自动控制原理习题

1、自动控制练习题(期末复习)、填空题:1.直流电机调速的方法有：调节电枢电压、调节励磁磁通、改变电枢附加电阻。2.异步电机运行状态下，随负载的增加，转速要 降低，转差率要增3.异步电机的转速公式为 调 节励磁 磁通，由此可知异步电机的调速方法有：改变 极对数p，改变转速率s(即改变电动机机械特性的硬，和改变电源频率f 1。4.控制系统的动态性能指标包括：跟随性指标和抗干扰性能指标两类。5.比例-积分(PI )调节器的传递函数为 稳态精度高，此系统构成滞后校正，特点： 稳态精度高,速度慢。6.电气传动系统的工程设计方法主要有：调节器最佳整定法、震荡 指标法、模型7. 若前向通道的传递函数为G( s

2、),反馈通道的传递函数为H (s)，则开环传递函数为 制法环节。8. 齿轮副中，以主动轮角速度为输入，以被动轮转角为输出，则这个装置为制y9. 若环节的传递函数为 K，则其对数幅频特性L ()在零分贝点处的频率数值为制制 法，另一个是制法分量。s10.自动控制系统对输入信号的响应，一般都包含两个分量，即一个是11.函数f(t)= 3e血的拉氏变换式是制12.积分环节的传递函数表达式为制H法，该系统具有积累和记忆作用。13.在斜坡函数的输入作用下，制法型系统的稳态误差为零。14.惯性环节的传递函数制H法，它的幅频特性的数学式是 制y法,它的相频特性的数学式是当制15.典型I型系统是二阶系统，其闭

3、环传递函数为:法,则对应的二阶系统的自然震荡频率为：制.法和阻尼比为制.法,当E 1时，系统的动态响应是 过阻尼状态。16.通常采用坐标变换的方法对交流电机的数学模型进行简化,坐标变换的原则是： 在不同 坐标下产生的磁势相同；以及功率不变，即i u = i u 。17.同步电机变频调速系统可以分为两大类：他控变频式调速系统和自控变频式系统。18.影响伺服系统精度的参数有：系统的无差度和系统的开环放大倍数 K。19. 为了加快控制过程，可以在偏差出现的瞬间，按偏差变化的方向进行控制，这就是20、系统的稳态误差与制 ,制 和 制微分调节器。有关。k21已知单位闭环负反馈系统的开环传递函数为济，30

4、0），则该系统的阻尼比为制法,自然振荡频率05 n为制法；当01时，该系统的阶跃响应曲线为制法曲线。当 = 1时，该系统为_制法 系统，当= 制法时，该系统获得最佳过渡过程。22、如图1示电路的传递函数为，频率特性，当误差带定为0.05（0.02）时，过渡过程时间100疋（氏）g 5禺L以）图123、如图2所示的RC电路的传递函数为当Ui（t）=5cos2t时，稳态输出U0（t）为_图2，频率特性为24、在频率校正法中，串联超前校正是利用串联矫正装置在系统的 生相角，以提高系统的频区产，且使幅值穿越频率仞c，从而系统的响应速度25、串联滞后校正是利用校正装在 频区产生的特性，以使，达到提咼的目

5、的，校正后的系统响应速1. 系统的稳态响应,（）（1）度_二、选择题就是稳定系统的时间响应； 是系统的过渡过程； 系统受到外加信号的激励后，当t T K时系统的输出； 表征了系统的相对稳定性.2. 系统的静态加速度误差系数ka定义为（）;吧sG（s）H（s）四G（s）H（s）3.下列串联校正的传递函数中(3)SHs2G(S)H(S)(4)SmsG(s)H(s) ,能在c =1(1/ S)处提供最大相位超前角的是()2.5s+10.4S+1(1)(2)0.4s+12.5S+14.二阶系统的传递函数为-6.25s +1S +1(3)厂(4)S+16.25S + 1J,则其无阻尼固有频率 伽和阻尼比

