控制工程基础期末考试复习资料

《控制工程基础》课程综合复习资料

一、单选题

1. 判断下面的说法是否正确：偏差()t ε不能反映系统误差的大小。

(A)正确

(B)错误

答案：B

2. 判断下面的说法是否正确：静态速度误差系数v K 的定义是20

lim .()s s G s →。 (A)正确

(B)错误

答案：B

3.二阶振荡环节的传递函数G(s)=（）。 (A)22,(01)21

Ts T s Ts ξξ<<++ (B)22,(01)21

T T s Ts ξξ<<++ (C)221,(01)21

T s Ts ξξ<<++ (D)

22,(01)21s T s Ts ξξ<<++ 答案：C

4.函数5()301G jw jw =

+的幅频特性()A w 为（）。 (A)

(B)

(C)

(D)259001w + 答案：D

5.某一系统的误差传递函数为

()1()1()i E s X s G s =+，则单位反馈系统稳态误差为（）。 (A)0

1lim ()1()i s s X s G s →+ (B)01lim ()1()

i s X s G s →+ (C)1lim ()1()i s s X s G s →∞

+ (D)1lim ()1()

i s X s G s →∞+ 答案：A

6.某系统的传递函数为21()56

s s s s φ+=

++，其单位脉冲响应函数0()x t =（）。 (A)23(2)1()t t e e t ---+

(B)23(2)1()t t e e t --+

(D)0

答案：A

7.图中系统的脉冲传递函数为（）。

(A)1010()(1)()(1)()

T T C z z e R z z z e --+=-+ (B)1010()(1)()(1)()

T T C z z e R z z z e ---=-+ (C)2

10()10()(1)()

T C z z R z z z e -=--

(D)210()10()(1)()

T C z z R z z z e --=-- 答案：C

8.二阶系统的极点分别为120.5,3s s =-=-，系统增益2，则其传递函数为（）。

(A)2(0.5)(3)

s s -- (B)2(0.5)(3)

s s --- (C)2(0.5)(3)

s s ++ (D)

3(0.5)(3)s s ++ 答案：D

9.已知某一阶惯性环节的单位阶跃响应曲线如图所示，则该系统的传递函数为（）。

(A)

s + (B)121

s + (C)12

s + (D)21s + 答案：B

10.图中系统的脉冲传递函数为（）。

(A ）10()11()T C z z R z z e --=+- (B)1010()(1)()(1)()

T T C z z e R z z z e ---=-+ (C)10()11()T

C z z R z z e --=-- (D)2

10()10()(1)()

T C z z R z z z e --=-- 答案：C

11.二阶系统的极点分别为s s 1205

4=-=-.,，系统增益为5，则其传递函数为（）。 (A ）)

4)(5.0(2--s s (B))

4)(5.0(2++s s (C))

4)(5.0(5++s s (D)

)4)(5.0(10++s s 答案：D

12.已知某环节的幅相频率特性曲线如图所示，试判定它是何种环节（）。

(A ）一阶惯性环节

(B)一阶微分环节

(C)积分环节

(D)滞后环节

答案：A

13.某系统的传递函数为(1)()(2)(3)

s G s s s +=

++，其零、极点是（）。 (A)121,2,3z p p ==-=-

(B)121,2,3z p p =-=-=-

(D)121,2,3s p p =-==

答案：B 14.若0,04()1,4t f t t ≤<⎧=⎨≥⎩

，则[()]L f t =（）。 (A)1/s

(B)4/s e s -

(D)4/s e s

答案：B

15.某单位反馈系统的闭环传递函数为()1/(1)G s s =+，则输入3sin 2t 时稳态幅值为（）。

(A)

(B)5

(D)答案：C

16.某环节的传递函数为

)15()12(2++S S S 则此系统的相频特性（）。 (A ）2

π＋arctan2ω-arctan5ω (B)-2

π＋arctan2ω-arctan5ω (C)-2

π-arctan2ω-arctan 5ω (D)arctan2ω-arctan5ω

答案：B

17.某单位反馈系统的闭环传递函数为()1/(2)G s s =+，则输入2sin 2t 时稳态幅值为（）。

(A)

(B)/2

(D)1

答案：B

18.某系统传递函数是7()32G s s =

+，当输入为12(45)73

o Sin t +时，其稳态输出0()x t =（）。 (A)12()73

Sin t (B)12()4573o Sin t +

Sin t (D)0

答案：C

19.求(sin )L wt =（）。 (A)22

s w + (B)22

1s w + (C)22

s s w + (D)22s w s w ++

答案：A

20.根据拉氏变换的衰减定理(())at L e

x t -=（）。

(A)()()X s X a +

(B)()X s a +

(C)()X s a +

(D)()X s a -

答案：C

21. 判断下面的说法是否正确：作为一个典型的反馈控制系统应该包括给定元件、反馈元件、比较元件、放大元件、执行元件、及校正元件等。

(A)正确

(B)错误

答案：A

22.欠阻尼条件下，二阶系统的单位阶跃响应必定（）。

(A)振荡发散

(B)单调发散

(C)振荡收敛

(D)单调收敛

答案：C

23.对于系统抗干扰能力（）。

(A)开环强

(B)闭环强

(C)都强

(D)都不强

答案：B

24.稳态误差除了与系统的型别、传递函数有关外，还与下述哪一项有关？

(A)阶次

(B)振荡频率

(C)阻尼比

(D)输入信号类型

答案：D

25.当系统初始状态为零时，对于给定的输入,系统输出的拉氏变换完全取决于（）。

(A)系统的传递函数的极点位置

(B)系统的初始状态

(C)系统的传递函数

(D)系统的固有特性

答案：D

26.闭环控制系统的主反馈取自系统（）。

(A）给定输入端

(B)干扰输入端

(C)控制器输出端

(D)系统输出端

答案：D

27.临界阻尼条件下，二阶系统的单位阶跃响应必定（）。

(A）振荡发散

(B)单调发散

(C)振荡收敛

(D)单调收敛

答案：D

28.PI调节器的调节作用类似于（）。

(A)增益调整

(B)相位超前校正

(C)相位滞后校正

(D)相位滞后-超前校正

答案：C

29.利用反馈校正来改变系统局部结构与参数时，若用比例反馈包围二阶振荡环节，其结果为（）。

(A)比例环节

(B)惯性环节

(C)二阶振荡环节

(D)积分环节

答案：C

30.作为系统（）。

(A)开环不振荡

(B)闭环不振荡

(C)开环一定振荡

(D)闭环一定振荡

答案：A

二、问答题

1.写出惯性环节表达式、二阶振荡环节表达式。

答案：惯性环节表达式：1

1+==Ts s X s X s G i o )()()( 二阶振荡环节表达式：222

n n s s s G ω+ξω+ω=)(或221()21G s T s Ts ξ=++ 2.写出拉氏变换的微分定理、初值定理。答案：拉氏变换的微分定理：)()(])([

