2、已知最小相位系统Bode图的幅频特性如下图所示，试求当1dB20lg|G(jω)|400ω1-20dB/decω2ω-40dB/dec

解：由图可知，起始斜率为零，因此系统开环传递函数中应不含积分环节；1,2应为两个惯性环节的转折频率。由此可

写出系统的开环传递函数为 G(s)K （1）

11s1s112 其中开环增益K由图幅频特性低频起始斜率为零求得： 20lgK 再将140(dB),K100

0.2,20.5，K100代入（1）式，得到系统的开环传递函数为：

G(s)100

5s12s1五、作图题（本大题1小题，共12分）

页脚内容

5

专业写字楼市场调查报告

某反馈系统的方框图如图所示，试绘制该系统的根轨迹图。

R(s)-k(s1)s2s10C(s)

解：系统开环传递函数为Gk(s)k(s1)

s2s10139p1,2j0.5j3.12

221

1）开环极点数目 n2，

开环零点数目 m1,z1 2）实轴上根轨迹分布在(,1。

3）渐近线条数 nm1 渐近线与实轴夹角 a 4）分离点d

180

ds2s102d2d90 0 根据分离点公式，可得dss1sd解得d1 5）起始角：p1 由于

4.162,d22.162（舍）

(2i1)(p1z1)(p1p2)(2i1)80.990170.9

p1与p2共轭，所以p2170.9

页脚内容

5

专业写字楼市场调查报告

六、综合题（本大题1小题，共18分）

根据以上参数绘制根轨迹如下图所示。

已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为G(s)K，若要求闭环极点的实部均小于1，试确定K的取

s(s3)(s5)值范围。

解：系统的闭环特征方程为： s 由题意可令s138s215sK0

s1，即将ss11代入闭环特征方程，有

3 (s11) 整理得：s138(s11)215(s11)K0

5s122s1K80

列劳斯表如下：

s13 1 2 s12 5 K8

s11

18K5 0

s10 K8

18K0 则使系统稳定的K的取值范围为：， 解得8K18。 5K80页脚内容

5