控制工程简单题复习资料
《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。
控制工程基础客观题复习题与答案

10.下列信号中,哪个用来定义二阶系统的瞬态响应指标(
A.系统型次越高,增益 K 越大,系统稳定误差越大 B.系统型次越高,增益 K 越大,系统稳定误差越小 C.系统阶次越高,增益 K 越大,系统稳定误差越小 D.系统阶次越高,稳态误差越大 12.二阶系统的极点分别为 s1 0.5, s2 4 ,系统增益为 5,则其传递函数为( A. D )
k , (k 0, T 0) ,则该系统的阻尼 s (Ts 1)
K /T ) 。当 0 1 时,该系统的阶跃
响应曲线为( 衰减振荡 )曲线,当 1 时,该系统的阶跃响应曲线为( 单调上升 )曲 线。当 1 时,该系统为( 临界阻尼状态 )系统。当 ( 0 )时,该系统获得最佳过 渡过程。 。当误差带定为 0.05(0.02)时,过渡 4.图示电路的传递函数为( G ( s ) 1 / 0.2s 1 ) 过程时间为( 0.6 s 或 0.8 s ) 。
5.系统的频率特性可表示为幅频和相频,幅频特性表示( 稳态输出量与输入量的振幅 ) 的比值。 6.一般来说,系统的相位裕量愈小,则超调量( 越大 ) ,截止频率愈大,则调节时间( 越 小 ) 。 7.频率响应是系统对( 正弦 )输入的( 稳态响应 ) 。 8 . 频 率 响 应 是 ( 稳 态 ) 响 应 ; 频 率 特 性 G ( j ) 与 传 递 函 数 G ( s ) 的 关 系 为 ( G ( j ) G ( s ) s j ) 。 9.频率响应是系统对( 正弦输入 )的稳态响应,频率特性包括( 幅频和相频 )两种特 性。 10.极坐标图(Nyquist 图)与对数坐标图(Bode 图)之间对应关系为:极坐标图上的单位圆对 应于 Bode 图上的( 0 分贝线 );极坐标图上的负实轴对应于 Bode 图上的( -180°线 )。 11.三频段中的( 中频 )段基本确定了系统的动态性能。 12. 反馈控制系统开环对数幅频特性的中频段, 反映系统响应的 ( 快速性 ) 和 ( 稳定性 ) ; 而低频段主要表明系统的( 准确性 ) 。 13.若系统输入为 A sin t ,其稳态输出相应为 B sin( t ) ,则该系统的幅频特性为
控制工程基础复习

简答题1.闭环控制系统的工作原理如果系统的输出端和输入端之间存在反馈回路,输出量对控制过程产生直接影响,这种系统系统称为闭环控制系统。
这里,闭环的作用就是应用反馈来减少偏差。
因此,反馈控制系统必是闭环控制系统。
闭环控制系统一般包括给定元件、反馈元件、比较元件、放大元件、执行元件及校正元件等。
①给定元件:主要用于产生给定信号或输入信号 ②反馈元件:它检测被控制量或输出量,产生主反馈信号③比较元件:用来接收输入信号和反馈信号并进行比较,产生反映两者差值的偏差信号 ④放大元件:对偏差信号进行放大的元件 ⑤执行元件:直接对控制对象进行操纵的元件⑥校正元件:为保证控制质量,使系统获得良好的动、静态性能而加入系统的元件2.控制系统的基本要求①稳定性:稳定性就是指系统动态过程的振荡倾向及其恢复平衡状态的能力。
稳定性乃是保证控制系统正常工作的先决条件。
②精确性:控制系统的精确性即控制精度,一般以稳态误差来衡量。
具体指系统稳定后的实际输出与期望输出之间的差值。
③快速性:快速性是指系统的输出量与输入量之间产生偏差时,消除这种偏差的快慢程度。
3.控制系统的稳态误差与哪些因素有关?如何来减小稳态误差?如果系统的输入是阶跃函数、速度函数和加速度函数三种输入的线性组合,即2()i x t A Bt Ct =++ 其中,A 、B 、C 为常数。
根据线性叠加原理可以证明,系统的稳态误差为21ss p v aA B C e K K K =+++所以,影响稳态误差的因素有:系统的开环增益(K )、系统的类型(0,Ⅰ,Ⅱ型系统)、输入信号。
为了减小稳态误差,可以采取提高开环传递函数的积分环节的个数和开环增益(K )的方法,简单的提高积分环节的个数和开环增益,也会造成系统的不稳定,所以积分环节的个数和开环增益是受限制的。
课本P145 例4.5第11 页共11 页。
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()。
自动控制工程基础复习题及答案

一、单项选择题:1. 线性系统和非线性系统的根本区别在于 ( C )A .线性系统有外加输入,非线性系统无外加输入。
B .线性系统无外加输入,非线性系统有外加输入.C .线性系统满足迭加原理,非线性系统不满足迭加原理。
D .线性系统不满足迭加原理,非线性系统满足迭加原理。
2.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零,则可得到系统的 ( B )A .代数方程B .特征方程C .差分方程D .状态方程 3. 时域分析法研究自动控制系统时最常用的典型输入信号是 ( D )A .脉冲函数B .斜坡函数C .抛物线函数D .阶跃函数4.设控制系统的开环传递函数为G (s)=)2s )(1s (s 10++,该系统为 ( B )A .0型系统B .I 型系统C .II 型系统D .III 型系统5.二阶振荡环节的相频特性)(ωθ,当∞→ω时,其相位移)(∞θ为 ( B )A .—270°B .—180°C .—90°D .0°6. 根据输入量变化的规律分类,控制系统可分为 ( A )A.恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统B 。
反馈控制系统、前馈控制系统前馈—反馈复合控制系统 C.最优控制系统和模糊控制系统 D.连续控制系统和离散控制系统7.采用负反馈连接时,如前向通道的传递函数为G (s ),反馈通道的传递函数为H (s ),则其等效传递函数为 ( C )A .)s (G 1)s (G + B .)s (H )s (G 11+C .)s (H )s (G 1)s (G +D .)s (H )s (G 1)s (G -8. 一阶系统G (s )=1+Ts K的时间常数T 越大,则系统的输出响应达到稳态值的时间 ( A )A .越长B .越短C .不变D .不定9.拉氏变换将时间函数变换成 ( D )A .正弦函数B .单位阶跃函数C .单位脉冲函数D .复变函数10.线性定常系统的传递函数,是在零初始条件下 ( D )A .系统输出信号与输入信号之比B .系统输入信号与输出信号之比C .系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比D .系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比 11.若某系统的传递函数为G(s )=1Ts K+,则其频率特性的实部R (ω)是 ( A ) A .22T 1Kω+B .-22T 1Kω+C .T1K ω+D .—T1Kω+12。
控制工程基础复习题库(有答案)

系统的传递函数在x的右半平面没有零点和极点
6.如何确定复平面上根轨迹的分离点?
