自动控制原理题库(经典部分).

《自动控制原理》题库一、解释下面基本概念1、控制系统的基本控制方式有哪些？2、什么是开环控制系统？3、什么是自动控制？4、控制系统的基本任务是什么？5、什么是反馈控制原理？6、什么是线性定常控制系统？7、什么是线性时变控制系统？8、什么是离散控制系统？9、什么是闭环控制系统？10、将组成系统的元件按职能分类，反馈控制系统由哪些基本元件组成？11、组成控制系统的元件按职能分类有哪几种？12、典型控制环节有哪几个？13、典型控制信号有哪几种？14、控制系统的动态性能指标通常是指？15、对控制系统的基本要求是哪几项？16、在典型信号作用下，控制系统的时间响应由哪两部分组成?17、什么是控制系统时间响应的动态过程？18、什么是控制系统时间响应的稳态过程？19、控制系统的动态性能指标有哪几个？20、控制系统的稳态性能指标是什么？21、什么是控制系统的数学模型？22、控制系统的数学模型有：23、建立数学模型的方法有?24、经典控制理论中，控制系统的数学模型有?25、系统的物理构成不同，其传递函数可能相同吗?为什么?26、控制系统的分析法有哪些？27、系统信号流图是由哪二个元素构成？28、系统结构图是由哪四个元素组成？29、系统结构图基本连接方式有几种？30、二个结构图串联连接，其总的传递函数等于？ 31、二个结构图并联连接，其总的传递函数等于？32、对一个稳定的控制系统，其动态过程特性曲线是什么形状？ 33、二阶系统的阻尼比10<<ξ，其单位阶跃响应是什么状态？ 34、二阶系统阻尼比ξ减小时，其阶跃响应的超调量是增大还是减小？35、二阶系统的特征根是一对负实部的共轭复根时，二阶系统的动态响应波形是什么特点？36、设系统有二个闭环极点，其实部分别为：δ＝－2；δ＝－30，问哪一个极点对系统动态过程的影响大？37、二阶系统开环增益K 增大，则系统的阻尼比ξ减小还是增大？ 38、一阶系统可以跟踪单位阶跃信号，但存在稳态误差？不存在稳态误差。

39、一阶系统可以跟踪单位加速度信号。

一阶系统只能跟踪单位阶跃信号（无稳态误差）可以跟踪单位斜坡信号（有稳态误差）40、控制系统闭环传递函数的零点对应系统微分方程的特征根。

应是极点 41、改善二阶系统性能的控制方式有哪些？ 42、什么是二阶系统？什么是Ⅱ型系统？ 43、恒值控制系统 44、谐振频率 45、随动控制系统 46、稳态速度误差系数K V 47、谐振峰值48、采用比例－微分控制或测速反馈控制改善二阶系统性能，其实质是改变了二阶系统的什么参数？。

49、什么是控制系统的根轨迹？50、什么是常规根轨迹？什么是参数根轨迹？51、根轨迹图是开环系统的极点在s 平面上运动轨迹还是闭环系统的极点在s 平面上运动轨迹？ 52、根轨迹的起点在什么地方？根轨迹的终点在什么地方？ 53、常规根轨迹与零度根轨迹有什么相同点和不同点？ 54、试述采样定理。

55、采样器的功能是？ 56、保持器的功能是？二、填空题：1、经典控制理论中，控制系统的分析法有： 、 、 。

2、控制系统的动态性能指标有哪几个？ 、 、 、 、 。

3、改善二阶系统的性能常用 和 二种控制方法。

4、二阶系统中阻尼系数ξ＝0，则系统的特征根是 ；系统的单位阶跃响应为 。

5、根据描述控制系统的变量不同，控制系统的数学模型有： 、 、 。

6、对控制系统的被控量变化全过程提出的共同基本要求归纳为： 、 、 。

7、采用比例－微分控制或测速反馈控制改善二阶系统性能，其实质是改变了二阶系统的 。

8、设系统有二个闭环极点，实部分别为：δ＝－2；δ＝－30，哪一个极点 对系统动态过程的影响大？ 9、反馈控制系统的基本组成元件有 元件、 元件、 元件、 元件、 元件。

10、经典控制理论中，针对建立数学模型时所取的变量不同而将系统的数学模型分为： 模型、 模型、 模型。

11、控制系统的分析法有： 、 、 。

12、 、 和准确性是对自动控制系统性能的基本要求。

13、二阶振荡环节的标准传递函数是 。

14、一阶系统1Ts 1的单位阶跃响应为 。

15、二阶系统的阻尼比ξ在______范围时，响应曲线为非周期过程。

16、在单位斜坡输入信号作用下，Ⅱ型系统的稳态误差e ss =______。

17、单位斜坡函数t 的拉氏变换为______。

18、在单位斜坡输入信号作用下，I 型系统的稳态误差e ss =__________。

19、当且仅当闭环控制系统传递函数的全部极点都具有__________时，系统是稳定的。

20、线性定常系统的传递函数，是在________条件下，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。