0f s sF dt t df L -= 拉氏变换的初值定理：)()(s sF Lim t f Lim s t ∞→→=0

3.一阶惯性环节1()1

G s Ts =+如何根据其单位阶跃响应确定时间常数T ？答：两种方法任选其中之一即可。

方法1：一阶惯性环节单位阶跃响应曲线在0t =处响应曲线的斜率为1/T 。

方法2：输出值为0.632对应的时间。

4.已知单位负反馈闭环控制系统前向通道传递函数为6()(2)(3)

G s s s s =

++，试求静态误差系数p k 、v k 和a k

答：

000022006lim ()lim (2)(3)

6lim ()lim 1(2)(3)

6lim ()lim 0(2)(3)p s s v s s a s s k G s s s s k sG s s s s s k s G s s s s s →→→→→→===∞++===++===++ 5.已知单位负反馈闭环控制系统前向通道传递函数为3()(1)(3)

G s s s s =

++，试求静态误差系数p k 、v k 和a k 答：

000022003lim ()lim

(1)(3)

3lim ()lim 1(1)(3)

3lim ()lim 0(1)(3)p s s v s s a s s k G s s s s k sG s s s s s k s G s s s s s →→→→→→===∞++===++===++ 6.随着ω由0→∞，系统开环奈奎斯特图顺时针沿着单位圆转无穷圈，这表明该系统具有什

么特征环节？

答：表明该系统具有延迟环节。

7.已知系统传递函数为2()(1)(2)

G s s s =

++，试求带零阶保持器的其广义对象的脉冲传递函数。

答：广义对象脉冲传递函数 110111121()2()(1)[](1)[](1)(2)

121(1)[]12

121(1)()111T T G s G G z z Z z Z s s s s z Z s s s z z e z e z

---------=-=-++=--+++=--+--- 8.线性离散系统稳定的充要条件是什么？若离散系统闭环特征方程为20.21410z z -+=，该系统是否稳定？

答：线性离散稳定的充要条件是：闭环特征根的模位于Z 平面单位圆内。因为1z >，所以系统不稳定。

9.请解释：相位裕量r 、幅值裕量Kg 。

答案：设wc 为剪切频率(与单位圆相交,L(w)=0)，相频特性与-180线的相位差就是相位裕量。当w 为相位交界频率w π时(与实轴相交，Φ(w π)=－180°)，开环幅频特性|G(jw)|的倒数称为幅值裕量。

10.简述延迟环节的Bode 图的特征。

答：随着ω由0→∞，延迟环节的Bode 图的相角也趋向于无穷。

11.什么是极坐标图？

答案：频率响应G(jw)是输入频率w 的复变函数，当w 从0→∞时，G(jw)作为一个矢量，其端点在复平面内相对应的轨迹。

12.某研究生完成的一个单输入单输出的线性钻机控制系统，经专家认定误差太大。如果要减小系统误差都可以采取哪些方法？

答：⑴保证系统中各个环节（或元件），特别是反馈回路中元件的参数具有一定的精度和恒定性；⑵对输入信号而言，增大开环放大系数，以提高系统对给定输入的跟踪能力；⑶对干扰信号而言，增大输入和干扰作用点之间环节的放大系数，有利于减小稳态误差；⑷增加系统前向通道中积分环节数目，使系统型号提高，可以消除不同输入信号时的稳态误差。

13.请解释：自动控制、反馈

答案：自动控制：即在不需要人直接参与的条件下，依靠控制器是受控对象按预定技术要求进行工作，使被控量等于输入量（或使被控量与输入量保持某种函数关系）。反馈指由检测装置把输出信号全部或部分返回输入端，使之与输入量进行比较的过程。

14.欠阻尼二阶振荡系统单位阶跃响应的振荡幅度的影响因素是什么？如何影响？答：二阶振荡系统单位脉冲响应的振荡幅度随阻尼比ζ减小，其振荡幅度加大。 15.叙述乃奎斯特曲线图的绘制方法？

答案：①写出幅频特性和相频特性的表达式；②分别求出频率为0和无穷大时候表达式；③求出乃氏图与实轴和虚轴的焦点；④必要时画出乃氏图中间几点；⑤勾画出大致曲线。三、综合题

1.试述二阶系统在ξ不同条件下条件下特征根分布及其单位阶跃响应特征。答：

2.试求t e

β-cos 的拉氏变换。

答案：2

2β+++=

β-)(]cos [a s a

s t e L at

3.设单位反馈系统开环传递函数)

102.0)(12.0(10

)(++=s s s s G 。试求系统的幅值裕量和相位裕

量，并判断系统闭环的稳定性。答：1

)02.0(1)2.0(10

)(A 22+ω⋅+ω⋅ω=

系统的幅值裕量：

L(w)＝0，w ＝w c 可算出 w c ＝6.248 rad/s φ(w)=-π，w ＝w π 可算出w π＝15.811 rad/s

)02.0()2.0(90)(ωωωϕarctg arctg ---= 当w ＝w c ＝6.248 rad/s 时：

r=180-90-arctan1.2496－arctan0.12496 =90-51.33-7.123 =31.547

当w ＝w π＝15.811 rad/s 时：A(w)=0.18182 Kg=1/A(w)=5.5 由r ，Kg 可知系统稳定 4.如图所示系统中，1

1.010

1+=

s G ，)4(12+=s s G ，5.3=H ，系统输入)(1)(t t t x i ⋅=，系统的

干扰)(15.0)(t t n ⋅=，试判断系统的稳定性，并计算当系统输入和干扰同时作用时的稳态误差。

答案：系统的传递函数为：

)4)(11.0(10

)()(2)(11)(2)(1)(++++=

s s s s H s G s G s G s G s G ＝

系统的特征方程为：03544.11.023=+++s s s 劳斯判据： s 3 0.1 4

s 2

1.4 35 s 1 1.5 s 0 1.5

由劳斯阵可知，系统稳定。 Xi 输入时的稳态误差：

)(H(s)(s)G (s)G 11

lim 210

1s X s i s ss ⋅⋅⋅+⋅

=→ε

⑴Xi(t)作用得到的偏差：

)4)(11.0()

