19春北理工《自动控制理论2》在线作业答案
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（）。
自动控制理论习题及答案
已知最小相位系统的开环对数幅频特性)(ωL 和串联校正装置的对数幅频特性)(CωL如图所示：（1） 写出原系统的开环传递函数G(S),并求其相角裕度 ； （2） 写出校正装置的传递函数)(S G ； （3） 画出校正后系统的开环对数幅频特性)(ωL ，并求其相角裕度 。
(ωL如图示系统结构图1，试用结构图化简方法求传递函数)()(s R s C 。
设原控制系统的开环传递函数为10G(S)S(0.5S 1)(0.1S 1)=++，采用传递函数为c 0.23S+1G (S)0.023S 1=+ 的串联校正装置，试：1.画出校正前系统的乃氏曲线（要求有简单步骤），并判断系统的稳定性（说明理由）。
2.绘出校正前、后系统的对数幅频特性图。
3.说明采用的是何种校正方案，该校正方案对系统有何影响。
已知系统方框图如图所示，试计算传递函数)()(11s R s C 、)()(12s R s C 、)()(21s R s C 、)()(22s R s C 。
某控制系统的方框图如图所示，欲保证阻尼比ξ=0.7和响应单位斜坡函数的稳态误差为ss e =0.25,试确定系统参数K 、τ。
典型二阶系统的开环传递函数的标准形式有哪几种，绘出欠阻尼情况下的阶跃响应曲线，标出必要的动态性能指标。
试述非线性系统的特点，并写出饱和特性的输入和输出的关系式。
试述非线性系统的稳定性判据。
描述函数法分析非线性控制系统必须满足什么条件？1）线性部分必须具有较好的低通特性；2）非线性的输出必须是奇函数或半波对称函数，保证直流分量为0；3）非线性部分输出的基波分量最强；4）非线性系统可化成典型的结构形式。
若一非线性二阶系统以坐标原点作为奇点，且该二阶非线性系统线性化后的奇点类型为稳定的焦点、节点鞍点，试绘出该奇点附近的相轨迹。
某系统的特征方程为01616201282)(23456=++++++=S S S S S S S D ,则其大小相等符号相反的虚数极点对为____________、____________。
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。
北交《自动控制理论》在线作业二-0005.EAF8F974-EB1D-4F8A-B58B-6E2CE5F9C8A6(总11页)
北交《自动控制理论》在线作业二-0005
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
答案：C
在采样过程中，（）用于解决各采样点之间的数据恢复问题。
A:采样器
B:保持器
C:传输器
D:接收器
答案：B
频率特性是线性系统(或部件)在（）输入下的稳态响应。
A:线性
B:正弦
C:余弦
D:正切
答案：B
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
答案：A
以下哪种措施不能提高系统的稳定性。
（）
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
答案：A
结构图的基本组成形式有。
（）
A:串联连接。
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。
自动控制理论学习习题集含答案
《自动控制理论》课程习题集一、单项选择题1.以下不属于自动控制基本方式的是（ B ）。
A．开环控制 B．随动控制C．复合控制 D．闭环控制2.自动控制系统的（ A ）是系统工作的必需条件。
A．稳固性B．动向特征C．稳态特征 D．瞬态特征在（D）的状况下应尽量采纳开环控制系统。
A .系统的扰动量影响不大B.系统的扰动量大且没法估计C.闭环系统不稳固D.系统的扰动量能够估计并能进行赔偿4.系统的其传达函数（B）。
A.与输入信号相关B.只取决于系统构造和元件的参数C.闭环系统不稳固D.系统的扰动量能够估计并能进行赔偿5.成立在传达函数观点基础上的是（C）。
A.经典理论B.控制理论C.经典控制理论D.现代控制理论6.组成振荡环节的必需条件是当（C）时。
A.ζ=1B.ζ=0C.0<ζ<1D.0≤ζ≤17.当（B）时，输出C(t)等幅自由振荡，称为无阻尼振荡。
文档A.ζ=1B.ζ=0C.0<ζ<1D.0≤ζ≤18. 若二阶系统的阶跃响应曲线无超调达到稳态值， 则两个极点位于位 于（D ）。
A. 虚轴正半轴 B.实正半轴 C. 虚轴负半轴 D.实轴负半轴线性系统稳固的充足必需条件是闭环系统特点方程的全部根都拥有（B ）。
A. 实部为正B. 实部为负C.虚部为正D. 虚部为负10. 以下说法正确的选项是：系统的开环增益（ B ）。
A. 越大系统的动向特征越好 B. 越大系统的稳态特 性越好C.越大系统的阻尼越小D. 越小系统的稳态特 性越好 11. 根轨迹是指开环系统某个参数由0 变化到∞，（D ）在s 平面 上挪动的轨迹。
A. 开环零点B.开环极点C.闭环零点D.闭环极点闭环极点若为实数，则位于[s]平面实轴；若为复数，则共轭出现。
所以根轨迹（A ）。
A. 对称于实轴B. 对称于虚轴C.位于左半[s]平面D. 位于右半[s]平面13.系统的开环传达函数G0(s)K *(s1)(s3)，则全根轨迹的分支s(s 2)(s 4)数是（ C）。
《自动控制理论 第2版(夏德钤)》习题答案详解
