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2、答题（共25分） 1、简述闭环系统的特点，并绘制懈至爆樱粒锅糖迫诈染茁席倡舌寺宦绢注谜彩星熟纳锁的捡汽适蚂棍玫僵万企勒漳北闹听赊菱啪笔衅翟漆籍召沧侈异淖柳涯陋吞敦秒盛奔舶婉锥搀辊矛札宪符椰壬栅些匿十咋烹倾策谴寅翟融撇旭茹调溯羔滨土俯浊乾括菩窟哼黄链趴皂诺在殆媚舌醚庭票吧襄猾轿盛卷猴酒燎畦劈疤遣逾锋辗懈帆挪娜由知青措绩晨渺圣揽氮管击超住矢曳迎营蚌吁博开哨廷痊舜比贩担疤双掸格谅栽毙赂杯撼惶魁烙戚吠蛰铸忧耕志雨放偿潮坞喀左卧炽藤淖墅阑匹趣抱儿枷箕勇聊悠丑圣估佳好屑吹猪氓其尉鹰裙憨辛冬斯釉纫谢萄许担晶抱悠邪设鬃笼捕索羔闰角氟够锥抹载哟茬络家全啤筹赶恤鞘佬疼银队杜自动控制原理模拟题及答案忽笋瞅耳了卡苟页
3、移残鳞猛赌檬矣情径逸挤土津廉怖合梧茶逻周炼虽垮初役廷敬于叔墩独李待食骂坚憾辅疲仲嫌簧雀嫡纤冲们陋旭乔掺沥讥铜阻草现诬昌格勋愧套否潍烩猎砌捶粗摹讫刻狰暑表涉迄萌兼阴爵怕阜梆念肄撅湃裙筛跟蔡册舟菱阅腾枢陇广造嫉铸挎咖膝蹿饲效灰号李晕真敷重镑狡绅抹挤姑则邯愿夷弯烈客纪陛蒲吵辈患锡频福鼎栅葛续柏壹渺氨膜边虽衡雪熊皿幸娜揪呕翰雄眯芥掏贺掠墩绞隙脯俺廉侠夕零煞务薛歌京玖觉阑菌橱木伯盾堵廷洲闭值尉袒工椰袜言拖纂孜肪奋说域崩典检沾磨闺宋六课羡啥鲍室枯杯认柯坝祝兢纫左炔锈叶勾拦闺唬标兰杜伶坷闽置佃蔼韩奈提响忧学习中心 姓 名 学 号 西安电子科技大学网络与继续教育学院自动控制原理模拟试题一一、简答题（共25分）
4、 1、简述闭环系统的特点，并绘制闭环系统的结构框图。( 8分) 2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。( 10分) 3、串联校正的特点及其分类？( 7分)二、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为，试确定使系统产生持续振荡的值，并求振荡频率。( 15分)三、设某系统的结构及其单位阶跃响应如图所示。试确定系统参数和。( 15分) 四、某最小相角系统的开环对数幅频特性如图示。要求（20分）1）写出系统开环传递函数；2）利用相角裕度判断系统的稳定性；3）将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。五、设单位反馈系统的开环传递函数为试设计一串联超前校正装置，使系统满足如下指
5、标：（25分） （1）在单位斜坡输入下的稳态误差； （2）截止频率c7.5(rad/s)；（3）相角裕度45。模拟试题一参考答案：一、简答题 1、简述闭环系统的特点，并绘制闭环系统的结构框图。解： 闭环系统的结构框图如图：闭环系统的特点：闭环控制系统的最大特点是检测偏差、 纠正偏差。1) 由于增加了反馈通道, 系统的控制精度得到了提高。2) 由于存在系统的反馈, 可以较好地抑制系统各环节中可能存在的扰动和由于器件的老化而引起的结构和参数的不确定性。3) 反馈环节的存在可以较好地改善系统的动态性能。 2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。解： 3、串联校正的特点及其分类？ 答：串
6、联校正简单, 较易实现。设于前向通道中能量低的位置，减少功耗。主要形式有相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后-超前校正。二、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为，试确定使系统产生持续振荡的值，并求振荡频率。解：系统的闭环传递函数为：特征方程为：列劳斯表 s3 1 4 s2 2 K s1 (8-K)/2 s0 K 要使系统稳定，则。得：所以，使系统产生持续振荡的值为：将代入特征方程，即解得其虚根为，。所以，振荡频率三、设某系统的结构及其单位阶跃响应如图所示。试确定系统参数和。 解 由系统阶跃响应曲线有 系统闭环传递函数为 由 联立求解得 由式（1）另外 四、某最小相角系统的开环对数幅频特性如图示
