《 自动控制原理B 》 试题A卷答案
一、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1．若某负反馈控制系统的开环传递函数为
5，则该系统的闭环特征方程为 ( )。
s(s?1)A．s(s?1)?0 B. s(s?1)?5?0
C.s(s?1)?1?0 D.与是否为单位反馈系统有关
2．梅逊公式主要用来（ ）。
A.判断稳定性 B.计算输入误差 C.求系统的传递函数 D.求系统的根轨迹 3．关于传递函数，错误的说法是 ( )。 A.传递函数只适用于线性定常系统；
B.传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响；
C.传递函数一般是为复变量s的真分式； D.闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。 4．一阶系统的阶跃响应（ ）。
A．当时间常数较大时有超调 B．有超调
C．无超调 D．当时间常数较小时有超调
5. 如果输入信号为单位斜坡函数时，系统的稳态误差为无穷大，则此系统为（ ）
A． 0型系统 B. I型系统 C. II型系统 D. III型系统
得分 二、填空题（本大题共7小题，每空1分，共10分）
1．一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：___、快速性、____。 2.对控制系统建模而言，同一个控制系统可以用不同的 来描述。 3. 控制系统的基本控制方式为 和 。
4. 某负反馈控制系统前向通路的传递函数为G(s)，反馈通路的传递函数为H(s)，则系统 的开环传递函数为 ，系统的闭环传递函数为 。
K(s?2)(s?1)5 开环传递函数为G(s)H(s)?，其根轨迹的起点为
s(s?4)(s2?2s?2)6. 当欠阻尼二阶系统的阻尼比减小时，在单位阶跃输入信号作用下，最大超调量将 。 7.串联方框图的等效传递函数等于各串联传递函数之 。
稳定性 _准确性 数学模型
开环控制 闭环控制
G(s)H(s ) G(s)
1?G(s)H(s)0,?4,?1?j 增大 积
三、简答题（本题10分）
图1为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方框图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？
图1 水温控制系统原理图
解 工作原理：温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温，并在温度控制器中与给定温度相比较，若低于给定温度，其偏差值使蒸汽阀门开大，进入热交换器的蒸汽量加大，热水温度升高，直至偏差为零。如果由于某种原因，冷水流量加大，则流量值由流量计测得，通过温度控制器，开大阀门，使蒸汽量增加，提前进行控制，实现按冷水流量进行顺馈补偿，保证热交换器出口的水温不发生大的波动。
其中，热交换器是被控对象，实际热水温度为被控量，给定量（希望温度）在控制器中设定；冷水流量是干扰量。
系统方块图如图解1所示。这是一个按干扰补偿的复合控制系统。
图1 水温控制系统方框图
四、计算题（本大题共3小题，每小题10分，共30分）
得分 1. 一阶系统如图2所示，要求系统闭环增益K??2，调节时间ts?0.4（秒）
（??5%）。试确定参数K1,K2的值。
图2 一阶系统方块图
1K1K1K2s??1. 解：系统闭环传递函数为：?(s)? （4分）
K1K2s?K1K2s?11?K1K2s令闭环增益K??1?2， 得：K2?0.5 （3分） K23?0.4，得：K1?15。 （3分） K1K2C(s)。 R(s)令调节时间ts?3T?2.系统动态结构图如图3所示，求闭环传递函数
图3 控制系统的结构方框图
2.解：法一：梅森增益公式
图中有1条前向通路，3个回路 （4分）
P ，L1??G1G2，1?G1G2G3，?1?1 L2??G2G3，L3??G1G2G3，??1?(L1?L2?L3)，
G1G2G3C(s)P1?1 （6分） ??R(s)?1?G1G2?G2G3?G1G2G3法二：结构图的等效化简
自动控制原理期末考试题
