《控制工程基础》A卷试题
控制工程基础试题及参考答案(A)
* ********* 学院20**至20**学年度第*学期---班控制工程基础试卷一、判断题(10分)1、系统的误差是以系统的输入端为基准来定义的，而系统的偏差是以系统的输出端为基准来定义的。
（）2、系统的时间响应按振动性质分为自由响应和零输入响应。
( )3、最大超调量Mp即与阻尼比有关，又与无阻尼固有频率有关。
( )4、对于单位反馈系统，稳态偏差等于稳态误差。
( )5、谐振带越宽，反应速度越快。
( )一、填空题（10分）1、对控制系统的基本要求有：___________，___________，____________。
2、凡是能用____________描述的系统就是线性系统，线性系统的一个最重要特性就是它满足_____________。
3、一阶系统在理想的单位脉冲函数在作用下，其响应函数为_____________4、系统的误差是由___________和____________两部分组成的。
5、最大超调量和振荡次数反应了系统的____________________。
6、系统稳定的充要条件是__________________________________。
三、简答题（15分）1什么是时间响应？时间响应由哪两部分组成？？2什么是频率特性？3什么是相位裕度？什么幅值裕度？四、计算题（计65分）1已知系统的动力学方程式如下（10分）()t y..+3()()()()t rdtt yt yt y446.=++⎰求出它的传递函数Y(s)/R(s)。
2求出图1所示系统的传递函数X o（s）/ X i（s）。
(10分)试卷纸出卷：_***_ 试卷：__ ___ 审批：_____人数3由试图所示()t f施加一个3N的阶跃力，求出质量m，阻尼系数c，弹簧进度系数k。
(15分)4已知系统的特征方程()10532234++++=sssssB=0，判断系统的稳定性。
（15分）5、已知开环频率特性10()()(1)(12)(13)G j H jj j jωωωωω=+++，分析系统的稳定性。
2008控制工程基础试卷A
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 的条件下，系统输出量的拉氏变换与 之比。
2. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从 状态到 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 ，即系统的特征根必须全部在 是系统稳定的充要条件。
4. I 型系统G s K s s ()()=+2在单位阶跃输入下，稳态误差为 ，在单位加速度输入下，稳态误差为 。
5. 频率响应是系统对 稳态响应，频率特性包括 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_____________系统。
7. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于 ，并且只适于零初始条件下的 系统。
8. 系统的稳态误差与输入信号的形式及 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_________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 性和 性；而低频段主要表明系统的 。
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、 性和 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)ix ox K K D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)17/8四．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。
《控制工程基础》题集
