北理工《自动控制理论2》在线作业1答案
北理工18秋学期《自动控制理论2》在线作业
(单选题) 1: 对于单变量系统，特征方程的根就是传递函数的（）。
A: 零点B: 极点C: 拐点D: 死点正确答案:(单选题) 2: 线性系统的系数矩阵A如果是奇异的，则系统存在（）平衡点。
A: 一个B: 两个C: 三个D: 无穷多个正确答案:(单选题) 3: 系统的输出是y,状态为x,输入为u,状态反馈控制律的形式是（）。
A: u=KyB: u=KxC: u=KuD: u=K/y正确答案:(单选题) 4: 由初始状态所引起的自由运动称为状态的（）。
A: 零输入响应B: 零状态响应C: 输入响应D: 输出响应正确答案:(单选题) 5: 可控性用来分析（）对状态的控制能力。
A: 输入B: 输出C: 状态D: 系统正确答案:(单选题) 6: 在所有可能的实现中，维数最小的实现称为（）。
A: 能控标准形实现B: 并联形实现C: 串联形实现D: 最小实现正确答案:(单选题) 7: 齐次状态方程的解就是系统在无外力作用下由初始条件引起的（）。
A: 自由运动B: 强迫运动C: 离心运动D: 旋转运动正确答案:(单选题) 8: 线性系统的系数矩阵A如果是非奇异的，则系统存在（）平衡点。
A: 一个B: 两个C: 三个D: 无穷多个正确答案:(单选题) 9: 线性定常连续系统状态方程的解由（）部分相加组成。
A: 一个B: 两个C: 三个D: 四个正确答案:(单选题) 10: 对于初始松驰系统，任何有界输入，其输出也是有界的，称为（）。
A: 渐近稳定B: BIBO稳定C: 平衡状态D: 大范围渐近稳定正确答案:(多选题) 1: 现代控制理论适用于（）系统。
A: 单变量控制系统B: 多变量控制系统C: 线性定常系统D: 线性时变系统正确答案:(多选题) 2: 工程系统模型建模有两种途径，即（）。
A: 机理建模B: 系统辨识C: 人为猜测D: 实地测量正确答案:(多选题) 3: 求解控制系统常微分方程的方法有（）。
A: 直接求解法B: 拉氏变换法C: 欧拉法D: 极小值法正确答案:(多选题) 4: 线性定常连续系统的可观测性判据有（）。
北理工《自动控制理论2》在线作业-0057B0
北理工《自动控制理论2》在线作业-0005
线性系统的系数矩阵A如果是奇异的，则系统存在（）平衡点。
A:一个
B:两个
C:三个
D:无穷多个
答案：D
以状态变量为坐标轴所构成的空间，称为（）。
A:状态变量
B:状态空间
C:状态方程
D:输出方程
答案：B
对于单变量系统，特征方程的根就是传递函数的（）。
A:零点
B:极点
C:拐点
D:死点
答案：B
可观性用来分析（）对状态的反映能力。
A:输入
B:输出
C:状态
D:系统
答案：B
线性定常系统可通过状态反馈实现闭环极点任意配置的充要条件是（）。
A:系统的状态完全能控
B:系统的状态完全能观
C:系统是稳定的
D:系统能镇定
答案：A
基于能量的稳定性理论是由（）构建的。
A:Lyapunov
B:Kalman
C:Routh
D:Nyquist
答案：A
可控性用来分析（）对状态的控制能力。
A:输入
B:输出
C:状态
D:系统
答案：A
描述系统输出与状态之间的函数关系的代数方程称为系统的（）。
A:状态变量
B:状态空间
C:状态方程
D:输出方程。
《自动控制原理》第二版课后习题答案
7
输出驱动 Z 轴直流伺服马达带动切削刀具连同刀具架跟随触针运动，当刀具位置与触针位置 一致时，两者位置偏差为零，Z 轴伺服马达停止。系统中，刀具是被控对象，刀具位置是被 控量，给定量是由模板确定的触针位置。系统方框图如图解 1-9 所示。最终原料被切割加工 成模板的形状。
图 1-16 仓库大门自动开闭控制系统
1
解 当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏 差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大 门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开 启位置。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离 开闭自动控制。系统方框图如图解 1-2 所示。
试分析系统的工作原理，指出系统的被控对象、被控量和给定量，画出系统的方框图。
图 1-18 导弹发射架方位角控制系统原理图
