控制工程基础复习题及答案
一、选择题
1. 在阶跃函数输入作用下，阻尼比（ A ）的二阶系统，其响应具有等幅振荡性。
A ．ζ＝0 B. ζ>1 C. ζ＝1 D. 0<ζ<1
2.典型二阶振荡系统的（ C ）时间可由响应曲线的包络线近似求出。
A 、峰值 ；
B 、延时 ；
C 、调整 ；
D 、上升
3. cos2t 的拉普拉斯变换式是（ C ）
A. S
1 B. 442+S C.42+S S D. 21S 4. 控制系统的稳态误差反映了系统的〔 B 〕
A. 快速性
B. 稳态性能
C. 稳定性
D. 动态性能
5. 对于典型二阶系统，在欠阻尼状态下，如果增加阻尼比ξ的数值，则其动态性能指标中的最大超调量将〔 D 〕
A. 增加
B. 不变
C. 不一定
D. 减少
6.已知系统的开环传递函数为:
G(S)H(S) = K(τS+1)/[(T 1S+1)(T 2S+1)(T 3S 2+2ζT 3S+1)]，则它的对数幅频特性渐近线在ω趋于无穷大处的斜率为（ C ）（单位均为dB/十倍频程）。
A 、-20 ；
B 、-40 ；
C 、-60 ；
D 、-80
7.已知系统的频率特性为G （j ω）=K(1+j0.5ω)/[(1+j0.3ω)(1+j0.8ω)]，其相频特性∠G （j ω）为（ A ）。
A. arctg0.5ω – arctg0.3ω – arctg0.8ω
B. -arctg0.5ω – arctg0.3ω – arctg0.8ω
C. -arctg0.5ω + arctg0.3ω + arctg0.8ω
D.arctg0.5ω + arctg0.3ω + arctg0.8ω
8.对于典型二阶系统，当阻尼比不变时，如果增加无阻尼振荡频率ωn 的数值，则其动态性能指标中的调整时间ts( B )。
A 、增加；
B 、减少 ；
C 、不变 ；
D 、不定
9. 为提高某二阶欠阻尼系统相对稳定性，可（C ）
A 加大n ω
B 减小n ω
C 加大ζ
D 减小ζ
10.某系统开环传递函数为
1)s(10s 100
G(S)+=，稳态误差为零，则输入可能是（A ） A. 1(t) B t ·1(t) C. 1(t)2t 2⋅ D. )(1)sin(t t ⋅ω
11．系统的传递函数完全决定于系统的如下因素： ( A )
(A) 结构和参数 (B) 输入信号 (C) 输出信号 (D) 扰动信号
12．控制系统的闭环传递函数为。则其开环传递函数为： (B )
13．某单位反馈系统开环传递函数，当输入为单位加速度函数时，系统稳态误差为： ( B )
（A ）0 （B ）0.01 （C ）∝（D ）100
14．线性定常控制系统的单位阶跃响应的类型完全决定于系统的： ( )
(A)开环增益 (B)闭环极点在S 平面上位置 (C)型别 (D)开环极点在S 平面上位置
15．系统的截止频率愈大则： ( B )
(A)对高频噪声滤除性能愈好 (B)上升时间愈小
(C)快速性愈差 (D)稳态误差愈小
16. 某二阶系统阻尼比为2，则系统阶跃响应为 ( C )
(A) 振荡发散 (B) 振荡衰减 (C) 单调衰减 (D) 等幅振荡
17控制系统闭环极点分别为增益为5，则其闭环传递函数为（D ）
18．某单位反馈系统的闭环传递函数为
，则输入时稳态输
出的幅值为: （A ）
19. 反映控制系统稳态性能的指标为（D ）：
a ．Mp% b. ts c. tr d. e ss
20.某机械平移系统如图所示，则其传递函数的极点数P 为( B )个。
21. 已知系统的开环传递函数为)
14(+S S ,则在ω→∞时,它的频率特性的相位角为( D )
a. –270o
b. –180o
c. -90o
d. 90o
22系统的稳定性取决于（C ）
a.系统的干扰
b.系统的干扰点位置
c.系统传递函数极点分布
d.系统的输入
二、填空题
1. 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∞。
2. 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。
3. 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。
4．ω从0变化到+∞时，惯性环节的频率特性极坐标图在____第四____象限，形状为___半
___圆。
5. 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_。
6．二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为10<<ξ。
7G(s)=1
+Ts K 的环节称为___惯性__环节。 8系统输出量的实际值与_输出量的希望值__之间的偏差称为误差。
9．线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用___线性微分__方程来描述。
10． 稳定性 、 快速性 和准确性是对自动控制系统性能的基本要求。
11二阶系统的典型传递函数是2222n
n n w s w s w ++ξ。 12设系统的频率特性为)(jI )j (R )j (G ω+ω=ω，则)(R ω称为 实频特性 。
13. 根据控制系统元件的特性，控制系统可分为__线性__ 控制系统、 非线性_控制系统。 14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__。 15根据自动控制系统是否设有反馈环节来分类，控制系统可分为__开环_控制系统、_闭环__控制系统。
16.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。
17.二阶系统的阻尼系数ξ=__0.707____时，为最佳阻尼系数。这时系统的平稳性与快速性都较理想。
18.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。