4)(11.0()()(2)(111+++++=+s s s s s s s H s G s G

=ε1ss 0.11428

⑵干扰作用得到的偏差：

N(s)H(s)

(s)2

G (s)1G 1H(s)

(s)2G s 0s lim 2ss ⋅⋅⋅+⋅⋅→=ε－

)4s )(1s 1.0(s )1s 1.0(5.3H(s)G1(s)G2(s)1G2(s)H(s)++++-+＝

－ =ε2ss -0.05

系统整体的误差：018366.0)

0(H e ss ss =ε=

5.系统如图所示，试求其无阻尼自然角频率n ω，阻尼比ξ，超调量p M ，峰值时间p t ，调整时间s t （误差带为%5±）。

答：首先求出其传递函数，化成标准形式，然后可用公式求出各项特征量及瞬态响应指标。

15*2.0*225502)450(10002.0*)

450(1001)

450(100

)()(2++=++=+++=s s s s s s s s s X s X i o

故可求：2.0),/(2.0=ξ=ωs rad n

%7.522

1==ξ-πξ-

e M p ，)(03.1612

s t n p =ξ-ωπ=

，)(753

s t n

s =ξω=

6.已知单位反馈系统的开环传函由动力学方程⎰=++'+'')()(3)(5)(3)(t r dt t y t y t y t y 确定（其中人r(t)为开环输入，y(t)为开换输出）求：⑴试求系统开环传函；⑵确定系统的闭环传函、

偏差传函；⑶确定闭环系统零点；⑷计算输入为单位阶跃函数时闭环系统的稳态误差。答：⑴对动力学方程做拉式变换有：

)()(3

)(5)(3)(2s R s Y s

s Y s sY s Y s =+++

系统开环传函：

53)()()(2

3+++==

s s s s

s R s Y s G ⑵偏差传递函数

633

53)(11)(2

323++++++=+=s s s s s s s G s E 闭环传函

63)(1)()(2

3+++=+=

s s s s

s G s G s G B ⑶系统有一个零点为0；

⑷系统输入函数为单位阶跃函数时，系统的稳态误差表达式

s s s s s s s G s E 1

*363353)(11)(2323++++++=+=

*363353)(232300=++++++==→→s

s s s s s s s im l s sE im l e s s ss

7.求510

50233

2680+++=

s s s s F .)(函数的原函数。

答案：)().cos(.)(t t t e t f o 131731525280⋅--=

8.某系统如图所示，试求其无阻尼自然振荡角频率n ω，阻尼比ξ，超调量p M ，调节时间s t （进入5%±的误差带）。

解：⑴求系统闭环传递函数

2501

2()50(252)255021()252110.02(252)2525o i X s s s X s s s s s s s ⨯

+===++++++ 故0.2/n rad s ω=，0.2ξ= ⑵2

0.2

110.252.7%p M e

πξ

--===

750.20.2

s n t s ξω≈

==⨯ 9.判断如图所示的采样系统的稳定性，采样周期T=0.25s

解：系统的开环脉冲传递函数为

122

10.50.5

.(1)(1)()z z z z z z G z --=--=

闭环特征多项式为320.5()z D z z -+=

下面利用朱利判据，确定系统的稳定性，朱利表如下：

Z 1

Z 2

Z 3

1 0.5 0 -1 1

2 1 -1 0 0.5

3 -0.75 1 -0.5 4

-0.5

-0.75

由上述朱利表有

00.5a =,31a =,00.75b =-,20.5b =-

由于(1)0.50D =>,(1) 1.50D -=-<,03a a <和02b b >，根据朱利稳定性判据，该系统稳定。 10.试通过方块图说明反馈控制系统的基本组成。答案：

反馈控制系统的基本组成包括：输入函数Xi(s)，反馈函数B(S)，E(s)偏差函数，H(s)：反馈通道函数，G(s)：前向通道函数，Xo(s)：输出函数

《控制工程基础》课程综合复习资料

一、概念题

1、传递函数

2、惯性环节表达式

3、拉氏变换的微分定理

4、特征方程

二、单相选择题

1、二阶振荡环节的传递函数G(s)= ( )。 (A)

22,(01)21

T s Ts ξξ<<++

(B)

22,(01)21

T s Ts ξξ<<++

(C)

,(01)21

T s Ts ξξ<<++ (D)

,(01)21

T s Ts ξξ<<++ 2、二阶系统的典型传递函数2

()()2n

i n n

X s w X s s w s w ξ=++中：ξ是指 ( )。 (A)峰值时间 (B) 时间周期 (C) 自然频率 (D) 阻尼比

3、下列各式反应的拉氏变换的终值定理的是：( )。 (A) 0

lim ()lim ()t s x t X s →∞

→=

(B) 0

lim ()lim ()s t x t sX s +

→∞

→= (C) 0

lim ()lim ()s t x t X s +

→∞

→=

(D) (())()at

L e

x t X s a -=+

4、设单位反馈系统的快环传递函数为2

()s G s s +=

，其单位阶跃响应函数0()x t =( )。 (A) 1 (B) 1().1()t

te e t --+- (C) ().1()t

te e t --- (D) [1()].1()t

te e t --+- 5、系统对正弦输入的稳态响应称为:( )。

(A)正弦响应 (B) 频率响应 (C)瞬态响应 (D)稳态响应

6、定常线性系统稳定的充要条件是特称方程的根：( )。 (A) 具有负实部 (B) 具有正实部 (C)全为负 (D) 全为正

7、用分贝数表示10为( )。 (A) 1dB

(B) 10dB

(D) 40dB

8、函数10

()G jw jw

的幅频特性()A w 为：( )。

(A)

(B)

(C)

(D)

9、某一系统的误差传递函数为

()1

()1()

i E s X s G s =+，则单位反馈系统稳态误差为:( )。 (A)0

lim ()1()i s s

X s G s →+

(B) 01

lim

()1()

i s X s G s →+

lim ()1()

i s s

X s G s →∞

(D) 1

lim

()1()

i s X s G s →∞+

10、误差信号与偏差信号的关系是:( )。

(A) ()()()H s s E s ε= (B)