21、控制系统的校正方式有： ； ； ； 。

22、反馈控制系统是根据给定值和__________的偏差进行调节的控制系统。

23、在某系统特征方程的劳斯表中，若第一列元素有负数，那么此系统______。

24、根据根轨迹绘制法则，根轨迹的起点起始于 ，根轨迹的终点终止于 。

25、若根轨迹位于实轴上两个相邻的开环极点之间，则这两个极点之间必定存在 点。

26、线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为_____。

27、设系统的频率特性为)(jI )j (R )j (G ω+ω=ω，则)(R ω称为 。

28、在小迟延及低频情况下，迟延环节的频率特性近似于 的频率特性。

29、Ⅰ型系统极坐标图的奈氏曲线的起点是在相角为______的无限远处。

30、根据幅相曲线与对数幅频、相频曲线的对应关系，幅相曲线单位园上一点对应对数幅频特性的 线，幅相曲线单位圆外对应对数幅频特性的 范围。

31、用频率校正法校正系统，在不影响系统稳定性的前提下，为了保证稳态误差要求，低频段 要充分大，为保证系统的动态性能，中频段的斜率为 ，为削弱噪声影响，高频段增益要 。

32、利用滞后网络进行串联校正的基本原理是：利用校正网络对高频信号幅值的 特性，使已校正系统的 下降，从而使系统获得足够的 。

33、超前校正是将超前网络的交接频率1/aT 和1/T 选择在待校正系统 的两边，可以使校正后系统的 和 满足性能指标要求。

34、根据对数频率稳定判据判断系统的的稳定性，当幅频特性穿越0db 线时，对应的相角裕度γ＜0，这时系统是 ；当相频特性穿越－180。

线时，对应的幅频特性h ＜0，这时系统是 。

35、在频域设计中，一般地说，开环频率特性的低频段表征了闭环系统的 ；开环频率特性的中频段表征了闭环系统的 ；开环频率特性的高频段表征了闭环系统的 ； 36、滞后校正装置最大滞后角的频率m ω= 。

37、0型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为______dB/dec ，高度为20lgK p 。

