控制网优化设计复习题
控制系统考试题库
控制系统考试题库一、选择题1. 控制系统的开环传递函数G(s)H(s)=\frac{K}{s(s+1)}，闭环传递函数为G(s)H(s)=\frac{K}{s(s+1)+K}。
若要求系统单位阶跃响应的超调量小于10%，则K的取值范围是多少？A. K > 10B. K > 9C. K > 8.2D. K > 32. 在控制系统中，若系统开环增益K增加，系统的性能指标将如何变化？A. 稳态误差减小B. 系统超调量增大B. 系统稳定性变差D. 以上都是3. 以下哪个不是控制系统的典型环节？A. 比例环节B. 积分环节C. 微分环节D. 延迟环节4. 系统的时间常数τ与系统的阻尼比ζ之间有何关系？A. τ = 1/(2ζ)B. τ = 1/ζC. τ = 2/ζD. τ = ζ5. 在PID控制器中，I代表的是：A. 比例B. 积分C. 微分D. 延迟二、简答题6. 简述控制系统的稳定性与稳态误差之间的关系。
7. 描述什么是系统的频率响应，并解释它在控制系统设计中的重要性。
8. 解释什么是系统的动态性能和静态性能，并给出它们各自的主要性能指标。
9. 什么是控制系统的开环和闭环？它们在系统分析中有何作用？10. 简述PID控制器的工作原理及其在工业控制中的应用。
三、计算题11. 已知控制系统的开环传递函数为G(s)=\frac{K}{s(s+2)}，试求系统的单位阶跃响应，并画出其阶跃响应曲线。
12. 给定一个二阶欠阻尼系统的传递函数G(s)=\frac{1}{s^2+4s+5}，求其阻尼比和自然频率，并计算其单位阶跃响应的超调和调整时间。
13. 设有一个控制系统，其开环传递函数为G(s)H(s)=\frac{K}{s(s+3)(s+5)}，若要求系统在单位阶跃输入下的稳态误差为0.05或更小，求K的最小值。
14. 假设有一个简单的比例控制器，其传递函数为Kp=K。
如果系统的目标值与实际值之间的偏差为0.1，求控制器输出。
3_%E7%AC%AC%E4%B8%89%E7%AB%A0%20%E5%B7%A5%E7%A8%8B%E6%8E%A7%E5%88%B6%E7%BD%91%E5%B8%83%E8%AE%BE%E7%9
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3.1 工程控制网的分类和作用
按网形分： 三角网 导线网 混合网 方格网
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3.1 工程控制网的分类和作用
按施测方法划分： 测角网 测边网 边角网 GPS网
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3.1 工程控制网的分类和作用
按坐标系和基准划分： 附合网（约束网） 独立网 经典自由网 自由网
3.3 工程控制网的质量准则
5.均匀性和各向同性准则
λ λ
m ax m in
1
λmax λmin min
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3.3 工程控制网的质量准则
二、 点位精度和相对点位精度 三、 未知数函数的精度 四、 主分量 五、 准则矩阵
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3.3 工程控制网的质量准则
3.3.1.2 可靠性准则
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3.2 工程控制网的基准和建立方法
3.2.1 工程控制网的基准
（1）约束网：具有多余的已知数据。 （2）最小约束网（经典自由网）：只有必要的已 知数据。 （3）无约束网（自由网）：无必要的已知数据。
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3.2 工程控制网的基准和建立方法
表3-1 各种工程控制网的基准秩亏和基准参数
第三章 工程控制网布设的理论与方法
