控制工程基础复习题.docx

1、控制工程基础复习题 一、 填空题 1. 在水箱水温控制系统中，受控对象为，被控量为。 2控制系统的基本要求主要有：、。 3机械控制系统的核心是：、。 4、在水箱水温控制系统中，受控对象为，被控量为。 5、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于。 6、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 。 7. 已知系统的微分方程为 txtxtxt

2、x i2263 000 ，则系统的传递函数是 。 8. 设一阶系统的传递 27)( ssG ，其阶跃响应曲线在 t=0 处的切线斜率为 。 9. 线性系统稳定的充分必要条件是闭环传递函数的极点均严格位于 s_半平面。 10. 在二阶系统中引入比例 -微分控制会使系统的阻尼系数 _。 11、串联滞后校正利用滞后网络的高频幅值 _特性。 11、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率 c 对应时域性能指标，它们反映了系统动态过程的 。 12在最小相位系统中，其零点和极点应分别满足条件：、。 13. 反馈控制系统的核心是 ，其控制作用是通过与反馈量的差值进行的。 14

3、、复合控制有两种基本形式：即按的前馈复合控制和按的前馈复合控制。 15. 频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的和时域性能指标，都反映了系统动态过程的快速性。 16. 系统及其输入输出间有动态关系的根本原因是，其实质是信息的。 17.系统传递函数的零点、极点和放大系数对系统性能有重要影响。零点影响系统瞬态响应曲线的形状。极点分布决定系统的，放大系数决定系统的。 18. 若保持二阶系统的 不变，提高 n，则可以 为 。 19. 非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为 G(S)，反馈通道传递函数为 H(S)，当输入信号为 R(S)，则从输入端定义的误差 E(S)为 。 20.

4、稳态误差 ess 与误差信号 E(s)的函数关系为 。 21. 已知系统的单位脉冲响应函数是 21.0 tty ，则系统的传递函数是 为 。 22. 一阶微分环节 TssG 1)( ，当频率 T1 时，则相频特性 )( jG 为 。 23. 已知系统传递函数21 4 7 .3 ( 1 .5 )() ( 2 5 )( 1 .7)sGs s s s s ，在其频率特性图上，在频率为 时，其幅值为，相位为。 24. 已知单位反馈系统的开环传递函数为221 0 (2 1)() ( 6 1 0 0 )sGs s s s ，当输入信号是 2( ) 2 2r t t t 时，系统的稳态误差是 。 25.设积

5、分环节的传递函数为 sKsG )( ，则其频率特性幅值 A( )=。 26.二阶系统的传递函数 124 12 sssG，其阻尼比 是 。 27、设系统的开环传递函数为2( 1)( 1)Kss Ts ，则其开环幅频特性为，相频特性为。 28、设系统的开环传递函数为12( 1)( 1)Ks T s T s，则其开环幅频特性为，相频特性为。 29、若某系统的单位脉冲响应为 0 .2 0 .5( ) 1 0 5ttg t e e，则该系统的传递函数 G(s)为。 30.设某最小相位系统的相频特性为 1 0 1( ) ( ) 9 0 ( )t g t g T ，则该系统的开环传递函数为。 31已知系统传

6、递函数 )1(/1)( TsssG K ，该系统可以看成由和两环节串联而成 ，其 单位脉冲响应为 。 32已知系统的传递函数为seTss KsG )1()( 2，则其幅频特性。 33. 已知某系统是单位负反馈系统，其开环传递函数 )25/(10 sGk ，则该系统在单位脉冲、单位阶跃和单位恒速信号（斜坡信号）作用下的稳态误差 sse 分别 、 、 。 33. 设系统的闭环传递函数为：)15)(5010( 5 0 0)( 2 ssssG，则系统的主导极点为 。 34. 某系统传递函数为 1/s2，在输入 r(t)=3sin2t 作用下，输出稳态分量的幅值为、相位为 。 35. 若系统的开环传递函

