机电控制工程基础练习题1答案

机电控制工程基础练习题答案

一、填空

、如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系

统为系统，其输入、输出关系常用差分方程来描

述。离散

、系统输出全部或部分地返回到输入端，就叫做。

反馈

、有些系统中，将开环与闭环结合在一起，这种系统称为.

复合控制系统。

、对于函数f(t)，它的拉氏变换的表达式为。F(s) f(t)e st dt

、单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果

是。

、单位脉冲函数的拉普拉斯变换为。

、1e t的拉氏变换为。0.5

2 s 1

的原函数的初值f(0) ，终值f() 。

、F[s]

s(s

，

、环节的传递函数是

Ys K

。惯性Gs

Xs 1

、时间响应由响应和响应两部分组成。

瞬态、稳态

、当采样频率满足s 2 max时，则采样函数 f (t) 到原来的连续函

数f (t)。能无失真地恢复

、频率响应是响应。正弦输入信号的稳态

、离散信号f (t)的数学表达式为。f(t) f(kT)(tkT)

y( )

G(j )为系统的，它描述系统对不同频率输入信号的、A()

稳态响应幅值衰减（或放大）的特

性。() G(j )为系统的，它描述系统对不同频率输入信号的稳态响应，相位迟后( 0) 或超前( 0)的特性。

幅频特性，相频特性

z32z2 1

、Y(z) z 所对应的y(kT)的前三项是y(0),y(T)y(2T)依次

1/9

是，，。

，，二、选择

、已知F(s)

s23s 3 ，其原函数的终

值f(t) （）s(s 2)(s22s 5) t

（）∞；（）；（）；（）

、已知F(s)

，其反变换 ()为（）。s(s 1)

（） 1 e t ；

（） 1 e t；（）1e t；（）e t1。

、二阶系统的传递函数

为

4s21

；则其无阻尼振荡频率n和阻尼比为（4s

（），1

1 ；（），；（），

；

（），2 2

、传递函数Gs Ys

e TS 表示了一个（）

X s

（1）时滞环节；（）振荡环节；（）微分环节；（）惯性环节

、理想微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为（）（）20dB ，通过ω点的直线；（）20dB ，通过ω点的直线；

dec dec

（）20dB ，通过ω点的直线；（）20dB ，通过ω点的直线dec dec

、脉冲函数的拉氏变换为

（）

（）；（）∞；

（2）常数；（）变量

、一阶系统的传递函数为

；其单位阶跃响应为（）5s 1

t t t t （）1 e5；（）33e 5；（）5 5e5；（）3 e5

、已知道系统输出的拉氏变换为Y(s)

n ,那么系统处于

（

（）欠阻尼；（）过阻尼；（）临界阻尼；（）无阻尼、f(t)a t的Z变换F(z)为（）

（）

z ；

（）

；（）

za T

za T za T1a T

三、判断

、一个系统稳

件。

）

2/9

、开环对数幅频曲线L()，对数相频特性曲线( )，当K增大时L( )向上平移，() 向上平移。（错误）

、把输出量反馈到系统的输入端与输入量相减称为正反

馈。(错误)

、一阶系统的传递函数为

，其时间常数为（错误）

0.25

、二阶系统的超调量%与有关，但与n无关。（正确）

、对二阶欠阻尼系统，若保持不变，而增大n，可以提高系统的快速性。（正确）、图中所示的频率特性是一个积分环节。（错误）

、增大系统开环增益值，可使系统精度提高。（正确）

、如果max为f(t)函数有效频谱的最高频率，那么采样频率满足s≥2max时，则采样函数f*(t)能无失真地恢复到原来的连续函数f(t)（正确）

、y(z)

y(0),y(T)y(2T)依次是，，。

所对应的y(kT)的前三项

(z1)2(z2)

（错误）

四、综合

、已知最小相位系开环对数频率特性曲线如图所示。试写出开环传递函数G k(s)。

解：

3/9

) ω<ω的低频段斜率为[]，故低频段为ｓ。

ω增至ω，斜率由[]转为[]，增加[]，所以ω应为惯性环节的转折频率，该环节为

。

s 1

ω增至ω，斜率由[–]转为[–]，增加[]，所以ω应为一阶微分环节的转折频率，该环节

为1s1。

,ω>ω，斜率保持不变。

ω增到ω，斜率由[]转为[]，该环节为

1s 1

故系统开环传递函数应由上述各典型环节串联组成，即

K(1s 1)