需要解分离点方程;
需要确定分离角;
分离角与分支数有关
7.什么是系统的偏差信号?
输入信号与反馈信号之差
8.什么是传递函数?
9.解释根轨迹和常规根轨迹的含义。
10.根轨迹各分支的起点和终点在哪?
根轨迹关于实轴对称,分支数等于开环极点数,起点位系统的开环极点,终点为系统的开环零点、无穷远点
5、系统的稳态误差与输入信号的形式及_____________开环传递函数_____________________有关。
6. 如果系统受扰动后偏离了原工作状态,扰动消失后,系统能自动恢复到原来的工作状态,这样的系统是稳定系统。
7、I型系统 在单位阶跃输入下,稳态误差为_0__,在单位加速度输入下,稳态误差为__无穷__。
8、线性系统的频率响应是指系统在正弦信号作用下,系统的稳态输出。
9. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后,从初始状态到稳定状态的响应过程。
10、频率响应是系统对___正弦输入信号_______稳态响应,频率特性包括__幅频特性和像形特性_______两种特性。
11、系统的性能指标按其类型可分为______瞬态_________、___稳态____________、______准确性__________。
A. 开环系统的输出对系统无控制作用,闭环系统的输出对系统有控制作用。
B. 开环系统的输入对系统无控制作用,闭环系统的输入对系统有控制作用。
C. 开环系统不一定有反馈回路,闭环系统有反馈回路。
D. 开环系统不一定有反馈回路,闭环系统也不一定有反馈回路。
13.某典型环节的传递函数为 ,则该环节为( )。
控制工程基础参考复习题及答案

《控制工程基础》参考复习题及习题解答第一部分 单项选择题1.闭环控制系统的主反馈取自【 D 】A.给定输入端B.干扰输入端C.控制器输出端D.系统输出端2.不同属性的物理系统可以有形式相同的【 A 】A.数学模型B.被控对象C.被控参量D.结构参数3.闭环控制系统的开环传递函数为G(s)H(s),其中H(s)是反馈传递函数,则系统的误差信号为【 A 】A.X i (s )-H (s)X 0(s )B.X i (s )-X 0(s )C.X or (s )-X 0(s )D.X or (s )-H (s )X 0(s )3-1闭环控制系统的开环传递函数为G(s)H(s),其中H(s)是反馈传递函数,则系统的偏差信号为【 A】A.X i (s )-H (s)X 0(s )B.X i (s )-X 0(s )C.X or (s )-X 0(s )D.X or (s )-H (s )X 0(s )4.微分环节使系统【 A 】A.输出提前B.输出滞后C.输出大于输入D.输出小于输入5.当输入量发生突变时,惯性环节的输出量不能突变,只能按【 B 】A.正弦曲线变化B.指数曲线变化C.斜坡曲线变化D.加速度曲线变化6.PID 调节器的微分部分可以【 A 】A.提高系统的快速响应性B.提高系统的稳态性C.降低系统的快速响应性D.降低系统的稳态性6-1.PID 调节器的微分部分可以【 A 】A.提高系统的稳定性B.提高系统的稳态性C.降低系统的稳定性D.降低系统的稳态性7.闭环系统前向传递函数是【 C 】A.输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比B.输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比C.输出信号的拉氏变换与误差信号的拉氏变换之比D.误差信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比8.一阶系统的时间常数为T ,其脉冲响应为【 C 】 A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T -1 D.Tt Te T -+8-1.一阶系统的时间常数为T ,其单位阶跃响应为【 C 】 A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T -1D.T t Te T -+8-2.一阶系统的时间常数为T ,其单位斜坡响应为【 C 】 A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T -1 D.Tt Te T -+8-3.一阶系统的时间常数为T ,其单位阶跃响应的稳态误差为【C 】A.0B.TC.1T D.T t Te T -+8-4.一阶系统的时间常数为T ,其单位斜坡响应的稳态误差为【 C 】A.0B.TC.1TD.T t Te T -+ 9.过阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为【 】A.零B.常数C.单调上升曲线D.等幅衰减曲线10.干扰作用下,偏离原来平衡状态的稳定系统在干扰作用消失后【 】A.将发散离开原来的平衡状态B.将衰减收敛回原来的平衡状态C.将在原平衡状态处等幅振荡D.将在偏离平衡状态处永远振荡11.单位脉冲函数的拉普拉斯变换是【 】A.1/sB.1C.21sD.1+1/s12.线性控制系统的频率响应是系统对输入【 】A.阶跃信号的稳态响应B.脉冲信号的稳态响应C.斜坡信号的稳态响应D.正弦信号的稳态响应13.积分环节的输出比输入滞后【 】A.090-B.090C.0180-D.018014.奈魁斯特围线中所包围系统开环传递函数)(s G 的极点数为3个,系统闭环传递函数的极点数为2个,则映射到)(s G 复平面上的奈魁斯特曲线将【 】A.逆时针围绕点(0,j0)1圈B.顺时针围绕点(0,j0)1圈C.逆时针围绕点(-1,j0)1圈D.顺时针围绕点(-1,j0)1圈15.最小相位系统稳定的条件是【 】A.γ>0和g L <0B.γ<0和g K >1C.γ>0和)(g L ω<0D.γ<0和)(g L ω>016.若惯性环节的时间常数为T ,则将使系统的相位【 】A.滞后1tan ()T ω-B.滞后1tan ω--C.超前1tan ()T ω-D.超前1tan ω-- 17.控制系统的误差是【 】A.期望输出与实际输出之差B.给定输入与实际输出之差C.瞬态输出与稳态输出之差D.扰动输入与实际输出之差18.