7、数为2)(5 10ss，则它的开环增益为 。 36.设系统的特征方程为 025103 234 sssssD ，则此系统中包含正实部特征的个数有 为 。 37.设系统的特征方程为 0516178 234 sssssD ，则此系统 为 。 38、 若单位某负反馈控制系统的开环传递函数为 5( 1)ss，则该系统的 闭环特征方程为 。 39.某单位反馈系统的开环传递函数为： )5)(1( sss ksG，当 k=（）时，闭环系统临界稳定。 40.某系统的闭环传递函数为： ksss kssGB 243 223 ，当 k=（）时，闭环系统临界稳定。 41.某反馈系统的开环传递函数为： )1( )1( 1

8、2 2 sTs ssG ，当时，闭环系统稳定。 44.系统的传递函数 )4)(1( 52 ssssG，其系统的增益和型次 为 。 45.已知超前校正装置的传递函数为 132.0 12)( sssGc，其最大超前角所对应的频率 m 。 46.二阶振荡环节 乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为 频率 。 47.设一阶系统的传递函数是 12 ssG ，且容许误差为 5%，则其调整时间为 。 50.某校正环节传递函数 110 1100)( sssGc，则其频率特性的奈氏图终点坐标为 。 51. 已知)45( 32)( 22 sss sssF，其原函数的终值 t tf )(。 52 .设一阶系统的传递函数是

9、23 ssG ，且容许误差为 2%，则其调整时间为 。 53.二阶欠阻尼系统的有阻尼固有频率 d、无阻尼固有频率 n 和谐振频率 r 比较 。 54.当输入为单位斜坡且系统为单位反馈时，对于 II 型系统其稳态误差为 。 55.若已知某串联校正装置的传递函数为 ssGc 2)( ，则它是一种 。 56. 某环节的传递函数是 5173 sssG ， 则该环节可看成由环节串联而组成。 57. 已知)45( 32)( 22 sss sssF，其原函数的终值 t tf )(。 58. 已知系统的单位斜坡响应函数是 tettx 20 5.05.0 ，则系统的稳态误差是 。 59.某环节的传递函数为 1T

10、sK ，它的对数幅频率特性 L( )随 K 值增加而 。 60、已知单位反馈系统的开环传递函数 50()(0 .1 1)( 5 )Gs s s s ，则在斜坡信号作用下的稳态误差为 _。 61、已知系统的 开环 传递函数为 50(2 1)( 5)ss，则该系统的开环增益为 。 62、 PI 控制器的输入输出关系的时域表达式是 ，其相应的传递函数为 ，由于积分环节的引入，可以改善系统的 性能。 63、某一个控制系统的单位阶跃响应为： tt eetC 221)( ，试求系统的传递函数、微分方程和脉冲响应。 64、一个控制系统的单位脉冲响应为 tt eetC 24)( ，试求系统的传递函数、微分方程

11、、单位阶跃响应。 二、选择题 1、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。 2、下列哪种措施对改善系统的精度没有效果 ( )。 A、增加积分环节 B、提高系统的开环增益 K C、增加微分环节 D、引入扰动补偿 3.进行串联超前校正前的穿越频率 c 与校正后的穿越频率 c 的关系，通常是（） A. c = c B. c c C. c c D. c 与 c 无关 4. 时域分析的性能指标，哪个指标是反映相对稳

12、定性的 。 A.上升时间 B.峰值时间 C.调整时间 D.最大超调量 5、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的 ( ) 。 A、准确度越高 B、准确度越低 C、响应速度越快 D、响应速度越慢 6、若某系统的根轨迹有两个起点位于原点，则说明该系统 ( ) 。 A、含两个理想微分环节 B、含两个积分环节 C、位置 误差系数为 0 D、速度 误差系数为 0 7、开环频域性能指标中的相角裕度 对应时域性能指标 ( ) 。 A、超调 % B、 稳态误差 sse C、 调整时间 st D、 峰值时间 pt 8、已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是 ( ) A、 (2 )( 1)Kss

