北京工业大学控制工程基础2013年期末考试试卷A
控制工程基础XXX试题A卷
控制工程基础XXX 试题A 卷 2008级本科班期末考试试卷（A ）课程名称：操纵工程基础 任课教师：刘希太、郑明军 考试时刻：120分钟学 号： 姓 名： 班 级：考试性质（学生填写）：正常考试（ ）缓考（ ）补考（ ）重修（ ）提早修读( )注：将所有答案写在后面的答题纸上，最后一页为草稿纸。
一、 填空题（每空1分，15题共20分） 1． 操纵系统由 两部分组成。
2． 建立系统数学模型的方法有 和 两种。
3． 按其数学模型是否满足 ，操纵系统可分为线性系统和非线性系统。
4． 随动系统是指 。
5． 经典操纵理论采纳的数学模型要紧 以为基础；现代操纵理论采纳的数学模型要紧以为 基础。
6． 工程上常用的线性化方法是 。
7． 广义误差平方积分性能指标特点 。
8． 校正元件按在系统中的连接方式可分为串联校正、 和 等。
9． 系统频率特性指标中的谐振频率是指 。
10．系统传递函数与其单位脉冲响应函数的关系是 。
11．系统稳固的充要条件是 。
12．某线性定常系统的单位斜坡响应为tet t y 2)(-+=，0≥t 。
其单位阶跃响应为 。
13．在工程操纵实践中，为使系统有中意的稳固性储备，一样其幅值裕度应满足 。
14．最小相位系统是指 。
15．已知系统开环传递函数为)1(9)(+=s s s G K ，则系统的固有频率、阻尼比以及单位斜坡输入所引起的稳态误差分别为 、 、 。
二、单项选择题（每题2分，10题共20分）1．下面关于微分环节的操纵作用描述中正确的是： ( ) (A)使相位滞后 (B)减小系统的阻尼 (C)抗高频干扰 (D)使相位超前 2．稳态误差除了与系统的型别、传递函数有关外，还与下述哪一项有关？ ( ) (A) 阶次 (B) 振荡频率 (C) 阻尼比 (D) 输入信号类型3．二阶振荡系统幅值衰减的快慢取决于： ( ) (A) d ω (B)n ξω (C) 特点根实部绝对值 (D) 特点根虚部的分布情形 4．系统输出的拉氏变换完全取决于： ( ) (A)系统的传递函数的极点位置 (B)系统的初始状态、输入及其传递函数 (C)系统的传递函数 (D)系统的固有特性5．相位滞后校正环节相当于： ( ) （A ）低通滤波器 （B ）高通滤波器 （C ）带通滤波器 （D ） 带阻滤波器 6．下图为一阶系统单位脉冲响应曲线，则下列说明正确的是： ( )(A) 系统的输出为0,2)(2≥=-t et tω (B) 系统的输出为0,)(≥=-t e t t ω(C) 系统传递函数为)12(1)(+=s s G (D) 系统单位脉冲响应调整时刻为2s 7. PI 操纵类似于： （ ） (A) 增益调整 (B) 相位超前校正 (C) 相位滞后校正 (D) 相位滞后-超前校正8．某单位反馈系统的闭环传递函数为)2(1)(+=s s G ，则输入t t r 2sin 2)(=时稳态输出的幅值为: （ ） （A ）2 （B ）2/2 （C ）2 （D ）1 9．已知下列系统的开环传递函数为)1)(1)(1)(1()1)(1()(432165++++++=s T s T s T s T s s T s T K s G (所有参数均大于0)，则下图中所给幅相曲线中正确的是： （ ）10．用Nyquist 稳固判据判定上面第9小题所给开环系统所对应的闭环系统的稳固性，所得结论正确的是： （ ） (A)0=P ，1=Z ；不稳固 (B)0=P ，2=Z ；不稳固 (C)0=P ，1=Z ；稳固 (D) 0=P ，0=Z ；稳固三、简答题（2题共10分）1、简述系统开环对数频率特性曲线中三频段分析法及其适用范畴。
《控制工程基础》试卷(C卷)试题及参考答案
《控制工程基础》试卷（C 卷）试题及参考答案
一、填空题（每空3分，共30分）
1． 传递函数定义为：_______________条件下，_____________系统的输出拉氏变换与___________拉氏变换之比。
2．已知某一阶系统的传递函数为2
