控制工程基础第1阶段测试题
最新《控制工程基础》习题集及答案
《控制工程基础》习题集及答案第一部分：单选题1.自动控制系统的反馈环节中必须具有[ b ]a.给定元件 b ．检测元件c ．放大元件d ．执行元件2. 在直流电动机的电枢回路中，以电流为输出，电压为输入，两者之间的传递函数是[ a ]a ．比例环节b ．积分环节c ．惯性环节d ．微分环节3. 如果系统不稳定，则系统 [ a ]a.不能工作 b ．可以工作，但稳态误差很大c ．可以工作，但过渡过程时间很长d ．可以正常工作4. 在转速、电流双闭环调速系统中，速度调节器通常采用[ B ]调节器。
a ．比例b ．比例积分c ．比例微分d ．比例积分微分5.单位阶跃函数1(t)的拉氏变换式L[1(t)]为[ B ]：a ．S b. S 1 c. 21Sd. S 2 6. 在直流电动机的电枢回路中，以电流为输出，电压为输入，两者之间的传递函数是[ A ]A ．比例环节B ．积分环节C ．惯性环节D ．微分环节7．如果系统不稳定，则系统 [ A ]A. 不能工作 B．可以工作，但稳态误差很大C．可以工作，但过渡过程时间很长 D．可以正常工作8. 已知串联校正网络(最小相位环节)的渐近对数幅频特性如下图所示。
试判断该环节的相位特性是[ A ]：A．相位超前B．相位滞后[ B ]调节器。
A．比例 B．比例积分C．比例微分 D．比例积分微分10. 已知某环节的幅相频率特性曲线如下图所示，试判定它是何种环A．相位超前 B. 相位滞后C. 相位滞后－超前D. 相位超前－滞后12. 开环增益K 增加，系统的稳定性（ c ）：A ．变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定13. 开环传递函数的积分环节v 增加，系统的稳定性（ ）：A ．变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定14. 已知 f(t)=0.5t+1，其L[f(t)]=( c ):A ．S+0.5S 2 B. 0.5S 2 C. S S1212 D. S 21 15.自动控制系统的反馈环节中必须具有（ b ）：A.给定元件 B ．检测元件C ．放大元件D ．执行元件16.PD 调节器是一种（ a ）校正装置。
《控制工程基础》试卷及详细答案
一、填空题（每题1分，共15分）1、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面，即： 、 和 ，其中最基本的要求是 。
2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为()G s ，则该系统的开环传递函数为 。
3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有 、 等。
4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用、、 等方法。
5、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为 ；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为 。
6、设系统的开环传递函数为12(1)(1)Ks T s T s ++，则其开环幅频特性为 ，相频特性为 。
7、最小相位系统是指。
二、选择题（每题2分，共20分） 1、关于奈氏判据及其辅助函数 F(s)= 1+ G(s)H(s)，错误的说法是 ( ) A 、 F(s)的零点就是开环传递函数的极点B 、 F(s)的极点就是开环传递函数的极点C 、 F(s)的零点数与极点数相同D 、 F(s)的零点就是闭环传递函数的极点2、已知负反馈系统的开环传递函数为221()6100s G s s s +=++，则该系统的闭环特征方程为 ( )。
A 、261000s s ++= B 、2(6100)(21)0s s s ++++=C 、2610010s s +++=D 、与是否为单位反馈系统有关3、一阶系统的闭环极点越靠近S 平面原点，则 ( ) 。
A 、准确度越高B 、准确度越低C 、响应速度越快D 、响应速度越慢4、已知系统的开环传递函数为100(0.11)(5)s s ++，则该系统的开环增益为( )。
A 、 100B 、1000C 、20D 、不能确定5、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的：A 、闭环零点和极点B 、开环零点C 、闭环极点D 、阶跃响应6、下列串联校正装置的传递函数中，能在1c ω=处提供最大相位超前角的是( )。
《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) = ______ / ______。
控制工程基础测试题1-2-3
机械工程控制基础A卷参考答案一填空题:(每空1分,共30分)1. 构成控制系统的基本环节通常有1. 给定环节、2. 比较环节、3. 放大环节、4. 执行环节、5.控制环节、6.被控对象、7.反馈环节（或测量环节）。
