控制工程基础练习题

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控制工程基础-习题

控制工程基础交卷时间：一、单选题1.设系统的特征方程为，则此系统（）• A. 稳定• B. 临界稳定• C. 不稳定• D. 稳定性不确定。

答案A2.超前校正装置频率特性为，其最大超前相位角为（）• A.• B.• C.• D.答案A3.以下说法正确的是（）• A. 时间响应只能分析系统的瞬态响应• B. 频率特性只能分析系统的稳态响应• C. 时间响应和频率特性都能揭示系统的动态特性• D. 频率特性没有量纲答案C4.如题10图所示反馈控制系统的典型结构图，_______• A.• B.• C.• D.答案C5.根轨迹渐近线与实轴的交点公式为（）• A.• B.• C.• D.答案D6.已知其原函数的终值（）• A. 0• B. ∞• C. 0.75• D. 3答案C7.离散系统闭环脉冲传递函数的极点p k=-1，则动态响应为______。

• A. 单向脉冲序列• B. 双向发散脉冲序列• C. 双向等幅脉冲序列• D. 双向收敛脉冲序列答案C8.在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（）指标密切相关。

• A. 允许的峰值时间• B. 允许的超调量• C. 允许的上升时间• D. 允许的稳态误差答案D9.已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是( )• A.• B.• C.• D.答案C10.关于线性系统稳态误差，正确的说法是：( )• A. 稳态误差计算的通用公式是• B. 一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差；• C. 增加积分环节可以消除稳态误差，而且不会影响系统稳定性；• D. 增大系统开环增益K可以减小稳态误差。

答案D11.以下关于系统稳态误差的概念正确的是（）• A. 它只决定于系统的结构和参数• B. 它只决定于系统的输入和干扰• C. 与系统的结构和参数、输入和干扰有关• D. 它始终为0答案B12.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. 阶跃响应答案C13.已知串联校正装置的传递函数为，则它是（）。

《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》练习题及答案

《控制工程基础》练习题及答案1. 单选题1. 作为控制系统，一般（）。

A. 开环不振荡B. 闭环不振荡C. 开环一定振荡D. 闭环一定振荡正确答案：A2. 串联相位滞后校正通常用于（）。

A. 提高系统的快速性B. 提高系统的稳态精度C. 减少系统的阻尼D. 减少系统的固有频率正确答案：B3. 下列串联校正装置的传递函数中，能在频率ωc=4处提供最大相位超前角的是（）。

A. (4s+1)/(s+1)B. (s+1)/(4s+1)C. (0.1s+1)/(0.625s+1)D. (0.625s+1)/(0.1s+1)正确答案：D4. 利用乃奎斯特稳定性判据判断系统的稳定性时，Z=P-N中的Z表示意义为（）。

A. 开环传递函数零点在S左半平面的个数B. 开环传递函数零点在S右半平面的个数C. 闭环传递函数零点在S右半平面的个数D. 闭环特征方程的根在S右半平面的个数正确答案：D5. 某环节的传递函数为G(s)=Ts+1,它是（）。

A. 积分环节B. 微分环节C. 一阶积分环节D. 一阶微分环节正确答案：D6. 单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=4/s(s+5) ，则系统在r(t)=2t输入作用下，其稳态误差为（）。

A. 10/4B. 5/4C. 4/5D. 0正确答案：A7. 已知系统的开环传递函数为100/S2(0.1S+1)(5S+4)，则系统的开环增益以及型次为（）。

A. 25，Ⅱ型B. 100，Ⅱ型C. 100，Ⅰ型D. 25，O型正确答案：A8. 控制论的中心思想是（）。

A. 一门即与技术科学又与基础科学紧密联系的边缘科学B. 通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制C. 抓住一切通讯和控制系统所共有的特点D. 对生产力的发展、生产率的提高具有重大影响正确答案：B9. 反馈控制系统是指系统中有（）。

A. 反馈回路B. 惯性环节C. 积分环节D. PID调节器正确答案：A10. 下面因素中，与系统稳态误差无关的是（）。

控制工程基础复习题库(有答案)

5.什么是最小相位系统？
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》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。

控制工程基础考卷带答案复习资料37522

一、填空题：（每空1分，共20分）1．对控制系统的基本要求一般可归结为_________稳定性，准确性，快速性____、____________、___________。

2．自动控制系统对输入信号的响应，一般都包含两个分量，即一个是瞬态响应分量，另一个是____________响应分量。

3．在闭环控制系统中，通过检测元件将输出量转变成与给定信号进行比较的信号，这个信号称为_________________。

4．若前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则闭环传递函数为__________________ 。

5 函数f(t)=t e 63-的拉氏变换式是_________________ 。

6 开环对数频率特性的低频段﹑ 中频段﹑ 高频段分别表征了系统的稳定性，动态特性，抗干扰能力 ﹑ ﹑ 。

7．Bode 图中对数相频特性图上的－180°线对应于奈奎斯特图中的___________。

8．已知单位反馈系统的开环传递函数为：20()(0.51)(0.041)G s s s =++求出系统在单位阶跃输入时的稳态误差为。

9．闭环系统稳定的充要条件是所有的闭环极点均位于s 平面的______半平面。

10．设单位反馈控制系统的开环传递函数为10()1G s s =+，当系统作用有x i (t ) = 2cos(2t - 45)输入信号时，求系统的稳态输出为_____________________。