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第三章 工程控制网布设的理论与方法
主要内容
工程控制网的作用和分类 工程控制网的基准和建立方法 工程控制网的质量准则 工程控制网的优化设计 典型工程控制网 控制点的埋石与标志 控制测量内外业一体化
重点
工程控制网的质量准则
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2024年注册测绘师之测绘综合能力基础试题库和答案要点
2024年注册测绘师之测绘综合能力基础试题库和答案要点单选题（共40题）1、对于精密工程控制网布设，以下描述不正确的是()。
A.控制网的精度指标是根据精密工程关键部位竣工位置的容许误差确定B.精密工程控制网必须要分两次布网C.精密工程控制网必须进行优化设计D.精密高程控制网主要采用水准测量的方法建立【答案】 B2、现行《工程测量规范》规定，利用导线测量建立工程平面控制网时，导线网中结点与结点、结点与高级点之间的导线长度不应大于相应等级导线长度的（）倍。
A.0.3B.0.5C.0.7D.1.0【答案】 C3、为满足测量成果的一测多用，在满足精度的前提下，工程测量应采用（）平面直角坐标系。
A.任意带高斯正形投影B.独立C.国家统一3°带高斯正形投影D.抵偿投影面的3°带高斯正形投影【答案】 C4、基于地理信息公共服务平台的GIS系统开发中，最主要的开发成本为（）。
A.地理信息数据生产B.GIS基础平台软件采购C.应用操作系统开发D.软件质量控制【答案】 A5、GIS软件测试四个基本步骤的先后顺序是（）。
A.系统测试、确认测试、联合测试、模块测试B.模块测试、确认测试、联合测试、系统测试C.系统测试、联合测试、确认测试、模块测试D.模块测试、联合测试、确认测试、系统测试【答案】 D6、已知某点大地坐标为（B，L），天文坐标为（λ，φ），高斯平面直角坐标为（x，y），该点高斯投影坐标正算是指（）。
A.（B，L）转换为（x，y）B.（λ，φ）转换为（x，y）C.（x，y）转换为（B，L）D.（x，y）转换为（λ，φ）【答案】 A7、以下叙述中不属于详细设计任务的是()。
A.为每个功能模块选定算法B.确定模块使用的数据组织C.描述每个模块的流程逻辑D.数据字典详细设计【答案】 D8、（）在对基金销售活动进行现场检查时，有权对与基金销售适用性相关的制度建设、推广实施、信息处理和历史记录等进行询问或检查，发现存在问题的，可以对基金销售机构进行必要的指导。
控制系统的设计习题解答(精).docx
第6章控制系统的设计6.1学习要点1控制系统校正的概念，常用的校正方法、方式;2各种校正方法、方式的特点和适用性；3各种校正方法、方式的一般步骤。
6.2思考与习题祥解题6.1校正有哪些方法？各有何特点？答：控制系统校正有根轨迹方法和频率特性方法。
根轨迹法是一种直观的图解方法，它显示了当系统某一参数（通常为开环放大系数）从零变化到无穷大时，如何根据开环零极点的位置确定全部闭环极点的位置。
因此，根轨迹校正方法是根据系统给定的动态性能指标确定主导极点位置，通过适当配置开环零极点，改变根轨迹走向与分布，使其通过期望的主导极点，从而满足系统性能要求。
频率特性是系统或元件对不同频率正弦输入信号的响应特性。
频域特性简明地表示出了系统各参数对动态特性的影响以及系统对噪声和参数变化的敏感程度。
因此，频率特性校正方法是根据系统性能要求，通过适当增加校正环节改变频率特性形状，使其具有合适的高频、中频、低频特性和稳定裕量，以得到满意的闭环品质。
由于波德图能比较直观的表示改变放大系数和其他参数对频率特性的影响，所以，在用频率法进行校正时，常常采用波德图方法。
系统校正要求通常是由使用单位和被控对象的设计单位以性能指标的形式提出。
性能指标主要有时域和频域两种提法。
针对时域性能指标，通常用根轨迹法比较方便；针对频域性能指标，用频率法更为直接。
根轨迹法是一种直接的方法，常以超调量3% 和调节时间匚作为指标来校正系统。
频域法是一种间接的方法，常以相位裕量和速度误差系数作为指标来校正系统。
题6. 2校正有哪些方式？各有何特点？答：校正有串联校正方式和反馈校正方式。
校正装置串联在系统前向通道中的连接方式称为串联校正。