若闭环系统的特征式与开环传递函数的关系为)()(1)(s H s G s F +=,则【 】A.)(s F 的零点就是系统闭环零点B.)(s F 的零点就是系统开环极点C.)(s F 的极点就是系统开环极点D.)(s F 的极点就是系统闭环极点19.要使自动调速系统实现无静差,则在扰动量作用点的前向通路中应含有【 】A.微分环节B.积分环节C.惯性环节D.比例环节20.积分器的作用是直到输入信号消失为止,其输出量将【 】A.直线上升B.垂直上升C.指数线上升D.保持水平线不变21.自动控制系统的控制调节过程是以偏差消除【 】A.偏差的过程B.输入量的过程C.干扰量的过程D.稳态量的过程22.系统输入输出关系为i o o o x x x x cos =++,则该系统为【 】A.线性系统B.非线性系统C.线性时变系统D.线性定常系统23.线性定常二阶系统的输出量与输入量之间的关系是【 】A.振荡衰减关系B.比例线性关系C.指数上升关系D.等幅振荡关系24. 微分环节可改善系统的稳定性并能【 】A.增加其固有频率B.减小其固有频率C.增加其阻尼D.减小其阻尼25.用终值定理可求得)8)(5(4)(++=s s s s F 的原函数f (s )的稳态值为【 】A.∞ B .4 C.0.1 D.026.可以用叠加原理的系统是【 】A.开环控制系统B.闭环控制系统C.离散控制系统D.线性控制系统27.惯性环节含有贮能元件数为【 】A.2B.1C.0D.不确定28.一阶系统的单位阶跃响应在t =0处的斜率越大,系统的【 】A.响应速度越快B.响应速度越慢C.响应速度不变D.响应速度趋于零29.临界阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为【 】A.零B.常数C.单调上升曲线D.等幅衰减曲线30.欠阻尼二阶系统的输出信号振幅的衰减速度取决于【 】A.n ξωB.ξωC.g ξωD.c ξω31.单位加速度信号的拉氏变换为【 】A.1B.s 1C.21sD.31s32.线性系统的输入信号为t t x i ωsin )(=,则其输出信号响应频率为【 】A.ωB.n ωC.ωjD.n j ω33.微分环节的输出比输入超前【 】A.090-B.090C.0180-D.018034.若闭环系统的特征式与开环传递函数的关系为)()(1)(s H s G s F +=,则【 】A.)(s F 的极点就是系统开环零点B.)(s F 的零点就是系统开环极点C.)(s F 的零点就是系统闭环极点D.)(s F 的极点就是系统闭环极点35.系统开环传递函数为)11.0()14.0()(2++=s s s K s G 不用计算或作图,凭思考就能判断该闭环系统的稳定状况是【】A.稳定B.不稳定C.稳定边界D.取决于K 的大小36.为了保证系统有足够的稳定裕量,在设计自动控制系统时应使穿越频率附近)(ωL 的斜率为【 】A.-40 dB/decB.-20 dB/decC.+40 dB/decD.+20 dB/dec37.线性定常系统的偏差信号就是误差信号的条件为【 】A.反馈传递函数H(s)=1B.反馈信号B(s)=1C.开环传递函数G(s) H(s)=1D.前向传递函数G(s)=138.降低系统的增益将使系统的【 】A.稳定性变差B.稳态精度变差C.超调量增大D.稳态精度变好39.含有扰动顺馈补偿的复合控制系统可以显著减小【 】A.超调量B.开环增益C.扰动误差D.累计误差40.PID 调节器的微分部分可以【 】A.改善系统的稳定性B.调节系统的增益C.消除系统的稳态误差D.减小系统的阻尼比41.一般情况下开环控制系统是【 】A.不稳定系统B.稳定系统C.时域系统D.频域系统42.求线性定常系统的传递函数条件是【 】A.稳定条件B.稳态条件C.零初始条件D.瞬态条件43.单位负反馈系统的开环传递函数为G(s),则其闭环系统的前向传递函数与【 】A.反馈传递函数相同B.闭环传递函数相同C.开环传递函数相同D.误差传递函数相同44.微分环节是高通滤波器,将使系统【 】A.增大干扰误差B.减小干扰误差C.增大阶跃输入误差D.减小阶跃输入误差45.控制框图的等效变换原则是变换前后的【 】A.输入量和反馈量保持不变B.输出量和反馈量保持不变C.输入量和干扰量保持不变D.输入量和输出量保持不变46.对于一个确定的系统,它的输入输出传递函数是【 】A.唯一的B.不唯一的C.决定于输入信号的形式D.决定于具体的分析方法47.衡量惯性环节惯性大小的参数是【 】A.固有频率B.阻尼比C.时间常数D.增益系数48.三个一阶系统的时间常数关系为T2<T1<T3,则【 】A.T2系统响应快于T3系统B.T1系统响应快于T2系统C.T2系统响应慢于T1系统D.三个系统响应速度相等49.闭环控制系统的时域性能指标是【 】A.相位裕量B.输入信号频率C.最大超调量D.系统带宽50.输入阶跃信号稳定的系统在输入脉冲信号时【 】A .将变成不稳定系统 B.其稳定性变好 C.其稳定性不变 D.其稳定性变差51.二阶欠阻尼系统的阶跃响应为【 】A.单调上升曲线B.等幅振荡曲线C.衰减振荡曲线D.指数上升曲线52.单位斜坡信号的拉氏变换为【 】A.1B.s 1C.21sD.31s53.线性控制系统【 】A.一定是稳定系统B.是满足叠加原理的系统C.是稳态误差为零的系统D.是不满足叠加原理的系统54.延迟环节Ts e s G -=)(的幅频特性为【 】A.)(ωA =1B.)(ωA =0C.)(ωA <1D.)(ωA >155.闭环系统稳定的充分必要条件是其开环极坐标曲线逆时针围绕点(-1,j0)的圈数等于落在S 平面右半平面的【】A.闭环极点数B.闭环零点数C.开环极点数D.开环零点数56.频率响应是系统对不同频率正弦输入信号的【 】A.脉冲响应B.阶跃响应C.瞬态响应D.稳态响应57.传递函数的零点和极点均在复平面的左侧的系统为【 】A.非最小相位系统B.最小相位系统C.无差系统D.有差系统58.零型系统跟踪阶跃信号的稳态误差为【 】A.0B.∞C.常数D.)()(lim 0s H s G s → 59.降低系统的增益将使系统的【 】A.稳定性变差B.快速性变差C.超调量增大D.稳态精度变好60.把系统从一个稳态过渡到新的稳态的偏差称为系统的【 】A.静态误差B.稳态误差C.动态误差D.累计误差61.闭环控制系统除具有开环控制系统所有的环节外,还必须有【 】A.给定环节B.