19．线性定常系统的传递函数，是在_______零初始条件_________时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。
20．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________。
三、分析计算题。
1化简方框图
2、(1) 某系统如图所示，试求其无阻尼自振角频率n ω，阻尼比ζ，超调量p M ，峰值时间p t 调整时间s t （进入±5%的误差带）。
/)
(2)设单位负反馈系统的开环传递函数为 )
6(25)(+=s s s G k 求1)系统的阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn ；
2）系统的峰值时间tp 、超调量σ％、调整时间tS(△=0.02)；
3已知单位负反馈系统的开环传递函数如下：
)2.0)(1.0(2
)(2++=s s s s G K
求：(1) 试确定系统的型次v 和开环增益K ； （2）试求输入为2425)(t t t r ++=时，系统的稳态误差。
4设系统特征方程为0310126234=++++s s s s 试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判
别该系统的稳定性。
5已知单位反馈控制系统，开环对数幅频特性如图所示。
)(ωL
40
20
1.0110ω
20-
试求：
（1)(∞e 的值。
（2）过渡过程时间?%)5(=s t
6.系统模拟电路如下，画出系统的方框图，求出系统的传递函数，判断使系统稳定的电阻R 的值的范围。
最新《控制工程基础》习题集及答案
《控制工程基础》习题集及答案 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 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 12. 开环增益K 增加，系统的稳定性（ c ）： A ．变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定 13. 开环传递函数的积分环节v 增加，系统的稳定性（ ）： A ．变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定 14. 已知 f(t)=0.5t+1，其L[f(t)]=( c ): A ．S+0.5S 2 B. 0.5S 2 C. S S 1212 D. S 21 15.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 16.PD 调节器是一种（ a ）校正装置。 A ．相位超前 B. 相位滞后 C. 相位滞后－超前 D. 相位超前－滞后 17.已知最小相位系统的开环对数幅频特性曲线的渐近线如下图所 示，试确定其开环增益K （ c ）。 A 、0 ； B 、5 ； C 、10 ； D 、12 L(18.已知系统的特征方程为S 3+S 2+τS+5=0，则系统稳定的τ值范围为 （ c ）。 τ>0； B. τ<0 ； C. τ>5 ； D. 0<τ<5 19.开环传递函数的积分环节v 增加，系统的稳态性能（ ）：
《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》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》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 -+ 9.过阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为【 】 《控制工程基础》练习题及答案 1.单选题 L作为控制系统，一般()。 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 正确答案：A 2.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 正确答案：B 3 .下列串联校正装置的传递函数中,能在频率3C=4处提供最大相位超前角的是()。 A. (4s + l)∕(s+l) B. (s+l)∕(4s + l) C. (0.1s + l)∕(0.625s + l) D. (0.625s + l)∕(0.1s + l)正确答案：D 4 .利用乃奎斯特稳定性判据判断系统的稳定性时，Z=P-N中的Z表示 意义为()。 A.开环传递函数零点在S左半平面的个数 B.开环传递函数零点在S右半平面的个数 C.闭环传递函数零点在S右半平面的个数 D.闭环特征方程的根在S右半平面的个数 正确答案：D 5 .某环节的传递函数为G⑸=Ts + l,它是()。 A.积分环节 B.微分环节 C. 一阶积分环节 D. 一阶微分环节 正确答案：D 6.单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=4∕s(s÷5),则系统在r(t)=2t输入作用下，其稳态误差为()。 A. 10/4 B. 5/4 C. 4/5 D. 0 正确答案：A 7.已知系统的开环传递函数为100∕S2(0∙lS+l)(5S+4),则系统的开环增益以 及型次为()。 A. 25 , ∏型 B. IOO , ∏ 型 C. 100 z I 型 D. 25 , O 型 正确答案：A 8.控制论的中心思想是（）。 A. 一门即与技术科学又与基础科学紧密联系的边缘科学 8 .通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制 C.抓住一切通讯和控制系统所共有的特点 D,对生产力的发展、生产率的提高具有重大影响 正确答案：B 9 .反馈控制系统是指系统中有（）。 A.反馈回路 B.惯性环节 C.积分环节 D. PID调节器 正确答案：A 10.下面因素中，与系统稳态误差无关的是（）。 A.系统的类型 B.开环增益 C.