21秋西电《自动控制原理》模拟考试题(一)答案

张老师

一、填空题（15分，每空1分）
   1 按照是否有反馈信号，控制系统分为          和           。
   2 对于二阶系统而言，根据阻尼比的不同，二阶系统一般分为无阻尼、          、          和          。
   3 工程上对控制系统的基本要求是：         、          、和          。
   4 分析系统性能的基本方法有         、根轨迹法和          。其中          和          属于图解分析法。
   5 根轨迹描述某一开环参数与          极点间的关系，绘制根轨迹的条件分为          和          。
二、简答题（25分）
   1、系统的特征方程为：
s4+3s3+5s2+4s+2=0
运用劳斯稳定性判据判断系统的稳定性。（8分）
  2、求图示系统的闭环传递函数 。（10分）

3、串联校正的特点及其分类？（7分）
三、某单位负反馈控制系统如图，阻尼比 ，试求：（共20分）

1、求系统的类型和阶次。（4分）
2、求参数K、无阻尼振荡角频率 的值。（6分）
3、系统的开环传递函数 。（4分）
4、峰值时间 ，最大超调量 。（6分）
四、单位反馈系统的开环传递函数为

试绘制系统根轨迹。（15分）
五、试分析图示系统中PD控制器对系统性能的影响。（25分）



模拟试题(一)参考答案
一  填空
1  开环控制  闭环控制
2  欠阻尼  过阻尼  临界阻尼
3  稳定性  准确性  快速和平稳性
4  时域分析法 频率分析法 根轨迹法  频率法
5  闭环  幅值条件  相角条件
二、简答题
1、   解：建立劳斯表：
        s4    1     5    2      
        s3     3    4      
        s2    4    2
        s1    1.5
        s0    2
      第一列数值为正，故系统稳定。
2、 解：系统的传递函数为：

3、答：串联校正简单, 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。
三、解：1、1型、2阶
2、K=1   =1  
3、   
4、 3.63

四、解 根轨迹绘制如下：
① 实轴上的根轨迹：      
② 分离点：由

解得：  。
③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、 解：无PD控制器时, 系统的特征方程：
Js2+1=0   
系统临界稳定
接入PD控制器后, 系统的特征方程为
Js2+KpTds+Kp=0     
闭环系统是稳定的。