G k(s)

1)(1

s(1s s1)

1 3

) 确定开环增益

当ωω时，(ω) 。

K ( 1 c)2 1 K1 c

所以A(c)

2 2

1 (1(1

2 1

c c c

1 3

故K

2 c

2 c (1s 1)

所以，G k(s)

1 2

1 1

s( s s1)

1)(

1 3

、系统开环传递函数为G k(s)5(s 3) ，试绘制系统的开环对数频率特性并计算

s(s 2)

c,v( c)值。

解：）首先将G k(s)分成几个典型环节。

4/9

G k (s)

5(s 3) 7.51 1 (1

s1)

s(s 2) s 1 1 3 s 2

显见该系统由放大环节，积分环节，惯性环节，一阶微分环节组成。

)分别做各典型环节的对数频率特性曲线。

；

ω,

ω 对数幅频特性：

20logA()

20log7.5

20log

20log()2

120log()2

相频特性：

( )

tg 1

其对数频率特性曲线如图所示。

) 计算 c ,v(

)

7.5 ( c )2 1

7.5c

7.5 2

A(c ) 3

1所以

c c 3 5

( c )2 1

c c

由图可知L()0 dB 部份， ()对π线无穿越，故系统闭环稳定。

v(c )180

(c )90tg 15

15 9068.25980.8

、根据图（）所示系统结构图，求系统开环、闭环以及误差传递函数。

5/9

解:

()

系统结构图

首先将并联和局部反馈简化如图（）所示,再将串联简化如图（）所示。

系统开环传递函数为

G1G2G2H2

G k s

G3H1

系统闭环传递函数为

G1G2G3

G B s

1G3H1

G1G2G3H2

误差传递函数

为

1 1G3H1

G e s

1G k s1G3H1

G1G2G3H2

6/9

、已知单位反馈控制系统，开环对数幅频特性如图所示。

L( )

0.1 1 10

试求：

（）单位斜坡输入时稳态误差e( )的值。

（）过渡过程时间 t s(5%) ?

（）穿越频率c?

（）相角裕量( c) ?

解答:

（）e( ) 0.1；

（）t s6秒(5%)；

（） c 3.16；

（）( c)17.6

、求图示系统的稳态误差。

() () *() 1 ()

秒S(0.1S 1)

解：系统的开环脉冲传递函数为

7/9

1 1 1

G k(z)Z

1) Z

s 10

s(0.1s s

1 1 (1e1)z

1z1 1 e10T z1 (z1)(ze1)

0.632z

(z 1)(z 0.368)

稳态误差系数：

K P limG k(s) lim

0.632z

1)(z 0.368)

z1 z 1(z

K v1lim(z 1)G k(z)1lim(z1)

(z 0.632 10

T z 1 T z1 1)(z0.368)

K a12 lim(z 1)2G k(s)12lim(z1)20.632 0

T z1

(z1)(z0.368)

位置误差e( )

0；1K P

速度误差e( )

0.1；K v

加速度误差e(

。)

K a

、已知系统的结构图如图所示，若x(t

) 2 1(t) 时, 使δ％，τ应为多大,此时t s(2%)是

多少?

解：

闭环传递函数

Y(s) 50

G B(s)

s2(20.5)s50

X(s)

n507.07(弧度/秒)

8/9

2n 2 0.5

2( n1) 得

0.5

% e12

由100%20%

e 0.2

两边取自然对数

ln0.21.61

1 2

，可得

1.61

0.46

1.612 2

故

2(0.46 7.07 1)

8.73

o.5

3 3

0.92秒(2%) t s

0.46 7.07

9/9

《控制工程基础》习题答案(燕山大学,第二版)

