控制工程基础考试重点
控制工程基础提纲
二. Bode稳定性判据：利用系统开环Bode图判断 闭环系统稳定性
在对数相频特性曲线 0 处补画一条从相角 0 900 0 的线条，然后计算
R , R , R R R , Z P 2R
Bode判据：在Bode图上，开环对数相频在 0 ~ c 范围内，
正穿越-180度线的次数与负穿越-180度线的次数分别为
开环极点
六.根轨迹与虚轴的交点
1. s j 代入特征方程
n
m
D s s pi K * s z j 0
i 1
j1
R jI 0
R 0
I
0
控制工程基础
2. 利用Routh表方法 七. 根轨迹的起始角和终止角
pi
m
z j pi
n
p j pi
j1
j 1
ji
zi
m
z jzi
n
pjzi
j1
j1
ji
要求熟练掌握前六条关于根轨迹的绘制法则，了 解第七条法则。
控制工程基础
Ch4.3 广义根轨迹 一. 系统的等效开环传递函数 二. 根轨迹绘制法则在广义根轨迹绘制中的应
用 三. 从根轨迹的角度，理解附加开环零点的作
用
控制工程基础
第五章 线性系统的频域分析法
60 -
40 -
1
-40dB/dec
20 -
-
0.1 1
-20 -
10
100
-40 -
-60dB/dec 2
控制工程基础
Ch5.3频率域稳定性判据 一. Nyquist稳定性判据：利用系统开环
Nyquist曲线判断闭环系统稳定性。 Z: 系统闭环在S右半平面中的极点个数 P: 系统开环在S右半平面中的极点个数 R: 开环围绕点(-1,0j)反时针的圈数 三者关系：
《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) = ______ / ______。
控制工程基础考试大纲(1)
《控制工程基础》考试大纲课程编号：总学时数：42+6学分：3学分一、考试对象修机械设计制造及自动化专业的学生二、考试目的考核学生对于基本概念和基本方法的理解与掌握、运用控制工程相关知识分析解决问题的能力。
本门课程考核要求分为“了解”、“熟悉”、“掌握”三个层次。
了解是指学生能懂得所学知识，能在有关问题中认识或再现它们；熟悉是指学生清楚地理解所学知识（如分析方法、判据、公式）的表述与使用范围等，并且能在基本运算和应用中正确地使用它们；掌握是指学生能较为深刻理解所学知识，能够准确、熟练地使用它们进行有关推导、计算和分析解决较为简单的实际问题。
三、考试内容第一章 绪论了解自动控制理论的发展、反馈控制理论的研究对象和方法。
熟悉对控制系统快、准、稳的性能要求。
掌握自动控制的系统的基本概念、术语，了解自动控制系统的组成和分类，及职能方块图的构成。
第二章 控制的系统的性能指标了解数学模型的概念、表述方式，了解用方块图建立实际物理系统的数学模型。
熟悉非线性函数线性化方法。
熟悉拉氏变换的定义、性质，可根据拉氏变换及反变换的方法求解微分方程。
熟悉传递函数的概念及典型环节的传递函数。
掌握列写一般物理系统的微分方程并建立系统的传递函数。
掌握控制系统方块图，方块图简化的方法及梅逊公式的应用。
第三章 控制系统的时域分析了解控制系统的典型输入信号，及时域响应指标定义。
了解经典控制理论对高阶系统的处理方法。
熟悉一阶系统的瞬态响应及性能指标s t 。
熟悉二阶系统的瞬态响应及极点之间的关系。
掌握一阶系统单位阶跃响应，二阶振荡环节的单位阶跃响应及性能指标r t 、p t 、s t 、p M 的含义与应用。
第四章 频率特性了解控制系统闭环频率性能指标M ω、r ω、b ω、r M 的含义。
了解最小相位系统的概念。
熟悉典型环节的频率特性。
熟悉系统频率特性的绘制，能依据近似Bode 图的幅频特性求取最小相位系统的传递函数。
掌握频率特性的基本概念、频率特性的两种主要表达方式：幅相频率特性的极坐标（Nyquist ）图、对数频率特性（Bode ）图。
控制工程基础期末考试复习资料
《控制工程基础》课程综合复习资料一、单选题1. 判断下面的说法是否正确：偏差()t ε不能反映系统误差的大小。