输入信号 D.开环传递函数中的时间常数 一、选择题 1. 在阶跃函数输入作用下，阻尼比（ A ）的二阶系统，其响应具有等幅振荡性。 A ．ζ＝0 B. ζ>1 C. ζ＝1 D. 0<ζ<1 2.典型二阶振荡系统的（ C ）时间可由响应曲线的包络线近似求出。 A 、峰值 ； B 、延时 ； C 、调整 ； D 、上升 3. cos2t 的拉普拉斯变换式是（ C ） A. S 1 B. 442+S C.42+S S D. 21S 4. 控制系统的稳态误差反映了系统的〔 B 〕 A. 快速性 B. 稳态性能 C. 稳定性 D. 动态性能 5. 对于典型二阶系统，在欠阻尼状态下，如果增加阻尼比ξ的数值，则其动态性能指标中的最大超调量将〔 D 〕 A. 增加 B. 不变 C. 不一定 D. 减少 6.已知系统的开环传递函数为: G(S)H(S) = K(τS+1)/[(T 1S+1)(T 2S+1)(T 3S 2+2ζT 3S+1)]，则它的对数幅频特性渐近线在ω趋于无穷大处的斜率为（ C ）（单位均为dB/十倍频程）。 A 、-20 ； B 、-40 ； C 、-60 ； D 、-80 7.已知系统的频率特性为G （j ω）=K(1+j0.5ω)/[(1+j0.3ω)(1+j0.8ω)]，其相频特性∠G （j ω）为（ A ）。 A. arctg0.5ω – arctg0.3ω – arctg0.8ω B. -arctg0.5ω – arctg0.3ω – arctg0.8ω C. -arctg0.5ω + arctg0.3ω + arctg0.8ω D.arctg0.5ω + arctg0.3ω + arctg0.8ω 8.对于典型二阶系统，当阻尼比不变时，如果增加无阻尼振荡频率ωn 的数值，则其动态性能指标中的调整时间ts( B )。 A 、增加； B 、减少 ； C 、不变 ； D 、不定 9. 为提高某二阶欠阻尼系统相对稳定性，可（C ） A 加大n ω B 减小n ω C 加大ζ D 减小ζ 10.某系统开环传递函数为 1)s(10s 100 G(S)+=，稳态误差为零，则输入可能是（A ） A. 1(t) B t ·1(t) C. 1(t)2t 2⋅ D. )(1)sin(t t ⋅ω 11．系统的传递函数完全决定于系统的如下因素： ( A ) (A) 结构和参数 (B) 输入信号 (C) 输出信号 (D) 扰动信号 12．控制系统的闭环传递函数为。则其开环传递函数为： (B ) 13．某单位反馈系统开环传递函数，当输入为单位加速度函数时，系统稳态误差为： ( B ) （A ）0 （B ）0.01 （C ）∝（D ）100 14．线性定常控制系统的单位阶跃响应的类型完全决定于系统的： ( ) 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- 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 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 ,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。 4、系统在作用下的稳态误差,说明( ） A、型别； 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. 5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是( ) A、主反馈口符号为“—”； B、除外的其他参数变化时； C、非单位反馈系统； D、根轨迹方程（标准形式）为。 6、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 C、调整时间 D、峰值时间 7、已知开环幅频特性如图2所示，则图中不稳定的系统是( ）。 系统①系统②系统③ 图2 A、系统① B、系统② C、系统③ D、都不稳定 8、若某最小相位系统的相角裕度,则下列说法正确的是 ( ）. A、不稳定; B、只有当幅值裕度时才稳定； 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，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,能在处提供最大相位超前角的是: A、B、C、D、 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; 《控制工程基础》练习题及答案 1. 单选题 1. 作为控制系统，一般（）。 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 正确答案：A 2. 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 正确答案：B 3. 下列串联校正装置的传递函数中，能在频率ωc=4处提供最大相位超前角的是（）。 A. (4s+1)/(s+1) B. (s+1)/(4s+1) C. (0.1s+1)/(0.625s+1) D. (0.625s+1)/(0.1s+1) 正确答案：D 4. 利用乃奎斯特稳定性判据判断系统的稳定性时，Z=P-N中的Z表示意义为（）。 A. 开环传递函数零点在S左半平面的个数 B. 开环传递函数零点在S右半平面的个数 C. 闭环传递函数零点在S右半平面的个数 D. 闭环特征方程的根在S右半平面的个数 正确答案：D 5. 某环节的传递函数为G(s)=Ts+1,它是（）。 A. 积分环节 B. 微分环节 C. 一阶积分环节 D. 一阶微分环节 正确答案：D 6. 单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=4/s(s+5) ，则系统在r(t)=2t输入作用下，其稳态误差为（）。 A. 10/4 B. 5/4 C. 4/5 D. 0 正确答案：A 7. 