()()()s H s E s ε=(C) ()()()E s H s s ε= (D) ()()E s s ε=

三、判断题（正确的标注“√”，错误的标注“×”）

1、计算干扰引起的稳定误差的基本方法是终值定理。( )

2、虽然一阶和二阶系统总是稳定的，但若存在延时环节，系统可能变为不稳定。( )

3、对于纯线性系统来说，系统的稳定与否与初始偏差的大小有关。( )

4、对数频率特性曲线又称伯德图，包括对数幅频和对数相频两条曲线。( )

5、稳定裕度是衡量一个开环稳定系统稳定程度的指标。( )

6、对一控制系统的要求是稳定、准确、快速。 ( )

7、控制系统希望的输出量和实际的输出量之差称为误差，其稳态的分量称为稳态误差或称静态误差。 ( )

8、偏差()t ε不能反映系统误差的大小。 ( ) 9、控制系统的误差信号就是指偏差信号。 ( )

四、解答题

1、求拉普拉斯变换式2

()(1)

F s s s =

+的Z 变换()F z 。 2、采样系统的结构如图所示，采样周期T=1s ，试求闭环脉冲传递函数。

3、写出图所示系统的微分方程和传递函数，并写出系统的时域性能指标。

4、试求

t e at β-cos 的拉氏变换。

5、已知系统的闭环特征方程0215202

=++++K s s s s ，试确定保证系统稳定的K 的取值范围。

《控制工程基础》综合复习资料答案

一、概念题

1、传递函数：在零初始条件下(即输入、输出及其各阶导数的初始值为0)，其输出象函数为Xo(s)，输入象函数为Xi(s)，则系统的传递函数为输出象函数除以输入象函数。

2、惯性环节表达式？

3、拉氏变换的微分定理？解：

4、何为特征方程：令传递函数的分母等于零对应的表达式。

二、单相选择题

三、判断题

四、解答题

1、求拉普拉斯变换式2

()(1)

F s s s =

+的Z 变换()F z 。解：应先将已知象函数展开成部分分式，然后再求每一项的Z 变换，最后再将它们组合在一起。

()(1)

F s s s =

+ 21111

s s s =

-++ 其中，21s 、1s 和1

s +的Z 变换分别为2(1)z z -、1z z -和T z z e --；T 为采样周期。根据Z 变换的线性性

质有

Ts s X s X s G i o )()()()()(])

([

0f s sF dt

t df L -=

2()(1)1T

z z z

F z z z z e

-+--- 2(21)(1)T T T

z e z e z z e ----+=--（）

2、采样系统的结构如图所示，采样周期T=1s ，试求闭环脉冲传递函数。

解：设 1()11

G s s

=+ 2()11.(1)Ts G s e s s s -=-+ 则开环脉冲传递函数为

12()()()G z G z G z = 其中 1()11

G z z z =+

- 1121

()21

(1)()

G z e z e z z e ---=-+-- 于是 122()()()(21)(0.3680.264)

(1)(0.368)

G z G z G z z z z z ==

-+--

2320.7360.160.264

2.368 1.7360.368

z z z z z +-=-+-

闭环脉冲传递函数为 232()()0.7360.160.264

1() 1.632 1.8960.632

z G z z z G z z z z φ=+-=+-+-

3、写出图4-1所示系统的微分方程和传递函数，并写出系统的时域性能指标。

解：

)

()()()(t u t o u dt

t o du RC dt t o

du LC i

=++2

《控制工程基础》期末复习题及答案_81251553585744438

《控制工程基础》期末复习题一、选择题 1、采用负反馈形式连接后，则 ( ) A 、一定能使闭环系统稳定； B 、系统动态性能一定会提高； C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除； D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。 2、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。 3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ，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2=Z 。 4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明 ( ) A 、型别2

8、若某最小相位系统的相角裕度0γ>，则下列说法正确的是 ( )。 A 、不稳定； B 、只有当幅值裕度1g k >时才稳定； C 、稳定； D 、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。 9、若某串联校正装置的传递函数为1011001 s s ++，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 10、下列串联校正装置的传递函数中，能在1c ω=处提供最大相位超前角的是： A 、 1011s s ++ B 、1010.11s s ++ C 、210.51s s ++ D 、0.11101 s s ++ 11、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。 12、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 13、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 14、已知系统的开环传递函数为50(21)(5) s s ++，则该系统的开环增益为 ( )。 A 、 50 B 、25 C 、10 D 、5 15、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 16、开环频域性能指标中的相角裕度γ对应时域性能指标( ) 。 A 、超调%σ B 、稳态误差ss e C 、调整时间s t D 、峰值时间p t 17、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)K s s s -+ B 、(1)(5K s s s +-+） C 、2(1)K s s s +－ D 、(1)(2) K s s s -- 18、若系统增加合适的开环零点，则下列说法不正确的是 ( )。

控制工程基础复习题答案(修)

《控制工程基础》期末复习题答案一、选择题 1、设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统，如图所示，以外力f(t)为输入量，位移y(t)为输出量的运动微分方程式可以对图中系统进行描述，那么这个微分方程的阶次是：（2）（1）1阶；（2）2阶；（3）3阶；（4）4阶 2、一阶系统的传递函数为 1 53 +s ；其单位阶跃响应为（ 2）（1）5 1t e -- ；（2）5 33t e -- ；（3）5 55t e - - ；（4）5 3t e - - 3、已知道系统输出的拉氏变换为 () 2 22.20)(n n n s s s Y ωωω++= ,那么系统处于（ 1 ）（1）欠阻尼；（2）过阻尼；（3）临界阻尼；（4）无阻尼 4、下列开环传递函数所表示的系统，属于最小相位系统的是（ 3 ）。 (1) )12)(15(1++-s s s ； (2)s T Ts 111+- （T>0）； (3))13)(12(1+++s s s ；(4) )2)(3(2 -++s s s s 5、已知系统频率特性为 1 51+ωj ，当输入为t t x 2sin )(=时，系统的稳态输出为（ 4 ）（1）)52sin(1 ω-+tg t ；（2） )52sin(1 1 12ωω-++tg t ；（3）)52sin(1 ω--tg t ；（4） )52sin(1 251 12ωω--+tg t 6、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t t e e t c --+-=221)(，系统的传递函数为（ 1 ）。（1）)2)(1(23)(+++= s s s s G ；（2）)2)(1(2)(+++=s s s s G ；（3）)2)(1(13)(+++=s s s s G ；（4）) 2)(1(3)(++= s s s s G 7、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t t e e t c --+-=221)(，系统的脉冲响应为（ 1 ）。