2. 理论上而言，零型伺服控制系统适用于对8. 线位移或角位移信号进行跟踪；I型伺服系统适用于对9. 线速度或角速度信号进行跟踪；II型伺服系统适用于对10. 线加速度或角加速度信号进行跟踪。
3. 系统的时间响应中，与传递函数极点对应的响应分量称为11. 动态分量、与输入信号极点对应的响应分量称为12. 稳态分量。
4.传递函数中的基本环节按性质可分为五类，即13.比例环节、14. 微分环节、15. 惯性环节、16. 积分环节、17. 延迟环节。
5. 时域分析方法中，常使用的性能指标有：18.延迟时间、19.上升时间、20.峰值时间、21.调节时间、22.最大超调量、23.稳态误差（或偏差）。
6.经典控制理论中，常使用的校正方式有：24. 串联校正、25.反馈校正、26.前馈校正。
7..伯德图(Bode)用27.对数幅频特性坐标系和28.半对数相频特性坐标系分别描述系统的幅频特性和相频特性。
8. 奈奎斯特稳定性判据中N=Z-P，Z代表特征函数在右半平面的29.零点数、P代表特征函数在右半平面的30.极点数。
二.用等效变换法求如下系统传递函数C(S)/R (S):(12分)答案为：2323211213211)(HGGGGGHGGGGGSG++-=三.质量-弹簧-阻尼系统，试求在作用力F作用下，质量块M的位移方程:(8分)案：牛顿定律：∑=maF可得答FkydtdyfmdtydmdtydmdtdyfkyF=++⇒==--2222四.已知系统的特征方程为43251020240s s s s++++=，使用劳斯判据判断系统的稳定性:(10分)答案：4s 1 10 243s 5 20 2s 6 241s 0（ε）-------24620561=-0s 24 -------2402461=-εε 第一列系数出现0，用一个小正数ε代替，ε上下元素符号相同，表示有一对纯虚根存在，则认为有一次变号此例解得根为：±2j ，-2，-3。
《控制工程基础》课程作业习题(含解答)
第一章概论本章要求学生了解控制系统的基本概念、研究对象及任务，了解系统的信息传递、反馈和反馈控制的概念及控制系统的分类，开环控制与闭环控制的区别；闭环控制系统的基本原理和组成环节。
学会将简单系统原理图抽象成职能方块图。
例1 例图1-1a 为晶体管直流稳压电源电路图。
试画出其系统方块图。
例图1-1a 晶体管稳压电源电路图解：在抽象出闭环系统方块图时，首先要抓住比较点，搞清比较的是什么量；对于恒值系统，要明确基准是什么量；还应当清楚输入和输出量是什么。
对于本题，可画出方块图如例图1-1b。
例图1-1b 晶体管稳压电源方块图本题直流稳压电源的基准是稳压管的电压，输出电压通过R和4R分压后与稳压管的电3压U比较，如果输出电压偏高，则经3R和4R分压后电压也偏高，使与之相连的晶体管基极w电流增大，集电极电流随之增大，降在R两端的电压也相应增加，于是输出电压相应减小。
c反之，如果输出电压偏低，则通过类似的过程使输出电压增大，以达到稳压的作用。
例2 例图1-2a为一种简单液压系统工作原理图。
其中，X为输入位移，Y为输出位移，试画出该系统的职能方块图。
解：该系统是一种阀控液压油缸。
当阀向左移动时，高压油从左端进入动力油缸，推动动力活塞向右移动；当阀向右移动时，高压油则从右端进入动力油缸，推动动力活塞向左移动；当阀的位置居中时，动力活塞也就停止移动。
因此，阀的位移，即B点的位移是该系统的比较点。
当X向左时,B点亦向左，而高压油使Y向右，将B点拉回到原来的中点，堵住了高压油，Y的运动也随之停下；当X向右时,其运动完全类似，只是运动方向相反。
由此可画出如例图1-2b的职能方块图。
例图1-2a 简单液压系统例图1-2b 职能方块图1．在给出的几种答案里，选择出正确的答案。
（1）以同等精度元件组成的开环系统和闭环系统，其精度比较为_______ （A ）开环高； （B ）闭环高； （C ）相差不多； （D ）一样高。
（2）系统的输出信号对控制作用的影响 （A ）开环有； （B ）闭环有； (C ）都没有； （D ）都有。
控制工程基础试卷及答案
课程名称: 自动控制理论 （A/B 卷 闭卷）一、填空题（每空 1 分，共15分）1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 与反馈量的差值进行的。
2、复合控制有两种基本形式：即按 的前馈复合控制和按 的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)为 （用G 1(s)与G 2(s) 表示）。
4、典型二阶系统极点分布如图1所示，则无阻尼自然频率=n ω ，阻尼比=ξ ，该系统的特征方程为 ，该系统的单位阶跃响应曲线为 。
5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+，则该系统的传递函数G(s)为 。
6、根轨迹起始于 ，终止于 。
7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ϕωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为 。
8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 ，其相应的传递函数为 ，由于积分环节的引入，可以改善系统的 性能。