已知系统的开环传递函数为100/S2(0.1S+1)(5S+4)，则系统的开环增益以及型次为（）。 A. 25，Ⅱ型 B. 100，Ⅱ型 C. 100，Ⅰ型 D. 25，O型 正确答案：A 8. 控制论的中心思想是（）。 A. 一门即与技术科学又与基础科学紧密联系的边缘科学 B. 通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制 C. 抓住一切通讯和控制系统所共有的特点 D. 对生产力的发展、生产率的提高具有重大影响 正确答案：B 9. 反馈控制系统是指系统中有（）。 A. 反馈回路 B. 惯性环节 C. 积分环节 D. PID调节器 正确答案：A 10. 下面因素中，与系统稳态误差无关的是（）。 A. 系统的类型 B. 开环增益 C. 输入信号 D. 开环传递函数中的时间常数 一、单项选择题： 1． 线性系统和非线性系统的根本区别在于 ( C ) A ．线性系统有外加输入,非线性系统无外加输入。 B ．线性系统无外加输入，非线性系统有外加输入. C ．线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理。 D ．线性系统不满足迭加原理，非线性系统满足迭加原理。 2．令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的 ( B ） A ．代数方程 B ．特征方程 C ．差分方程 D ．状态方程 3． 时域分析法研究自动控制系统时最常用的典型输入信号是 （ D ） A ．脉冲函数 B ．斜坡函数 C ．抛物线函数 D ．阶跃函数 4．设控制系统的开环传递函数为G （s)= ) 2s )(1s (s 10 ++,该系统为 （ B ) A ．0型系统 B ．I 型系统 C ．II 型系统 D ．III 型系统 5．二阶振荡环节的相频特性)(ωθ，当∞→ω时，其相位移)(∞θ为 ( B ) A ．—270° B ．—180° C ．—90° D ．0° 6. 根据输入量变化的规律分类,控制系统可分为 ( A ） A.恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统 B 。反馈控制系统、前馈控制系统前馈—反馈复合控制系统 C.最优控制系统和模糊控制系统 D.连续控制系统和离散控制系统 7．采用负反馈连接时，如前向通道的传递函数为G （s ），反馈通道的传递函数为H （s ）,则其等效传递函数为 （ C ） A ．)s (G 1) s (G + B ．) s (H )s (G 11+ C ． ) s (H )s (G 1) s (G + D ． ) s (H )s (G 1) s (G - 8． 一阶系统G （s ）= 1 +Ts K 的时间常数T 越大，则系统的输出响应达到稳态值的时间 （ A ) A ．越长 B ．越短 C ．不变 D ．不定 9．拉氏变换将时间函数变换成 （ D ） A ．正弦函数 B ．单位阶跃函数 C ．单位脉冲函数 D ．复变函数 10．线性定常系统的传递函数,是在零初始条件下 （ D ) σ将（ B ）20．二阶系统当0<ζ<1时，如果增加ζ，则输出响应的最大超调量% 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决定 D.既由系统的结构和参数决定，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。 2．反馈控制系统是根据输入量和__反馈量__的偏差进行调节的控制系统。 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。 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变化的函数关系称为__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_。 18. 设系统的频率特性Ｇ(j ω)=R(ω)+jI(ω),则幅频特性|G(j ω)|=)()(2 2 w I w R +。 19. 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。 20. 线性系统稳定的充分必要条件是它的特征方程式的所有根均在复平面的___左___部分。 21．ω从0变化到+∞时，惯性环节的频率特性极坐标图在____第四____象限，形状为___半 ___圆。 22. 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_。 23．二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为10<<ξ。 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 《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<=""> 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。 5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是( ) A 、主反馈口符号为“-” ； B 、除r K 外的其他参数变化时； C 、非单位反馈系统； D 、根轨迹方程（标准形式）为1)()(+=s H s G 。 6、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 7、已知开环幅频特性如图2所示，则图中不稳定的系统是( )。 系统① 系统② 系统③ 图2 A 、系统① B 、系统② C 、系统③ D 、都不稳定 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 ( )控制工程基础复习题答案(修)
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