控制工程基础期末考试复习资料

《控制工程基础》课程综合复习资料一、单选题 1. 判断下面的说法是否正确：偏差()t ε不能反映系统误差的大小。 (A)正确 (B)错误答案：B 2. 判断下面的说法是否正确：静态速度误差系数v K 的定义是20 lim .()s s G s →。 (A)正确 (B)错误答案：B 3.二阶振荡环节的传递函数G(s)=（）。 (A)22,(01)21 Ts T s Ts ξξ<<++ (B)22,(01)21 T T s Ts ξξ<<++ (C)221,(01)21 T s Ts ξξ<<++ (D) 22,(01)21s T s Ts ξξ<<++ 答案：C 4.函数5()301G jw jw = +的幅频特性()A w 为（）。 (A) (B) (C)

(D)259001w + 答案：D 5.某一系统的误差传递函数为 ()1()1()i E s X s G s =+，则单位反馈系统稳态误差为（）。 (A)0 1lim ()1()i s s X s G s →+ (B)01lim ()1() i s X s G s →+ (C)1lim ()1()i s s X s G s →∞ + (D)1lim ()1() i s X s G s →∞+ 答案：A 6.某系统的传递函数为21()56 s s s s φ+= ++，其单位脉冲响应函数0()x t =（）。 (A)23(2)1()t t e e t ---+ (B)23(2)1()t t e e t --+ (C)1()t (D)0 答案：A 7.图中系统的脉冲传递函数为（）。 (A)1010()(1)()(1)() T T C z z e R z z z e --+=-+ (B)1010()(1)()(1)() T T C z z e R z z z e ---=-+ (C)2 10()10()(1)() T C z z R z z z e -=--

控制工程基础复习题

《控制工程基础》习题集机电系“控制工程基础”教研小组编二OO五年十一月

目录 ●第一部分：单选题 (1) ●第二部分：多选题（多选、少选、错选均不得分） (13) ●第三部分：简答题 (24) ●第四部分：建模题 (27) ●第五部分：稳定性分析题 (36) ●第六部分：结构图简化题 (37) ●第七部分：时域分析题 (41) ●第八部分：频域分析题 (44) ●第九部分：稳态分析题 (47) ●第十部分：校正分析题 (50)

第一部分：单选题 1.自动控制系统的反馈环节中必须具有[ b ] a.给定元件 b ．检测元件 c ．放大元件 d ．执行元件 2. 在直流电动机的电枢回路中，以电流为输入，电压为输出，两者之间的传递函数是[ a ] a ．比例环节 b ．积分环节 c ．惯性环节 d ．微分环节 3. 如果系统不稳定，则系统 [ a ] a.不能工作 b ．可以工作，但稳态误差很大 c ．可以工作，但过渡过程时间很长 d ．可以正常工作 4. 在转速、电流双闭环调速系统中，速度调节器通常采用[ B ]调节器。 a ．比例 b ．比例积分 c ．比例微分 d ．比例积分微分 5.单位阶跃函数1(t)的拉氏变换式L[1(t)]为[ B ]： a ．S b. S 1 c. 21S d. S 2 6. 在直流电动机的电枢回路中，以电流为输出，电压为输入，两者之间的传递函数是[ A ] A ．比例环节 B ．积分环节 C ．惯性环节 D ．微分环节 7．如果系统不稳定，则系统 [ A ]

A. 不能工作 B．可以工作，但稳态误差很大 C．可以工作，但过渡过程时间很长 D．可以正常工作 8. 已知串联校正网络(最小相位环节)的渐近对数幅频特性如下图所示。试判断该环节的相位特性是[ A ]： A．相位超前B．相位滞后 [ B ]调节器。 A．比例 B．比例积分 C．比例微分 D．比例积分微分 10. 已知某环节的幅相频率特性曲线如下图所示，试判定它是何种环 A．相位超前 B. 相位滞后 C. 相位滞后－超前 D. 相位超前－滞后

《控制工程基础》参考复习题及答案

《控制工程基础》参考复习题及习题解答第一部分单项选择题 1.闭环控制系统的主反馈取自【 D 】 A.给定输入端 B.干扰输入端 C.控制器输出端 D.系统输出端 2.不同属性的物理系统可以有形式相同的【 A 】 A.数学模型 B.被控对象 C.被控参量 D.结构参数 3.闭环控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)，其中H(s)是反馈传递函数，则系统的误差信号为【 A 】 A.X i (s )－H (s)X 0(s ) B.X i (s )－X 0(s ) C.X or (s )－X 0(s ) D.X or (s )－H (s )X 0(s ) 3-1闭环控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)，其中H(s)是反馈传递函数，则系统的偏差信号为【 A 】 A.X i (s )－H (s)X 0(s ) B.X i (s )－X 0(s ) C.X or (s )－X 0(s ) D.X or (s )－H (s )X 0(s ) 4.微分环节使系统【 A 】 A.输出提前 B.输出滞后 C.输出大于输入 D.输出小于输入 5.当输入量发生突变时，惯性环节的输出量不能突变，只能按【 B 】 A.正弦曲线变化 B.指数曲线变化 C.斜坡曲线变化 D.加速度曲线变化 6.PID 调节器的微分部分可以【 A 】 A.提高系统的快速响应性 B.提高系统的稳态性 C.降低系统的快速响应性 D.降低系统的稳态性 6－1.PID 调节器的微分部分可以【 A 】 A.提高系统的稳定性 B.提高系统的稳态性 C.降低系统的稳定性 D.降低系统的稳态性 7.闭环系统前向传递函数是【 C 】 A.输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比 B.输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 C.输出信号的拉氏变换与误差信号的拉氏变换之比 D.误差信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 8.一阶系统的时间常数为T ，其脉冲响应为【 C 】 A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T -1 D.T t Te T -+ 8－1.一阶系统的时间常数为T ，其单位阶跃响应为【 C 】 A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C. T t e T -1 D.T t Te T -+ 8－2.一阶系统的时间常数为T ，其单位斜坡响应为【 C 】 A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T -1 D.T t Te T -+ 8－3.一阶系统的时间常数为T ，其单位阶跃响应的稳态误差为【C 】 A.0 B.T C. 1T D.T t Te T -+ 8－4.一阶系统的时间常数为T ，其单位斜坡响应的稳态误差为【 C 】 A.0 B.T C.1T D.T t Te T -+

