??(t)?k1?y0(t)?k2?y0(t)?Fi(t)my0(ms2?k1?D1s? （2.5分） k2D2s)Y0(s)?Fi(s)k2?D2sG(s)?42.解:
k2?D2s （2.5分）
mD2s3??mk2?D1D2?s2??k1D2?k2D1?k2D2?s?k1k2G总?G1G2G3?G1G3G4?G1G2G3G4H （5分）
1?G2H?G1G2G3?G1G3G4?G1G2G3G4H43.解:
系统有一比例环节:K=10 20log10=20 （1.5分） 积分环节:1/S （1分）
惯性环节:1/(S+1) 转折频率为1/T=1 （1.5分） 20Log G(jω) 40 [-20] 20 [-40] 0 0.1 1 10 ω -20
-40 ∠G（jω） 0 0.1 1 10 ω 0
-45 -900 -1350 -1800
直接画出叠加后的对数幅频图（3分） 直接画出叠加后的对数相频图（3分）。（若叠加图不对，但是画出了比例环节、积分环节、惯性环节的对数幅频图各给1分，画出积分环节、惯性环节的对数相频图各给1.5分） 44.解:
1)系统的特征方程为：
D(s)?2s3?3s2?s?k?0 (2分)
由劳斯阵列得:0< k<1.5 (2分) 2)由?(??)??90??arctan???arctan2????180?
得:???Kg?0.5 (2分)
1?10.5?1.5?3?0.67 (2分)
?????14???1223)ess?limsE(s)?limss?0s?0s(s?1)(2s?1)?10.06?0.06?0.05 (2分) ??2??s(s?1)(2s?1)?1.2?ss?1.2 31
286134801控制工程基础5试题答案及评分参考
一、单项选择题（每小题 1 分，共 20 分）
1 .A 2 .B 3 .D 4 .B 5 .C 6 .B 7.D 8 .A 9 .B 10.A 11.A 12.B 13.C 14.B 15.C 16.C 17.D 18.A 19.C 20.B 二、填空题(每空 1 分, 共 10 分)
21.偏差信号 22.零极点 23.2 24.对数坐标 25.
1 22???3j?26.相位裕量 27.单位反馈 28.幅值衰减 29.0.707 30.瞬态响应
三、名词解释(每小题 3 分, 共 15 分)
31.响应曲线从零上升到稳态值的50%所需要的时间。
32.在时间域里，输入函数成比例，即：x0?t??kxi?t?
33.时间t趋于无穷大时，系统输出的状态，称为系统的的稳态响应。 34.响应从稳态值的10％上升到稳态值的90％所需的时间。 35.指输入时阶跃信号时所引起的输出位置上的误差。 四、简答题(每小题 5 分, 共 25 分) 36.较高的谐振频率（1.5分），适当的阻尼（1.5分），高刚度（1分），较低的转动惯量（1分）。
37.最大超调量：单位阶跃输入时，响应曲线的最大峰值与稳态值之差；反映相对稳定性；（1
分）
调整时间：响应曲线达到并一直保持在允许误差范围内的最短时间；反映快速性；（1分） 峰值时间：响应曲线从零时刻到达峰值的时间。反映快速性；（1分） 上升时间：响应曲线从零时刻到首次到达稳态值的时间。反映快速性；（1分） 振荡次数：在调整时间内响应曲线振荡的次数。反映相对稳定性。（1分） 38. 1)将系统频率特性化为典型环节频率特性的乘积。（2分） 2)根据组成系统的各典型环节确定转角频率及相应斜率，并画近似幅频折线和相频曲线（2分）
3）必要时对近似曲线做适当修正。（1分） 39.由静态误差系数分析可知，在输入相同的情况下，系统的积分环节越多，型次越高，稳态误差越小（3分）。举例说明(2分)略，答案不唯一
40.串联滞后校正并没有改变原系统最低频段的特性，故对系统的稳态精度不起破坏作用。相反，还允许适当提高开环增益，改善系统的稳态精度（2.5分）；而串联超前校正一般不改善原系统的低频特性，如果进一步提高开环增益，使其频率特性曲线的低频段上移，则系统的平稳性将下降。（2.5分）
五、计算题(第41、42题每小题5分，第43、44题每小题10分，共 30 分) 41.解:
G(s)?9 ?n?3 （2分） 2s?(2?9a)s?9当??0.7时a?0.24 （3分）
32
42.解:
??(t)?Dy0?(t)?ky0(t)?Fi(t)my0(ms?Ds?k)Y0(s)?Fi(s)2 （2.5分）
G(s)?Y0(s)1? （2.5分） 2Fi(s)ms?Ds?k43.解:
1)系统开环幅频Bode图为： （5分）
L(?)