校正装置接在系统的局部反馈通道中的连接方式称为反馈校正。
如图6.1所示。
图6.1串联校正和反馈校正串联校正方式因其实现简单而最为常见。
反馈校正除能获得串联校正类似的校正效果外，还具有串联校正所不具备的特点：(1)在局部反馈校正中，信号从高能级被引向低能级，因此不需要经过放大；⑵能消除外界扰动或反馈环内部系统参数波动对系统控制性能的影响，提供系统更好的抗干扰能力。
控制工程专业的控制系统分析与设计试卷
控制工程专业的控制系统分析与设计试卷一、选择题（每题5分，共40分）1. 控制系统是指（）。
A. 电子系统B. 机械系统C. 综合系统D. 能量系统2. 哈理斯族开环传递函数是（）。
A. G(s) = K/(sT+1)B. G(s) = K/(sT^2+1)C. G(s) = K/(s^2T+1)D. G(s) = K/(s^2T^2+1)3. 根轨迹绘图适用于（）。
A. 一阶系统B. 二阶系统C. 三阶以上系统D. 所有系统4. 饱和环节的传递函数是（）。
A. G(s) = KB. G(s) = 1/(sT+1)C. G(s) = K/(sT)D. G(s) = K/(s+T)5. 工业现场常用的控制系统网络是（）。
A. 以太网B. 令牌环C. 总线D. 网络系统6. 超调量是衡量系统动态性能的重要指标之一，它的计算公式是（）。
A. Mt = (M-1) × 100%B. Mt = (M-1)/(M+1) × 100%C. Mt = (M-1)/(M+1)D. Mt = (M-1) × 10%7. 通信网络的传递函数是（）。
A. G(s) = KB. G(s) = 1/(sT+1)C. G(s) = K/(sT)D. G(s) = 1/(sT)8. 控制系统的Bode图是由（）和（）两种曲线组成。
A. 幅频曲线；相频曲线B. 根轨迹曲线；相频曲线C. 幅频曲线；频相曲线D. 微分曲线；相频曲线二、填空题（每题10分，共40分）1. 闭环控制系统中开环传递函数为G(s)=K/(sT+1)，设计参数为K=10，T=2，则闭环传递函数是（），根轨迹上的最大相位余度是（）°。
2. 控制系统的净增益交叉频率为29.3rad/s，相位裕度为45°，则该控制系统的相位裕度裕量是（）dB，闭环系统低频增益是（）dB。
3. 一个串联编码器系统，编码器比特率是2 Mbps，编码器效率是3/4，则编码器的码元周期时间是（）μs。
优化设计复习资料概论
优化设计复习资料一：填空题（40分）1，机械优化设计方法：解析法 数值计算法。
2，优化设计问题基本方法：数学解析法 图解法 数值迭代法。
3，数值迭代法的基本步骤：建立搜索方向→计算最优步骤→判断是否为最优解。
（方向）步长kk k n d a x x )(1+=+。
4，二元及多元函数的极值条件：0)(=∇x f ,负定（大）正定（小）/)(0=x G 。
5，迭代法基本思想：步步逼近 步步下降。
数值迭代法终止准则：点距足够小 函数下降量足够小准则 函数梯度充分小准则。
6，优化设计包括的内容：建立优化设计问题的数学模型 选择恰当的优化方法 编程求解最优的设计参数。
7，求解不等式约束问题的基本思想：将不等式问题转化成等式问题 具体做法：引入松弛变量。
8，无约束问题取得极值的条件：0)(=X f 0)(''>x f 即梯度为0,且海赛矩阵正定或负定。
9，二元偏导和方向导数的关系：10系统可靠性设计方向：预测法 分配法。
02190=+θθ 11，两幅图干涉越小，可靠性越高。
（图看书）12，设计螺栓的设计准则：受拉→静力或疲劳拉伸强度 受剪切或压溃→挤压强度 剪切强度。
13，随机方向法基本思路：随机选择初始点→随机选择探索方向→随机选择探索步长。
1212cos cos x x x f f f x x dθθ∂∂∂=+∂∂∂14，优化问题的几何解析：无约束问题 等式约束化问题 不等式约束化问题。
15.优化设计三要素：设计变量 约束条件 目标函数。
16，惩罚函数包括：内点 外点 混合惩罚函数。
17，约束定义及其分类：约束条件：在优化设计中，对设计变量取值时的限制条件，称为约束条件或设计约束，简称约束。
分为：等式约束 不等式约束 。
