"自动控制原理习题集：系统动态特性研究与频率特性分析"

B.2 C.5 D.10 7. 对于一阶惯性环节，当输入信号经过该环节后，响应曲线呈现（ ）的特性。 A.阶跃响应 B.抛物线响应 C.指数衰减响应 D.正弦波响应 8. 在控制系统中，设计了一个比例环节，其传递函数为K，若K增大，则系统的动态特性（ ） A.不变 B.变差 C.变好 D.无法确定 9. 对于二阶系统，当ζ<1时，系统的过阻尼特性表现为（ ） A.震荡 B.持续运动 C.渐近稳定 D.指数衰减 10. 对于连续时间系统，若在零点处存在一个无法使系统输出为零的输入信号，则称该系统为（ ） A.时不变系统 B.稳定系统 C.阻尼系统 D.不可控系统 二、简答题（每小题 2 分，共 10 分） 1. 什么是负反馈？其在控制系统中的作用是什么？ 2. 请简要介绍控制系统的频域分析方法。 3. 什么是根轨迹法？它可以用来分析什么类型的系统？ 4. 简要介绍控制系统的PID控制器及其作用。 5. 什么是系统的稳定性？控制系统的稳定性如何判断？ 三、计算题（每小题 5 分，共 40 分） 1. 对于一个开环传递函数为G(s)=K/(s(s+1))的系统，设计一个比例控制器，使系统稳定度最小超调幅度为10%，试根据波形图找出K的值。 2. 对于一个二阶系统，其传递函数为G(s)=5/(s^2+3s+5)，请计算系统的阻尼比ζ和自然频率ωn。 3. 一个控制系统的开环传递函数为G(s)=10/(s^2+s+10)，设计一个PID控制器，并求出其参数Kp，Ki，Kd，使得系统的超调幅度小于5%，并且上升时间小于0.1s。 4. 对于一个开环传递函数为G(s)=K/(s(s+2)(s+4))的系统，设计一个比例-积分控制器，使得系统的超调幅度小于5%，并求出参数K的值。 5. 对于一个二阶系统，其传递函数为G(s)=10/(s^2+4s+10)，设计一个根轨迹图并确定系统的稳定性。 四、综合题（共 30 分） 1. 设计一个控制系统，使得开环传递函数为G(s)=K/(s^2+3s+5)，并且输出响应曲线符合指数衰减规律。请给出具体的控制方案。 2. 对于一个控制系统，其开环传递函数为G(s)=20/(s(s+2)(s+5))，设计一个PID控制器，使得系统的超调幅度小于5%，并且过渡过程时间小于0.3s。 3. 对于一个系统，其传递函数为G(s)=1/(s+1)，设计一个控制系统，使得系统的稳定裕度大于1.5。同时要求系统具有足够的抑制能力。 以上是自动控制原理八套习题集中的部分题目，涵盖了系统分析、频域分析、稳定性判断、PID控制器设计等内容。通过解答这些习题，可以加深对自动控制原理的理解和掌握，提高解决实际问题的能力。希望考生认真对待每一道题目，不断提升自己的控制理论水平。