工程控制期末考试习题
《控制工程基础》期末复习题及答案_81251553585744438
《控制工程基础》期末复习题一、选择题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。
5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是( )A 、主反馈口符号为“-” ；B 、除r K 外的其他参数变化时；C 、非单位反馈系统；D 、根轨迹方程（标准形式）为1)()(+=s H s G 。
6、开环频域性能指标中的相角裕度γ对应时域性能指标( ) 。
A 、超调%σB 、稳态误差ss eC 、调整时间s tD 、峰值时间p t7、已知开环幅频特性如图2所示， 则图中不稳定的系统是( )。
系统① 系统② 系统③图2A 、系统①B 、系统②C 、系统③D 、都不稳定8、若某最小相位系统的相角裕度0γ>，则下列说法正确的是 ( )。
A 、不稳定；B 、只有当幅值裕度1g k >时才稳定；C 、稳定；D 、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。
9、若某串联校正装置的传递函数为1011001s s ++，则该校正装置属于( )。
A 、超前校正 B 、滞后校正 C 、滞后-超前校正 D 、不能判断10、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：A 、 1011s s ++B 、1010.11s s ++C 、210.51s s ++D 、0.11101s s ++ 11、关于传递函数，错误的说法是 ( )A 传递函数只适用于线性定常系统；B 传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响；C 传递函数一般是为复变量s 的真分式；D 闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。
控制工程基础复习题答案(修)
《控制工程基础》期 末 复习题答案一、选择题1、 设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统，如图所示，以外力f(t)为输入量，位移y(t)为输出量的运动微分方程式可以对图中系统进行描述，那么这个微分方程的阶次是：（2）（1）1阶；（2）2阶；（3）3阶；（4）4阶 2、一阶系统的传递函数为153+s ；其单位阶跃响应为（ 2） （1）51te-- ；（2）533t e -- ；（3）555te-- ；（4）53te--3、已知道系统输出的拉氏变换为 ()222.20)(nn ns s s Y ωωω++= ,那么系统处于（ 1 ） （1）欠阻尼；（2）过阻尼；（3）临界阻尼；（4）无阻尼4、下列开环传递函数所表示的系统，属于最小相位系统的是（ 3 ）。
(1))12)(15(1++-s s s ； (2)s T Ts 111+- （T>0）； (3))13)(12(1+++s s s；(4))2)(3(2-++s s s s 5、已知系统频率特性为151+ωj ，当输入为t t x 2sin )(=时，系统的稳态输出为（ 4 ）（1）)52sin(1ω-+tg t ；（2）)52sin(1112ωω-++tg t ；（3）)52sin(1ω--tg t ；（4）)52sin(125112ωω--+tg t6、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t te e t c --+-=221)(，系统的传递函数为（ 1 ）。
（1）)2)(1(23)(+++=s s s s G ；（2）)2)(1(2)(+++=s s s s G ；（3）)2)(1(13)(+++=s s s s G ；（4）)2)(1(3)(++=s s ss G7、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t te e t c --+-=221)(，系统的脉冲响应为（ 1 ）。
（1）t te e t k ---=24)( (2) t t e e t k ---=4)( （3）t te et k --+=24)( (4) t t e e t k 24)(---=8、系统结构图如题图所示。
控制工程基础期末试卷
控制工程基础期末试卷（复习专用）
一、填空题