18，约束优化方法：直接解法 间接解法。
19，守剪螺栓强度：抗剪切强度 压溃强度。
20,的地方方向是函数值变化最快方向重合时值最大，方向和时，)()(1),cos(x f D x f d f ∇=∇儿)(x f ∇的模函数变化率的最大值。
工程测量学习题考点
工程测量学一、名词解释1、工程控制网的优化设计2、外可靠性3、交点转向角4、变形监测5、工程测量学6、极坐标法放样7、竖曲线8、内可靠性 9、Ⅰ类优化设计 10、准则矩阵 11、Ⅱ类优化设计12、零类优化设计 13、插大旗 14、变形 15、线路工程测量16、铁路线路测量17、机助模拟法优化设计 18、初测 19、初步设计20、定测 21、路基边坡放样 22、纵横断面图二、判断题以下说法是否正确？正确的打“√”，错误的打“╳”。
1、观测成果的外业检核是确保外业观测质量，实现预期测量精度的重要环节。
（）2、外业观测成果的检核，只能说明观测值中是否含有大的粗差，而观测值中小的粗差以及控制网本身的精度和可靠性如何，还需要通过网平差来实现。
（）3、控制网的非经典自由网平差，是仅具有必要起始数据的平差方法。
对于高程网来说，即仅具有一个起始点，其高程值在平差中保持不变。
（）4、控制网的经典自由网平差，是仅具有必要起始数据的平差方法。
对于高程网来说，即仅具有一个起始点，其坐标值在平差中保持不变。
（）5、根据多余观测分量，仅能得知观测误差或粗差在多大程度上被平差系统所吞没，以及在多大程度上反映到残差中来。
（）6、控制网的外可靠性亦称观测的可控性，是指在一定的显著水平和检验功效下，用数理统计方法所能探测出的在观测值中存在的最小粗差。
（）7、控制网的内可靠性，是指每个可识别的粗差临界值，即可识别的最小粗差，对平差的未知参数及其这些参数的函数的影响。
（）8、在控制网的设计中，可考虑采用改善网的图形结构来提高网的整体可靠性；对个别观测值，可考虑提高观测精度来改善该观测值的可靠性。
（）9、变形监测网与一般的工程控制网相比，具有较高的精度和灵敏度、以及较好的可区分性。
（）10、工程控制网的质量标准是指整体精度标准、局部精度标准和费用。
（）11、对于一个控制网，其精度越高，则可靠性越好。
（）12、某一观测值的多余观测分量表示该观测值在总的多余观测数中所占的份额。
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 tω= 。
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11+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。
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1 GPS卫星定位的基本原理
GPS卫星定位的基本原理，就是把卫星视为“飞行”的控制点，在已知其瞬时坐标的条件下，以GPS卫星和用户接收机天线之间的距离为观测量，进行空间距离后方交会，从而确定用户接收机天线所处的位置。
2 在进行载波相位定位时，在不同观测时段，载波可以分别划分为那几个阶段
3 坐标系之间的坐标转换过程
举例:WGS—84大地坐标系至80平面直角坐标系：
方法一：先将WGS—84大地坐标系转换成WGS—84空间直角坐标系，再将WGS —84大地坐标系，利用七参数（三个平移参数，三个旋转参数，一个尺度变换参数）转变成80空间直角坐标系，在将80空间直角坐标系转换成80大地坐标系，通过高斯投影，输入相应中央子午线经度L0，将其转换成80平面直角坐标系。
方法二; 通过高斯投影，输入相应中央子午线经度L0，先将WGS—84大地坐标系转换成WGS—84平面直角坐标系，再利用四参数（两个平移参数，一个旋转参数，一个缩放参数）将WGS—84平面直角坐标系转化成80平面直角坐标系。
4 GPS网络数据处理的基本过程
设置参数，选择椭球，导入数据，数据修正，基线解算，检核基线质量，无约束平差，无约束平差质量检核，约束平差（改变坐标基准，输入控制点），质量检核，导出数据
5 GPS控制网优化设计的分类处理方法
GPS控制网优化设可以参照传统控制网优化设计进行分类处理：