控制工程基础习题解答第一章 1-1．控制论的中心思想是什么？简述其发展过程。维纳（N.Wiener）在“控制论——关于在动物和机器中控制和通讯的科学”中提出了控制论所具有的信息、反馈与控制三个要素，这就是控制论的中心思想控制论的发展经历了控制论的起步、经典控制理论发展和成熟、现代控制理论的发展、大系统理论和智能控制理论的发展等阶段。具体表现为： 1．1765年瓦特（Jams Watt）发明了蒸汽机，1788年发明了蒸汽机离心式飞球调速器，2．1868年麦克斯威尔（J.C.Maxwell）发表“论调速器”文章；从理论上加以提高，并首先提出了“反馈控制”的概念； 3．劳斯（E.J.Routh）等提出了有关线性系统稳定性的判据 4．20世纪30年代奈奎斯特（H.Nyquist）的稳定性判据，伯德（H.W.Bode）的负反馈放大器； 5．二次世界大仗期间不断改进的飞机、火炮及雷达等，工业生产自动化程度也得到提高； 6．1948年维纳（N.Wiener）通过研究火炮自动控制系统，发表了著名的“控制论—关于在动物和机器中控制和通讯的科学”一文，奠定了控制论这门学科的基础，提出了控制论所具有的信息、反馈与控制三要素； 7．1954年钱学森发表“工程控制论” 8．50年代末开始由于技术的进步和发展需要，并随着计算机技术的快速发展，使得现代控制理论发展很快，并逐渐形成了一些体系和新的分支。 9．当前现代控制理论正向智能化方向发展，同时正向非工程领域扩展（如生物系统、医学系统、经济系统、社会系统等）， 1-2．试述控制系统的工作原理。控制系统就是使系统中的某些参量能按照要求保持恒定或按一定规律变化。它可分为人工控制系统（一般为开环控制系统）和自动控制系统（反馈控制系统）。人工控制系统就是由人来对参量进行控制和调整的系统。自动控制系统就是能根据要求自动控制和调整参量的系统，系统在受到干扰时还能自动保持正确的输出。它们的基本工作原理就是测量输出、求出偏差、再用偏差去纠正偏差。 1-3．何谓开环控制与闭环控制？开环控制：系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响。系统特点：系统简单，容易建造、一般不存在稳定性问题，精度低、抗干扰能力差。闭环控制：系统的输出端和输入端存在反馈回路，输出量对控制作用有直接影响。闭环的反馈有正反馈和负反馈两种，一般自动控制系统均采用负反馈系统，闭环控制系统的特点：精度高、抗干扰能力强、系统复杂，容易引起振荡。 1-4．试述反馈控制系统的基本组成。反馈控制系统一般由以下的全部或部分组成（如图示）： 1．给定元件：主要用于产生给定信号或输入信号

控制工程基础期末考试题

一、填空题 1．控制系统正常工作的首要条件是__稳定性_。 2．脉冲响应函数是t e t g 532)(--=，系统的传递函数为___2s ?3S+5____ 。 3．响应曲线达到过调量的____最大值____所需的时间，称为峰值时间t p 。 4．对于一阶系统的阶跃响应，其主要动态性能指标是___T _____，T 越大，快速性越___差____。 5．惯性环节的奈氏图是一个什么形状______半圆弧。二、选择题 1．热处理加热炉的炉温控制系统属于：A A.恒值控制系统 B.程序控制系统 C.随动控制系统 D.以上都不是 2．适合应用传递函数描述的系统是（ C ）。 A 、单输入，单输出的定常系统； B 、单输入，单输出的线性时变系统； C 、单输入，单输出的线性定常系统； D 、非线性系统。 3．脉冲响应函数是t e t g 532)(--=，系统的传递函数为： A A.)5(32+-s s B.) 5(32-+s s C.)5(32+- s D. )5(32++s s 4．实轴上两个开环极点之间如果存在根轨迹，那么必然存在( C ) A ．闭环零点 B ．开环零点 C ．分离点 D ．虚根 5. 在高阶系统中，动态响应起主导作用的闭环极点为主导极点，与其它非主导极点相比，主导极点与虚轴的距离比起非主导极点距离虚轴的距离（实部长度）要（ A ） A 、小 B 、大 C 、相等 D 、不确定 6．一阶系统的动态性能指标主要是（ C ） A. 调节时间 B. 超调量 C. 上升时间 D. 峰值时间 7 . 控制系统的型别按系统开环传递函数中的（ B ）个数对系统进行分类。

