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1、订:I I i I | l i i 线; I I I I I I I I I I I I I I I I 考：I I I 生II iI i 答iI I I I 题:I I I I I 不:I II I/曰II II I I 超:I I I 过!I I I I 此II I I 线：题 目一二三四五六七八总分标准分数2020202515100实得分数评卷人广东技术师范学院20 20学年度第（）学期期末考试试卷（参考答案及评分标准）科目：自动控制原理（A）卷考试形式：闭卷考试时间:120分钟一、填空题（每空2分，共20分）1、 大多数控制系统具有 闭环 方式的控制结构,它是根据 负反馈 原理, 按
2、偏差 量进行控制的。2、线性定常系统传递函数是指，在零初始条件下，输出量和输入量的 拉式变换（拉普拉斯变换）之比。4、 已知系统的传递函数为",其幅频特性TS 1G（忡）应为j 。.1 T2 2一一. TS 1 5、经增益补偿的相位超前校正装置的传递函数形式为 Gc（s）=工上，参数-Ts 10与1的大小关系：« <1 06、非线性系统在无外作用时，产生频率和振幅一定的持续振荡，这种现象 称为 自激振荡（自持振荡、自振） 。7、离散控制系统是指 系统中有一处或几攵卜的信号是以脉冲或数码的形式传递的系统（含有采样开关的系统）二、单项选择题（每题2分，共20分）1、下图系
3、统中，开环传递函数是指（ A ）1£3)昨)A、B(s)/E(s); B、Y(s)/R(s);C、E(s)/R(s); D、Y(s)/E(s)。 订1I II I I I I I 线： II I I II I I II I I I 考，II I 生iI II I 答II I II 题:I I II I 不:I I I I待II II II 超:I I I I 过:I i i i 此I II 线：r2、系统在r(t)=t2作用下的稳态误差£储=*,说明( B )A、系统不稳定；B、型别v<2;C、闭环传递函数中有一个积分环节；D、输入幅值过大。3、单位反馈系统稳态速度误
4、差的正确含义是( C )A、在r(t)=A时，输出速度与输入速度的稳态误差；B、在r(t)=A时，输出位置与输入位置的稳态误差；C、在r(t)=At时，输出位置与输入位置的稳态误差；D、在r(t)=At时，输出速度与输入速度的稳态误差。4、系统特征方程为 D(s) =s4+2s3+3s2+4s + 5 = 0，贝U系统(B ):A、稳定；B、右半平面闭环极点数Z = 2；C 临界稳定； D 、型别v = 1。6、积分环节的幅频特性，其幅值与频率成( C ):A、指数关系B、正比关系 C、反比关系 D、不定关系7、闭环系统的动态性能主要取决丁开环对数幅频特性的( D ):A、低频段B、开环增益C
5、、高频段 D、中频段8、关丁申联校正，下列说法正确的是(B )A、超前校正会减小截止频率；B、超前校正提供正相移，可增大相位裕度；C、滞后校正具有周频哀减特性，可增大截止频率；D、滞后校正可使系统响应变快9、适用丁描述函数法分析非线性系统的前提条件之一是( C ):A、G(s)必须是二阶的；B 、非线性环节为单值函数；C非线性特性具有奇对称性；G(s)不稳定。10、离散系统差分方程c(k+2)=3c(k+1)2c(k)+3u(k+1)u(k),则脉冲传递函数为(AB.-3z 12z -3z 2C.3z -12z 3z - 2D.产1z 3z 23三、简答题(共20分)1、化简下图的系统结构图，
6、求系统传递函数华和业)。(8分)R(s) N(s)解：化简结构图5其中 G(s) =G1 厂淄2(G3G5)I G2G3 H 2所以 CS)=GG4(G5 如3)(4 分)R(s) 1 G2G3HG1G2G3G4HG1G2G5G4HC(s)N(s)GW+G2G3HD1 G2G3H2 ' G1G2G3G4H1 G1G2G4G5H 1评分标准：方法不限，答案对给满分；变换法则不全对 ，可适当给分3、非线性系统中描述函数的定义？改善非线性系统的性能可采取哪些措施？（4答：非线性系统中描述函数的定义是， 非线性元件输出的 基波分量与输入的正弦量的复数比。（2分）改善非线性系统的性能可采取两种措
7、施是，一是改变线性部分的 传递函数，例如改变放大系数，或引入校正装置；二是改变非线 性部分特性，例如可引入其它类型的非线性特性去抵消或消除系 统中的非线性特性。（2分）4评分标准：可视表达的程度给分4、离散控制系统与连续控制系统相比较，离散控制系统在结构上有什么不 同？离散控制系统稳定的充分必要条件是什么？ （4分）答：离散控制系统与连续控制系统相比较， 离散控制系统在结构上有不同是: 有采样开关（2分）。离散控制系统稳定的充分必要条件是系统的闭环极点均位 丁 Z平面单位圆内（2分）。评分标准：可视表达的程度给分。四、简单计算题（共25分）1、下图为控制系统中的校正电路，求传递函数 U2（s）
8、/Ui（s）。（5分）的U2(s)/U(s)=C2s1 R/Gs(RC1s 1)(R2C2s 1)(RiCiS 1)(R2C2s - 1) RiC2s评分标准：方法不唯一、表达形式不唯一，对，均给满分。列方程对或部 分方程对，可酌情给分。2、某速度控制系统结构图如下图，（10分）（1）求无速度反馈时，系统的动态性能（超调量，调节时间）；（4分）(2) 求有速度反馈时，系统的动态性能(超调量，调节时间)；(4分)(3) 比较以上的两种结果，分析并说明并联反馈的作用。(2分)答：(1)无速度反馈时，系统的动态性能：二 =60%； st=6s(cin=3.16rad/s ; E =0.158)(2)
9、有速度反馈时，系统的动态性能：。=16.4%； st=1.89s(n =3.16;=0.5;)(3)比较以上的两种结果，说明并联反馈不但能使系统平稳性增加，而且增加了系统快速性。评分标准：(1)公式对，答案错可适当给分；(2)只算出幻、二值可给一半分。3、已知单位负反馈系统的开环传递函数为G(S)=K，试求：s(0.1s 1)(0.2s 1)a) 使系统稳定的K值；b) 若r(t) = 2t + 2时，要求系统的稳态误差为0.25,问K应取何值。(共10分)答：1、0<K<15 (5分)；2、K=8 (5 分)。评分标准：方法、公式均对或部分对，但答案错可适当给分。8五、综合分析题
10、（15分）已知最小相位开环系统的渐近对数频率特性曲线如下图所示，试：1）求取系统的开环传递函数；2）利用稳定裕度判断系统稳定性，若系统稳定，试求系统分别在单位阶跃、 单位斜坡输入下的稳态误差。40订I I I I I I I I I线:I I I 答I I I题!I I I I 曰 1 侍;I I I I 超I dI I I 此I I I 线!(想MPHC沼臣200-20102° 02510'110°Frequencvfrad/sec)-40-90*160(顷心心营如LIO.10Frequency倒话ec)10*2o 100.2(20s 1)解：1) G(s)=s(40s 1)(5s 1)(6分)2)气=0.1,f c) = T29"180” = 5俨0，系统稳定(5 分)r(t)=1 , ess=0 (2分)r(t)=t, ess=1/0.2=5(2分)