11．已知传递函数为2()k G s s=，则其对数幅频特性L （）在零分贝点处的频率数值为_________ 。

12 在系统开环对数频率特性曲线上，低频段部分主要由环节和决定。

13．惯性环节的传递函数11+Ts ，它的幅频特性的数学式是__________,它的相频特性的数学式是____________________。

14．已知系统的单位阶跃响应为()1t t o x t te e --=+-，则系统的脉冲脉冲响应为__________。

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。

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《控制工程基础》练习一一、单项选择题（每小题2分，共30分） 1、机械工程控制论研究的对象是（）。

A ．机床主传动系统的控制论问题B ．高精度加工机床的控制论问题C ．自动机床进给系统的控制论问题D ．机械工程技术中的控制论问题 2、恒温调节系统属于（）。

A ．开环控制系统B ．自动调节系统C ．随动系统D ．程序控制系统3、控制系统的输入量发生变化而又趋于某一稳态值后，其输出量也跟着变化，但最终趋于（）的。

则称该控制系统是稳定的。

A ．某一稳态值B ．振荡发散C ．持续振荡D ．单调发散 4、系统的数学模型揭示（）之间的内在关系。

A ．系统与其输入 B ．系统与其输出 C ．系统结构及其参数与其性能 D ．系统与其干扰5、多个输入同时作用线性系统的总响应，等于各个输入单独同时产生的响应之和，称为（）原理。

A ．系统的响应B ．线性叠加C ．频率不变性D ．反馈控制6、典型二阶系统的单位阶跃瞬态响应在（）时为振幅衰减的阻尼正弦振荡。

A ．ξ>1 B ．ξ=1 C ．ξ=0 D ．0<ξ<17、系统的型次取决于（）A ．前向传递函数的阶次B ．开环传递函数的阶次C ．开环传递函数所包含积分环节的个数D ．闭环传递函数的阶次 8、积分环节sS G 1)(=的相频特性=)(ωϕ（） A ．-900B ． 00C ． 900D ． -18009、单位反馈系统的开环传递函数)3)(1(2++s s s 在x i (t )=3t 作用下的稳态误差为（）A ．32 B ．23 C ．2 D ．29 10、二阶振荡环节G （S ）=2222nn n s s ωξωω++，当n ωω=时的)(n A ω=（） A ．ξ21 B ．ξ1 C ．2ξ D ．ξ2111、下列系统中为线性时变系统的微分模型为( )A ．dt t dx t x dt t dx dt t x d i )()())((12)(16020202=++ B ．)()(24)(12)(1600202t x t x dt t dx dt t x d i =++ C ．)()(24)(12))((16002202t x t x dt t dx dt t x d i =++ D ．)()()ln(24)(12)(1600202t x t x t dt t dx e dtt x d i t=⋅+⋅+ 12、一阶微分环节的传递函数为（）A ．11)(+=Ts s G B ．Ts s G =)( C ．1)(+=s s G τ D ．ss G 1)(=13、某系统的开环传递函数为1)(+=TS KS G K ，经单位反馈后，时间常数为（）A ．TB ．K TC ．11+KD ．1+K T14、系统的单位脉冲响应为t t 4sin 10)(=ω，则系统的传递函数为（）A ．4402+S B ．4102+SC ．16402+S D ．16102+S15、从工程的观点，可以认为惯性环节的瞬态响应过程在（）倍时间常数的时间后结束，即进入稳态。

A ． 4B ．1C ．2D ．∞二、作图分析题（每题10分，共20分）1. 已知二阶振荡环节的单位阶跃响应曲线图如下图所示 ①标出上升时间r t ，峰值时间p t ，最大超调量p M ； ②当0.7,3n ζω==时，计算T 。

2．下图表示某系统开环传递函数()K G s 的N 氏曲线图。

① 在图上标出幅值穿越频率c ω和相位穿越频率g ω；② 在图上标出幅值裕度g k 和相位裕度γ，并说明是正裕度还是负裕度。

三、综合计算题（每题10分，共50分）1、已知单位反馈系统的开环传递函数为()(10)k KG s s s =+，试求K ＝100时，系统单位阶跃响应的动态性能指标p M 、t p 、和t s 。