机电控制工程基础期末复习答案.docx

《机电控制工程基础》课程复习资料及参考答案适用类别：电大成人脱产、成人业余一、选择题： 1.作为控制系统，一般（） A 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 2.当系统的输入和输出已知时，求系统结构与参数的问题，称为（） B A. 最优控制 B. 系统辩识 C. 系统校正 D. 自适应控制 3.反馈控制系统是指系统中有（） B A. 惯性环节 B. 反馈回路 C. 积分环节 D. PID 调节器 4.开环系统与闭环系统最本质的区别是（） A 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 5. 若 f = sin5( t-2) ，则 L [ f (t) ]= （）A 5e 2s B.se 2 s C. se2 s D. 5e2s A ．2 252 25 2 25 2 25 s s s s 6.L [ t 2e-2t ] = （） C A. 1 B. 1 C. 22 2)3(s2) 3 D. (s a(s a)s3 7. 4 ，则 Lim f ( t) =（） B 若 F(s)= 2s 1t 0 A. 4 B. 2 C. 0 D. ∞ 8.下列函数既可用初值定理求其初始值又可用终值定理求其终值的为（）D A. 5 B.s C.1 D.1 251622 s2s2s s 9.线性系统与非线性系统的根本区别在于（）C A.线性系统微分方程的系数为常数，而非线性系统微分方程的系数为时变函数 B.线性系统只有一个外加输入，而非线性系统有多个外加输入 C.线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理

机械控制工程基础综合试题1完

中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院机械控制工程基础课程综合测试1 学习层次：专科时间：90分钟一.填空题:(每空0.5分,共15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.求如下系统传递函数C(S)/R (S):(15分) 解：如下图：

三. 设系统如图所示。如果要求系统的超调量等于%15，峰值时间等于0.8s ，试确定增益K 1和速度反馈系数K t 。同时，确定在此K 1和K t 数值下系统的上升时间和调节时间。（15分）答案：由图示得闭环特征方程为0)1(112=+++K s K K s t -----5分即 2 1n K ω=，n n t t K ωωξ212+= 由已知条件 8.0115.0%2 1/2=-===--t n p t e t t ξωπ σξπξ----3分解得 1588.4,517.0-==s n t ωξ--------2分于是 05.211=K 178.021 1==-K K n t t ωξ--------2分 0.538r t s === s t n t s 476.15.3==ωξ---3分解毕。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 24 3s 5 20 2s 6 24 1s 0（ε）-------→024 620561=- 0s 24 -------→240 2461=-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。故系统不稳定，并且有两个不稳定的特征根。五、系统开环频率特性如图6所示,且P=0，试用奈奎斯特判据分析闭环系统的稳定性。（10分）

控制工程基础第三章参考答案

第三章习题及答案传递函数描述其特性，现在用温度计测量盛在容器内的水温。发现需要时间才能指示出实际水温的98%的数值，试问该温度计指示出实际水温从10%变化到90%所需的时间是多少? 解： 41min, =0.25min T T = 1111()=1-e 0.1, =ln 0.9t h t t T -=-T 21T 22()=0.9=1-e ln 0.1t h t t T -=-， 210.9 ln 2.20.55min 0.1 r t t t T T =-=== 2.已知某系统的微分方程为)(3)(2)(3)(t f t f t y t y +'=+'+''，初始条件2)0( , 1)0(='=--y y ，试求： ⑴系统的零输入响应y x (t )； ⑵激励f (t ) (t )时，系统的零状态响应y f (t )和全响应y (t )； ⑶激励f (t ) e 3t (t )时，系统的零状态响应y f (t )和全响应y (t )。解：(1) 算子方程为：)()3()()2)(1(t f p t y p p +=++ ) ()e 2 5e 223()()()( ) ()e 2 1e 223()()()( )()e e 2()(2 112233)( )2(; 0 ,e 3e 4)( 34 221e e )( 2x 2222x 212 121221x t t y t y t y t t t h t y t t h p p p p p p H t t y A A A A A A A A t y t t t t t t f f t t t t εεεε------------+=+=+-==-=?+-+= +++= -=??? ?-==????--=+=?+=∴* ) ()e 4e 5()()()( )()e e ()(e )()( )3(2x 23t t y t y t y t t t h t y t t t t t f f εεε------=+=-==* 3.已知某系统的微分方程为)(3)(')(2)(' 3)(" t f t f t y t y t y +=++，当激励)(t f =)(e 4t t ε-时，系统

《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

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1011001 s 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 、0.11101 s 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。 12、下列哪种措施对改善系统的精度没有效果 ( )。 A 、增加积分环节 B 、提高系统的开环增益K C 、增加微分环节 D 、引入扰动补偿 13、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的 ( ) 。 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 14、已知系统的开环传递函数为50(21)(5) s s ++，则该系统的开环增益为 ( )。 A 、 50 B 、25 C 、10 D 、5 15、若某系统的根轨迹有两个起点位于原点，则说明该系统( ) 。 A 、含两个理想微分环节 B 、含两个积分环节 C 、位置误差系数为0 D 、速度误差系数为0 16、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%σ B 、稳态误差ss e C 、调整时间s t D 、峰值时间p t 17、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 、 (2)(1)K s s s -+ B 、(1)(5K s s s +-+） C 、2(1)K s s s +－ D 、(1)(2) K s s s -- 18、若系统增加合适的开环零点，则下列说法不正确的是 ( )。