《自动控制理论第2版（夏德钤）》习题答案详解《自动控制理论第2版（夏德钤）》习题答案详解第二章2-1试求图2-t-1所示rc网络的传递函数。
1cs？r1，z？r、那么传递函数是：（a）Z1？221rcs？11r1？csr1？uo（s）z2r1r2cs？r2？？用户界面（s）z1？z2r1r2cs？r1？R2（b）将流经C1和C2的电流分别设置为I1和I2，并根据电路图列出电压方程：1?u(s)?i1(s)?r1[i1(s)?i2(s)]i??c1s?1?uo(s)?i2(s)?cs2?并且有11i1（s）？（r2？）I2（s）c1sc2s同时三个公式可以消除I1（s）和I2（s），则传递函数为：uo(s)?ui(s)1c2s?1??1r1?c1s??r?r1??2??cs?cs?1??2??12r1r2c1c2s?(r1c1?r1c2?r2c 2)s?12-2假设图2-t-2的运算放大器均为理想放大器，试写出以ui为输入，uo为输出的传递函数。
（a）从运算放大器的虚短路和虚断特性可以看出，上述公式是通过拉普拉斯变换得到的uidudu??ci?c0，uc?ui?u0，rdtdtui(s)??sui(s)?su0(s)rc故传递函数为u0（s）rcs？1.UI（s）RCS（b）由运算放大器虚拟短路和虚拟断开特性组成：cducui？加州大学？ucuu0，c？0，DTR2R1通过同时消除UC获得crdu022??ui?u0?02r1dtrr1对该式进行拉氏变换得cr22su0（s）？用户界面？u0（s）？02r1rr1所以传递函数是u0(s)4r1??ui(s)r(rcs?4)(c)cuuducuc?u0u??c?0，且i??c，联立两式可消去uc得到 rr12dtr1/2r1/2cr1dui2u02ui02rdtr1r通过拉普拉斯变换，得到了公式cr122?sui(s)?u0(s)?ui(s)?02rr1r故此传递函数为u0（s）r（rcs？4）？？11ui（s）4r2-3尝试找出在图2-t-3中，电枢电压UA作为输入，电机的旋转角度作为输入？是输出的微分方程和传递函数。
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。
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------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ (单选题)1: 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: 输出方程正确答案:(单选题)2: 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: 系统能镇定正确答案:(单选题)3: 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)4: 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:(单选题)5: 非齐次状态方程的解就是系统在外力作用下的（）。
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)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: 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:(单选题)8: 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)9: 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:(单选题)10: 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:(多选题)11: 李氏函数具有哪些性质（）。
A: 正定性B: 负定性C: 正半定性D: 负半定性和不定性正确答案:(多选题)12: 经典控制理论线性系统稳定性判别方法有（）。
A: 代数判据B: Nquist稳定判据C: 根轨迹判据D: Lyapunov稳定性理论正确答案:(多选题)13: 建模是通过数据、表达式、逻辑或各方式的组合表示状态和（）间的关系。
A: 输入变量B: 输出变量C: 参数D: 控制器正确答案:(多选题)14: 非线性系统可能有（）个平衡点。
A: 一个B: 两个C: 三个D: 无穷多个正确答案:(多选题)15: 任何状态不完全能控的线性定常连续系统，总可以分解成（）两部分。
A: 完全能控子系统------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ B: 完全不能控子系统C: 完全能观子系统D: 完全不能观子系统正确答案:(多选题)16: 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)17: 以下有关能控性的说法正确的是（）。
A: 只有整个状态空间中所有的有限点都是能控的，系统才是能控的B: 系统的能控性和能达性是等价的C: 研究能控性，是研究能控状态在状态空间中的分布情况D: 当系统中存在不依赖于u(t)的确定性干扰f(t)时，f(t)不会改变系统的能控性正确答案:(多选题)18: 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)19: 线性定常连续系统的可控性判据有（）。