比较环节C.放大环节D.执行环节62.同一系统由于研究目的的不同,可有不同的【 】A.稳定性B.传递函数C.谐波函数D.脉冲函数63.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64.积分环节的积分时间常数为T ,其脉冲响应为【 】A.1B.1/TC.TD.1+1/T65.串联环节的对数频率特性为各串联环节的对数频率特性的【 】A.叠加B.相乘C.相除D.相减66.非线性系统的最主要特性是【 】A.能应用叠加原理B.不能应用叠加原理C.能线性化D.不能线性化67.理想微分环节的输出量正比于【 】A.反馈量的微分B.输入量的微分C.反馈量D.输入量68.若二阶系统的阻尼比和固有频率分别为ξ和n ω,则其共轭复数极点的实部为【 】A.n ξωB.n ξω-C.d ξω-D.d ξω69.控制系统的时域稳态响应是时间【 】A.等于零的初值B.趋于零的终值C.变化的过程值D.趋于无穷大时的终值70.一阶系统的时间常数T 越小,系统跟踪斜坡信号的【 】A.稳定性越好B.稳定性越差C.稳态性越好D.稳态性越差71.二阶临界阻尼系统的阶跃响应为【 】A.单调上升曲线B.等幅振荡曲线C.衰减振荡曲线D.指数上升曲线72.线性系统的输入信号为t A t x i ωsin )(=,则其稳态输出响应相位【 】A.等于输入信号相位B.一般为输入信号频率ω的函数C.大于输入信号相位D.小于输入信号相位73.延迟环节Ts es G -=)(的相频特性为【 】 A.T ωωϕ1tan )(--= B.T ωωϕ1tan )(-=C.T ωωϕ=)(D.T ωωϕ-=)(74.Ⅱ型系统的开环传递函数在虚轴上从右侧环绕其极点的无穷小圆弧线所对应的开环极坐标曲线是半径为无穷大,且按顺时针方向旋转【 】A.π2的圆弧线B.πv 的圆弧线C.-π2的圆弧线D.π的圆弧线75.闭环系统稳定的充要条件是系统开环对数幅频特性过零时,对应的相频特性【 】A. 180)(-<c ωϕB. 180)(->c ωϕC. 180)(>c ωϕ 180)(<c ωϕ76.对于二阶系统,加大增益将使系统的【 】A.稳态性变差B.稳定性变差C.瞬态性变差D.快速性变差77.Ⅰ型系统跟踪阶跃信号的稳态误差为【 】A.0B.∞C.常数D.)()(lim 0s H s G s → 78.控制系统含有的积分个数多,开环放大倍数大,则系统的【 】A.稳态性能愈好B.动态性能愈好C.稳定性愈好D.稳态性能愈差79.控制系统的稳态误差主要取决于系统中的【 】A.微分和比例环节B.惯性和比例环节C.比例和积分环节D.比例和延时环节80.比例积分微分(PID)校正对应【 】A.相位不变 B .相位超前校正 C .相位滞后校正 D .相位滞后超前校正81.闭环控制系统必须通过【 】A.输入量前馈参与控制B.干扰量前馈参与控制C.输出量反馈到输入端参与控制D.输出量局部反馈参与控制82.不同属性的物理系统可以有形式相同的【 】A.传递函数B.反函数C.正弦函数D.余弦函数83.输出信号对控制作用有影响的系统为【 】A.开环系统B.闭环系统C.局部反馈系统D.稳定系统84.比例环节能立即地响应【 】A.输出量的变化B.输入量的变化C.误差量的变化D.反馈量的变化85.满足叠加原理的系统是【 】A.定常系统B.非定常系统C.线性系统D.非线性系统86.弹簧-质量-阻尼系统的阻尼力与两相对运动构件的【 】A.相对位移成正比B.相对速度成正比C.相对加速度成正比D.相对作用力成正比87.当系统极点落在复平面S 的虚轴上时,其系统【 】A.阻尼比为0B.阻尼比大于0C.阻尼比小于1大于0D.阻尼比小于088.控制系统的最大超调量【 】A.只与阻尼比有关B.只与固有频率有关C.与阻尼比和固有频率都有关D.与阻尼比和固有频率都无关89.过阻尼的二阶系统与临界阻尼的二阶系统比较,其响应速度【 】A.过阻尼的小于临界阻尼的B.过阻尼的大于临界阻尼的C.过阻尼的等于临界阻尼的D.过阻尼的反比于临界阻尼的90.二阶过阻尼系统的阶跃响应为【 】A.单调衰减曲线B.等幅振荡曲线C.衰减振荡曲线D.指数上升曲线91.一阶系统在时间为T 时刻的单位阶跃响应为【 】A. 1B. 0.98C. 0.95D. 0.63292.线性系统的输出信号完全能复现输入信号时,其幅频特性【 】A.)(ωA ≥1B.)(ωA <1C.0<)(ωA <1D.)(ωA ≤093.Ⅱ型系统是定义于包含有两个积分环节的【 】A.开环传递函数的系统B.闭环传递函数的系统C.偏差传递函数的系统D.扰动传递函数的系统94.系统的幅值穿越频率是开环极坐标曲线与【 】A.负实轴相交处频率B.单位圆相交处频率C.Bode 图上零分贝线相交处频率D.Bode 图上-180°相位线相交处频率94-1.系统的幅值穿越频率是对数频率特性曲线与【 】A.负实轴相交处频率B.单位圆相交处频率C.Bode 图上零分贝线相交处频率D.Bode 图上-180°相位线相交处频率95.系统的穿越频率越大,则其【 】A.响应越快B.响应越慢C.稳定性越好D.稳定性越差96. 最小相位系统传递函数的【 】A.零点和极点均在复平面的右侧B.零点在复平面的右侧而极点在左侧C.零点在复平面的左侧而极点在右侧D.零点和极点均在复平面的左侧97.Ⅰ型系统能够跟踪斜坡信号,但存在稳态误差,其稳态误差系数等于【 】A.0B.开环放大系数C.∞D.时间常数98.把系统扰动作用后又重新平衡的偏差称为系统的【 】A.静态误差B.稳态误差C.动态误差D.累计误差99.0型系统跟踪斜坡信号的稳态误差为【 】A.0B.∞C.常数D.)()(lim 0s H s G s→ 100.PID 调节器的比例部分主要调节系统的【 】A.增益B.固有频率C.阻尼比D.相频特性101.随动系统要求系统的输出信号能跟随【 】A.反馈信号的变化B.干扰信号的变化C.输入信号的变化D.模拟信号的变化102.传递函数的量纲是【 】A.取决于输入与反馈信号的量纲B.取决于输出与输入信号的量纲C.取决于干扰与给定输入信号的量纲D.取决于系统的零点和极点配置103.对于抗干扰能力强系统有【 】A.开环系统B.闭环系统C.线性系统D.非线性系统104.积分调节器的输出量取决于【 】A.干扰量对时间的积累过程B.输入量对时间的积累过程C.反馈量对时间的积累过程D.误差量对时间的积累过程105.