13、sB 、 ( 1)(5Ksss ）C 、2( 1)Ks s sD、 (1 )(2 )Ksss9、若系统增加合适的开环零点，则下列说法不正确的是 ( )。 A、可改善系统的快速性及平稳性； B、会增加系统的信噪比； C、会使系统的 根轨迹向 s 平面的左方弯曲或移动； D、可增加系统的稳定 裕度。 10、开环对数幅频特性的低频段决定了系统的 ( )。 A、稳态精度 B、稳定 裕度 C、抗干扰性能 D、快速性 11、 下列系统中属于不稳定的系统是 ( )。 A、闭环极点为 1,2 12sj 的系统 B、闭环特征方程为 2 2 1 0ss 的系统 C、阶跃响应为 0.4( ) 20(1 )tc t

14、e的系统 D、脉冲响应为 0.4( ) 8 th t e 的系统 13、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的： A、低频段 B、开环增益 C、高频段 D、中频段 14、已知单位反馈系统的开环传递函数为221 0 ( 2 1)() ( 6 1 0 0 )sGs s s s ，当输入信号是 2( ) 2 2r t t t 时，系统的稳态误差是 ( ) A、 0 ； B、 ； C、 10 ； D、 20 15、关于系统零极点位置对系统性能的影响，下列观点中正确的是 ( ) A 、如果闭环极点全部位于 S 左半平面，则系统一定是稳定的。稳定性与闭环零点位置无关； B、如果闭环系统无零点，且闭

15、环极点均为负实数极点，则时间响应一定是衰减振荡的； C 、超调量仅取决于闭环复数主导极点的衰减率，与其它零极点位置无关； D、如果系统有开环极点处于 S 右半平面，则系统不稳定。 16、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。 A、增加开环极点； B、在积分环节外加单位负反馈； C、增加开环零点； D、引入串联超前校正装置。 17、 系统特征方程为 0632)( 23 ssssD ，则系统 ( ) A、稳定； B、单位阶跃响应曲线为单调指数上升； C、临界稳定； D、右半平面闭环极点数 2Z 。 18、 系统在 2)( ttr 作用下的稳态误差 sse ，说明 ( ) A、型别 2v

16、； B、系统不稳定； C、输入幅值过大； D、闭环传递函数中有一个积分环节。 19、开环频域性能指标中的相角裕度 对应时域性能指标 ( ) 。 A、超调 % B、 稳态误差 sse C、 调整时间 st D、 峰值时间 pt 20、 已知开环幅频特性如图所示，则图中不稳定的系统是 ( )。 A、 系统 B、 系统 C、 系统 D、 都不稳定 系统 系统 系统 21、 若某串联校正装置的传递函数为 10 1100 1ss ，则该校正装置属于 ( )。 A、超前 校正 B、滞后 校正 C、滞后 -超前 校正 D、不能判断 22、下列串联校正装置的传递函数中，能在 1c 处提供最大相位超前角的是：

17、A、 10 11ss B、 10 10.1 1ss C、 210.5 1ss D、 0.1 110 1ss 23、关于奈氏判据及其辅助函数 F(s)= 1 + G(s)H(s)，错误的说法是 ( ) A、 F(s)的零点就是开环传递函数的极点 B、 F(s)的极点就是开环传递函数的极点 C、 F(s)的零点就是闭环传递函数的极点 24、 已知负反馈系统的开环传递函数为2 21() 6 100sGs ss ，则该系统的 闭环特征方程为 ( )。 A、 2 6 100 0ss B、 2( 6 1 0 0 ) ( 2 1 ) 0s s s C、 2 6 100 1 0ss D、与是否为单位反馈系统有