《控制工程基础》题集一、选择题（每题5分，共50分）1.在控制系统中，被控对象是指：A. 控制器B. 被控制的设备或过程C. 执行器D. 传感器2.下列哪一项不是开环控制系统的特点？A. 结构简单B. 成本低C. 精度低D. 抗干扰能力强3.PID控制器中的“I”代表：A. 比例B. 积分C. 微分D. 增益4.下列哪种控制系统属于线性定常系统？A. 系统参数随时间变化的系统B. 系统输出与输入成正比的系统C. 系统输出与输入的平方成正比的系统D. 系统参数随温度变化的系统5.在阶跃响应中，上升时间是指：A. 输出从0上升到稳态值的时间B. 输出从10%上升到90%稳态值所需的时间C. 输出从5%上升到95%稳态值所需的时间D. 输出达到稳态值的时间6.下列哪种方法常用于控制系统的稳定性分析？A. 时域分析法B. 频域分析法C. 代数法D. A和B都是7.在频率响应中，相位裕度是指：A. 系统增益裕度对应的相位角B. 系统相位角为-180°时的增益裕度C. 系统开环频率响应相角曲线穿越-180°线时的增益与实际增益之差D. 系统闭环频率响应相角曲线穿越-180°线时的增益8.下列哪种控制策略常用于高精度位置控制？A. PID控制B. 前馈控制C. 反馈控制D. 最优控制9.在控制系统的设计中，鲁棒性是指：A. 系统对参数变化的敏感性B. 系统对外部干扰的抵抗能力C. 系统的稳定性D. 系统的快速性10.下列哪项不是现代控制理论的特点？A. 基于状态空间描述B. 主要研究单变量系统C. 适用于非线性系统D. 适用于时变系统二、填空题（每题5分，共50分）1.控制系统的基本组成包括控制器、和。
2.在PID控制中，比例作用主要用于提高系统的______，积分作用主要用于消除系统的______，微分作用主要用于改善系统的______。
3.线性系统的传递函数一般形式为G(s) = ______ / ______。
控制工程基础试题及参考答案A
---班控制工程基础试卷一、判断题(10分)1、系统的误差是以系统的输入端为基准来定义的，而系统的偏差是以系统的输出端为基准来定义的。
（）2、系统的时间响应按振动性质分为自由响应和零输入响应。
( )3、最大超调量Mp即与阻尼比有关，又与无阻尼固有频率有关。
( )4、对于单位反馈系统，稳态偏差等于稳态误差。
( )5、谐振带越宽，反应速度越快。
( )一、填空题（10分）1、对控制系统的基本要求有：___________，___________，____________。
2、凡是能用____________描述的系统就是线性系统，线性系统的一个最重要特性就是它满足_____________。
3、一阶系统在理想的单位脉冲函数在作用下，其响应函数为_____________4、系统的误差是由___________和____________两部分组成的。
5、最大超调量和振荡次数反应了系统的____________________。
6、系统稳定的充要条件是__________________________________。
三、简答题（15分）1什么是时间响应？时间响应由哪两部分组成？？2什么是频率特性？3什么是相位裕度？什么幅值裕度？四、计算题（计65分）1已知系统的动力学方程式如下（10分）()t y ..+3()()()()t r dt t y t y t y 446.=++⎰ 求出它的传递函数Y(s)/R(s)。
2求出图1所示系统的传递函数X o （s ）/ X i （s ）。
(10分)3由试图所示()t f 施加一个3N 的阶跃力，求出质量m ，阻尼系数c ，弹簧进度系数k 。
(15分) 4已知系统的特征方程()10532234++++=s s s s s B =0，判断系统的稳定性。
（15分）5、已知开环频率特性10()()(1)(12)(13)G j H j j j j ωωωωω=+++，分析系统的稳定性。
控制工程基础试题A卷文档
石家庄铁道学院2010-2011学年第1学期2008级本科班期末考试试卷（A ）课程名称：控制工程基础 任课教师：刘希太、郑明军 考试时间：120分钟学 号： 姓 名： 班 级：考试性质（学生填写）：正常考试（ ）缓考（ ）补考（ ）重修（ ）提前修读( )注：将所有答案写在后面的答题纸上，最后一页为草稿纸。
一、 填空题（每空1分，15题共20分） 1． 控制系统由 两部分组成。
2． 建立系统数学模型的方法有 和 两种。
3． 按其数学模型是否满足 ，控制系统可分为线性系统和非线性系统。