理想微分环节的传递函数为【 】 A.Ts +11B.s 1C.sD.1+Ts105.一阶微分环节的传递函数为【 】 A.Ts +11B.s 1C.sD.1+Ts106.实际系统传递函数的分母阶次【 】A.小于分子阶次B.等于分子阶次C.大于等于分子阶次D.大于或小于分子阶次107.当系统极点落在复平面S 的负实轴上时,其系统【 】A.阻尼比为0B.阻尼比大于0C.阻尼比大于或等于1D.阻尼比小于0108.欠阻尼二阶系统的输出信号的衰减振荡角频率为【 】A.无阻尼固有频率B.有阻尼固有频率C.幅值穿越频率D.相位穿越频率109.反映系统动态精度的指标是【 】A.超调量B.调整时间C.上升时间D.振荡次数110.典型二阶系统在欠阻尼时的阶跃响应为【 】A.等幅振荡曲线B.衰减振荡曲线C.发散振幅曲线D.单调上升曲线111.一阶系统时间常数为T ,在单位阶跃响应误差X 围要求为±0.05时,其调整时间为【】A.TB.2TC.3TD.4T112.比例环节的输出能不滞后地立即响应输入信号,其相频特性为【 】A.00)(=ωϕB.0180)(-=ωϕC.090)(-=ωϕD.090)(=ωϕ113.实际的物理系统)(s G 的极点映射到)(s G 复平面上为【 】A.坐标原点B.极点C.零点D.无穷远点114.系统的相位穿越频率是开环极坐标曲线与【 】A.负实轴相交处频率B.单位圆相交处频率C.Bode 图上零分贝线相交处频率D.Bode 图上-180°相位线相交处频率114-1.系统的相位穿越频率是对数频率特性曲线与【 】A.负实轴相交处频率B.单位圆相交处频率C.Bode 图上零分贝线相交处频率D.Bode 图上-180°相位线相交处频率115.比例微分环节(时间常数为T )使系统的相位【 】A.滞后1tan T ω-B.滞后1tan ω-C.超前1tan T ω-D.超前1tan ω-116.系统开环频率特性的相位裕量愈大,则系统的稳定性愈好,且【 】A.上升时间愈短B.振荡次数愈多C.最大超调量愈小D.最大超调量愈大117.Ⅱ型系统跟踪阶跃信号的稳态误差为零,其静态位置误差系数等于【 】A.0B.开环放大系数C.∞D.时间常数118.PID 调节器的积分部分消除系统的【 】A.瞬态误差B.干扰误差C.累计误差D.稳态误差119.Ⅰ型系统跟踪斜坡信号的稳态误差为【 】A.0B.∞C.常数D.)()(lim 0s H s G s → 120.比例微分校正将使系统的【 】A.抗干扰能力下降B.抗干扰能力增加C.稳态精度增加D.稳态精度减小120-1.比例微分校正将使系统的【 】A.稳定性变好B.稳态性变好C.抗干扰能力增强D.阻尼比减小121.若反馈信号与原系统输入信号的方向相反则为【 】A.局部反馈B.主反馈C.正反馈D.负反馈122.实际物理系统微分方程中输入输出及其各阶导数项的系数由表征系统固有特性【 】A.结构参数组成B.输入参数组成C.干扰参数组成D.输出参数组成123.对于一般控制系统来说【 】A.开环不振荡B.闭环不振荡C.开环一定振荡D.闭环一定振荡124.积分环节输出量随时间的增长而不断地增加,增长斜率为【 】A.TB.1/TC.1+1/TD.1/T2 125.传递函数只与系统【 】A.自身内部结构参数有关B.输入信号有关C.输出信号有关D.干扰信号有关126.闭环控制系统的开环传递函数是【 】A.输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比B.输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比C.反馈信号的拉氏变换与误差信号的拉氏变换之比D.误差信号的拉氏变换与反馈信号的拉氏变换之比127.当系统极点落在复平面S 的Ⅱ或Ⅲ象限内时,其系统【 】A.阻尼比为0B.阻尼比大于0C.阻尼比大于0而小于1D.阻尼比小于0128.欠阻尼二阶系统是【 】A .稳定系统 B. 不稳定系统 C.非最小相位系统 D.Ⅱ型系统129.二阶无阻尼系统的阶跃响应为【 】A.单调上升曲线B.等幅振荡曲线C.衰减振荡曲线D.指数上升曲线130.二阶系统总是【 】A.开环系统B.闭环系统C.稳定系统D.非线性系统131.一阶系统时间常数为T ,在单位阶跃响应误差X 围要求为±0.02时,其调整时间为【 】A.TB.2TC.3TD.4T132.积分环节Ts s G 1)(=的幅值穿越频率为【 】 A.T 1B.-T 1C.20T 1lgD.-20T 1lg132-1.微分环节()G s Ts =的幅值穿越频率为【 】 A.T 1B.-T 1C.20T 1lgD.-20T 1lg132-2.积分环节21()G s Ts =的幅值穿越频率为【 】 A.T 1B.-T 1 D.133.实际的物理系统)(s G 的零点映射到)(s G 复平面上为【 】A.坐标原点B.极点C.零点D.无穷远点134.判定系统稳定性的穿越概念就是开环极坐标曲线穿过实轴上【 】A.(-∞,0)的区间B.(-∞,0]的区间C.(-∞,-1)的区间D.(-∞,-1]的区间135.控制系统抗扰动的稳态精度是随其前向通道中【 】A.微分个数增加,开环增益增大而愈高B.微分个数减少,开环增益减小而愈高C.积分个数增加,开环增益增大而愈高D.积分个数减少,开环增益减小而愈高136.若系统无开环右极点且其开环极座标曲线只穿越实轴上区间(-1,+∞),则该闭环系统一定【】A.稳定B.临界稳定C. 不稳定D.不一定稳定137.比例环节的输出能不滞后地立即响应输入信号,其相频特性为【 】A.00)(=ωϕB.0180)(-=ωϕC.090)(-=ωϕD.090)(=ωϕ138.控制系统的跟随误差与前向通道【 】A.积分个数和开环增益有关B.微分个数和开环增益有关C.积分个数和阻尼比有关D.微分个数和阻尼比有关139.Ⅰ型系统跟踪阶跃信号的稳态误差为【 】A.0B.∞C.常数D.)()(lim 0s H s G s →140.Ⅱ型系统跟踪斜坡信号的稳态误差为零,其静态位置误差系数等于【 】A.0B.开环放大系数C. ∞D.时间常数141.实际物理系统的微分方程中输入输出及其各阶导数项的系数由表征系统固有特性【 】A.特征参数组成B.输入参数组成C.干扰参数组成D.输出参数组成142.输出量对系统的控制作用没有影响的控制系统是【 】A.开环控制系统B.闭环控制系统C.