解 当导弹发射架的方位角与输入轴方位角一致时，系统处于相对静止状态。
当摇动手轮使电位器 P1的滑臂转过一个输入角 i 的瞬间，由于输出轴的转角 o i , 于是出现一个误差角 e i o ， 该 误 差 角通过 电 位器 P1、 P2 转 换 成 偏 差 电 压 ue
2e2t单位阶跃输入时有rs依题意4e2t27已知系统传递函数3s2且初始条件为c01dt2ct2e2t28求图230所示各有源网络的传递函数根据运算放大器虚地概念可写出cs29某位置随动系统原理框图如图231所示已知电位器最大工作角度q3303018011根据运算放大器的特性可分别写出两级放大器的放大系数为3010210飞机俯仰角控制系统结构图如图232所示试求闭环传递函数q211已知系统方程组如下
北理工《自动控制理论1》在线作业【标准答案】
北理工《自动控制理论1》在线作业【标准答案】
北理工《自动控制理论1 》在线作业-0005
试卷总分:100 得分:100
一、单选题 (共 20 道试题,共 60 分)
1.梅森公式主要用来（）。
A.判断稳定性
B.计算输入误差
C.求系统的传递函数
D.求系统的根轨迹
答案:C
2.放大环节的对数幅频特性曲线是（）。
A.平行于横轴的直线
B.斜率为1的直线
C.逐渐增大至某一值的曲线
D.垂直于横轴的直线
答案:A
3.最小相位系统的开环增益越大，其（）。
A.振荡次数越多
B.稳定裕量越大
C.相位变化越小
D.稳态误差越小
答案:D
4.典型二阶系统的超调量越大，反映出系统（）
A.频率特性的谐振峰值越小
B.阻尼比越大
C.闭环增益越大
D.相角裕度越小
答案:D
5.系统的频率特性（）
A.是频率的函数
B.与输入幅值有关
C.与输出有关
D.与时间t有关
答案:A
6.系统在r(t)=t2作用下的稳态误差ess=∞，说明( )。
A.型别ν<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
答案:A。
17春北交《自动控制理论》在线作业二
17春北交《自动控制理论》在线作业二北交《自动控制理论》在线作业二一、单选题（共5题，总分10分）1.通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（）。
a.比较元件b.给定元件c.反馈元件d.放大元件正确答案：2.单位脉冲函数的拉普拉斯变换等于（）。
a、 1b。
2c。
3d。
四正确答案：3.闭环控制系统也称为（）。
a、反馈系统B.前馈系统C.串联系统D.并联系统正确答案：4.把系统的开环频率特性画在（）上可以求得闭环频率特性。
a.等m圆图b.系统图c.伯德图d.结构图正确答案：5.超前校正是由于正相移，使截止频率附近的（）显著上升，因此具有较大的稳定裕度。
a、相位B.角度C.振幅D.获得正确答案：北交《自动控制理论》在线作业二二、多项选择题（共5题，共15分）1.消除系统结构不稳定的措施有（）。
a.改变积分性质b、引入比例微分控制C.改变微分方程的性质d.引入比例-积分控制正确答案：2.根据提供的相位角，串联校正可分为（）种。
a、超前校正B.滞后校正c.超前-滞后校正d.滞后-超前校正正确答案：3.动态结构图由以下符号组成。
（a）信号线B.分支点C.添加点D.方框正确答案：4.以下环节哪些（）为控制系统的典型环境。
a.比例环节b.积分环节c.微分环节d.惯性环节正确答案：5.根据系统中的连接方式，校正元件可分为：。
（a）系列校正B.反馈校正C.预校正D.干扰补偿正确答案：北交《自动控制理论》在线作业二三、判断题（共25题，总分75分）1.串联滞后校正用于改善系统的稳态性能，而且还可以基本保持系统原来的暂态性能。
（）a.错误b.正确正确答案：2.在开环对数频率特性的频带内，低频段决定了系统的稳定性和快速性。
（a） B.正确答案：3.利用根轨迹法，能方便地确定高阶系统中某个参数变化闭环极点分布的规律，形象地看出参数对系统动态过程的影响。
（）a.错误b.正确正确答案：4.图解法特别适用于解析法无法求解的二阶非线性系统。
最新奥鹏北京理工大学北理工《自动控制理论1 》在线作业-参考答案
12. 开环频域性能指标中相角裕度对应时域性能指标 ( ) 。 【选项】： A 超调 B 稳态误差 C 调整时间 D 峰值时间
【答案】：Aபைடு நூலகம்