二、选择题（每题 2 分，共20分）1、采用负反馈形式连接后，则 ( )A 、一定能使闭环系统稳定；B 、系统动态性能一定会提高；C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。
2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。
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。
3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ，则系统 ( )A 、稳定；B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升；C 、临界稳定；D 、右半平面闭环极点数2=Z 。
4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明 ( )A 、 型别2<v ；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。
控制工程基础第1阶段测试题
控制工程基础一、名词解释（15分）1.闭环系统2.多路开关3. 调节过程中的上升时间r t二、判断题（10分，对的作符号“ ”，错的作符号“×”）1. 监督控制系统可以实现最优控制。
（ O ）2. 在输入通道采用多路开关的目的是为了节省器件。
（ O ）3. 通常工业过程中的许多参数，如温度、压力和流量等都是数字量。
（ X ）4. 输入输出信号采用电压传输有利于抗干扰。
（ X ）5. 计算机可以直接处理模拟信号。
（X）三、多选题（15分）1. 有舍有入整量化方法的最大量化误差为（ C ）a. qb. 3/4qc. 1/2qd. 1/4 q2. 电子式多路开关的优点是（ B C E ）a. 断开阻抗高b. 开关速度快c. 体积小d. 阻抗不受环境影响e. 寿命长3. 在数字量输入输出通道中采用光电隔离技术的目的是（ B ）a. 信号放大b. 抗干扰c. 把外部电平信号转换为数字量d.把数字量转换为外部电平信号四、计算题 (10分)若某ADC 的输入电压范围为max U =5V ，min U =－5V ，n =12，试求其量化单位。
五、简述题（50分）1. 按照功能，计算机控制系统可分成哪几类？各有什么特点？2. DDC系统主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么？3. 计算机控制系统和使用常规调节装置的自动控制系统有哪些相同点和不同点？4. 说明手/自动无扰动切换的意义和途径。
5. 输入通道中程控放大器的作用和实现方式是什么？。
《控制工程基础》试卷A1
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《控制工程基础》试卷A适用专业: 考试日期：考试时间：120分钟 考试形式：闭卷 试卷总分：100分 一、（每小题5分，共10分）简答题1、对广义控制系统，按反馈情况可分为哪两类控制系统？简要说明之。
2、简述控制工程上对控制系统的基本要求。
二、（10分）某仓库大门控制系统如图一所示，试说明自动控制大门开启和关闭的工作原理，并画出系统原理方框图。
图一 仓库大门控制系统三、（10分）图二所示是由电阻R 、电感L 和电容C 组成的RLC 无源网络，试列写出以)(t u i 为输入量，以)(0t u 为输出量的网络微分方程并求其传递函数。
（函数)(t f 在零初始条件下的拉斯变换为： )0()()]([)(f s F s t f L n n -=）+_u i (t0(t )+_RL图二 RLC 无源网络四、（14分）试求图三所示控制系统的传递函数)()(s R s C图三 控制系统结构图五、（18分）二阶系统如图四所示，其中5.0=ξ,s rad n /4=ω，当输入信号为单位阶跃函数时，试求：（1）该系统的性能指标r t 、p t 、%p M 和%)2(±=∆s t ； （2）概略绘出系统的单位阶跃响应曲线。
X i图四六、（14分）设单位负反馈控制系统的开环传递函数为)5)(1()(++=s s s K s G K ，试求：（1）确定系统稳定时开环增益K 值的范围；（2）当输入斜波函数时，系统的稳态误差1=ss e 的K 值。
七、（12分）设单位反馈控制系统的开环传递函数为110)(+=s s G K ，当系统输入为)452sin(2)(︒-=t t x i 时，求系统的稳态输出。
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江南大学现代远程教育2010年下半年第一阶段测试卷
考试科目:《控制工程基础》第1 章至第2 章（总分100分）时间：90分钟
______________学习中心（教学点）批次：层次：
专业：计算机学号：身份证号：
姓名：得分：
一．简述题（50分）
1.按照功能，计算机控制系统可分成哪几类？各有什么特点？
答：按功能分类：操作指导控制系统（数据处理系统DPS）、直接数字控制系统（DDC）、计算机监督系统（SCC）和分布控制系统等四类。