4． 随动系统是指 。
5． 经典控制理论采用的数学模型主要 以为基础；现代控制理论采用的数学模型主要以为 基础。
6． 工程上常用的线性化方法是 。
7． 广义误差平方积分性能指标特点 。
8． 校正元件按在系统中的连接方式可分为串联校正、 和 等。
9． 系统频率特性指标中的谐振频率是指 。
10．系统传递函数与其单位脉冲响应函数的关系是 。
11．系统稳定的充要条件是 。
12．某线性定常系统的单位斜坡响应为tet t y 2)(-+=，0≥t 。
其单位阶跃响应为 。
13．在工程控制实践中，为使系统有满意的稳定性储备，一般其幅值裕度应满足 。
14．最小相位系统是指 。
15．已知系统开环传递函数为)1(9)(+=s s s G K ，则系统的固有频率、阻尼比以及单位斜坡输入所引起的稳态误差分别为 、 、 。
二、单项选择题（每题2分，10题共20分）1．下面关于微分环节的控制作用描述中正确的是： ( ) (A)使相位滞后 (B)减小系统的阻尼 (C)抗高频干扰 (D)使相位超前 2．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3．二阶振荡系统幅值衰减的快慢取决于： ( ) (A) d ω (B)n ξω (C) 特征根实部绝对值 (D) 特征根虚部的分布情况 4．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、输入及其传递函数 (C)系统的传递函数 (D)系统的固有特性5．相位滞后校正环节相当于： ( ) （A ）低通滤波器 （B ）高通滤波器 （C ）带通滤波器 （D ） 带阻滤波器 6．下图为一阶系统单位脉冲响应曲线，则下列说明正确的是： ( )(A) 系统的输出为0,2)(2≥=-t et tω (B) 系统的输出为0,)(≥=-t e t t ω(C) 系统传递函数为)12(1)(+=s s G (D) 系统单位脉冲响应调整时间为2s 7. PI 控制类似于： （ ） (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8．某单位反馈系统的闭环传递函数为)2(1)(+=s s G ，则输入t t r 2sin 2)(=时稳态输出的幅值为: （ ） （A ）2 （B ）2/2 （C ）2 （D ）1 9．已知下列系统的开环传递函数为)1)(1)(1)(1()1)(1()(432165++++++=s T s T s T s T s s T s T K s G (所有参数均大于0)，则下图中所给幅相曲线中正确的是： （ ）10．用Nyquist 稳定判据判断上面第9小题所给开环系统所对应的闭环系统的稳定性，所得结论正确的是： （ ） (A)0=P ，1=Z ；不稳定 (B)0=P ，2=Z ；不稳定 (C)0=P ，1=Z ；稳定 (D) 0=P ，0=Z ；稳定三、简答题（2题共10分）1、简述系统开环对数频率特性曲线中三频段分析法及其适用范围。
控制工程基础考卷带答案复习资料
控制工程基础及应用考试试卷（A 卷）一、填空（每空1分，共30分）1、所谓自动控制，就是在没有人 的情况下，采用控制装置使 的某些物理量在一定精度范围内按照 变化。
2、实现恒温控制有两种方法： 和 。
3、人工控制的过程就是 、 、 ，以纠正偏差的过程。
简单地讲就是“ ”的过程。
4、工业上用的控制系统，根据有无反馈作用可分为两类： 和 。
5、按系统信号类型分，系统可分为： 和 。
6、对控制系统的基本要求一般可归结为 、 、 三个方面。
7、系统各环节之间一般有三种基本连接方式： 、 和 连接。
8、任一系统的时间响应都由 和 组成。
9、在时域分析中，采用的典型实验信号有 、 、 、 等，其中 使用最为广泛。
10、对时域函数进行拉氏变换：)(1t = 、t = 、ate -= 、sin t ω= 。
二、判断题（正确的 √ 画，错误的×画）（每空2分，共20分）（ ）1、控制理论发展的第一阶段为“现代控制理论”。
（ ）2、开环控制系统一般不存在稳定性问题。
（ ）3、对框图进行简化时，变换前与变换后回路中的传递函数的乘积必须保持不变。
（ ）4、系统按参数是否为常数分为时变系统和常数系统。