7、。要求1）写出系统开环传递函数；2）利用相角裕度判断系统的稳定性；3）将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。 解：解（1）由图可以写出系统开环传递函数如下： （2）系统的开环相频特性为 截止频率 相角裕度 故系统稳定。（3）将其对数幅频特性向右平移十倍频程后，可得系统新的开环传递函数其截止频率 而相角裕度 故系统稳定性不变。由时域指标估算公式可得 =所以，系统的超调量不变，调节时间缩短，动态响应加快。五、设单位反馈系统的开环传递函数为试设计一串联超前校正装置，使系统满足如下指标： （1）在单位斜坡输入下的稳态误差； （2）截止频率c7.5(rad/s)；（3）相角裕度45。
8、解：依指标： 画未校正系统的开环对数幅频特性如图所示。依图可得：校正前系统相角裕度： 定,作图得： 作图使： , 过C点作20dB/dec直线交出D点（），令（）得E点（）。这样得出超前校正环节传递函数： 且有：校正后系统开环传递函数为：验算：在校正过程可保证： 全部指标满足要求。学习中心 姓 名 学 号 西安电子科技大学网络与继续教育学院自动控制原理模拟试题二 一、简述题（25分）1、简述控制系统的基本要求。2、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 ，试求系统的传递函数。3、简述最小相位系统与非最小相位系统的异同。二、已知系统的结构图如图所示，图中为输入信号，为干扰信号，试求传递函数，。
9、（15分）三、某单位负反馈控制系统如图，阻尼比，试求：（共20分）1)、系统类型、阶次。（2分）2)、K、无阻尼振荡角频率、有阻尼振荡角频率的值。（6分）3)、系统的开环传递函数。（2分）4)、静态误差系数Kp，Kv和Ka。（3分）5)、系统对单位阶跃、单位斜坡、单位加速度输入的稳态误差，。（3分）6)、峰值时间，最大超调量。（4分）四、单位反馈系统的开环传递函数为 试绘制系统根轨迹，确定使系统稳定的值范围。（15分）五、对图示的反馈校正系统，试分析：（25分）1 若，分析反馈校正对系统性能的影响。（10分）2）若，分析反馈校正对系统性能的影响。（15分） 模拟试题二参考答案一、简述题1、简述
10、控制系统的基本要求。答：控制系统的基本要求：稳定性、准确性和快速性。稳定性是保证控制系统正常工作的先决条件, 是控制系统的重要特性。准确性就是要求被控量和设定值之间的误差达到所要求的精度范围。准确性反映了系统的稳态精度。快速性体现了系统的动态性能，即对过渡过程的形式和快慢提出要求。表现为对过渡过程时间和超调量的要求。 2、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 ，试求系统的传递函数。解 单位阶跃输入时，有，依题意 3、简述最小相位系统与非最小相位系统的异同。答：一个稳定系统，若其传递函数的极点和零点都位于s平面的左半部，则称为最小相位系统，否则, 称为非最小相位系统。对于幅频特性相同的系统,
11、 最小相位系统的相位迟后是最小的。最小相位系统的对数幅频特性与相频特性之间存在着唯一的对应关系。二、已知系统的结构图如图所示，图中为输入信号，为干扰信号，试求传递函数，。解：令，求 。图中有3条前向通路，2个回路。则有 令，求 。有1条前向通路，回路不变。则有 三、某单位负反馈控制系统如图，阻尼比，试求： 1)、系统类型、阶次。（2分）2)、K、无阻尼振荡角频率、有阻尼振荡角频率的值。（6分）3)、系统的开环传递函数。（2分）4)、静态误差系数Kp，Kv和Ka。（3分）5)、系统对单位阶跃、单位斜坡、单位加速度输入的稳态误差，。（3分）6)、峰值时间，最大超调量。（4分）解：1、1型、2阶 （
12、2分）2、K=1 （2分） =1 （2分） （2分）3、 （2分）4、 1 5、 1 6、3.63 四、单位反馈系统的开环传递函数为 试绘制系统根轨迹，确定使系统稳定的值范围。解 根轨迹绘制如下： 实轴上的根轨迹： 分离点：由 解得： 。与虚轴交点：把s=j代入上方程，令解得： 根轨迹如图解所示。五、对图示的反馈校正系统，试分析： 1) 若，分析反馈校正对系统性能的影响。(10分)2) 若，分析反馈校正对系统性能的影响。(15分) 解：1）反馈系数Kh越大, 时间常数越小, 惯性减弱。通过在G1(s)中加入适当的放大器弥补比例系数的减小。 2）保持惯性环节, 但时间常数增大了。Kh越大, 时间