6、依次为()；1 1(1)1,22,12,2 -,15. 一阶系统的单位脉冲响应曲线c(t)在t=0处的值为()；4s +4s +1Ts +1(1) T16. 一系统对斜坡输入的稳态误差为零，则该系统是()；(1)0型系统；(2)一型系统；二型系统；(4) 无法确定.7. 设系统的开环传递函数Gk(s)分母阶次为n,分子阶次为m,且n m ,则特征方程D(s) =1 +Gk(s) =0 的()；(1)零点数等于极点数； 零点数大于极点数； 零点数小于极点数； 零点数或大于极点数，零点数或小于极点数；1ms 2 +cs +k8.有弹簧一质量一阻尼的二阶系统，传递函数为,如增大系统的质量m,则()(

7、1)系统的叫增大，增大;(2)系统的0n减小，增大;(3系统的n增大，e减小；(4)系统的n减小，匕减小；9.设系统的特征方程为D(s) =-s5 _5s4 -2s2 -S -6 =0 ,则此系统();0.01s+1(4)0.08s+ 1 ()系统动态性能一定会提高; 最后完全消除；(1)稳定；(2) 临界稳定；(3) 不稳定；不能用劳斯判据判别稳定性.10.从系统的Bode图上，已知其剪切频率200(1/ s),则下列串联校正装置的传递函数中，能在基本保持原由系统稳定性及频带宽的前提下，通过适当的调整增益，使稳态误差减至最小的是().0.8s+10.2s+ 1(1) (2)0.1s+10.8

8、s + 11 .采用负反馈形式连接后A. 一定能使闭环系统稳定；B.C. 一定能使干扰引起的误差逐渐减小，D. 需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。2. 关于系统传递函数，以下说法不正确的是()A.是在零初始条件下定义的；B.只适合于描述线性定常系统；C.与相应s平面零极点分布图等价；D.与扰动作用下输出的幅值无关。3. 系统特征方程为 D(s)=s3+2s2+ 3s + 6 = 0，贝U系统A.稳定；B.C.右半平面闭环极点数Z = 2 ;4.系统在r(t)=t2作用下的稳态误差临界稳定；D. 型别V = 1。ess=K，说明A.型别vc2;B. 系统不稳定；C.输入幅值过大； D.闭

9、环传递函数中有一个积分环节。5.适合应用传递函数描述的系统是：A、单输入，单输出的线性定常系统；B、单输入，单输出的线性时变系统；C、单输入，单输出的定常系统；D、非线性系统。6.非最小相角系统A. 一定是条件稳定的；C.开环一定不稳定；()B.对应要绘制0根轨迹；D.闭环相频的绝对值非最小。7闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的：A、低频段B、开环增益C、高频段 D、中频段8.频域串联校正方法一般适用于 A.单位反馈的非最小相角系统; C.单位反馈的最小相角系统；()B.线性定常系统；D.稳定的非单位反馈系统。9.已知系统的传递函数为TS其幅频特性G(j)应为:B、亠eT +1诉2

10、；2+厂 D、KJt C 2+110、下列串联校正装置的传递函数中，能在 =1处提供最大相位超前角的是：()A10s+1A、s+111、在输入阶跃位置信号A.仅有I型系统；C.仅有K型系统；10s+10.1S+1(I)r0时,12、单位反馈系统稳态速度误差的正确含义是:c2s+1C、0.5s+ 1系统位置误差为零的是()B.仅有n型系统；D.I型系统和n型系统。()D、吗10s + 1A、在r(t) =R 1(t)时，输出速度与输入速度的稳态误差;B、在r(t)=R1(t)时，输出位置与输入位置的稳态误差;C、在r(t) =V t时，输出位置与输入位置的稳态误差;D、在r(t) =V t时，输

11、出速度与输入速度的稳态误差。13.下列框图中采用顺馈补偿的是冬Si.)珂订计卜22A.B.r.s 11 )MS，IM中仍D.C14.下列各系统属于典型I型系统的开环传递函数的是A、 A B、+ I)s(s-1)(s + 5)15.下图中为异步电动机的机械特性的是KS(S23s+1)K (1-s)s(2-s)二、多项选择题1.若某系统的Bode图已知，其低频处的幅频特性是一条斜率为-20dB/dec的直线，且当Q =1时幅值为20dB，相频(0)T -90:则该系统()(1)是0型系统；(2)是I型系统；(3)开环放大倍数为10；(4)开环放大倍数为710 ；( 5)有一个积分环节。2. 在下列

