2017年中国科学技术大学环境科学与光电技术学院848自动控制原理考研题库
● 摘要
一、填空题
1． 稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用_____; 在频域分析中采用_____。
【答案】稳定；劳斯判据；奈奎斯特判据
2． 设系统的开环传递函数为
【答案】
3． 在反馈控制系统中，设置_____或_____可以消除或减小稳态误差。
【答案】开环增益；提升系统型次。
【解析】消除或减小稳态误差的措施：1、增大系统开环增益或扰动作用点之前系统的前向通道增益；2、在系统前向通道或主反馈通道中设置串联积分环节，即提高系统型次；3、串级控制抑制内回路扰动，适用于精度较高的系统；4、采用复合控制方法。
4． 控制系统的_____称为传递函数。一阶系统传函标准形式是_____，二阶系统传递函数标准形式是_____。
【答案】输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比
值
（或：
5． 根轨迹起始于_____，终止于_____。
【答案】开环极点；开环零点
6． 奈奎斯特稳定判据中，Z=P-R, 其中P 是指_____，Z 是指_____, R 指_____。
；闭【答案】开环传递函数中具有正实部的极点的个数，（或：右半S 平面的开环极点个数）；环传递函数中具有正实部的极点的个数（或：右半S 平面的闭环极点个数，不稳定的根的个数）奈氏曲线逆时针方向包围（-1，J0）整圈数。
则其开环幅频特性为_____，相频特性为_____。
二、分析计算题
7． 已知某单位负反馈系统的开环传递函数为
； （1）试绘制系统的开环对数幅频特性曲线（用分段直线近似表示）（2）求相位裕量和増益裕量GM ，并判断闭环系统的稳定性。 【答案】（1）系统的开环对数幅频特性曲线如图所示。
图
（2）系统的相位裕度
8． 已知某系统的开环传递函数为
试绘制系统的BoDe 图，并求系统的相位裕量和幅
值裕量。
【答案】系统的开环传递函数为
系统BoDe 图如图所示。
增益裕量
闭环系统稳定。
图
相角裕度为
幅值裕度为
9． 一个水池水位自动控制系统如图1所示。试简述系统工作原理，指出主要变量和各个环节的构成，画出系统的方框图。
图1水池水位控制系统原理图
【答案】（1）在该系统中，水池的进水量户的需要确定。系统能在用户用水量变。
（2）希望水位高度由电位器角头A 设定，浮子测出实际水位高度。由浮子带动的电位计触头B 的位置反映实际水位高度。A 、B 两点的电位差
当实际水位低于希望水位时量水量
增加，水位上升。
当实际水位上到希望值时，
即达到新的平衡。
若实际水位高于希望水位，即降到原有位置。
（3）系统是个典型的自镇定系统，在该系统中： 控制量：希望水位的设定值。 被控制量：实际水位。 扰动量：出水量被控对象：水池。 放大元件：放大器。
执行元件：电动机、减速器、进水阀门。 测量元件：浮子。 比较元件：电位器。 系统的方框图如图2所示。
电动机使进水阀门的开度关小，进水量
减少，水位下
电动机停转，进水阀门开度不变，这时进水量
和出
反映希望水位与实际水位的偏差。
通过放大器驱使电动机转动，开大进水阀门，使进水
由电动控制开度的进水阀门确定，出水量
由用
随意变化的情况下，保持水箱水位在希望的高度上基本不