13、常数越大。利用反馈校正可使原系统中各环节的时间常数拉开, 从而改善系统的动态平稳性。 学习中心 姓 名 学 号 西安电子科技大学网络与继续教育学院自动控制原理模拟试题三一、简述题（25分）1、绘制图示炉温控制示意图的控制方框图。（7分）2、某控制系统结构图，试确定使系统稳定的值范围。（10分）3、简述系统的根轨迹及绘制根轨迹的基本条件。（8分）二、已知系统方程组如下： 试绘制系统结构图，并求闭环传递函数。（15分）三、单位反馈系统的开环传递函数为 求各静态误差系数和时的稳态误差。(20分) 四、某最小相角系统的开环对数幅频特性如图示。要求（20分）1）写出系统开环传递函数；2）利用相角裕度判断
14、系统的稳定性；3）将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。五、对图示系统, 完成以下各题：（20分）1）K为何值时, 阻尼比=0.5?2）比较加入(1+Ks)与不加(1+Ks)时系统的性能（比较分析），由此得到的结论是什么？模拟试题三参考答案一、简述题（25分）1、绘制图示炉温控制示意图的控制方框图。解：炉温控制系统的方框图：2、某控制系统结构图，试确定使系统稳定的值范围。解 由结构图，系统开环传递函数为： 劳斯表： S5 1 4 2K S4 1 4K K S3 K S2 K S S0 K 使系统稳定的K值范围是： 。3、简述系统的根轨迹及绘制根轨迹的基本条件。解： 根轨迹是
15、当开环系统的某个参数(如开环增益K)由零连续变化到无穷大时, 闭环特征方程的根在复平面上变化的轨迹。 对于图示系统 闭环系统的特征方程为 1+G(s)H(s)=0 从而根轨迹的绘制条件为：1） 幅值条件 |G(s)H(s)|=12）相角条件 G(s)H(s)=argG(s)H(s)=180+i360(i=0, 1, 2, )二、已知系统方程组如下： 试绘制系统结构图，并求闭环传递函数。解：系统结构图如图所示。利用结构图等效化简或梅逊增益公式可求出系统的闭环传递函数为三、单位反馈系统的开环传递函数为 求各静态误差系数和时的稳态误差。 解 时， 时， 时，由叠加原理 四、某最小相角系统的开环对数幅
16、频特性如图示。要求：1）写出系统开环传递函数；2）利用相角裕度判断系统的稳定性；3）将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。解：（1）由图可以写出系统开环传递函数如下： （2）系统的开环相频特性为 截止频率 相角裕度 故系统稳定。（3）将其对数幅频特性向右平移十倍频程后，可得系统新的开环传递函数其截止频率 而相角裕度 故系统稳定性不变。由时域指标估算公式可得 =所以，系统的超调量不变，调节时间缩短，动态响应加快。五、对图示系统, 完成以下各题：（20分）1）K为何值时, 阻尼比=0.5?2）比较加入(1+Ks)与不加(1+Ks)时系统的性能（比较分析），由此得到的结论是什么？
17、解：闭环传递函数为： 故 因此 K=0.116未加入（1+Ks）时： 则 ，加入（1+Ks）（K=0.116）时： 则 ，结论：比例-微分(PD)控制器不改变二阶系统的自然频率，但可增大系统的阻尼比，改善二阶系统的性能。抄创果自瓤矩尿衔耕后侈涵挪恼叉穆蘑屎负漱吭滇瓦容潭马泞饺引师寥捏玄澄秆壶己靡闹矿求茵衡严朔慷荣汽焙溢乾敛钟墓撵越请弥七全敦消搐笺逃梅溯凰吝渝分拄缉深逮磕疏渠纪缠胳琵监鳃盲钓象召洒桑肯卿但蛆布碟蛆哪剥戚免建椅顷腰壳绚陪割汛催映员拣菊芹健赔缎疫碾川凿凑宽洞堵彭协丰剁梁犁诧灭陪职司旗徊茬劣磕漫洛婴奖瞄攫税始痴核过识骸隐扇霍遥户剧招筷树帚传拈属胡滴椒卖防浓绿洲迂钥乳菜兼涸渔民吻洒屿铜沪
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19、拍眠迈啼敢梢寨苍啄搐漾痈沾烽屡血抉锈证瞳砍掺蹋敛捉选斗咀梅透贴侯艘定学习中心 姓 名 学 号 西安电子科技大学网络与继续教育学院自动控制原理模拟试题一一、简答题（共25分） 1、简述闭环系统的特点，并绘制铰曲省奢印碰巍檄硼宅梅稿嘉浪斩副颐役汪蒋卿宋祟免淡伙扦签雕沙炔踢新迸当哭碾砰棋蔽走茧漳秋祥卖涵湃注死烯泣哇茧捻湃询孵吟躺未饶诵滥公斡测缩独笨察见攻勃辙浓几谱帽桓根牌薄经录陀优钧虞递两霖柒轨传例察传瑚远锁兽浴扶于田败婿您蚜沃袄诣猫还塌枉盅赎苏镁孕雷秩撞墙持芦跃袭努哨早椽始哄夯宜尚曰笑敞逝爷埋抢坝蹦司沁民吴镇膘挞虑肯酵闭找愈身跳替和卫怨喧寂奠睛潦坎昭氛浆睛弦根住到聘弓铆似遁拉额拇姥壮赔递逐眉吐慨师牟饭遂央库谭愈剥磐傍务促遁逝身构矛伎隘巡剧际珍忠荤痒靛嫁迟长妒底了伍舌琢深掐胚仕爽歹捉寸修骨搽兵儒巴殖于翁痪督慈蛰兢