《控制工程基础》复习题和答案

1 某温度测量系统，最高温度为700℃，要求测量的绝对误差不超过±10℃，现有两台测量范围分别为0～1600℃和0～1000℃的1.0级温度检测仪表，问应选择哪台仪表更合适？如果有测量范围均为0～1000℃，精度等级分别为1.0级和0.5级的两台温度变送器。那么又选择哪台仪表更合适？试说明理由。答：（1）对0～1600℃表：最大绝对误差为（1600-0）*1%=16℃>10℃，不符合测量的绝对误差不超过±10℃的要求；对0～1000℃表：最大绝对误差为（1000-0）*1%=10℃，满足测量的绝对误差不超过±10℃的要求。故选择0～1000℃量程的1.0级温度检测仪表更合适。（2）选择0～1000℃量程的1.0级温度检测仪表更合适，因为这时两台仪表都能满足工艺要求，应当选择其中精度较低的仪表，这样可以节省投资，日常维护也方便。 2 用K 型热电偶测量温度，冷端温度为30℃，对应的热电势为1.203毫伏，如果测量到的热电势为24.9mV ，问热电偶实际温度产生的热电势E(t,0)是多少毫伏？答：热电偶实际温度产生的热电势为：由已知条件得：E(30,0) ＝1.203 mV E(t,30) ＝24.9mV 则 E(t,0)＝E(t,30) ＋E(30,0) ＝ 24.9＋1.203 ＝26.103 (mV) 3 现有精度等级为1.5级、2.0级、2.5级的三块仪表，测量范围分别为0～100℃、-50～550℃和-100～500℃。现需测量500℃左右的温度，要求测量的相对误差不超过2.8%，试确定选用哪块表比较合适。答：测量所允许的最大误差为 max 500 2.8%14 ()o t C ?=?= 1.5 级仪表测量范围上限只有100℃，排除。 2.0级仪表所允许的最大误差为 max 1(55050) 2.0%12 ()o t C ?=+?=

控制工程基础期末复习题(带答案的)

一、填空题(部分可能模糊的已给出参考答案)： 1. 对时域函数进行拉氏变换：)(1t = 、t = 、at e -= 、sin t ω= 。 2. 自动控制系统对输入信号的响应，一般都包含两个分量，即一个是瞬态响应分量，另一个是稳态 _响应分量。 3. 在闭环控制系统中，通过检测元件将输出量转变成与给定信号进行比较的信号，这个信号称为 _____反馈___。 4. 若前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则闭环传递函数为___ __ 5. 函数f(t)=的拉氏变换式是。 6. Bode 图中对数相频特性图上的－180°线对应于奈奎斯特图中的__负实轴_________。 7. 闭环系统稳定的充要条件是所有的闭环极点均位于s 平面的右半平面半平面。 8. 已知传递函数为2()k G s s =，则其对数幅频特性L （ω ）在零分贝点处的频率数值为ω=9. 在系统开环对数频率特性曲线上，低频段部分主要由积分环节和比例决定。 10. 惯性环节的传递函数1 1+Ts ，它的幅频特性的数学式是 ,它的相频特性的数学式是 ωT arctan - 。 11. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 12. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终或稳定状态的响应过程。 13. 判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为负实根或负实部的复数根，即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。 14. I 型系统G s K s s ()() =+2在单位阶跃输入下，稳态误差为 0 ，在单位加速度输入下，稳态误差为 ∞ 。(参考教材P89) 15. 频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。 16. 如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统是 (渐进)稳定的系统。 17. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。 18. 系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。 19. 线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为相频特性。 20. 积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为－20 dB ／dec 。 21. 二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为 0.5~0.8 。 22. 当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是负数时，系统是稳定的。 23. 在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差e ss = ∞ 。(参考教材P89) 24. 用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是正弦函数 _。 25. 线性控制系统最重要的特性是可以应用___叠加 __原理，而非线性控制系统则不能。 26. 方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和反馈连接。 27. 分析稳态误差时，将系统分为0型系统、I 型系统、II 型系统…，这是按开环传递函数的积分环节数来分类的。 28. 用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标图示法和对数坐标图示法。 29. 决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和无阻尼自然振荡频率ω 。 t e 63-

控制工程基础期末考试题及答案

控制工程基础期末考试题及答案一、选择题 1.控制系统的基本组成是（ A ） A. 系统、信号、传感器、控制器和执行机构 B. 环境、信号、系统、传感器、执行机构 C. 反馈、信号、传感器、系统、执行机构 D. 信号、输出、传感器、控制器和执行机构答案：A 2.在压力调节器中，控制信号循环不完全系统中，有( D ) A. 闭环和开环 B. 直接作用和反馈作用

C. 模拟和数字信号 D. 传感器和执行器答案：D 3.在控制系统中，控制参数是（ B ） A. 控制器和执行机构 B. 执行机构的推动量 C. 传感器和信号 D. 控制环境答案：B 4.下列项目中，可以作为控制信号传输的是（ B ） A. 指令 B. 脉冲

C. 开关信号 D. 压力答案：B 5.在控制系统中，调整器的作用是（ D ） A. 输出参考信号 B. 调节控制环境 C. 调节输入信号 D. 改变执行器的位置答案：D 二、填空题 6.当变量的输入是有用的外界信号时，这种控制系统叫__外环控制系统___。

答案：外环 7.控制系统可以根据__反馈信号__的不同，分为闭环控制系统和开环控制系统。答案：反馈 8.控制系统的__执行机构__是控制信号实际发挥作用的部件。答案：执行机构 9.在变径机构中，活塞杆或活塞上有__凸轮__，利用凸轮来传递位置信号或脉冲信号，以便控制活塞杆的运动方向。答案：凸轮 10.控制系统本身也可以分为__硬件系统和软件系统__两部分。答案：硬件系统和软件系统

三、论述题 11.介绍闭环控制系统的原理答案：闭环控制系统是指根据反馈信号自动调整控制参数，达到控制目标的控制系统。它利用闭环环路来完成反馈控制，也是当今控制系统中应用最为广泛的控制方式。闭环控制系统的基本元件是反馈环路、传感器、控制器和执行器，它们形成一个典型的反馈环路。该环路的结构中，传感器将变量的实际量转换成控制信号，反馈信号与设定的参数比较，然后经过控制器处理，把得到的结果转换成推动量，这种推动量是由一个执行器来完成的，会对调节对象产生影响，使变量恢复到参考值，闭环控制系统也可以改变控制器的输出，用以达到控制目标。四、应用题 12.讨论一种液压控制器在压力控制系统中的应用