58+s ，则该系统的时间常数T 为__________，增益K 为_________。
3. 线性系统最重要的特性是可以运用__________原理，系统在几个外加作用下产生的响应，等于各个外加作用__________________的响应之和。
4．最小相位系统的定义，是系统传递函数中_____________________________，它与非最小相位系统相比较，具有相同的______________，而______________不同。
二、（15分）求图示系统的传递函数)(X )()(i o S S X S G =。
三、（15分）已知系统的闭环特征方程为053222
345=+++++s s s s s ，试判断系统的稳定性，如果不稳定，请指出不稳定根的数目。
四、（10分）如图所示控制系统，计算：（1）τ=0时，系统的阻尼比ζ；（2）为使系统的阻尼比ζ=1，求τ值应为多少。
北京工业大学控制工程基础年期末考试试卷A
10. 对控制系统的共同要求是
、
、
。
二、求函数
f
(t)
(7t
2) (t)
(e 3t
) （1 t)
3sin(3t
2
)
1(t
)
6
的拉氏变换。（10
分）
hing at a time and All things in their being are good for somethin
三、某系统的闭环传递函数为 G(s) s 3 ，试求该系统在单位阶跃信号作用下的输出 s 2 3s 2
末端点会在复平面上形成一条轨迹，我们称之为频率响应函数的____________图。
8．控制系统的稳定性是指控制系统在初始偏差的作用下，系统
能力。
这个稳定性是指系统在自由振荡下的稳定性，与输入量的大小无关。
9. 控制系统的偏差是指输入信号与_______信号之差。控制系统的误差指的是控制系统的希
望输出量与_________输出量之差。
量的关系式，它表达了系统____________特性，而与输入量无关。
5．基于反馈基础上的
的原理，称为反馈控制原理
6．一个控制系统，其输入量是时间的未知函数，要求系统输出量能够准确、快速的复现输
入量，这样的控制系统被称为_____________控制系统。
7．频率响应函数是一个与输入频率有关的复矢量，当输入频率由零变到无穷时，其矢量的
Xo(S)
时间响应。 （10 分）
hing at a time and All things in their being are good for somethin
四、求右图所示机械系统的传递函数。（10 分）
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（ ）。
北京工业大学《自动控制原理》2018-2019学年第二学期期末试卷
北京工业大学2018——2019学年第2学期《自动控制原理》考试试卷A卷考试说明：考试时间：95分钟考试形式（开卷/闭卷/其它）:闭卷适用专业：信息学部自动化学院自动化专业、机器人工程专业承诺：本人已学习了《北京工业大学考场规则》和《北京工业大学学生违纪处分条例》，承诺在考试过程中自觉遵守有关规定，服从监考教师管理，诚信考试，做到不违纪、不作弊、不替考。
若有违反，愿接受相应的处分。
承诺人：学号：班号：。
注：本试卷共4大题，满分100分，由考试试卷.pdf和答题纸.word两个文档构成。
考试时必须使用答题纸.word文档作答，并将答案嵌入在题目下方，如因答案嵌入在其他位置而造成的成绩缺失由考生自己负责。
卷面成绩汇总表（阅卷教师填写）题号一二三四总成绩满分20202040得分得分一、填空题（每小题2分，共20分）1.自动控制系统的基本组成部分包括______、______、______和______。
2.在闭环控制系统中，控制器的作用是根据______信号和______信号之间的差异来生成控制信号。
3.比例控制器的输出信号与输入信号的比值称为______。
4.在自动控制系统中，______负责将控制信号转换为被控对象的输入信号。