13. 最小相角系统闭环稳定的充要条件是 （ ） 【选项】： A 奈奎斯特曲线不包围（-1，j0）点 B 奈奎斯特曲线包围（-1，j0）点 C 奈奎斯特曲线顺时针包围（-1，j0）点 D 奈奎斯特曲线逆包围（-1，j0）点
【答案】：A
3. 单位反馈系统的开环传递函数 G(s)=16/(s(s+4*sqrt(2)))，其幅值裕度 h 等于 （ ） 【选项】： A0 B 4sqrt(2)dB C 16dB D 无穷
【答案】：D
4. 系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（ ）指标密切相关。 【选项】： A 允许的峰值时间 B 允许的超调量 C 允许的上升时间 D 允许的稳态误差
【答案】：A
14. 系统稳定的充分必要条件是其特征方程式的所有根均在根平面的（ ）。 【选项】： A 右半部分 B 左半部分 C 实轴上 D 虚轴上
【答案】：B
15. 放大环节的对数幅频特性曲线是（ ）。 【选项】： A 平行于横轴的直线 B 斜率为 1 的直线 C 逐渐增大至某一值的曲线 D 垂直于横轴的直线
【答案】：A 执行元件的功能是直接带动控制对象 |C 测量元件一般指传感器 |D 计算机属 于补偿元件 |
22. 比例控制的优点是（ ）。 【选项】： A 及时 B 快速 C 控制作用强 D 无稳态偏差
【答案】：A 及时 |B 快速 |C 控制作用强 |
23. 频率特性常用表示方法有（ ）。 【选项】：
D A、B、C 都不是
【答案】：C
10. 二阶系统的调整时间长，则说明（ ）。 【选项】： A 系统响应快 B 系统响应慢 C 系统的稳定性差 D 系统的精度差
北理工《自动控制理论2》在线作业-0003C7
北理工《自动控制理论2》在线作业-0003
描述系统输出与状态之间的函数关系的代数方程称为系统的（）。
A:状态变量
B:状态空间
C:状态方程
D:输出方程
答案：D
基于能量的稳定性理论是由（）构建的。
A:Lyapunov
B:Kalman
C:Routh
D:Nyquist
答案：A
线性定常系统可通过状态反馈实现闭环极点任意配置的充要条件是（）。
A:系统的状态完全能控
B:系统的状态完全能观
C:系统是稳定的
D:系统能镇定
答案：A
线性定常连续系统状态方程的解由（）部分相加组成。
A:一个
B:两个
C:三个
D:四个
答案：B
齐次状态方程就是指状态方程中不考虑（）的作用。
A:输入
B:输出
C:状态
D:系统
答案：A
可控性用来分析（）对状态的控制能力。
A:输入
B:输出
C:状态
D:系统
答案：A
可观性用来分析（）对状态的反映能力。
A:输入
B:输出
C:状态
D:系统
答案：B
原系统的维数是n，则全维状态观测器的维数是（）。
A:2n
B:n
C:3n
D:n-1。
自动控制理论课后习题答案(上)
《自动控制理论 第2版》习题参考答案第二章2-(a)()()1121211212212122112+++⋅+=+++=CS R R R R CS R R R R R R CS R R R CS R R s U s U (b) ()()1)(12221112212121++++=s C R C R C R s C C R R s U s U 2-2 (a)()()RCs RCs s U s U 112+= (b) ()()141112+⋅-=Cs R R R s U s U (c) ()()⎪⎭⎫⎝⎛+-=141112Cs R R R s U s U2-3 设激磁磁通ff i K =φ恒定()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡++++=Θφφπφm e a a a a m a C C f R s J R f L Js L s C s U s 2602 2-4()()()φφφπφm A m e a a a a m A C K s C C f R i s J R f L i Js iL C K s R s C +⎪⎭⎫⎝⎛++++=260232-5 ()2.0084.01019.23-=⨯--d du i2-8 (a)()()()()3113211G H G G G G s R s C +++=(b)()()()()()31243212143211H G H G G G H G G G G G G s R s C +++++=2-9 框图化简中间结果如图A-2-1所示。