18、关 25、一阶系统的闭环极点越靠近 S 平面原点，则 ( ) 。 A、准确度越高 B、准确度越低 C、响应速度越快 D、响应速度越慢 26、已知系统的 开环 传递函数为 100(0.1 1)( 5)ss，则该系统的开环增益为 ( )。 A、 100 B、 1000 C、 20 D、 不能确定 27、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的： A、闭环零点和极点 B、开环零点 C、闭环极点 D、阶跃响应 28、下列串联校正装置的传递 函数中，能在 1c 处提供最大相位超前角的是 ( )。 A、 10 11ss B、 10 10.1 1ss C、 210.5 1ss D、 0.1 110 1ss 29、

19、关于 P I 控制器作用，下列观点正确的有 ( ) A、可使系统开环传函的型别提高，消除或减小稳态误差； B、积分部分主要是用来改善系统动态性能的； C、比例系数无论正负、大小如何变化，都不会影响系统稳定性； D、只要应用 P I 控制规律，系统的稳态误差就为零。 30、关于线性系统稳定性的判定，下列观点正确的是 ( )。 A、线性系统稳定的充分必要条件是：系统闭环特征方程的各项系数都为正数； B、无论是开环极点或是闭环极点处于右半 S 平面，系统不稳定； C、如果系统闭环系统特征方程某项系数为负数，系统不稳定； D、当系统的相角裕度大于零，幅值裕度大于 1 时，系统不稳定。 31、关于系统频

20、域校正，下列观点错误的是 ( ) A、一个设计良好的系统，相角裕度应为 45 度左右； B、开环频率特性，在中频段对数幅频特性斜率应为 20 /dB dec ； C、低频段，系统的开环增益主要由系统动态性能要求决定； D、利用超前网络进行串联校正，是利用超前网络的相角超前特性。 32、已知单位反馈系统的开环传递函数为221 0 ( 2 1)() ( 6 1 0 0 )sGs s s s ，当输入信号是 2( ) 2 2r t t t 时，系统的稳态误差是 ( ) A、 0 B、 C、 10 D、 20 三 简述题 1. 已知单位反馈系统的闭环传递函数 32)( ss ，则系统的 剪切频率及相位

21、裕度分别是多少？ 2. 设某一系统在零初始条件下的单位阶跃响应为 tt eety 1040 2.12.01)( ，则该系统的单位脉冲响应及自然振荡频率分别是多少？ 3. 设有图 1 所示的反馈控制系统，试根据劳斯判据确定传递函数 k 值的取值范围。 4. 已知 系统的传递函数为)205.0)(25( )5.025.0(24)( ss ssG， 绘制其对数幅频特性图。 5. 已知单位反馈系统的闭环传递函数011 1 0( ) .nnnnaGs a s a s a s a ， 分析该系统在 () 2rt 、() 2rt t 、 2( ) 2r t t 输入信号作用下的稳态误差。 图 1 ()iXs

22、 - 0 ()Xsk( s 1 ) ( s 5 ) 0 ()Xs11Ts 1s6. 一阶惯性系统当输入为单位阶跃函数时，如何用实验方法确定时间常数 T ？其调整时间 ts和时间常数 T 有何关系，为什么？ 7. 伯德图中幅频特性曲线的首段和传递函数的型次有何关系？ 四 分析题 1. 图 2 为利用加热器控制炉温的反馈系统。试分析系统的输出量、输入量、被控对象和系统各部分的组成，并画出原理方框图，且说明其工作原理。 图 2 电压放大功率放大可逆电机+-自偶调压器2 2 0 VU f+给定毫伏信号+-电炉热电偶加热器U eU g炉温控制系统减速器-图 3 2. 分析图 3 所示系统的传递函数。 3. 系统结构图如图 4所示，分析)()(sRsC图 4 图 5 17 / 80 . 5525 msOt4.试建立 下 图所示电路的动态微分方程，并求传递函数。 5.写出下图所示系统的传递函数 ()()CsRs。 6. 系统结构图如下，利用梅森公式求系统的传递函数 C（ s） /R（ s）。 R(S)G2(S)H1(S)H3(S)H2(S)G4(S)G3(S)G1(S)C(S)_ _C1 R1 R2 C2 ui uo