（ ）5、稳态误差指的是系统误差信号的稳态分量。
（ ）6、一阶系统的典型形式是惯性环节。
（ ）7、线性系统的稳定性是系统自身的固有特性，它与系统的输入信号无关。
（ ）8、机械系统的微分方程可用牛顿第一定律推导。
（ ）9、系统的稳态误差可分为给定稳态误差和扰动稳态误差。
（ ）10、绘制根轨迹的基本规则一：根轨迹的各条分支是连续的，而且对称于实轴。
三、简答题（ 15分）1、画出典型的闭环控制系统框图。
（8分）2、拉氏变换的运算法则有哪些？（7分）四、计算题（35分）1、单位脉冲函数)(t δ的拉氏变换（过程）。
（7分）2、求651)(2+++=s s s s F 的拉氏反变换。
(8分)3、已知系统的特征方程为0126322345=+++++s s s s s ，判别系统是否稳定，并求不稳定根的数目。
控制工程基础试卷及答案
控制工程基础考试卷及答案西北工业大学考试题（A卷）（考试时间120分钟）学院：专业：姓名：学号：一．填空题（共24分，每空1.5分）1.实现恒温控制有两种方法：人工控制和自动控制。
P22.若一个元件的输入和输出的关系曲线为直线，则称元件为线性元件。
P63.系统的数学模型都是线性常系数微分方程，它的一个重要性质是具有齐次性和叠加性。
P134.在控制工程中，一般需要确定信号流图中输出和输入间的关系，即系统的闭环传递函数。
P27 5.动态响应是指系统在某一信号的作用下，其输出量从初始状态到稳定状态的响应过程。
P356.乃奎斯特图又称为极坐标图或幅相频率特性图。
P557.最小相位系统是指系统的传递函数在复平面无右极点和右零点的系统。
P708.系统稳定的充分必要条件是系统的闭环极点均位于s的左半平面。
P1019.系统误差的定义为被控量期望值与实际值之差。
P10510.开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳定特性，中频段表征了闭环系统的动态特性，高频段表征了闭环系统的复杂性。
P117 二．判断题（共20分，每空2分）1.实现自动控制的装置可以不同，但反馈控制的原理却是相同的。
P3（√）2.结构图等效变换的原则是变换后与变换前的输入量和输出量都保持不变。
P22（√）3.稳态响应是指时间t趋向于无穷小时，系统的输出状态。
P35（×）4.开环对数幅频特性的渐近线斜率越大、位置越高，对应的开环系统积分个数越多，放大系数越大。
P74（√）5.对于稳定的系统，()()ωωjHjG曲线离（-1,j0）点越近，闭环系统稳定程度越高。
P97（×）6.对于一个稳定系统，稳态响应中的暂态分量随着时间的推移逐渐减小并趋近于零。
P106（√）7.自动控制系统在给定输入信号的作用下，系统的稳态误差与系统的结构、参数和给定信号的形成有关。
P107（√）8.为满足稳态精度要求，要保持系统有一定的开环增益，超前网络的衰减损失就必须用减小放大器的增益来补偿。
控制工程基础(自测题A)
31.已知某控制系统的特征方程为 ，其在虚轴右侧的极点有多少个？（5分）
32.已知系统在单位阶跃作用下，零初始条件时的输出为 ，试求该系统的闭环传递函数。（5分）
33.某单位反馈系统的开环传递函数为 ，试绘制其奈奎斯特轨迹，并判断闭环系统的稳定性。（5分）
34.控制系统的开环传递函数为 ，试绘制其Bode图，在Bode图上标出相位裕量和增益裕量（标明正、负，但不需求值）。（7分）
D
D
B
A
C
B
C
二、多项选择题（每小题2分，共10分）
11
12
13
14
15
A C
B D
B E
A C E
C D
三、名词解释（每小题2分，共10分）
16.控制器与控制对象之间既有顺向作用又有反向联系的控制过程（2分）。
17.使传递函数的分母多项式值为0的s的值（2分）。
18.控制系统阶跃响应的最大值与稳态值之差除以稳态值，反映了系统响应振荡的剧烈程度（2分）。
34．系统开环传递函数可规范化为
（1分）
可见，系统开环由5个典型环节构成：比例环节K=250、积分环节、转折频率为ω1=0.4Hz的惯性环节、转折频率为ω2=2Hz的微分环节和转折频率为ω3=4Hz的振荡环节。（1分）
20lgK=48，系统开环Bode图如下：
（注意：图形部分给分标准如下：
对数幅频特性图中，各段渐进线斜率标注正确，给1分；渐进线斜率标注正确，给1分；
32.