图A-2-1 题2-9框图化简中间结果()()()()52.042.018.17.09.042.07.023++++++=s k s k s s s R s C 2-10()()4232121123211G H G G H G G H G G G G s R s C ++-+=2-11 系统信号流程图如图A-2-2所示。
图A-2-2 题2-11系统信号流程图()()()()2154214212654212215421421321111H H G G G G G G G H G G G G G s R s C H H G G G G G G G G G G s R s C -++=-++=2-12 (a)()()()adgi abcdi agdef abcdef cdhs R s C +++-=11(b) ()()()1221211222112++++=s C R C R C R s C R C R R s R s C2-13 由选加原理,可得()()()()()()[]s D H G G s D G s D G s R G G G H G H s C3121221221221111--+++=第三章3-1 分三种情况讨论 (a) 当1>ζ时()()()()()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+----+-=-+-=---=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-⎪⎭⎫ ⎝⎛---221221222211112121,122ζζζζωζωζωζζωζζωζζωζζt t n n nn n n e e t t c s s (b) 当10<<ζ时()()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛-----+-=---+---=-+-=---=---22222222222121121sin 1121sin 1211cos 221,1ζζζωζωζωζωζωζζωζωζωζωζζωζζζωζωζωarctg t et t e t et t c j s j s n tnnn t nn tnnn n n n n(c) 当1=ζ时设系统为单位反馈系统,有()()()()()2222nn n rs s s s R s c s R s E ωζωζω+++=-=系统对单位斜坡输入的稳态误差为 ()nn n n s srs s s s s s im e ωζωζωζω22212220=+++⋅⋅=→3-2 (1) 0,0,50===a v pK K K (2) 0,,==∞=a v p K K K K(3) 10,,K K K K a v p=∞=∞= (4) 0,200,==∞=a v p K K K K 3-3 首先求系统的给定误差传递函数()101.0)11.0()(11)()(2+++=+==Φs s s s s G s R s E s e误差系数可求得如下()()()0)101.0()12.0(20)101.0(2lim lim 1.0)101.0()12.0(10lim lim 0101.0)11.0(lim lim 322202202220012000=+++-++=Φ==+++=Φ==+++=Φ=→→→→→→s s s s s s ds d C s s s s ds d C s s s s s C s e s s es s e s(1) 0)(R t r =，此时有0)()(,)(0===t r t r R t r s s s ，于是稳态误差级数为()0)(0==t r C t e s sr ，0≥t (2) t R R t r 10)(+=，此时有0)(,)(,)(110==+=t r R t r t R R t r s s s ，于是稳态误差级数为()1101.0)()(R t rC t r C t e s s sr =+= ，0≥t ()⎪⎭⎫ ⎝⎛++-=-=-t et t c s ntnnn n 21222,1ωωωωω(3) 221021)(t R t R R t r ++=，此时有t R R t rt R t R R t r s s 212210)(,21)(+=++= ，2)(R t r s = ，于是稳态误差级数为 ())(1.0)(!2)()(21210t R R t r C t rC t r C t e s s s sr +=++= ，0≥t 3-4 首先求系统的给定误差传递函数()5001.0)11.0()(11)()(2+++=+==Φs