1、、控制的基本方式有开环控制和闭环控制。
开环控制：系统的输出量对系统无控制作用，或者说系统中无反馈回路的系统，称为开环控制系统。
闭环控制：系统的输出量对系统有控制作用，或者说系统中存在反馈回路的系统，称为闭环控制系统。
2、对控制系统的性能要求稳定性、快速性、准确性。
稳定性：指系统重新恢复稳态的能力。
稳定是控制系统正常工作的先决条件。
快速性：指稳定系统响应的动态过程的时间长短。
准确性：指控制系统进入稳态后，跟踪给定信号或纠正扰动信号影响的准确度。
3、典型环节的传递函数比例环节、惯性环节、积分环节、微分环节、振荡环节、延迟环节。
4、方框图的基本连接形式：串联连接、并联连接、反馈连接。
5、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。
6、时域性能指标延迟时间t d、上升时间t r、峰值时间t p 、调节时间t s 、最大超调量M p、稳态误差e ss。
7、常用的典型输入信号有：单位阶跃信号、脉冲信号、单位斜坡信号、单位加速度信号、正弦信号。
机电控制工程基础期末考试复习题库
第一章习题答案一、简答1．什么是自动控制?就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使生产过程或被控对象的某一物理量（输出量)准确地按照给定的规律(输入量）运行或变化.2．控制系统的基本要求有哪些？控制系统的基本要求可归结为稳定性;准确性和快速性。
3．什么是自动控制系统？指能够对被控制对象的工作状态进行自动控制的系统。
它一般由控制装置和被控制对象组成4．反馈控制系统是指什么反馈？反馈控制系统是指负反馈。
5．什么是反馈?什么是正反馈？什么是负反馈？反馈信号(或称反馈）：从系统（或元件）输出端取出信号,经过变换后加到系统(或元件）输入端，这就是反馈信号。
当它与输入信号符号相同，即反馈结果有利于加强输入信号的作用时叫正反馈。
反之，符号相反抵消输入信号作用时叫负反馈.6．什么叫做反馈控制系统系统输出全部或部分地返回到输入端，此类系统称为反馈控制系统（或闭环控制系统）。
7．控制系统按其结构可分为哪3类？控制系统按其结构可分为开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统。
8．举例说明什么是随动系统。
这种系统的控制作用是时间的未知函数,即给定量的变化规律是事先不能确定的，而输出量能够准确、迅速的复现给定量(即输入量）的变化,这样的系统称之为随动系统。
随动系统应用极广，如雷达自动跟踪系统,火炮自动瞄准系统，各种电信号笔记录仪等等。
9．自动控制技术具有什么优点？⑴极大地提高了劳动生产率；⑵提高了产品的质量;⑶减轻了人们的劳动强度，使人们从繁重的劳动中解放出来，去从事更有效的劳动;⑷由于近代科学技术的发展,许多生产过程依靠人们的脑力和体力直接操作是难以实现的,还有许多生产过程则因人的生理所限而不能由人工操作，如原子能生产,深水作业以及火箭或导弹的制导等等.在这种情况下，自动控制更加显示出其巨大的作用10．对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，输出量的暂态过程可能有几种情况？单调过程衰减振荡过程持续振荡过程发散振荡过程二、判断1．自动控制中的基本的控制方式有开环控制、闭环控制和复合控制. 正确2．系统的动态性能指标主要有调节时间和超调量，稳态性能指标为稳态误差。
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（）。
控制工程期末试题 (3)
第3章补充习题一、填空题1．系统分析是指对系统的___稳定性____、____误差_____和___动态特性______三方面的性能指标进行分析。
2．控制系统分析的目的是确定系统的___稳定性____、___误差______和___动态特性______。
3．在控制系统分析时，人们经常选用的典型信号有__阶跃信号___、__速度信号___、___加速度信号___、__脉冲信号___和__正弦信号_____。
4．如果系统的实际输入信号具有突变的性质，可以选用___单位阶跃____信号作为输入信号进行试验。
5．如果系统的实际输入信号具有随时间逐渐变化的性质，可以选用_______信号作为输入信号进行试验。
6．凡能够用一阶微分方程描述的系统称为___一阶系统________。
7．一阶系统的典型环节也称为____惯性环节___________。