零类设计：即控制网的基准设计，是对一个已知图形结构和观测方案的自由GPS 网确定最优坐标系统的优化设计。
对于区域GPS网来说，主要确定控制网的投影面和投影带，一般要考虑现有坐标系统的利用及其两种坐标系统的转换。
一类设计：即控制网图形设计，是在约定网的精度和观测方案的情况下，求得最佳点位的优化设计。
研究表明，尽管GPS对网形设计要求不十分严格，但是网形仍然影响着最后成果的精度。
GPS网图形设计主要考虑连接方式：即边连接，点连接，重复设站比率，重测基线比率等。
二类设计：即观测方案的最佳选择。
选择观测方案主要反映在选星计划，行车路线，观测时间和数据处理方法等内容。
三类设计：用GPS改造现有控制网的最优设计。
主要考虑在什么地方加测GPS基线向量，加则多少。
在设计时主要计算各种方案的经费、精度和可靠性。
6 GPS网络数据处理精度控制指标
一基本精度指标：各级GPS网测量精度用相邻点弦长标准差
二基线解算质量控制指标：1 基线本身限制，
2 网限制：（1）同一时段观测值的数据剔除率应小于10％。
（2
）复测基线的长度较差，其值应符合下式：s d ≤
（3）同步时段中，一切可能的三边环的坐标分量相对闭合差和全长相对闭合差不宜超过规定
（4）独立闭合环或者附和路线坐标闭合差
三 网平差质量控制指标
（1）无约束平差中，基线分量的改正数绝对值满足要求
（2）约束平差中，基线向量的改正数与经过粗剔除后的无约束平差结果的同名基线相应改正数的较差的绝对值应满足要求
（3）最弱边相对中误差精度满足相应要求。
7 推导伪距定位法的数学模型
设在某一瞬间卫星发出一个信号，该瞬间卫星钟•的读数为，正确的标准时应为，该信号在正
确的标准时刻到达接收机，根据接收机钟读得
的时间为。
伪距测量中测得的时延τ= －（1）
•设发射时刻卫星钟的改正数为，接收时刻接收
机钟的改正数为，则有•＋＝，＋= •或＝－＝－（2）a t a τb τb t b
t a t a t v b t v a t a t v b t b t v b τa τa t a τa t v b t b τb t v
8 推导载波相位定位法的数学模型
9 推导载波相位双差的数学模型
假设基准卫星为S1, S1的单差观测方程为式(4-9)，S2的单差观测方程为式(4-10)：
将式(4-10)与式(4-9)求差可得：
实际运算中，必须首先将观测方程进行线性化。
运用泰勒级数将双差观测方程式(4-11)线性化后有：
在双差观测方程中，如果两个测站同步观测n颗卫星，则未知数中除了含有3个未知测站坐标分量改正数外，还有n一1个载波相位双差整周模糊度。
其双差误差方程为：
10 控制网设计及相关计算
该异步环网图：网中点数n＝6，同步环数（观测时段数）c＝3，则：
总基线数j总＝1/2 c N(N-1)=9
独立基线数j独＝c（N-1）=6
必要基线数j必＝n－1＝5
多余基线数j多＝j独－j必＝1——由此产生1个异步环的闭合条件
平均设站次数m＝（cN）/n＝9/6=1.5(次)
– 2.边连接：同步环间由一条边相连接而构成的异步环网图。
如下图所示。
⑤
②
①
⑥
④
③
该异步环网图：网中点数n＝6，同步环数（观测时段数）c＝6，则：
总基线数j总＝1/2 c N(N-1)=18
独立基线数j独＝c（N-1）=12
必要基线数j必＝n－1＝5
多余基线数j多＝j独－j必＝7——由此产生1个异步环的闭合条件和6个重复基线条件平均设站次数m＝（cN）/n＝18/6=3(次)
• 3.边点混合连接：既有点连接又有边连接的GPS网，如下图所示。
2
①
④
3
图中：n＝6 ；c＝4 则：
J总＝12；j独＝8；j必＝5；j多＝3——
有1个异步环闭合条件和2个重复基线条件。
m＝4×3/6＝2。
由上可见，混合连接是一种较合理的布网方案（能保证网的精度与可靠性，同时工作量适中）。
• 4.网连接：相邻同步环间有两个以上公共点相连接，相邻同步图形间存在互相重叠的部分，即某一同步图形的一部分是另一同步图形中的一部分。
•这种布网方式需要N≥4，这样密集的布网方法，其几何强度和可靠性指标是相当高的，但其观测工作量及作业经费均较高，仅适用于网点精度要求较高的测量任务。