s s s s G s R s E s e误差系数可求得如下()()()232220220222001200050098)5001.0()12.0(1000)5001.0(100lim lim 5001)5001.0()12.0(500lim lim 05001.0)11.0(lim lim =+++-++=Φ==+++=Φ==+++=Φ=→→→→→→s s s s s s ds d C s s s s ds d C s s s s s C s e s s es s e stt r t t rt t r s s s 5sin 25)(5cos 5)(5sin )(-===稳态误差级数为()[][][]tt tC t C C t e sr 5cos 1015sin 109.45cos 55sin 25224120 -⨯++⨯=-⨯+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯-=- 3-6 系统在单位斜坡输入下的稳态误差为 nsr e ωζ2=加入比例—微分环节后()()()()[]()()()()()()()()()()()()()()()nns sr nn nnnnna s sE im e s s R s R s s sa s s C s R s E s R s s as s R s G s G as s C s G s C as s R s C ωωζωζωωωζωζωω-===++-+=-=+++=++=-+=→21222111102222222可见取na ωζ2=，可使0=sre3-7 588.19,598.0==n ωζ3-8 ()()6442++=s s s s G3-9 按照条件（2）可写出系统的特征方程2)22()2())(22())(1)(1(232=+++++=+++=+++-+a s a s a s a s s s a s j s j s将上式与0)(1=+s G 比较，可得系统的开环传递函数[])22()2(2)(2a s a s s as G ++++=根据条件（1），可得aa e K sr v 2225.01+===解得1=a，于是由系统的开环传递函数为[]432)(2++=s s s s G3-10()()()())5.0,/1(,%28%,3.162)24.0,/12.2(,%299.7%,6.461========ζωζωs rad s t Ms rad s t M n s pn s p ()s ts153=)25.1,/4.0(,==ζωs rad n ，过阻尼系统，无超调。
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北理工《自动控制理论2》在线作业 -0001
试卷总分:100 得分:0
一、单选题(共10 道试题,共30 分)
1.基于能量的稳定性理论是由（）构建的。
A.Lyapunov
B.Kalman
C.Routh
D.Nyquist
正确答案:A
2.引入状态反馈的目的是（）。
A.配置系统的极点
B.改变系统的能控性
C.改变系统的能观性
D.使得系统能观
正确答案:A
3.齐次状态方程就是指状态方程中不考虑（）的作用。
A.输入
B.输出
C.状态
D.系统
正确答案:A
4.对于单变量系统，特征方程的根就是传递函数的（）。
A.零点
B.极点
C.拐点
D.死点
正确答案:B
5.齐次状态方程的解就是系统在无外力作用下由初始条件引起的（）。
A.自由运动
B.强迫运动
C.离心运动
D.旋转运动
正确答案:A
6.线性系统的系数矩阵A如果是非奇异的，则系统存在（）平衡点。
A.一个
B.两个
C.三个
D.无穷多个
正确答案:A
7.原系统的维数是n，则全维状态观测器的维数是（）。
A.2n
B.n
C.3n
D.n-1
正确答案:A
8.能够完整的描述系统运动状态的最小个数的一组变量称为（）。
A.状态变量
B.状态空间
C.状态方程
D.输出方程
正确答案:A
9.由初始状态所引起的自由运动称为状态的（）。
A.零输入响应
B.零状态响应
C.输入响应
D.输出响应
正确答案:A
10.以状态变量为坐标轴所构成的空间，称为（）。
A.状态变量
B.状态空间
C.状态方程
D.输出方程
正确答案:B
二、多选题(共10 道试题,共30 分)
1.由动态方程导出可约传递函数时，表明系统是（）。
A.可控不可观测
B.可观测不可控
C.不可控不可观测。