江苏科技大学控制工程基础试题1

学院专业学号姓名密封线内不要答题密封线内不要答题江苏科技大学 20×× － 20×× 学年第×学期《自动控制基础》课程试题 1.（9分）设单位负反馈系统开环零极点分布如图所示，试绘制其一般根轨迹图。（其中-P 为开环极点,-Z 为开环零点） 2.（10分）已知某系统初始条件为零，其单位阶跃响应为)0(8.08.11)(94≥+-=--t e e t h t t ，试求系统的传递函数及单位脉冲响应。

3.（12分）当ω从0到+∞变化时的系统开环频率特性()()ωωj j H G 如下图所示。K 表示开环增益。P 表示开环系统极点在右半平面上的数目。v 表示系统含有的积分环节的个数。试确定闭环系统稳定的K 值的范围。 4.（12分）已知系统结构图如下，试求系统的传递函数 )(,)(s E s C 0,3==p v （a ） 0,0==p v （b ） 2,0==p v （c ）

5．（15分）已知系统结构图如下，试绘制K 由0→+∞变化的根轨迹，并确定系统阶跃响应分别为衰减振荡、单调衰减时K 的取值范围。 6．（15分）某最小相位系统用串联校正，校正前后对数幅频特性渐近线分别如图中曲线(1)、 (2)所示，试求校正前后和校正装置的传递函数)(),(),(21s G s G s G c ，并指出Gc （S ）是什么类型的校正。

7．（15分）离散系统如下图所示，试求当采样周期分别为T=0.1秒和T=0.5秒输入)(1)23()(t t t r ?+=时的稳态误差。 8．（12分）非线性系统线性部分的开环频率特性曲线与非线性元件负倒数描述曲线如下图所示，试判断系统稳定性，并指出) (1x N -和G （j ω）的交点是否为自振点。

控制工程基础第1阶段测试题

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。

机电控制工程基础作业1

一、不定项选择题（共 10 道试题，共 60 分。） 1. 控制系统的基本要求可归结为。 A. 稳定性和快速性 B. 准确性和快速性 C. 稳定性和准确性 D. 稳定性；准确性和快速性满分：6 分 2. 反馈控制系统一般是指什么反馈？ A. 正反馈 B. 负反馈 C. 复合反馈 D. 正反馈和负反馈满分：6 分 3. 以下控制系统按结构分类正确的是？ A. 开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统 B. 开环控制系统、闭环控制系统和高阶控制系统 C. 一阶控制系统、二阶控制系统和复合控制系统 D. 一阶控制系统、二阶控制系统和闭环控制系统满分：6 分 4. 以下不属于随动系统的是。 A. 雷达跟踪系统 B. 火炮瞄准系统 C. 电信号笔记录仪 D. 恒温控制系统满分：6 分 5. 自动控制技术可以实现以下。

A. 极大地提高劳动生产率 B. 提高产品的质量 C. 减轻人们的劳动强度，使人们从繁重的劳动中解放出来 D. 原子能生产，深水作业以及火箭或导弹的制导满分：6 分 6. 自动控制就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使的某一物理量准确地按照给定的规律运行或变化。 A. 生产过程 B. 被控对象 C. 输入 D. 干扰满分：6 分 7. 反馈结果有利于加强输入信号的作用时叫。 A. 1型反馈 B. 2型反馈 C. 正反馈 D. 负反馈满分：6 分 8. 系统输出全部或部分地返回到输入端，此类系统是。 A. 反馈控制系统 B. 闭环控制系统 C. 开环系统 D. 2型系统满分：6 分 9. 自动控制系统一般由组成。 A. 控制装置和被控制对象 B. 被控制对象和反馈装置

控制工程基础第1阶段测试题ok

江南大学现代远程教育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、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“O”，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。（×） 4. 输入输出信号采用电压传输有利于抗干扰。（×） 5. 计算机可以直接处理模拟信号。（×）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. q b. 3/4q c. 1/2q d. 1/4 q 2. 电子式多路开关的优点是（ BCE ） 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。