(A)正确(B)错误答案：B2. 判断下面的说法是否正确：静态速度误差系数v K 的定义是20lim .()s s G s →。
(A)正确(B)错误答案：B3.二阶振荡环节的传递函数G(s)=（）。
(A)22,(01)21Ts T s Ts ξξ<<++ (B)22,(01)21T T s Ts ξξ<<++ (C)221,(01)21T s Ts ξξ<<++ (D)22,(01)21s T s Ts ξξ<<++ 答案：C4.函数5()301G jw jw =+的幅频特性()A w 为（）。
(A)(B)(C)(D)259001w + 答案：D5.某一系统的误差传递函数为()1()1()i E s X s G s =+，则单位反馈系统稳态误差为（）。
(A)01lim ()1()i s s X s G s →+ (B)01lim ()1()i s X s G s →+ (C)1lim ()1()i s s X s G s →∞+ (D)1lim ()1()i s X s G s →∞+ 答案：A6.某系统的传递函数为21()56s s s s φ+=++，其单位脉冲响应函数0()x t =（）。
(A)23(2)1()t t e e t ---+(B)23(2)1()t t e e t --+(C)1()t(D)0答案：A7.图中系统的脉冲传递函数为（）。
(A)1010()(1)()(1)()T T C z z e R z z z e --+=-+ (B)1010()(1)()(1)()T T C z z e R z z z e ---=-+ (C)210()10()(1)()T C z z R z z z e -=--(D)210()10()(1)()T C z z R z z z e --=-- 答案：C8.二阶系统的极点分别为120.5,3s s =-=-，系统增益2，则其传递函数为（）。
控制工程基础期末复习重点
控制工程基础复习提纲【附上老师的一段原话】《控制工程基础》考试时间：15年1月21日（周三）上午。
请同学们按照复习提纲认真复习，把相关作业和例题搞懂。
一定要认真对待考试，务必带上带学生证和必要的文具（包括铅笔、橡皮、直尺等），计算不会很复杂，手算即可，不可以用手机。
最好不要带手机。
本周三（14日）我会在八教三楼实验室311，需要答疑的同学可以来找我，平时QQ联系亦可。
祝同学们考试顺利！万一有同学没有考过的，假期务必认真复习，把不会做的搞懂，补考也是差不多的题型。
请一定要认真对待考试，这门课不做题目，想随便混过去是不可能的啊！必须掌握基本的解题方法和步骤，并且能比较熟练地应用。
不搞懂光记例题没用的。
1. 求机械、电气系统的微分方程，并求传递函数。
如：p72 2-1。
2. 记住几种典型环节的传递函数形式，p35。
3. 方框图的简化。
如：p75 2-11。
4. 控制系统的传递函数。
如：p75 2-14。
5. 记住一阶惯性环节的单位阶跃响应曲线图，与参数T的关系。
记住二阶系统的特征方程，单位阶跃响应曲线图，与参数ξ的关系。
6. 稳态误差系数、稳态误差的计算。
如：p124 3-11, 3-12。
7. 根据劳斯判据判断系统的稳定性，并说明特征根在复平面上的分布。
如：p125 3-15。
8. 尼奎斯特图的定义和作图方法，典型环节的尼奎斯特图，稳定性判据等。
如: p183 4-10,4-14。
1) 请写出系统的幅、相频率特性和实频、虚频特性；2) 画出系统的尼奎斯特图；3) 试用尼奎斯特判据判断闭环系统的稳定性。
9. 博德图的定义和作图方法，典型环节的博德图（一阶惯性环节、一阶微分环节、二阶振荡环节的对数幅频特性渐近线在转折频率处斜率发生改变；相频特性关于转折频率斜对称），稳定性判据，幅、相穿越频率，幅、相裕量等。
如p160例4.11。
1) 请写出系统的对数幅、相频率特性；2) 画出系统的伯德图；3) 在图上标出幅值穿越频率、相位穿越频率、幅值裕量和相位裕量；4) 根据幅值裕量和相位裕量判断闭环系统的稳定性。
控制工程基础课程考核知识点.