它们的特点是：（1）操作指导控制系统（数据处理系统DPS）
所谓操作指导是指计算机的输出不直接用来控制生产对象，而只是对系统过程参数进行收集、加工处理，然后输出数据。
操作人员根据这些数据再进行必要的操作，从而计算机起到了一个操作指导的作用。
（2）直接数字控制系统（DDC）
所谓DDC（Direct Digital Control）控制就是用一台微型机对多个被控参数进行巡回检测，检测结果与设定值进行比较，再按直接数字控制方法或PID规律进行控制运算，然后输出到执行机构对生产过程进行控制，使被控参数稳定在给定值上。
这是计算机参与控制的最普遍的一种方式。
（3）计算机监督系统（SCC）
计算机监督系统（Supervisory Computer Control）简称SCC系统。
在计算机监督控制系统中，由计算机按照描述生产过程的数学模型，计算出最佳给定值后，通过输出通道，去送给模型调节器或者DDC计算机，最后由模拟调节系统或DDC计算机控制生产过程，从而使生产过程处于最优工作情况。
（4）分布控制系统
1、可靠性高；
2、速度快；
3、系统模块化；
4、设计、开发、维护简便；
5、价格低
2.DDC系统主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么？
主要有输入部分、CPU部分、输出部分和被控对象等四个部分：
（1）输入部分：利用相应的传感器来检测被控对象的状态（包括信号滤波、统一信号电平和非线性补偿等），并把它转换成数字量，以便CPU处理。
（2）CPU部分：对得到的数字量进行必要的处理，并按预定的控制算法进行运算，再输出计算接果。
（3）输出部分：把CPU计算输出的结果转换成数字量，并输出到相应的执行机构，以控制对应的参数。
（4）被控对象：即为所需控制的生产对象。
3. 计算机控制系统和使用常规调节装置的自动控制系统有哪些相同点和不同点？
答：相同点是：都能根据设计的要求，自动完成既定的控制任务。
不相同点是：
（1）计算机控制系统可以完成复杂控制规律的控制，而常规调节装置的自动控制系统基本不可能。
（2）系统要改变控制规律，计算机控制系统只要改变程序即可，而常规调节装置的自动控制系统必需改变硬件线路。
（3）计算机控制系统有信息存储功能、联网功能和故障自诊断功能，而常规调节装置的自动控制系统则没有。
4. 说明手/自动无扰动切换的意义和途径。
答：手/自动无扰动切换是控制中一个重要的问题。
手动就是由人工进行调节，而自动是由计算机来控制，而如果在离给定值或平衡输出值较远的位置从手动转入自动，一般超调量σ比较大，振荡次数N也大，从而到稳态时间就长，而有些系统还不允许σ超过一定的量，这时就要做到手/自动转换无扰动，即控制对象所需控制的参数值基本不变。
手/自动无扰动切换的途径是尽量在被控参数离给定值或平衡输出值较近的位置从手动转入自动，
5. 输入通道中程控放大器的作用和实现方式是什么？
答：在实际的控制系统中，各输入信号的变化范围不一，而希望变换到统一的范围（如A/D转换范围），这就涉及不同放大倍数的放大器，这时，放大器可一路一个，但成本太高，如要共用一个放大器的话，就必需采用不同的放大倍数，这时其放大倍数要根据不同的信号，由程序来进行控制，这就称之为程控放大器。
这有两种方法来实现，一种直接采用可编程序放大器（PPT），其放大倍数由CPU送人的数据来决定；另外一种就是采用普通放大器，但其决定放大倍数的电阻由程序根据不同的信号，选择不同的阻值，从而达到放大倍数不同之目的。
二．名词解释（15分）
1.闭环系统
答：闭环控制系统，即整个控制回路上的工作都是由机器来完成的，而不需人的干预。
2.多路开关
答：多路开关又称多路转换器，其作用是将各被测模拟量按某种方式，如顺序切换方式或随机切换方式分时地输入到公共的放大器或A/D转换器上。
3.调节过程中的上升时间r t
答：该时间是指过渡过程曲线从零上升到第一次达到稳态值的时间。
对于无振荡的系统，则将过程过渡曲线由稳态值的10%上升到90%的时间称作上升时间。
三．判断题（对的作符号“O”，错的作符号“×”10分）与多选题（15分）(共25分)。
1. 监督控制系统可以实现最优控制。
（O）
2. 在输入通道采用多路开关的目的是为了节省器件（O）
3. 通常工业过程中的许多参数，如温度、压力和流量等都是数字量。
（×）
4. 输入输出信号采用电压传输有利于抗干扰。
（×）
5. 有舍有入整量化方法的最大量化误差为：
a. q
b. 3/4q
c. 1/2q
d. 1/4 q （c ）
6. 电子式多路开关的优点是
a. 断开阻抗高
b. 开关速度快
c. 体积小
d. 阻抗不受环境影响
e. 寿命长（b、c、e ）
7. 在数字量输入输出通道中采用光电隔离技术的目的是
a. 信号放大
b. 抗干扰
c. 把外部电平信号转换为数字量
d.把数字量转换为外部电平信号（b ）四．若某ADC的输入电压范围为max
U=－5V，n=12，试求其量
U=5V，min
化单位(10分)。
答：
)
(
44
.2
)1
12
2
/(
))
5
(
5(
)1
2
/(
)
(
min max
mV n
X
X
q
=
-
∧
-
-
=
-
∧
-
=
所以，它的量化单位为2.44mV。