机械控制工程基础期末试卷答案2

一. 填空题(每小题2.5分，共25分) 1．对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、快速性和准确性。 2．按系统有无反馈，通常可将控制系统分为开环系统和闭环系统。 3．在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分方程、传递函数等。 4．误差响应反映出稳态响应偏离系统希望值的程度，它用来衡量系统控制精度的程度。 5．一阶系统 1 1 Ts 的单位阶跃响应的表达是。 6．有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和频域性能指标。 7．频率响应是线性定常系统对谐波输入的稳态响应。 8．稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与的类型有关。 9．脉冲信号可以用来反映系统的。 10. 阶跃信号的拉氏变换是。二．图1为利用加热器控制炉温的反馈系统（10分）电压放大功率放大可逆电机 + -自偶调压器~220V U f +给定毫伏信号 + -电炉热电偶加热器 U e U g 炉温控制系统减速器 - 图1 炉温控制结构图试求系统的输出量、输入量、被控对象和系统各部分的组成，且画出原理方框图，说明其工作原理。三、如图2为电路。求输入电压i u 与输出电压0u 之间的微分方程，并求该电路的传递函数（10分）图2 R u 0 u i L C u 0 u i C u 0 u i R (a) (b) (c)

四、求拉氏变换与反变换(10分) 1．求[0.5]t te -（5分） 2．求1 3 [] (1)(2) s s s - ++ （5分）五、化简图3所示的框图，并求出闭环传递函数（10分）

机电控制工程基础作业-答案

机电控制工程基础第1次作业第1章一、简答 1．什么是自动控制？是相对于人工控制而言的，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：稳定性、快速性和准确性(稳态精度)，即稳、快、准 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？反馈控制系统是负反馈 5．什么是反馈？什么是正反馈？什么是负反馈？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。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？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，这样的系统称为反馈控制系统 7．控制系统按其结构可分为哪3类？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。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 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。正确 3．如果系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响时，这样的系统就称为开环控制系统。正确 4．凡是系统的输出端与输入端间存在反馈回路，即输出量对控制作用能有直接影响的系统，叫做闭环系统。正确 5．无静差系统的特点是当被控制量与给定值不相等时，系统才能稳定。错误 6．对于一个闭环自动控制系统，如果其暂态过程不稳定，系统可以工作。错误 7．叠加性和齐次性是鉴别系统是否为线性系统的根据。正确 8．线性微分方程的各项系数为常数时，称为定常系统。正确第2章一、简答 1．什么是数学模型？描述系统输入变量、输出变量以及系统内部各变量间关系的数学表达式 2．建立控制系统数学模型的主要方法哪些？建立控制系统数学模型的主要方法有解析法和实验法 3．什么是系统的传递函数？在线性定常系统中，初始条件为零时，系统(或元件)输出的拉氏变换X c (s)和输入的拉氏变换X r (s)之比称为系统(或元件)的传递函数 4．单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)，则其闭环传递函数是什么？ ) (1)()(s G s G s +=Φ 5．二阶闭环系统传递函数标准型是什么？其中的变量有什么含义？

《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) K s 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 ()6100 s G s s s +=++，则该系统的闭环特征方程为 ( )。 A 、2 61000s s ++= B 、 2(6100)(21)0s s s ++++= C 、2 610010s 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 、 100 B 、1000 C 、20 D 、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 ( )。 A 、 1011s s ++ B 、1010.11s s ++ C 、 210.51s s ++ D 、0.11 101 s s ++