12、系统中，属于线性系统的有()A(1) Xo(t)=aXi(t)； Xo(t)+4xo(t)中 2xo(t)=Xi(t)；（3） 2tX0（t）+3X0（t）+4tx0（t） =5xi（t） ; （4） X0（t）+X0（t）X0（t） + x2（t） =Xi（t）;3. 若系统（或元件）的某输入输出的拉氏变换分别为Xi（S）,X0（S），对应的传递函数记为G（s）,则（）（1）X0（s）在零出始条件下，qs）=Xi（s）X0（s）G（s）=二3，不管出始条件是否为零均成立;Xi（S）若g（t）为单位脉冲响应，则G（s） = Lg（t）;G（s ）反映了系统本身的固有特性； 因为G（s）表示某种

13、比值，所以肯定没有量纲。-6，则系统（）S2 +4s + 4（1）为过阻尼系统；（2）为临界阻尼系统；（3）增益为6;（4）增益为1.5;（5）其阶跃响应为衰减振荡曲线。5.在 Re（s）0 的条件下，0 COSCOtetdt =（）4.二阶系统的传递函数为;s P三、判断题交流电机的模型是一个时变、多变量、非线性、强耦合的系统。（）交-交变频器通常用于大功率（2000KW以上），低速（100r/min ）的场合。（）1、2、3、4、磁阻式同步电机和异步电机一样，转子没有任何磁场，完全靠定子励磁。（）同步电机总在滞后的功率因数下运行，而异步电机可以通过调节转子励磁来调节电机功率因数，可以超前又

14、可以滞后。（）5、机械特性和负载转矩特性具有交点是电气传动系统稳定运行的充分条件。6、7、电机的机械特性越硬，则静差率越小，相对稳定性就越高。 （）直流能耗制动方法在转子回路上损耗的热量比反接制动大。 （）积分调节器输出达到饱和时，必须等输入信号Uin变极性后才能退饱和。9、上升时间Tr是指输出量从零起达到不再超出稳态值的某个区域所需的时间。10、动态降落量 Cmax越小，恢复时间Tv越短，系统抗干扰性能越好。（）11、 未采取屏蔽措施的变压器应远离放大器，特别要远离高电平的输入级。（）12、 闭环控制系统是自动控制系统，开环控制系统不是自动控制系统（）13、14、最小相位系统是稳定的控制系统

15、（）。单位负反馈系统的开环传递函数为俨十1），如果k充分大系统就不稳定；（）；s2 （Ts +1）15、16、17、18高阶系统的动态性能总可以近似用二阶系统的计算公式来计算系统的阶跃响应性能指标 线性定常系统的稳定性只与闭环系统特征根有关（）；系统的稳态误差有系统的开环放大倍数 kv及系统类型数来决定（）； 开环稳定的系统将其闭环后的系统一定稳定（）。19、为了使系统的过度过程比较平稳，要求系统具有大于30的相角裕量（）；20、如果开环传递函数分母多项式、 分子多项式的阶次分别为n,m，则对数幅频特性高频段的斜率为（n -m）（20）db/dec ,（ V ）;对数相频特性妊时相角一定T(n

16、- m)(-90)();21、22、五、Bode图的横坐标是对数分度的（）; 根据对数幅频特性就能画出相频频特（）。1、系统结构图如下图（1）所示，求C（s）/R（s）。图(1)3、2、系统方框图如图（2）所示，要求超调量 倍数K和反馈校正微分时间常数弘）某系统特征方程为:d % =16.3%，峰值时间t P =1秒，求放大器的放大T 。图(2)一心 0-2-2(1)十 6s-判断K1 =3时该系统是否稳定； 求使该系统稳定的 K1的取值范围。4、分析计算题系统结构如图2所示，试求系统的超调 辭和调节时间ts。R(S)25 s(s + 5)C(S)i，以电容器两端电压作为输出电5、图2为一 RLC串联电路。若以电源电压作为输入电压压弘，求此电路的传递函数。06、tp1、2、系统的动态结构图如图1所示，要求输入r(t)单位阶跃时,超调量6兰20%，峰值时间=1s。试确定K和Kt的值。当输入r(t)单位阶跃时，系统的稳态误差是多少?在所确定的K和Kt的值下，31-40db/dec-20db/dec 5-60db/deC1 27.计算作图题：试求图示电路的频率特性，并画出Bode图和极坐标图。200tUjROA8计算作图题：