38、串联校正装置可分为超前校正、滞后校正和__________。

39、积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为__________dB ／dec 。

40、在离散控制系统中有二个特殊的环节，它们是 和 。

三、单项选择题1、在建立数学模型时，一个元件只能有一种结构图与其对应？ A.正确 B.不正确2、根据所取的变量不同，一个元件的结构图不是唯一的。

A.正确 B.不正确3、一个系统只能有一种信号流图与其对应。

A.正确 B.不正确4、根据所取的变量不同，一个系统的信号流图不是唯一的。

A.正确 B.不正确5、正弦函数sin t ω的拉氏变换是（ ）A.ω+s 1B.22s ω+ωC.22s s ω+D. 22s 1ω+6、二阶系统当0<ζ<1时，如果增加ζ，则输出响应的最大超调量p σ将（ ） A.增加 B.减小 C.不变D.不定7、下列判别系统稳定性的方法中，哪一个是在频域里判别系统稳定性的判据（ ） A.劳斯判据B.赫尔维茨判据C.奈奎斯特判据D.根轨迹法8、设单位负反馈系统的开环传函为G(s)=3)1s (22+，那么它的相位裕量γ的值为（ ）A.15ºB.60ºC.30ºD.45º9、滞后——超前校正装置的相角是，随着ω的增大（ ） A.先超前再滞后B.先滞后再超前C.不超前也不滞后D.同时超前滞后10、主导极点的特点是（ ） A.距离实轴很远 B.距离实轴很近 C.距离虚轴很远D.距离虚轴很近11、若系统的状态方程为u 10X 4013X ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-= ，则该系统的特征根为（ ） A.s 1=-3,s 2=-4 B.s 1=3,s 2=4 C.s 1=1,s 2=-3D.s 1=-3,s 2=412、确定根轨迹的分离点和会合点，可用（ ） A.0)j (H )j (G 1=ωω+ B.幅值条件 C.幅角条件D.0dsdk=13、某校正环节传递函数G c (s)=1s 101s 100++，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（ ）A.(0,j0)B.(1,j0)C.(1,j1)D.(10,j0)14、设积分环节的传递函数为G(s)=sK，则其频率特性幅值M(ω)=（ ） A.ωK B.2KωC.ω1D.21ω15、由电子线路构成的控制器如图，它是（ ） A.PI 控制器B.PD 控制器C.PID 控制器D.P 控制器16、研究自动控制系统时常用的典型输入信号是（ ） A ．脉冲函数 B ．斜坡函数 C ．抛物线函数D ．阶跃函数17、实轴上根轨迹右端的开环实数零点、极点的个数之和为（ ） A ．零B ．大于零C ．奇数D ．偶数18、PID 控制器的传递函数形式是（ ）A ．5+3sB ．5+3s 1C ．5+3s+3s1D ．5+1s 1+19、拉氏变换将时间函数变换成（ ） A ．正弦函数B ．单位阶跃函数C ．单位脉冲函数D ．复变函数20、线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下（ ） 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 21、PID 控制器中，积分控制的作用是（ ） A ．克服对象的延迟和惯性 B ．能使控制过程为无差控制 C ．减少控制过程的动态偏差D ．使过程较快达到稳定22、当二阶系统的根分布在右半根平面时，系统的阻尼比ξ为（ ） A ．ξ<0 B ．ξ=0 C ．0<ξ 1D ．ξ>123、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 ．22T1K ω+ B ．-22T 1Kω+ C ．T1Kω+D ．-T1Kω+24、已知系统的特征方程为(s+1)(s+2)(s+3)=s+4，则此系统的稳定性为（ ） A ．稳定 B ．临界稳定 C ．不稳定D ．无法判断25、已知系统前向通道和反馈通道的传递函数分别为G （s ）=s K 1)s (H ,)1s (s 10h +=-，当闭环临界稳定时，K h 值应为（ ） A ．-1B ．-0.1C ．0.1D ．126、闭环系统特征方程为G(s)H(s)=-1,其中G(s)H(s)的矢量表示为（ ） A ．1/（2l+1）πB ．1/±(2l+1)πC ．1/（±2l π）D ．1/(±l π)（各备选项中l =0,1,2……）27、某串联校正装置的传递函数为G c (s)=k 1,Ts1Ts1>β+β+，该校正装置为（ ） A ．滞后校正装置B ．超前校正装置C ．滞后—超前校正装置D ．超前—滞后校正装置28、设开环系统频率特性G(j )1.0j 1)(10j 1(j 1)ω+ω+ω=ω，则其对数幅频特性的渐近线中频段斜率为（ ） A ．-60dB/dec B ．-40dB/dec C ．-20dB/decD ．0dB/dec29、设控制系统的开环传递函数为G(s)=)2s )(1s (s 10++，该系统为( )A ．0型系统B ．1型系统C ．2型系统D ．3型系统30、若系统的特征方程式为s 3+4s+1=0，则此系统的稳定性为( ) A ．稳定 B ．临界稳定 C ．不稳定D ．无法判断31、确定根轨迹与虚轴的交点，可用( ) A ．劳斯判据 B ．幅角条件 C ．幅值条件D ．0dsdk = 32、PI 控制器的传递函数形式是( ) A ．5+3s B ．5+4s C ．s 41s51++ D ．)s311(+- 33、设一单位反馈控制系统的开环传递函数为G 0(s)=)2s (s K4+，要求K V =20，则K=( )A ．10B ．20C ．30D ．4034、决定系统静态性能和动态性能的是系统传递函数的( ) A ．零点和极点 B ．零点和传递系数 C ．极点和传递系数D ．零点、极点和传递系数35、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( ) A ．代数方程 B ．特征方程 C ．差分方程D ．状态方程36、过阻尼系统的动态性能指标是调整时间t s 和( ) A ．峰值时间t p B ．最大超调量σp C ．上升时间t rD ．衰减比σp ／σp ′37、二阶振荡环节的相频特性)(ωθ，当∞→ω时，其相位移)(∞θ为( ) A ．-270° B ．-180° C ．-90°D ．0°38、设某系统开环传递函数为G(s)=)1s )(10s s (102+++，则其频率特性奈氏图起点坐标为( )A ．(-10，j0)B ．(-1，j0)C ．(1，j0)D ．(10，j0)39、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( ) 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 -40、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 ．越长 B ．越短 C ．不变D ．不定41、开环传递函数为)6+s (s K，则根轨迹上的点为( )A ．-6+jB ．-3+jC ．-jD ．j四、基本性能指标的计算（1）、下列描述系统的微分方程中，r(t)为输入量，c(t)为输出量，判断哪些是线性定常系统，哪些是线性时变系统，哪些是非线性系统？（2）、已知系统的特征方程，s 5+3s 4+12s 3+20s 2+35s+25=0，求系统的稳定性和系统在s 右半平面的根数或虚根值。