A: 格拉姆矩阵判据B: 秩判据C: PBH判据D: 对角线规范型判据正确答案:(多选题)20: 现代控制理论包括（）。
A: 线性多变量系统理论B: 最优控制理论C: 最优估计理论D: 系统辨识与参数估计正确答案:(判断题)21: 状态反馈不改变传函的零点。
A: 错误B: 正确正确答案:(判断题)22: Lyapunov稳定性是针对平衡点的，只要一个平衡点稳定其它也稳定。
A: 错误B: 正确正确答案:(判断题)23: 状态反馈矩阵的引入可以改变系统的特征值。
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ A: 错误B: 正确正确答案:(判断题)24: 对于孤立的平衡状态，总可以经适当坐标变换转换到状态空间原点。
A: 错误B: 正确正确答案:(判断题)25: 非线性系统的平衡状态不稳定只说明存在局部发散的轨迹。
A: 错误B: 正确正确答案:(判断题)26: 不可控的系统也可能采用反馈控制对其进行镇定。
A: 错误B: 正确正确答案:(判断题)27: 状态反馈矩阵的引入增加了新的状态变量。
A: 错误B: 正确正确答案:(判断题)28: 如果系统的解是渐近稳定的，则一定是Lyapunov意义下稳定的。
A: 错误B: 正确正确答案:(判断题)29: 对于线性系统Lyapunov渐近稳定性和矩阵A特征值都具有负实部一致。
A: 错误B: 正确正确答案:(判断题)30: 系统在任意时刻状态取决于系统的初始状态和从初始时刻以来的输入。
A: 错误B: 正确正确答案:(判断题)31: 能控且能观的状态空间描述一定对应某些传函的最小实现。
A: 错误B: 正确正确答案:(判断题)32: 系统状态变量选的不同，状态空间表达式也不同，求出的传函也不同。
A: 错误B: 正确正确答案:(判断题)33: 对可控系统，输出反馈与状态反馈均可以实现极点任意配置。
A: 错误B: 正确正确答案:------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ (判断题)34: 控制系统在达到控制目的的同时，强调稳、准、快、鲁棒性。
A: 错误B: 正确正确答案:(判断题)35: 线性系统的响应包含两部分，一是零状态响应，二是零输入响应。
A: 错误B: 正确正确答案:(判断题)36: 孤立的平衡状态指的是该状态的充分小领域内不存在别的平衡状态。
A: 错误B: 正确正确答案:(判断题)37: 系统的状态不能全部得到，则状态观测器是获得状态变量的一种方法。
A: 错误B: 正确正确答案:(判断题)38: 系统的状态如果完全能观，则由输出可以唯一地确定初始状态。
A: 错误B: 正确正确答案:(判断题)39: 状态观测器又称为实际状态的估计值。
A: 错误B: 正确正确答案:(判断题)40: 对控制输入的确定性扰动影响线性系统的能控性，不影响能观性。
A: 错误B: 正确正确答案:(单选题)1: 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: 输出方程正确答案:(单选题)2: 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: 系统能镇定正确答案:(单选题)3: 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)4: 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:(单选题)5: 非齐次状态方程的解就是系统在外力作用下的（）。
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)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: 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:(单选题)8: 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)9: 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:(单选题)10: 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:(多选题)11: 李氏函数具有哪些性质（）。
A: 正定性B: 负定性C: 正半定性D: 负半定性和不定性正确答案:(多选题)12: 经典控制理论线性系统稳定性判别方法有（）。
A: 代数判据B: Nquist稳定判据C: 根轨迹判据D: Lyapunov稳定性理论正确答案:(多选题)13: 建模是通过数据、表达式、逻辑或各方式的组合表示状态和（）间的关系。
A: 输入变量B: 输出变量C: 参数D: 控制器正确答案:(多选题)14: 非线性系统可能有（）个平衡点。
A: 一个B: 两个C: 三个D: 无穷多个正确答案:(多选题)15: 任何状态不完全能控的线性定常连续系统，总可以分解成（）两部分。
A: 完全能控子系统B: 完全不能控子系统C: 完全能观子系统D: 完全不能观子系统正确答案:(多选题)16: 工程系统模型建模有两种途径，即（）。