《控制工程基础》课程考核知识点：第1章绪论考核知识点：（一）机械工程控制的基本含义1.控制论与机械工程控制的关系；2.机械工程控制的研究对象。
（二）系统中信息、信息传递、反馈及反馈控制的概念1.系统信息的传递、反馈及反馈控制的概念；2.系统的含义及控制系统的分类。
第2章控制系统的数学模型考核点：（一）数学模型的概念1.数学模型的含义；2.线性系统含义及其最重要的特征——可以运用叠加原理；3.线性定常系统和线性时变系统的定义；4.非线性系统的定义及其线性化方法。
（二）系统微分方程的建立1.对于机械系统，运用达朗贝尔原理建立运动微分方程式；2对于电气系统运用克希霍夫电流定律和克希霍夫电压定律，建立微分方程式；3.简单液压系统微分方程式的建立。
（三）传递函数1.传递函数的定义；2.传递函数的主要特点：（1）传递函数反映系统本身的动态特性，只与本身参数和结构有关，与输入无关；（2）对于物理可实现系统，传递函数分母中S的阶数必不少于分子中S的阶次；（3）传递函数不说明系统的物理结构，不同的物理系统只要它们的动态特性相同，其传递函数相同；3.传递函数零点和极点的概念。
（四）方块图及系统的构成1.方块图的表示方法及其构成；2.系统的构成（1）串联环节的构成及计算；（2）并联环节的构成及计算；（3）反馈环节的构成及计算；3.方块图的简化法则（1）前向通道的传递函数保持不变；（2）各反馈回路的传递函数保持不变；4.画系统方块图及求传递函数步骤。
（五）机、电系统的传递函数1.各种典型机械网络传递函数的计算及表示方法；2.各种典型电网络及电气系统传递函数的计算及表示方法；3.加速度计传递函数计算；4.直流伺服电机驱动进给系统传递函数计算。
.第3章控制系统的时域分析考核知识点：（一）时间响应1.时间响应的概念；2.瞬态响应和稳态响应的定义。
（二）脉冲响应函数1.脉冲响应函数的定义；2.脉冲响应函数与传递函数的关系；3.如何利用脉冲响应函数求系统在任意输入下的响应。
控制工程基础总复习
控制工程基础总复习1. 前言控制工程是现代工程领域中的一个重要学科，它主要研究如何设计、分析和实现控制系统，以使得被控对象按照既定的要求运行。
本文将对控制工程的基础知识进行总复习，包括控制系统的基本要素、常见的控制器类型以及常用的控制策略等内容。
2. 控制系统基本要素控制系统通常由四个基本要素组成，分别是被控对象、控制器、传感器和执行器。
2.1 被控对象被控对象是控制系统中需要控制的目标对象，它可以是物理实体，也可以是一个数学模型。
被控对象会对控制输入产生相应的输出响应。
2.2 控制器控制器是控制系统中的核心组成部分，它接收被控对象的输出信号和期望的控制信号，根据预定的控制策略生成控制指令，并将其发送给执行器。
2.3 传感器传感器用于检测被控对象的输出信号，并将其转换成电信号或数字信号。
传感器的准确性和响应速度对于控制系统的性能起着重要的影响。
2.4 执行器执行器接收来自控制器的控制指令，并将其转化为动作，改变被控对象的状态。
执行器可以是电动机、阀门等。
控制器根据其工作原理和结构可以分为多种类型，例如比例控制器、积分控制器和微分控制器。
3.1 比例控制器比例控制器通过根据被控对象的输出信号和期望的控制信号的偏差来生成一个与偏差成正比的控制指令。
比例控制器的特点是简单、易于实现，但在一些情况下可能导致系统的稳定性差。
3.2 积分控制器积分控制器不仅考虑偏差，还考虑偏差随时间的累积。
积分控制器可以消除系统稳态误差，提高系统的稳定性。
然而，积分控制器对于快速变化的被控对象可能会引起过调的问题。
微分控制器根据被控对象的输出信号和期望的控制信号的变化率来生成控制指令。
微分控制器可以改善系统的动态响应和稳定性，但对于被控对象输出信号的噪声和干扰敏感。
3.4 PID控制器PID控制器是一种综合了比例、积分和微分控制器的控制器。
PID 控制器通过调整比例、积分和微分系数来达到最优的控制效果。
PID 控制器是控制工程中最常用和最经典的控制器之一。
控制工程基础复习题与答案大全
C.0＜K＜10D. K＞－1
41.一个线性系统的稳定性取决于( )。
A.系统的输入B.系统本身的结构和参数
C.系统的初始状态D.外界干扰
42.设系统的特征方程为D(s)=3s4+10s3+5s2+s+2=0,则此系统( )。