-20 34 28
-40
20 ? 1 2 10
-60
2)相位裕量: （5分）
?c?10s?1??180??(?90??arctan0.5?10?arctan0.05?10)??15.26?44.解:
v?1)e?lims(s?0?KR(s)?lims?0(s20?10ssrs)?0.5 （5分） es(v1?1)ssd?lims?0?KD(s)?lim(s?4)?0.4 1s?010s （5分）
自动控制原理6试题答案及评分参考
一、单项选择题（每小题 1 分，共 20 分）
1 .D 2 .C 3 .B 4 .C 5 .A 6 .B 7 .C 8 .A 9 .C 10.B 11.B 12.B 13.C 14.D 15.B 16.A 17.D 18.A 19.B 20.D 二、填空(每空 1 分, 共 10 分)
21.反馈控制22.越高23.输入量（或驱动函数） 24.低通滤波25.
12??2?3j? 26.小27.常数28.闭环特征方程的阶数29.谐振频率 30.零点和极点
三、名词解释题(每小题 3 分, 共 15 分)
31.被调量随着给定量(或输入量)的变化而变化的系统就称为随动系统。
33
32.死区也称不敏感区，通常以阈值、分辨率等指标衡量。 33.在调整时间ts内响应曲线振荡的次数。
34.指当系统输出量与给定的输入量之间产生偏差时，消除这种偏差过程的快速程度。 35.几条根轨迹在s平面上相遇后又分开的点。 四、简答题(每小题 5 分, 共 25 分)
36.由系统的微分方程；(1分)由系统的传递函数；(1分)通过实验的手段。(1分)例略（2分）答案不唯一
37.当固有频率一定时，求调整时间的极小值，可得当?=0.707时，调整时间最短，也就是响应最快(3分)；又当?=0.707时，称为二阶开环最佳模型，其特点是稳定储备大，静态误差系数是无穷大。(2分) 38.A(?)?101??2100??2?(?)??arctan0.1??arctan? (2.5分)
A(?)?0??0A(0)?1?(0)?0 ????(?)??180 (2.5分)
39.对超前校正，由于正斜率、正相移的作用，使截止频率附近的相位明显上升，增大了稳定裕度，提高了稳定性。(2.5分)而滞后校正是利用负斜率、负相移的作用，显著减小了频宽，利用校正后的幅值衰减作用使系统稳定。(2.5分)
40.根轨迹的起点与终点；(1分)分支数的确定；(1分)根轨迹的对称性；(1分)实轴上的轨迹；(1分)根轨迹的渐近线；(1分)答案不唯一
五、计算题(第41、42题每小题5分，第43、44题每小题10分，共 30 分) 41.解:
G(s)?42.解:
G1G4?1?G2H1??G1G2G3 (5分)
1?G2H1?G3H2?G1G4?G1G2G3?ui(t)?u0(t)?i1(t)R1?1?i2(t)dt?i1(t)R1??C1 ??i(t)?i1(t)?i2(t)?1i(t)dt?u0(t)?i(t)R2??C2??Ui(s)?U0(s)?I1(s)R1?1?I2(s)?I1(s)R1?C1s (2.5分) ??I(s)?I1(s)?I2(s)?1I(s)?U0(s)?I(s)R2?C2s?R1R2C1C2s2??R1C1?R2C2?s?1G(s)? (2.5分) 2R1R2C1C2s??R1C2?R2C2?R1C1?s?143.解: (1)G(jω)=
1?a?j2该系统为Ⅱ型系统 (j?) ω=0+时，∠G（jω）=－180? (1分) 当a?0,????时，∠G（jω）=－90? (1分) 当a?0,????时，∠G（jω）=－270? (1分) 两种情况下的奈奎斯特曲线如下图所示；
34
(3分)
由奈氏图判定：a>0时系统稳定；a<0时系统不稳定 (2分) 2)系统的闭环特征多项式为D（s）=s2+as+1，D(s)为二阶，a>0为D（s）稳定的充要条件，与奈氏判据结论一致 (2分) 44.解:
(1)三条根轨迹分支的起点分别为s1=0,s2=-2,s3=-4；终点为无穷远处。 (1分) (2)实轴上的0至-2和-4至-∞间的线段是根轨迹。 (1分) (3)渐近线的倾角分别为±60°，180°。 (1分) 渐近线与实轴的交点为σa= (4)分离点:根据公式
?2?4 =-2 (1分) 3dK=0, 得:s1=-0.85，s2=-3.15因为分离点必须位于0和-2之间可见dss2不是实际的分离点，s1=-0.85才是实际分离点。 (1分) (5)根轨迹与虚轴的交点:ω1=0, K=0; ω2,3=±22, K=48 (1分)
根据以上结果绘制的根轨迹如右图所示。
(2分)
所要求系统稳定的K值范围是:0 (2分) 自动控制原理试题7答案及评分参考 35 百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库自动控制原理期末试卷与答案(7)在线全文阅读。
相关推荐：