8．系统在单位阶跃信号作用下的输出称为__单位阶跃响应_____________。
9．一阶惯性环节的单位阶跃响应的时域数学表达式是___________。
10．一阶惯性环节一定是稳定的和___无__振荡的。
11．一阶惯性环节的时间常数可以用实验测出的单位阶跃响应曲线达到__0.632__高度点时所对应的时间来确定。
12．一阶惯性环节的时间常数越小，系统的惯性_越小_______。
13．一阶惯性环节的时间常数越小，系统的响应___快_____。
14．一阶惯性环节的阶跃响应在半对数坐标纸上是__t 1-x0(t)______。
15．一阶惯性环节的单位速度响应的时域数学表达式是___________。
16．系统在单位速度信号作用下的输出称为____单位速度响应___________。
17．一阶惯性环节在单位速度信号作用下的稳态误差是____T_______。
18. 系统在单位脉冲信号作用下的输出称为_____单位脉冲响应_________。
19．一阶惯性环节的单位脉冲响应的时域数学表达式是___________。
完整版机械工程控制期末考试试题和标准答案及评分标准模板
X i (s )J agX °(s)《机械工程控制基础》试题(A 卷)(考试时间：120分钟)、单项选择题(共10分，每小题2分)1.控制系统中，下列元件通常属于反馈元件的是 A.电压放大器；B .热电偶；C.液压马达； D •电动机;A.比例环节；B.惯性环节；C.积分环节；D. —阶微分环节； 3.二阶系统的时域性能指标上升时间 t r 、峰值时间t p 、调整时间t s 、最大超调量M p 和振荡次数N ，反应系统稳定性的是 ____________ 。
A. t r 、M p ； B. t p 、t s ； C. t r 、N ； D . M p 、N ；A. 1 ；B. 2；C. 3；D. 4 ；5. PID 校正是针对 ____________ 进行比例、积分和微分运算后形成的控制规律。
A.输入信号X j (t) ；B.输出信号x 0(t) ；C.误差信号e(t) ；D.偏差信号 (t)；二、填空题(共20分，每空2分)6.1954年，我国科学家 _______________ 发表了《工程控制论》，奠定了控制工程的理论基础。
7. 对于受干扰的闭环系统，如果系统只受输入X't)作用时的输出是x 01(t)，系统只受干扰n(t)作用时的输出是x °2(t),则系统同时受X i (t)和n(t)作用时的输出 X 0 (t) ______________ 。
8. 如图所示的信号流图， 前向通道的传递函数为 ___________ ，反馈通道有 _________ 条，系统 的传递函数为 __________ 。
2.某系统的传递函数是 G(s)(s 20.5)，其中没有(s 1)(S s 1)环节。
4.某放大器的传递函数G(s)(Ts 1)1rad / s ，相频为 45，贝U T 的值为s（2s1）入时的稳态误差分别为 _________ 、__________ 。
2022年大连理工大学期末考试《机械工程控制基础》复习参考题
2、用极坐标图表示频率特性的优缺点是什么？
答：
（1）极坐标图表示频率特性的优点：
在一幅图上同时给出了系统在整个频率域的实频特性、虚频特性、幅频特性和相频特性。它比较简洁直观地表明了系统的频率特性。
（2）缺点：
不能明显地表示出系统传递函数中各个环节在系统中的作用，绘制较麻烦。
对数幅频特性曲线与横坐标轴相交处的频率称为幅值穿越频率。
15、函数框图
把元件或环节的传递函数写在框图单元内，并用表明信号传递方向的箭头将这些框图单元连接起来，主要用来说明环节特性、信号流向及变量关系，便于分析系统。
16、时变系统
描述系统微分方程的系数随时间变化的系统，称为时变系统。
17、时间响应
控制系统在典型输入信号的作用下，输出量随时间变化的函数关系称为系统的时间响应。
23、采样系统或离散系统
如果在系统中，计算机参与工作时，环节之间所传递的信息除了有连续信号外，还有离散信号，这样的系统称为采样系统或离散系统。
24、自动控制：在没有人直接参与的情况下，利用控制器使生产过程或被控制对象的某一物理量自动地按照预定的规律运行。
25、系统：由相互联系、相互作用的若干部分构成且具有一定运动规律的一个有机整体。
3、用波德图表示频率特性的优点是什么？
答：
（1）可将串联环节幅值的乘、除，化为幅值的加、减。因而简化了计算与作图过程。