（1分）
而 （1分）
根据传递函数的定义有：
（3分）
33．系统开环频率特性可表示为
（1分）
当ω=0时，|G(jω)|→+/－∞,相位角为－180°；
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2006-2007学年第二学期期末考试试题（A卷）
控制工程基础
使用班级：04014401, 04014402，04014403
ⅠBlank Filling（10 point） [1 point each blank]
1、A system is called a if all its zeros and poles lie in the left-hand of s-plane.
2、The algebraic sum of voltages round a closed-loop equals , The algebraic sum of currents flowing into a circuit node equals 。
3.、稳态误差与系统型次有关，型次越高，稳态误差越（大，小），稳态误差与系统开环增益有关，开环增益越大，稳态误差越（大，小）。
4、are the comprising classes of fundamental elements in any control system.
5、微分方程是在中描述系统（或元件）动态特性的数学模型。
6、线性定常系统对谐波输入的稳态响应称为。
7.The common characteristics of control systems are . . .
8、一个系统的输出，部分或全部的被反过来用于控制系统的，称为系统的反馈。
ⅡBlank Filling（20 point） [2point each blank]
1．控制论的中心思想是（ ） A. 系统是由元素或子系统构成的；
B. 机械系统与生命系统乃至社会经济系统等都有一个共同的特点，即通过信息
的传递，加工处理，并利用反馈进行控制； C. 有些系统可控，有些系统不可控；
D. 控制系统有两大类，即开环控制系统和闭环控制系统。
2．设一阶系统的传递函数为52s 3
+，则其时间常数和增益分别为（ ）
A. 2, 3;
B. 2, 23
;
C. ,52 53
D. 25, 23
3. 系统的传递函数（ ） A ． 与外界无关；
B ． 反映了系统，输入，输出三者之间的关系；
C ． 完全反映了系统的动态特性；
D ． 与系统的初始状态有关。
4． 系统的单位脉冲响应函数为2t
.03e
)t (w -=，则系统的传递函数为（ ）
A ．2.0S 3+ B. 2.0S 6.0+
C. 3S 2
.0+ D. 3S 6.0+
5. 一阶系统的传递函数为2s 7
)s (G +=
，
若允许误差为2%，则其调整时间为（ ） A ． 8 B. 2 C. 7 D. 3.5 6. 以下二阶欠阻尼系统性能指标只与其阻尼比有关的是（ ） A ． 上升时间 B. 峰值时间 C. 调整时间 D. 最大超调量 7．以下系统中存在主导极点的是（ ）
A ． 4s s 4
2++ B. 1)4)(s s (s 42+++
C. 1)1)(s 4)(2s s (s 42++++
D. 20)10)(s 4)(s s (s 4
2++++
8．二阶振荡系统的阻尼比07070<<ξ，则无阻尼固有频率n ω，有阻尼固有频率d ω和谐振频率r ω之间的关系是（ ） A. r d n ωωω<< B. d r n ωωω<< C.
n d r ωωω<< D. r n d ωωω<<
9．以下系统中属于最小相位系统的是（ ）
A.
01s
.011- B.
01s .011
+，
C.
1
-01s .01 D.
1s)
.0s(11-
10． 已知典型二阶系统的阻尼比0.5ξ=，则系统的单位阶跃响应呈现为（ ） A 、 等幅的振荡 B 、发散的振荡 C 、 收敛的振荡 D 、恒 值 Ⅲ 计算题（70分）〔每小题14分〕
1、A closed-loop transfer function has the form
95s .4s 9
R C 2
++=
Determine the undamped natural frequency, the damping ratio, and the damped natural frequency. What is the steady-state output for a unit step input? (14 points)
2、某单位反馈系统的开环传递函数为()(1)(5)
k k
G s s s s =
++，
求其
0.01ss e =时的K 值。
（14 分）
3、求图1示系统的闭环特征方程，并判断它的稳定性，若系统不稳定，确定闭
环右极点个数 （14分）
图1
4、The transfer function of control system is given by
)20s )(10s )(4.0s (s )
2s (1000)s (G ++++=
Sketch the Bode diagram. (14 points)
5、求图2所示系统的传递函数)(/)()(s R s Y s =Φ （14分）
图2。