反馈控制系统D.非线性控制系统143.传递函数代表了系统的固有特性,只与系统本身的【 】A. 实际输入量B.实际输出量C.期望输出量D.内部结构,参数144.惯性环节不能立即复现【 】A.反馈信号B.输入信号C.输出信号D.偏差信号145.系统开环传递函数为)(s G ,则单位反馈的闭环传递函数为【 】A.)(1)(s G s G +B.)()(1)()(s H s G s H s G +C.)()(1)(s H s G s G +D.)()(1)(s H s G s H + 146.线性定常系统输出响应的等幅振荡频率为n ω,则系统存在的极点有【 】A.n j ω±1B.n j ω±C.n j ω±-1D.1-147.开环控制系统的传递函数是【 】A.输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比B.输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比C.反馈信号的拉氏变换与误差信号的拉氏变换之比D.误差信号的拉氏变换与反馈信号的拉氏变换之比147-1.闭环控制系统的开环传递函数是【 】A.输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比B.输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比C.反馈信号的拉氏变换与误差信号的拉氏变换之比D.误差信号的拉氏变换与反馈信号的拉氏变换之比148.欠阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为【 】A.零B.常数C.等幅振荡曲线D.等幅衰减曲线149.一阶系统是【 】A.最小相位系统B.非最小相位系统C.Ⅱ型系统D.不稳定系统150.单位阶跃函数的拉普拉斯变换是【 】A.1/sB.1C.21sD.1+1/s151.一阶系统的响应曲线开始时刻的斜率为【 】A.TB.TC.T 1D.T 1152.惯性环节11)(+=Ts s G 的转折频率越大其【 】A.输出响应越慢B.输出响应越快C.输出响应精度越高D.输出响应精度越低153.对于零型系统的开环频率特性曲线在复平面上【 】A.始于虚轴上某点,终于坐标原点B.始于实轴上某点,终于实轴上另一点C.始于坐标原点,终于虚轴上某点D.始于虚轴上某点,终于虚轴上另一点153-1.对于Ⅰ型系统的开环频率特性曲线在复平面上【 】A.始于(0)180G j =∞∠-的点,终于坐标原点B.始于(0)90G j =∞∠-的点,终于坐标原点C.始于(0)180G j =∞∠-的点,终于实轴上任意点D.始于(0)90G j =∞∠-的点,终于虚轴上任意点154.相位裕量是当系统的开环幅频特性等于1时,相应的相频特性离【 】A.负实轴的距离B.正实轴的距离C.负虚轴的距离D.正虚轴的距离155.对于二阶系统,加大增益将使系统的【 】A.动态响应变慢B.稳定性变好C.稳态误差增加D.稳定性变差 155-1.对于二阶系统,加大增益将使系统的【 】A.动态响应变慢B.稳态误差减小C.稳态误差增加D.稳定性变好 156.惯性环节使系统的输出【 】A.幅值增大B.幅值减小C.相位超前D.相位滞后 156-1.惯性环节使系统的输出随输入信号频率增加而其【 】 A.幅值增大 B.幅值减小 C.相位超前 D.相位滞后 157.无差系统是指【 】A.干扰误差为零的系统B.稳态误差为零的系统C.动态误差为零的系统D.累计误差为零的系统 158.Ⅱ型系统跟踪加速度信号的稳态误差为【 】A.0B.常数C.∞D.时间常数 159.控制系统的稳态误差组成是【 】A.跟随误差和扰动误差B.跟随误差和瞬态误差C.输入误差和静态误差D.扰动误差和累计误差 160.Ⅰ型系统的速度静差系数等于【 】A.0B.开环放大系数C.∞D.时间常数161.线性定常系统输入信号导数的时间响应等于该输入信号时间响应的【 】 A. 傅氏变换 B.拉氏变换 C.积分 D.导数162.线性定常系统输入信号积分的时间响应等于该输入信号时间响应的【 】 A.傅氏变换 B.拉氏变换 C.积分 D.导数第一部分 单项选择题1.D2.A3.A4.A5.B6.A7.C8.C9.B 10.B 11.B 12.D 13.B 14.C 15.C 16.A 17.A 18.C 19.B 20.A 21.A 22.B 23.B 24.C 25.C 26.D 27.B 28.A 29.B 30.A 31.D 32.A 33.B 34.C 35.A 36.B 37.A 38.B 39.C 40.A 41.B 42.C 43.C 44.A 45.D 46.A 47.C 48.A 49.C 50.C 51.C 52.C 53.B 54.A 55.C 56.D 57.B 58.C 59.B 60.B 61.B 62.B 63.B 64.B 65.A 66.B 67.B 68.B 69.D 70.C 71.A 72.B 73.D 74.A 75.B 76.B 77.A 78.A 79.C 80.D 81.C 82.A 83.B 84.B 85.C 86.B 87.A 88.A 89.A 90.D 91.D 92.A 93.A 94.B 95.A 96.D 97.B 98.B 99.B 100.A 101.C 102.B 103.B 104.B 105.C 106.C 107.C 108.B 109.A 110.B 111.C 112.A 113.D 114.A 115.C 116.C 117.C 118.D 119.C 120.A 121.D 122.A 123.A 124.B 125.A 126.C 127.C 128.A 129.B 130.C 131.D 132.A 133.A 134.D 135.C 136.A 137.A 138.A 139.A 140.C 141.A 142.A 143.D 144.B 145.A 146.B 147.A 148.B 149.A 150.A 151.C 152.B 153.B 154.A 155.D 156.D 157.B 158.B 159.A 160.B第二部分 填空题1.积分环节的特点是它的输出量为输入量对时间的积累。
《控制工程基础》复习题和答案