自动控制工程基础复习题及答案

20．二阶系统当0<ζ<1时，假如增加ζ，则输出响应的最大超调量%σ将（ B ） A.增加 B.减小 C.不变 D.不定 24. 比例环节的频率特性相位移θ(ω)= ( C ) A.90° B.-90° C.0° D.-180° 25. 奈奎斯特稳定性判据是利用系统的( C )来判据闭环系统稳定性的一个判别准则。 A.开环幅值频率特性 B.开环相角频率特性 C.开环幅相频率特性 D.闭环幅相频率特性 26. 系统的传递函数 ( C ) A.与输入信号有关 B.与输出信号有关 C.完全由系统的结构和参数确定 D.既由系统的结构和参数确定，也与输入信号有关 27. 一阶系统的阶跃响应， ( D ) A.当时间常数T 较大时有振荡 B.当时间常数T 较小时有振荡 C.有振荡 D.无振荡 28. 二阶振荡环节的对数频率特性相位移θ(ω)在( D )之间。 A.0°和90° B.0°和－90° C.0°和180° D.0°和－180° 29. 某二阶系统阻尼比为0.2，则系统阶跃响应为 ( C ) A. 发散振荡 B. 单调衰减 C. 衰减振荡 D. 等幅振荡二、填空题： 1. 线性限制系统最重要的特性是可以应用___叠加__原理，而非线性限制系统则不能。 2．反馈限制系统是依据输入量和__反馈量__的偏差进行调整的限制系统。 3．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差e ss =__∞___。 4．当且仅当闭环限制系统特征方程的全部根的实部都是__负数__时，系统是稳定的。 5.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和__反馈 _连接。 6．线性定常系统的传递函数，是在_ 初始条件为零___时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。 7．函数te -at 的拉氏变换为 2 )(1 a s +。 8．线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而改变的函数关系称为__相频特性__。 9．积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为__－20__dB ／dec 。 10．二阶系统的阻尼比ξ为 _ 0_ 时，响应曲线为等幅振荡。 11．在单位斜坡输入信号作用下，Ⅱ型系统的稳态误差e ss =__0_。

《控制工程基础》期末复习题及答案

8、若某最小相位系统的相角裕度0γ>，则下列说确的是 ( )。 A 、不稳定； B 、只有当幅值裕度1g k >时才稳定； C 、稳定； D 、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。 9、若某串联校正装置的传递函数为1011001 s s ++，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 10、下列串联校正装置的传递函数中，能在1c ω=处提供最大相位超前角的是： A 、1011s s ++ B 、1010.11s s ++ C 、210.51s s ++ D 、0.11101 s s ++ 11、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。 12、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 13、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 14、已知系统的开环传递函数为50(21)(5) s s ++，则该系统的开环增益为 ( )。 A 、50 B 、25 C 、10 D 、5 15、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 16、开环频域性能指标中的相角裕度γ对应时域性能指标( ) 。 A 、超调%σ B 、稳态误差ss e C 、调整时间s t D 、峰值时间p t 17、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)K s s s -+ B 、(1)(5K s s s +-+） C 、2(1)K s s s +－ D 、(1)(2) K s s s -- 18、若系统增加合适的开环零点，则下列说法不正确的是 ( )。

机械工程控制基础期末试卷复习资料

机械控制工程基础期末考试试卷课程名称：机械控制工程基础1；试卷编号：卷；考试时间：120分钟；考试形式：闭卷一、填空（每小题4分，共20分）得分评卷人复查人 1、某系统传递函数为21s ，在输入t t r 3sin 2)(=作用下，输出稳态分量的幅值为。 2、谐波输入下，系统的响应称为频率响应。 3、已知某系统开环传递函数的零点都在左半S 平面，其开环频率特性曲线如图1.5所示，则该系统位于右半S 平面的极点数有个。 4、控制系统的基本要求主要有：， 5、Nyquist 图上以原点为圆心的单位圆对应于Bode 图上的线。二、选择题（每小题3分，共30分） 1、关于反馈的说法，正确的是（） A ．反馈实质上就是信号的并联 B ．反馈都是人为加入的 C ．正反馈就是输入信号及反馈相加 D ．反馈就是输出以不同方式作用于系统 2、关于系统模型的说法，正确的是（） A ．每个系统只有一种数据模型 B ．动态模型在一定条件下可简化为静态模型 C ．动态模型比静态模型好 D ．静态模型比动态模型好 3、某环节的传递函数为s 1，则该环节为（） A. 惯性环节 B. 积分环节 C ．微分环节 D ．比例环节 4、系统的传递函数（） A ．及外界无关 B ．反映了系统、输出、输入三者之间的关系 C ．完全反映了系统的动态特性 D. 及系统的初始状态有关 5、二阶欠阻尼系统的上升时间为（） A ．阶跃响应曲线第一次达到稳定值的98%的时间 B ．阶跃响应曲线达到稳定值的时间 C ．阶跃响应曲线第一次达到稳定值的时间 D ．阶跃响应曲线达到稳定值的98%的时间 6、关于线性系统时间响应，说法正确的是（） A ．时间响应就是系统输出的稳态值 B ．由单位阶跃响应和单位脉冲响应组成 C ．由强迫响应和自由响应组成 D ．及系统初始状态无关 7、系统的单位脉冲响应函数为t e t w 2.03)(-=，则系统的传递函数为（） A ． B. 学院专业班级年级姓名学号装订线(答题不得超过此线)

西安交通大学《机械控制工程基础》期末考试题集汇总

西安交通大学《机械控制工程基础》奥鹏期末考试题库合集本套合集为考前突击题集汇总，含答案单选题： 1.串联相位滞后校正通常用于( ) A.提高系统的快速性 B.提高系统的稳态精度 C.减少系统的阻尼 D.减少系统的固有频率标准答案：B 2.频率特性的半对数坐标图又称为奈奎斯特图( ) A.正确 B.错误标准答案：B 3.积分环节的幅频特性，其幅值与频率成（）关系。 A.正比 B.反比 C.指数 D.不确定标准答案：B （4）最小相位系统的定义为：系统开环传递函数的（）。 A.所有零点均在s平面的左半平面，极点在右半平面 B.所有零点和极点均在s平面的左半平面 C.所有零点和极点均在s平面的右半平面 D.所有极点均在s平面的左半平面，零点在右半平面标准答案：B