（2）可用近似方法作图。先分段用直线作出对数幅频特性的渐近线，再用修正曲线对渐近线进行修正，就可得到较准确的对数幅频特性图。这给作图带来了很大方便。
（3）可分别作出各个环节的波德图，然后用叠加方法得出系统的波德图，并由此可以看出各个环节对系统总特性的影响。
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1．某环节的传递函数为
1
1
Ts +，它是（ ） A 比例环节 B 惯性环节 C 微分环节 D 积分环节
2．系统11
1011231
114
()()()()
s s s s ++++, 其零点是（ ）。
A s1 =1 s2=4
B s1 = -1 s2= -4
C s1 = 2 s2=3
D s1 = -2 s2= -3 3．系统的静态速度误差系数v K 定义为（ ）。
A 2
lim ()()s s G s H s →B 0lim ()()s sG s H s →C 0lim ()()s G s H s →D 2
lim ()()s s G s H s →∞
4．某二阶系统单位阶跃响应为等幅振荡，则系统的极点可能为 （ ）。
A 两个负实部的共轭复数极点 B 两个相同的实数极点 C 两个不同的实数极点 D 位于虚轴上的共轭极点
5．对单位反馈控制系统输入加速度信号，系统的稳态误差为非零的常数，则系统为（ ）系统。
A 0型 B Ⅰ型 C Ⅱ型 D Ⅲ型 6.系统的稳态误差取决于 （ ）；
A 输入
B 输出
C 输入和开环传递函数
D 反馈
7．已知)()()(t Ky t x t x =+•
，则其对应的方框图为（ ）。
A
8．若系统的伯德图在10ω=处出现转折（如图示）， 说明系统中有一个环节是（ ）
A 101s +
B 011.s +
C 1101s +
D 1011.s +
9．对不稳定的系统，开环对数幅频特性曲线过0dB 时，
()c φω在
-A 下方 B 上方 C 线上 D 上方或下方 10．系统的增益交点自然频率一般表示为（ ）。
二．填空题（每题2分共16分）
1．开环极点或零点位于复平面的右半面，这样的系统称为（ 最小相位 ）系统。
2．频率响应是系统对正弦信号的（稳态 ）响应。
3．稳定系统，开环增益K 越大，则稳态精度越（ 越高 ）。
4．在阶跃响应性能指标中的（ 调整时间 ）从总体上反映了系统的响应的快速性。
5．系统的时域性能指标是以输入( 单位阶跃 )信号为定义的。
6．系统截止频率
c ω越高，则系统的快速性（ 越快 ）。
7．开环频率特性的低频段直线越陡，说明系统的型别越（ 越高 ）。
8．某二阶系统单位阶跃响应有超调并稳定，则系统的极点可能为 （ 实部为负的共轭极点 ）。
三．已知二阶系统在单位阶跃信号输入下的最大百分比超调量
15%%
P M =和调整时间
56()s t s
±=，求
（1） 系统的阻尼比ζ；
（2） 系统的开环传递函数。
（15分）
解 由最大百分比超调量
15100%%%
p M e
==⨯ 3 得0516.ζ= 3
由
3
56(%)s n t s ζω±==
得0967./n rad s ω= 5
开环传递函数为
()G s =
四． 一个温度计插入1000C 水中测温，经3min 后，指示950C ，如果温度计可视作一个一阶惯性环节，并且K=1，求： 1． 时间常数T ；
2． 写出其数学模型；
3． t=1 min 时，单位阶跃响应是多少？ (12分)
1
)()(+=Ts K
s X s Y 因为min 33=T 所以min 1=T 2
)()()(==
s X s Y s G 11
1111)(+-
=+⋅=s s s s s Y 3 t e t y --=1)( 2
当 min 1=t 632.01)1(1
=-=-e
y 2
五．化简方块图，求闭环传递函数。
（14分）
前4步每步3分最后一部2分
六．四个单位负反馈系统的开环系统奈氏曲线如图a~d所示。
并已知各系统开环不稳定特征根的个数P，试判别各闭环系统的稳
定性。
（8分）
ω=0
ω=0
ω=0
ω=ω=∞
ω=∞
ω=∞
ω=∞
解 a 稳定，b 稳定 c 不稳定 4 稳定 每个2分
七．已知单位反馈系统的开环传递函数1000111
0211120
(.)
()(.)()
s G s s s s +=
++，绘制系统的伯德图（用渐近线表示，相频曲线要分别绘出，
再合成）,系统在输入单位阶跃、斜坡、加速度时，系统的稳态误差是多少？（15分）
解 10040k dB == 3
转角频率分别为5，10，120 3
系统稳态误差 1
0100
,
,∞ 3分。