2、设某系统的开环传递函数为：10()(24)k G s s s =+，试求系统的幅值裕度K g (dB)。

3、设单位反馈控制系统的开环传递函数为：5()215k G s s =+，当系统的输入信号为0()2sin(245)i x t t =+时，试求系统的稳态输出。

4、设一单位反馈系统的开环传递函数为)258(2++SSSK, 试确定闭环系统稳定且当输入信号为R(t)=2t时其稳态误差Ess≤0.5时的K值的范围。

5、试绘出传递函数为100(21)()(420)sG ss s+=+的系统的Bode图。

《控制工程基础》练习一答案二、单项选择题（每小题2分，共30分）1.2．130.7142.14d nsωω-===⨯=解：222.932.14dT sππω==≈三、综合计算题（每题10分，共50分）221001(),(10)10100100,21010,0.54100%16.4%,0.363,0.8Bn nnp p snkG ss s k s sM e t s t sωξωωξξω==++++==∴==∴=⨯=====、解：由题意可写出根据二阶系统的标准形式可知：0110110102(),(21)(0.51) ()()900.52()900.521801 ()411()20lg20lg()kg g g g ggggjj j jA tg tgtg tgAk dBAωωωωωϕωωωωωϕωωωωωω----=++ ==---==---=-⇒=∴===∴==、解：由题意得系统的开环频率特性为：G当时，124dB=-答：幅值裕度和相位裕度均为正。

100010553(),215522055(),(),102,2,()45,()()sin[()]()sin[2()()]522sin[2()45]0.10Bi ii iG ss sA tgXx t X t A X tt tgωωϕωωϕωωωϕωωϕωϕω--==+++===-====+=++=⨯+-+=、解：由题意得其频率特性为由输入信号可知，根据频率响应的特点，有49sin(233.69)t+2323232124(),(825)8258250,125882582508002001()2,()2,1lim()lim1()Bi iss isskk kG ss s s k s s s ks s s kss kkksks k kx t t X sse s X sG s→→==+++++++++=>⎧⨯-⎪⎨⨯->⎪⎩∴<<==⨯==+、解：由题意得得特征方程列劳斯表，有根据劳斯判据知系统稳定需满足由题意知即根据稳态误差的公式，有2211250.51(825)50,200sk s ks s sk k=≤+++∴≥∴≤<题目所求为50121010000100(21)5()(420)100(21)5(21)20()44(1)(1)2020210.515412020lg 20lg 514()2900.2,()90~900.5()45.575()50.70T T s G s s s s s G s s s s s s s k dB tg tg B ωωϕωωωϕωωϕωωϕω--+=+++==+++==+===----==-==-、将化为标准形式，有，其中的的的变化范围是：时时其de 图如图所示。

《控制工程基础》练习二三、单项选择题（每小题2分，共30分）1、机械工程控制理论强调用（）方法来分析研究工程实际问题。

A．系统的 B．反馈的C．控制的 D．系统的、反馈的、控制的2、控制系统正常工作的首要条件是（）A．稳定性 B．准确性C．快速性 D．平稳性3、控制系统根据（）可分为恒值控制系统，随动控制系统和程序控制系统。

A．信号传递路径 B．输出信号的变化规律C．系统中传递信号的性质 D．系统部件的类型4、系统的稳定性是系统本身的固有特性，取决于系统的（） A ．输入量的大小 B ．输出量的大小 C ．干扰量的大小 D ．结构及其参数5、控制系统的传递函数定义为（）条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量拉氏变换之比。

A ．线性定常系统，在非零初始B ．非线性定常系统，在零初始C ．线性定常系统，在零初始D ．非线性定常系统，在非零初始6、二阶系统中的无阻尼固有频率n ω等于其时间响应在（）时等幅正弦振荡的频率。

A ．ξ>1 B ．ξ=1 C ．ξ=0 D ．0<ξ<17、系统的稳态速度误差系数K V 定义为（）A ．)()(lim 0s H s sG s → B ．)()(lim 0s H s G s →C ．)()(lim 2s H s G s s → D ．)()(lim s H s G s ∞→8、二阶振荡环节G （s ）=2222nn n s s ωξωω++，当∞=ω时的)(∞ϕ=（） A ．-900B ． 00C ． 900D ． -1809、单位反馈控制系统的开环为I 型系统，增益为K ，在x i (t )=Rt (R 为常数)的输入作用下的稳态误差e ss =( ) A ．0 B ．K 1 C ．KRD ．∞10、线性定常系统是否稳定取决于系统（）A ．初始条件B ．输入量的大小C ．干扰量的大小D ．本身的固有特性11、输出量与输入量对时间的积分成正比的环节称为（） A ．比例环节 B ．积分环节 C ．惯性环节 D ．纯微分环节 12、单位反馈控制系统开环传递函数bas dcs s G K ++=)(，则闭环传递函数 =)(s G B （）A ．cb abs dcs +++ B ．d b s c a d cs ++++)(C ．db acs dcs +++ D ．bd s c a d cs +++)(13、若劳斯阵列中第一列各元的符号有所不同，则其符号改变的次数就等于系统特征方程中（）的个数。

A ．正实部特征根B ．负虚部特征根C ．左根D ．右特征根14、开环对数幅频特性曲线与0dB 线相交时的频率称为（） A ．幅值穿越频率ωc B ．相位交界频率ωg C ．谐振频率rωD ．转折频率ωT15、单位反馈控制系统的开环传递函数)3)(1()(--=S S KSS G ，当（）时闭环系统稳定。

A ．K>2B ．K>4C ．2<K<4D ．K> 5二、作图分析题（每题10分，共20分）1．下图表示某系统开环传递函数()K G s 的N 氏曲线图。