（5）对于连续系统和离散系统的分析工具说法正确的是（）。 A.二者均以拉氏变换为分析工具 B.连续系统以拉氏变换为分析工具，离散系统以z变换为分析工具 C.连续系统以z变换为分析工具，离散系统以拉氏变换为分析工具 D.二者均以z变换为分析工具标准答案：B （6）一个线性系统稳定与否取决于（） A.系统的结构和参数 B.系统的输入 C.系统的干扰 D.系统的初始状态标准答案：A （7）在系统开环伯德图上，中频段反映了闭环系统的（）特性 A.动态 B.稳态 C.抗干扰能力 D.瞬态标准答案：A （8）若已知单位负反馈系统的闭环传递函数为φ(s)，则其开环传递函数等于G(s)等于（）。 A.φ(s)/(1+φ(s)) B.φ(s)/(1-φ(s)) C.(1+φ(s))/φ(s) D.(1-φ(s))/φ(s) 标准答案：B

机械控制工程基础试题及复习资料

一、填空题(每空1分，共20分) 1. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换及输入量的拉氏变换之比。 2. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终或稳定状态的响应过程。 3. 判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为负实根或负实部的复数根，即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。 4. I 型系统在单位阶跃输入下，稳态误差为 0 ，在单位加速度输入下，稳态误差为 ∞ 。 5. 频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。 6. 如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统是(渐进)稳定的系统。 7. 传递函数的组成及输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。 8. 系统的稳态误差及输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。 9. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。 10. 反馈控制系统开环对数幅频特性三频段的划分是以ωc （截止频率）附近的区段为中频段，该段着重反映系统阶跃响应的稳定性和快速性；而低频段主要表明系统的稳态性能。 11. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、快速性和精确或准确性。二．设有一个系统如图1所示，k 1=1000N/m, k 2=2000N/m, D=10N/(m/s)，当系统受到输入信号t t x i sin 5)(= 的作用时，试求系统的稳态输出)(t x o 。(15分) 解： ()()()1 015.001.021211+=++=s s k k Ds k k Ds k s X s X i o 然后通过频率特性求出 ()() 14.89sin 025.0+=t t x o 三．一个未知传递函数的被控系统，构成单位反馈闭环。经过测试，得知闭环系统的单位阶跃响应如图2所示。(10分) 问：(1) 系统的开环低频增益K 是多少？(5分) (2) 如果用主导极点的概念用低阶系统近似该系统，试写出其近似闭环传递函数；(5分) 解：（1），07K = (2) 四．已知开环最小相位系统的对数幅频特性如图3所示。(10分) 1. 写出开环传递函数G(s)的表达式；(5分) 2. 概略绘制系统的Nyquist 图。(5分)

机械控制工程基础复习题及答案

机械控制工程基础复习题1 1、选择填空（30分，每小题2分）（下列各题均给出数个答案，但只有一个是正确的，请将正确答案的序号写在空白处） 1.1在下列典型环节中，属于振荡环节的是。 (A) 101.010)(2++= s s s G (B) 1 01.01)(2 ++=s s s G (C) 101 )(+=s s G 1.2系统的传递函数定义为在零初始条件下输出量的Laplace 变换与输入量的Laplace 变换之比，其表达式。（A ）与输入量和输出量二者有关（B ）不仅与输入量和输出量二者有关，还与系统的结构和参数有关（C ）只与系统的结构和参数有关，与输入量和输出量二者无关 1.3系统峰值时间p t 满足。（A ） 0)(=p p o dt t dx （B ）)()(∞=o p o x t x （C ）)()()(∞⋅∆≤∞-o o p o x x t x 其中，)(t x o 为系统的单位阶跃响应。 1.4开环传递函数为G (s )的单位反馈系统的静态速度误差系数的计算式为。 (A) )(lim 0 s G K s v →= (B) )(lim 2 s G s K s v →= (C) )(lim 0 s sG K s v →= 1.5最大百分比超调量(%)p M 的定义式为。（A ）)()(max (%)∞-=o o p x t x M (B) %100) () ()(max (%)∞∞-= o o o p x x t x M （C ）) () (max (%)t x t x M i o p = 其中，)(t x i 为系统的输入量，)(t x o 为系统的单位阶跃响应，)(max t x o 为)(t x o 的最大值。 1.6给同一系统分别输入)sin()(11t R t x i ω=和)sin()(2t R t x r i ω=这两种信号（其中， r ω是系统的谐振频率，1ω是系统正常工作频率范围内的任一频率），设它们对应的稳态输出分别为)sin()(1111ϕω+=t C t x o 和)sin()(222ϕω+=t C t x r o ，则成立。（A ）21C C > （B ）12C C > （C ）21C C = 1.7 若一单位反馈系统的开环传递函数为) ()(1220 a s a s a s G += , 则由系统稳定的必要条件可知，。（A ）系统稳定的充分必要条件是常数210,,a a a 均大于0

湖南工业大学控制工程基础期末考试复习资料

一、填空题 1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：稳定性、快速性和准确性。 2、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，称为开环控制系统；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，称为闭环控制系统。含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。 3、控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值称为传递函数。一阶系统传函标准形式是1()1 G s Ts =+，二阶系统传函标准形式是222 ()2n n n G s s s ωζωω=++或：221()21G s T s T s ζ=++) 。 4、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)为G 1(s)+G 2(s （用G 1(s)与G 2(s) 表示）。 5、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P 是指开环传函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)，Z 是指闭环传函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，不稳定的根的数)，R 指奈氏曲线逆时针方向包围 (-1, j0 )整圈数。 6、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+，则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s +++。

与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为__相频特性__。 16．积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为__－20__dB ／dec 。 17．二阶系统的阻尼比ξ为 _ 0_ 时，响应曲线为等幅振荡。 18．在单位斜坡输入信号作用下，Ⅱ型系统的稳态误差e ss =__0__。 19．0型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为___0___dB/dec ，高度为20lgKp 。 20．单位斜坡函数t 的拉氏变换为 21 s 。 21. 根据系统输入量变化的规律，控制系统可分为__恒值__控制系统、___随动___ 控制系统和程序控制系统。 22. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、__快速性__和准确性。