控制工程基础期末试题

控制工程基础期末试题一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，，共20分) 1.如果系统中加入一个微分负反馈，将使系统的超调量σp( ) A.增加 B.减小 C.不变 D.不定 2.运算放大器具有_____的优点。( ) A.输入阻抗高，输出阻抗低 B.输入阻抗低，输出阻抗高 C.输入阻抗高，输出阻抗高 D.输入、输出阻抗都低 3.在伯德图中反映系统抗高频干扰能力的是( ) A.低频段 B.中频段 C.高频段 D.无法反映 4.设开环系统频率特性G(jω)= ,当ω=1rad/s时，其频率特性幅值M(1)=( ) A. B.4 C. D.2 5.设开环传递函数G(s)H(s)= ,α>0,K>0，随着K增大，闭环系统 ( ) A.相对稳定性变差，快速性不变 B.相对稳定性变好，快速性不变 C.相对稳定性不变，快速性变好 D.相对稳定性变差，快速性变差 6.对于一阶、二阶系统来说，系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的( ) A.充分条件 B.必要条件 C.充分必要条件 D.以上都不是 7.开环传递函数为G(s)H(s)=, 则实轴上的根轨迹为( ) A.〔－4,∞) B.〔－4,0〕 C.(－∞,－4) D. 〔0,∞〕 8.进行串联滞后校正后，校正前的穿越频率ωc与校正后的穿越频率的关系，通常是( ) A.ωc= B.ωc> C.ωc< D.ωc与无关 9.PID控制规律是____控制规律的英文缩写。( ) A.比例与微分 B.比例与积分 C.积分与微分 D.比例、积分与微分 10.比例环节的频率特性相位移θ(ω)=( ) A.90° B.－90° C.0° D.－180° 二、填空题(本大题共10小题，每小空1分，共15分) 1.根轨迹全部在根平面的__________部分时，系统总是稳定的。 2.设系统的频率特性G(jω)=R(ω)+JI(ω)，则相频特性∠G(jω)=__________。 3.随动系统中常用的典型输入信号是__________和__________。 4.超前校正装置的最大超前角处对应的频率ωm=__________。 5.根据系统给定值信号特点，控制系统可分为__________控制系统、__________控制系统和程序控制系统。

控制工程基础复习题答案(修)1

《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 3；其单位阶跃响应为（2） 5s1 t t t （ 1）1 e5；（2）33e 5；（3） 55e 5；（4） 3 e 2t 5 3、已知道系统输出的拉氏变换为Y( s)n2 s20.2 n s n （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（,那么系统处于（1）3）。 (1)s1； (2)1Ts （ T>0）； (3)s1；(4)s 2 (5s 1)(2s1)1T1 s( 2s1)(3s1)s(s3)(s2) 5、已知系统频率特性为 1 ，当输入为 x(t)sin 2t 时，系统的稳态输出为（4）5 j1 （ 1）sin(215)11；；（ 2） t tg 21 sin(2t tg5) （ 3）sin(215)11 ；（ 4） t tg 252 sin(2t tg5) 1 6、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为c(t)12e 2t e t，系统的传递函数为（1）。（ 1）3s2；（ 2）G( s)s 23s 1； G ( s) ( s1)( s( s1)( s2)；（ 3）G(s)1)( s 2)(s2) （ 4）G (s) 3s (s1)(s2) 7、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为c(t )12e 2t e t，系统的脉冲响应为（ 1 ）。

机械工程控制基础期末试卷答案

机械控制工程基础期末考试试卷课程名称：机械控制工程基础1；试卷编号：卷；考试时间：120分钟；考试形式：闭卷一、填空（每小题4分，共20分）得分评卷人复查人 1、某系统传递函数为2 1 s ，在输入t t r 3sin 2)( 作用下，输出稳态分量的幅值为。 2、谐波输入下，系统的响应称为频率响应。 3、已知某系统开环传递函数的零点都在左半S 平面，其开环频率特性曲线如图1.5所示，则该系统位于右半S 平面的极点数有个。 4、控制系统的基本要求主要有：，，。 5、Nyquist 图上以原点为圆心的单位圆对应于Bode 图上的线。二、选择题（每小题3分，共30分） 1、关于反馈的说法，正确的是（） A ．反馈实质上就是信号的并联 B ．反馈都是人为加入的 C ．正反馈就是输入信号与反馈相加 D ．反馈就是输出以不同方式作用于系统学院专业班级年级姓名学号装订线(答题不得超过此线)