1 某温度测量系统,最高温度为700℃,要求测量的绝对误差不超过±10℃,现有两台测量范围分别为0~1600℃和0~1000℃的1.0级温度检测仪表,问应选择哪台仪表更合适?如果有测量范围均为0~1000℃,精度等级分别为1.0级和0.5级的两台温度变送器。
那么又选择哪台仪表更合适?试说明理由。
答:(1)对0~1600℃表:最大绝对误差为(1600-0)*1%=16℃>10℃,不符合测量的绝对误差不超过±10℃的要求;对0~1000℃表:最大绝对误差为(1000-0)*1%=10℃,满足测量的绝对误差不超过±10℃的要求。
故选择0~1000℃量程的1.0级温度检测仪表更合适。
(2)选择0~1000℃量程的1.0级温度检测仪表更合适,因为这时两台仪表都能满足工艺要求,应当选择其中精度较低的仪表,这样可以节省投资,日常维护也方便。
2 用K 型热电偶测量温度,冷端温度为30℃,对应的热电势为1.203毫伏,如果测量到的热电势为24.9mV ,问热电偶实际温度产生的热电势E(t,0)是多少毫伏?答:热电偶实际温度产生的热电势为:由已知条件得:E(30,0) =1.203 mV E(t,30) =24.9mV则 E(t,0)=E(t,30) +E(30,0)= 24.9+1.203=26.103 (mV)3 现有精度等级为1.5级、2.0级、2.5级的三块仪表,测量范围分别为0~100℃、-50~550℃和-100~500℃。
现需测量500℃左右的温度,要求测量的相对误差不超过2.8%,试确定选用哪块表比较合适。
答:测量所允许的最大误差为max 500 2.8%14 ()ot C ∆=⨯=1.5 级仪表测量范围上限只有100℃,排除。
2.0级仪表所允许的最大误差为max 1(55050) 2.0%12 ()o t C ∆=+⨯=2.5级仪表所允许的最大误差为max 2(500100) 2.5%15 ()o t C ∆=+⨯=故只有2.0级满足max max 2t t ∆≤∆。
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36.为什么说物理性质不同的系统,其传递函数可能相同 ?传递函数是线性定常系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比,它通常不能表明系统的物理特性和物理结构,因此说物理性质不同的系统,其传递函数可能相同。
37.一阶惯性系统当输入为单位阶跃函数时,如何用实验方法确定时间常数T ?其调整时间t s 和时间常数T 有何关系,为什么?常用的方法(两方法选1即可):其单位阶跃响应曲线在 0.632(2.5分)稳态值处,经过的时间t =T ;或在 t =0处曲线斜率 k =1/T ,t s =(3~4)T 38.什么是主导极点?主导极点起什么作用高阶系统中距离虚轴最近的极点,其附近没有零点,它的实部比其它极点的实部的1/5还小,称其为主导极点。
将高阶系统的主导极点分析出来,利用主导极点来分析系统,相当于降低了系统的阶数,给分析带来方便。
39.什么是偏差信号?什么是误差信号?它们之间有什么关系? 39.偏差信号:输入信号与反馈信号之差;误差信号:希望的输出信号与实际的输出信号之差。
两者间的关系:40.根轨迹的分支数如何判断? 40.根轨迹S 平面止的分支数等于闭环特征方程的阶数,也就是分支数与闭环极点的数目相同36.开环控制系统和闭环控制系统的主要特点是什么?36.开环控制系统:是没有输出反馈的一类控制系统。
其结构简单,价格低,易维修。
精度低、易受干扰。
(2.5分)闭环控制系统:又称为反馈控制系统,其结构复杂,价格高,不易维修。
但精度高,抗干扰能力强,动态特性好。
(2.5分)37.如何用实验方法求取系统的频率特性函数?37.答案不唯一。
例如:即在系统的输入端加入一定幅值的正弦信号,系统稳定后的输入也是正弦信号,(2.5分)记录不同频率的输入、输出的幅值和相位,即可求得系统的频率特性。
(2.5分)38.伯德图中幅频特性曲线的首段和传递函数的型次有何关系?38.0型系统的幅频特性曲线的首段高度为定值,20lgK 0(2分)1型系统的首段-20dB/dec ,斜率线或其延长线与横轴的交点坐标为ω1=K 1(1.5分)2型系统的首段-40dB/dec ,斜率线或其延长线与横轴的交点坐标为ω1=K 2(1.5分)39.根轨迹与虚轴的交点有什么作用? 举例说明。
39.根轨迹与虚轴相交,表示闭环极点中有极点位于虚轴上,即闭环特征方程有纯虚根,系统处于临界稳定状态,可利用此特性求解稳定临界值。
(3分)举例,答案不唯一。
如求开环传递函数G(s)=K/(s(s+1)(s+2))的系统稳定时的K 值。
根据其根轨迹与虚轴相交的交点,得到0<K<6。
(2分)40.系统闭环零点、极点和性能指标的关系。
40.1)当控制系统的闭环极点在s 平面的左半部时,控制系统稳定;(1分)2)如要求系统快速性好,则闭环极点越是远离虚轴;如要求系统平稳性好,则复数极点最好设置在s 平面中与负实轴成±45︒夹角线以内;(1分)3)离虚轴的闭环极点对瞬态响应影响很小,可忽略不计;(1分)4)要求系统动态过程消失速度快,则应使闭环极点间的间距大,零点靠近极点。
即存5)在偶极子;(1分)5)如有主导极点的话,可利用主导极点来估算系统的性能指标。
(1分)36. 方块图变换要遵守什么原则,举例说明。
36. 1)各前向通路传递函数的乘积保持不变。
(2分)2)各回路传递函数的乘积保持不变。
(2分)37.试说明延迟环节ses G τ-=)(的频率特性,并画出其频率特性极坐标图。
37.其极坐标图为单位圆,随着ω从0→∞ 变化,其极坐标图顺时针沿单位圆转无穷多圈。
(2.5分)图略。
(2.5分) 38.如何减少系统的误差? 38.可采用以下途径:1)提高反馈通道的精度,避免引入干扰;(1.5分)2)在保证系统稳定的前提下,对于输入引起的误差,可通过增大系统开环放大倍数和提高系统型次减小。
对于干扰引起的误差,可通过在系统前向通道干扰点前加积分增da 放大倍数来减小;39.开环不稳定的系统,其闭环是否稳定?举例说明。
39.开环不稳定的系统,其闭环只要满足稳定性条件,就是稳定的,否则就是不稳定的。
(3分)举例说明答案不唯一略。
(2分)3)采用复合控制对误差进行补偿。
(1.5分)40. 高阶系统简化为低阶系统的合理方法是什么?40.保留主导极点即距虚轴最近的闭环极点,忽略离虚轴较远的极点。