A.稳定B.临界稳定C.不稳定D.稳定性不确定
43.在设计控制系统时，稳定性判断( )
A. B. C. D. 0
32.提高系统的开环增益可减小______，但此时的______往往降低。（）
A.稳定性，稳态误差B.精度，稳定性
C.稳定性，精度D.稳态误差，稳定性
33.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.开环传递函数中的时间常数D.输入信号
34.一系统的传递函数为 ，当输入 时，则其稳态
A.与K有关B.与K和T有关
C.与T有关D.与输入信号大小有关
20.一阶系统的传递函数为 ，则系统的增益K和时间常数T依次为( )。
A. 3.75，1.25 B. 3，0.8 C. 0.8，3 D. 1.25，3.75
21.二阶系统的传递函数为 ,则系统增益为( )
A.10 B.0.5 C.4 D.5
22.二阶系统的传递函数为G(s)= ,其无阻尼固有频率ωn是( )
A. 10B. 5C. 2.5D. 25
23.当二阶系统的阻尼比 在0< <l时，特征根为（）
A一对实部为负的共轭复根B一对实部为正的共轭复根
C一对共轭虚根D一对负的等根
24.二阶系统的传递函数G(s)= ，其阻尼比ζ是( )。
A. B. C.2D.
解：根据牛顿第二定律，分析质点的受力有：
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1试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。
答：优点：开环控制系统无反馈回路，结构简单，成本较低。
缺点：控制精度低，容易受到外界干扰，输出一旦出现误差无法补偿。
2 说明负反馈的工作原理及其在自动控制系统中的应用。
答：测量元件检测被控物理量，并将其反馈回来，通过给比较元件与给定信号进行比较，产生偏差信号。
再通过放大元件将偏差信号进行放大，以足够的功率来推动执行元件去控制被控对象，从而调节和控制系统，使被控量以一定的精度符合或等于期望值。
3 控制系统有哪些基本组成元件？这些元件的功能是什么？
答：反馈控制系统是由各种结构不同的元件组成的。
一个系统必然包含被控对象和控制装置两大部分，而控制装置是由具有一定职能的各种基本元件组成的。
在不同系统中，结构完全不同的元件却可以具有相同的职能，因此，将组成系统的职能元件按职能分类主要有以下几给定元件：用于给出输入信号的环节以确定被控对象的目标值（或称给定值）。
测量元件：用于检测被控量，通常出现在反馈回路中。
比较元件：用于把测量元件检测到的实际输出值经过变换与给定元件给出的输入值进行比较，求出它们之间的偏差。
放大元件：用于将比较元件给出的偏差信号进行放大，以足够的功率来推动执行元件去控制被控对象。
执行元件：用于直接驱动被控对象，使被控量发生变化。
校正元件：亦称补偿元件，它是在系统基本结构基础上附加的元部件，参数可灵活调整，以改善系统的性能。
5对自动控制系统基本的性能要求是什么？最首要的要求是什么？
答：基本性能要求：稳、快、准。
最首要的要求是稳。
1什么是时间响应？时间响应由哪两部分组成？各部分的定义是什么？
答：系统在外加作用(输入) 激励下，其输出量随时间变化的函数关系称之为系统的时间响应，通过对时间响应的分析可揭示系统本身的动态特性。
任一系统的时间响应都是由瞬态响应和稳态响应两部分组成。
瞬态响应：系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终状态的响应过程称为瞬态响应。
稳态响应：时间趋于无穷大时，系统的输出状态称为稳态响应。
瞬态响应反映了系统动态性能，而稳态响应偏离系统希望值的程度可用来衡量系统的精确程度。
2 统稳定性的定义是什么？
答：一个控制系统在实际应用中，当受到扰动作用时，就要偏离原来的平衡状态，产生初始偏差。
所谓控制系统的稳定性，就是指当扰动消失之后，系统从初始偏差恢复到原平衡状态3 一个系统稳定的充分和必要条件是什么？
答：系统特征方程的全部根都具有实部。
或者说，闭环传递函数的全部极点均在s 平面的左半部。
4 什么是系统的频率特性？
答：当不断改变输入的正弦波频率（由0 变化到无穷大）时，该幅值比和相位差随频率的变化情况称为系统的频率特性。