2、关于系统模型的说法，正确的是（） A ．每个系统只有一种数据模型 B ．动态模型在一定条件下可简化为静态模型 C ．动态模型比静态模型好 D ．静态模型比动态模型好 3、某环节的传递函数为s 1，则该环节为（） A. 惯性环节 B. 积分环节 C ．微分环节 D ．比例环节 4、系统的传递函数（） A ．与外界无关 B ．反映了系统、输出、输入三者之间的关系 C ．完全反映了系统的动态特性 D. 与系统的初始状态有关 5、二阶欠阻尼系统的上升时间为（） A ．阶跃响应曲线第一次达到稳定值的98%的时间 B ．阶跃响应曲线达到稳定值的时间 C ．阶跃响应曲线第一次达到稳定值的时间 D ．阶跃响应曲线达到稳定值的98%的时间 6、关于线性系统时间响应，说法正确的是（） A ．时间响应就是系统输出的稳态值 B ．由单位阶跃响应和单位脉冲响应组成 C ．由强迫响应和自由响应组成 D ．与系统初始状态无关 7、系统的单位脉冲响应函数为t e t w 2.03)(-=，则系统的传递函数为（） A ．2.03)(+=S s G B. 32 .0)(+=S s G C ．2.06.0)(+= S s G D ．3 6 .0)(+=S s G 8、以下系统中，属于最小相位系统的是（） A ．s s G 01.011)(-= B ．s s G 01.011 )(+= C ．1 01.01 )(-= s s G D ．)1.01(1)(s s s G -= 9、一个线性系统稳定与否取决于（） A ．系统的结构和参数 B ．系统的输入

机电控制工程基础试卷及答案

填空题 1. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 2. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终或稳定状态的响应过程。 3. 判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为负实根或负实部的复数根，即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。 4. I 型系统G s K s s ()() =+2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 ∞ 。 5. 频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。 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(渐进)稳定的系统。 7. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。 8. 系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。传递函数反映系统本身的瞬态特性，与本身参数，结构有关，与输入无关；不同的物理系统，可以有相同的传递函数，传递函数与初始条件无关。 9. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。 10. 反馈控制系统开环对数幅频特性三频段的划分是以ωc （截止频率）附近的区段为中频段，该段着重反映系统阶跃响应的稳定性和快速性；而低频段主要表明系统的稳态性能。 11. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、快速性和准确性。 1． .对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、快速性和准确性。 2． .按系统有无反馈，通常可将控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。 3． .在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分方程、传递函数动态结构图频率特性等。 4． .稳态误差反映出稳态响应偏离系统希望值的程度，它用来衡量系统控制精度的程度。 5． .一阶系统11 Ts +的单位阶跃响应的表达是/1t T e --。 6． .有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和频域性能指标。 7． .频率响应是线性定常系统对正弦输入的稳态响应。 8． .稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与输入信号的类型有关。 9． .脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。 10. 阶跃信号的拉氏变换是 1/s 。 1、频率响应是响应。正弦输入信号的稳态 2、控制系统的时间响应，可以划分为瞬态和稳态两个过程。瞬态过程是指系统从到接近最终状态的响应过程；稳态过程是指时间t 趋于时系统的输出状态。初始状态无穷 3、z z z z z Y -++=32312)(所对应的)(kT y 的前三项是)0(y ,)(T y )2(T y 依次是，，。 1 ， 2 ， 3 4、s 平面与z 平面的对应关系是：s 平面的左半平面对应于z 平面上单位圆以内，s 平面的虚轴对应于z 平面单位圆，s 平面的右半平面，对应于z 平面单位圆以外。 5、若系统输入为t A ωsin ，其稳态输出相应为)sin(φω+t B ，则该系统的频率特性可表示为。 φj e A B

控制工程基础练习题(一)

控制工程基础练习题（一）一、填空题 1、设系统的开环传递函数为2(1)(1) K s s Ts τ++，则其开环幅频特性为，相频特性为。（；arctan 180arctan T τωω--o (或： 2180arctan 1T T τωωτω ---+o ) 2、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对应时域性能指标，它们反映了系统动态过程的。（调整时间s t ；快速性） 3、在经典控制理论中，可采用、根轨迹法或等方法判断线性控制系统稳定性。（劳斯判据(或时域分析法；奈奎斯特判据(或频域分析法) 4、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。（1050.20.5s s s s +++） 5、控制系统的称为传递函数。一阶系统传函标准形式是，二阶系统传函标准形式是。（输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值；1()1G s Ts =+；222()2n n n G s s s ωζωω=++或：221()21 G s T s T s ζ=++）。 6、反馈控制系统开环对数幅频特性三频段的划分是以ωc （截止频率）附近的区段为中频段，该段着重反映系统阶跃响应的稳定性和快速性；而低频段主要表明系统的稳态性能。 7、根轨迹起始于，终止于。（开环极点；开环零点） 1、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。含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于。（开环控制系统闭环控制系统闭环控制系统） 2、设系统的开环传递函数为12(1)(1) K s T s T s ++，则其开环幅频特性为，相频特性为。（()A ω= 01112()90()()tg T tg T ?ωωω--=---） 3、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可用、、