一般该极点大于其它极点5倍以上的距离;(2.5分)如果分子分母中具有负实部的零、极点在数值上相近,则可将该零、极点一起小调,称为偶极子相消(2.5分)36. 简要论述自动控制理论的分类及其研究基础、研究的方法。
36.自动控制理论分为“经典控制理论”和“现代控制理论”,(1分)“经典控制理论”以传递函数为基础(1分),以频率法和根轨迹法为基本方法,(2分)“现代控制理论”以状态空间法为基础,(1分)。
37.二阶系统的性能指标中,如要减小最大超调量,对其它性能有何影响?37.要减小最大超调量就要增大阻尼比(2分)。
会引起上升时间、峰值时间变大,影响系统的快速性。
(3分)38. 用文字表述系统稳定的充要条件。
并举例说明。
38.系统特征方程式的所有根均为负实数或具有负的实部。
(3分)或:特征方程的根均在根平面(复平面、s 平面)的左半部。
或:系统的极点位于根平面(复平面、s 平面)的左半部39.在保证系统稳定的前提下,如何来减小由输入和干扰引起的误差?39.对于输入引起的误差,可通过增大系统开环放大倍数和提高系统型次减小。
(2.5分)对于干扰引起的误差,可通过在系统前向通道干扰点前加积分增大放大倍数来减小(2.5分)。
40.根轨迹的渐近线如何确定? 40.如果开环零点数m 小于开环极极点数n ,则(n-m )趋向无穷根轨迹的方位可由渐进线决定。
(2.5分)渐进线与实轴的交点和倾角为:( 2.5分)36.对于受控机械对象,为得到良好的闭环机电性能,应该注意哪些方面?36.较高的谐振频率(1.5分),适当的阻尼(1.5分),高刚度(1分),较低的转动惯量(1分)。
37.评价控制系统的优劣的时域性能指标常用的有哪些?每个指标的含义和作用是什么?37.最大超调量:单位阶跃输入时,响应曲线的最大峰值与稳态值之差;反映相对稳定性;(1分)调整时间:响应曲线达到并一直保持在允许误差范围内的最短时间;反映快速性;(1分)峰值时间:响应曲线从零时刻到达峰值的时间。
反映快速性;(1分)上升时间:响应曲线从零时刻到首次到达稳态值的时间。
反映快速性;(1分)振荡次数:在调整时间内响应曲线振荡的次数。
反映相对稳定性。
(1分)38.写出画伯德图的步骤。
38. 1)将系统频率特性化为典型环节频率特性的乘积。
(2分)2)根据组成系统的各典型环节确定转角频率及相应斜率,并画近似幅频折线和相频曲线(2分)3)必要时对近似曲线做适当修正。
(1分)39.系统的误差大小和系统中的积分环节多少有何关系?举例说明。
39.由静态误差系数分析可知,在输入相同的情况下,系统的积分环节越多,型次越高,稳态误差越小(3分)。
举例说明(2分)略,答案不唯一 40.为什么串联滞后校正可以适当提高开环增益,而串联超前校正则不能?40.串联滞后校正并没有改变原系统最低频段的特性,故对系统的稳态精度不起破坏作用。
相反,还允许适当提高开环增益,改善系统的稳态精度(2.5分);而串联超前校正一般不改善原系统的低频特性,如果进一步提高开环增益,使其频率特性曲线的低频段上移,则系统的平稳性将下降。
(2.5分) 36. 如何求取系统的频率特性函数?举例说明。
36.由系统的微分方程;(1分)由系统的传递函数;(1分)通过实验的手段。
(1分)例略(2分)答案不唯一 37.为什么二阶振荡环节的阻尼比取ξ=0.707较好,请说明理由。
37.当固有频率一定时,求调整时间的极小值,可得当ξ=0.707时,调整时间最短,也就是响应最快(3分);又当ξ=0.707时,称为二阶开环最佳模型,其特点是稳定储备大,静态误差系数是无穷大。
(2分) 39.串联校正中,超前、滞后校正各采用什么方法改善了系统的稳定性?39.对超前校正,由于正斜率、正相移的作用,使截止频率附近的相位明显上升,增大了稳定裕度,提高了稳定性。
(2.5分)而滞后校正是利用负斜率、负相移的作用,显著减小了频宽,利用校正后的幅值衰减作用使系统稳定。
(2.5分)40.绘制根轨迹的基本法则有哪些? 40.根轨迹的起点与终点;(1分)分支数的确定;(1分)根轨迹的对称性;(1分)实轴上的轨迹;(1分)根轨迹的渐近线;(1分)答案不唯一36.时域分析的性能指标,哪些反映快速性,哪些反映相对稳定性?36.上升时间、峰值时间、调整时间、延迟时间反映快速性(2.5分)。
最大超调量、振荡次数反映相对稳定性(2.5分)。
37.作乃氏图时,考虑传递函数的型次对作图有何帮助?37.传递函数的型次对应相应的起点(2分),如0型系统的乃氏图始于和终于正实轴的有限值处(1分),1型系统的乃氏图始于相角为-90º的无穷远处,终于坐标原点处,(1分)2型系统的乃氏图始于相角为-180º的无穷远处,终于坐标原点处(1分)。
39.什么是校正?根据校正环节在系统中的联结方式,校正可分为几类? 39.校正是指在系统增加新的环节以改善系统的性能的方法(2分)。
根据校正环节在系统中的联结方式,校正可分为串联校正、反馈校正、顺馈校正三类。
(3分)40.计算机控制系统按功能和控制方式可以分为哪几类?40.计算机控制系统按功能分可以分为数据采集系统;(1分)操作指导控制系统;(1分)。
监督控制系统;(1分)直接数字控制系统;(1分)按控制方式可以分为开环控制和闭环控制系统(1分) 36.非线性特性函数线性化的本质和方法是什么? 36.尽可能对研究的非线性系统进行线性化处理,用线性理论进行分析(2分)。
常用方法有忽略不计(取常值)、切线法或小偏差法(3分)37.分析误差平方积分性能指标的特点及其原因。
37.误差平方积分性能指标的特点是重视大的误差,忽略小的误差。
(3分)原因是误差大时其平方更大,对性能指标的影响更大,(3分)38.乃氏图作图的一般方法是什么?38.(1)写出)()(ωωj G j G ∠和的表达式 ;(1分)。
(2)分别求出)(0ωωωj G 时的和+∞→=;(1分)(3)求乃氏图与实轴的交点(1分);(4)求乃氏图虚轴的交点(1分);(5)必要时画出乃氏图中间几点然后勾画出大致曲线(1分)。
39.如何用试探法来确定PID 参数? 39.首先仅选择比例校正,使系统闭环后满足稳定性指标(1.5分)。
然后在此基础上根据稳态误差要求加入适当参数的积分校正(1.5分)。
而积分校正的加入往往使系统稳定裕量和快速性下降,再加入适当参数的微分校正以保证系统和稳定性和快速性。