5.控制系统的稳态误差是指系统输出在稳定状态下与期望输出之间的______。
6.自动化控制系统通过对生产过程的______进行监测和调节，实现生产效率和质量的提高。
7.控制系统中，______用于对反馈信号进行处理和调节，生成控制器的输入信号。
8.反馈器的作用是判别被控对象的输出与期望输出之间的______。
9.比例-______-微分（PID）控制器是常用的控制器类型之一。
10.控制系统的输入信号经过______处理后，通过______作用于被控对象，产生相应的输出。
得分二、选择题（每小题2分，共20分）1.在自动控制系统中，反馈的作用是：a)控制系统的输入信号b)提供被控对象的输入信号c)判别被控对象的输出与期望输出之间的差异d)调节比例增益2.比例控制器的输出信号与输入信号的比值称为：a)增益b)反馈c)控制信号d)误差3.开环控制系统和闭环控制系统的区别在于：a)是否有传感器b)是否有反馈c)控制器的类型不同d)开关的位置不同4.PID控制器中的"PD"代表：a)比例-微分b)比例-差分c)积分-微分d)比例-导数5.在自动控制系统中，执行器的作用是：a)测量被控对象的信号b)控制控制器的输出信号c)将控制信号转换为被控对象的输入信号d)判别被控对象的输出与期望输出之间的差异6.控制系统的稳态误差是指：a)系统输出的稳定波动范围b)控制信号的变化范围c)期望输出与实际输出之间的差异d)控制系统的输入信号与输出信号之间的误差7.变频器常用于控制：a)温度b)压力c)电流d)转速8.自动化控制系统能够实现的效果包括：a)提高生产效率和质量b)减少生产成本c)增加设备的寿命d)降低能耗9.控制系统中的传感器用于：a)测量被控对象的输入信号b)判别输出与期望输出之间的差异c)调节比例增益d)生成控制信号10.自动化原理中的反馈控制是一种：a)有源控制b)无源控制c)开环控制d)闭环控制得分三、判断题（每小题2分，共20分）当然，以下是十道判断题：1.在闭环控制系统中，控制器的输出信号根据传感器测量值和设定值之间的差异来生成。
控制工程基础期末试题
控制工程基础期末试题集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#清华大学本科生考试试题专用纸考试课程 控制工程基础 （A 卷） 2006 年 6月 14日1. 设有一个系统如图1所示，k 1=1000N/m, k 2=2000N/m, D=10N/(m/s)，当系统受到输入信号t t x i sin 5)(= 的作用时，试求系统的稳态输出)(t x o 。
(15分)ix ox K K D图12. 设一单位反馈系统的开环传递函数为)11.0(100)(+=s s s G现有三种串联校正装置，均为最小相位的，它们的对数幅频特性渐近线如图2所示。
若要使系统的稳态误差不变，而减小超调量，加快系统的动态响应速度，应选取哪种校正装置系统的相角裕量约增加多少(10分))L (w ) (d B )(a))L (w ) (d B ))L (w ) (d B )(b) (c)图23. 对任意二阶环节进行校正，如图3，如果使用PD 控制器， K P , K D 均为实数，是否可以实现闭环极点的任意配置试证明之。
(15分)图34. 一个未知传递函数的被控系统，先未经校正，构成单位反馈闭环。
经过测试，得知闭环系统的单位阶跃响应如图4所示。
问：(1) 系统的开环低频增益K 0是多少(5分)(2) 如果用主导极点的概念用低阶系统近似该系统，试写出其近似闭环传递函数；(5分) （3）如果采用PI 形式的串联校正()Ic 1K G ss=+，K I 在什么范围内时，对原开环系统相位裕量的改变约在 5.7~0-︒︒之间(5分)17/8图45．已知计算机控制系统如图所示，采用数字比例控制()D z K =，其中K>0。
设采样周期T=1s(i X s )z 图5（1）试求系统的闭环脉冲传递函数()()()o c i X z G z X z =； (5分)（2）试判断系统稳定的K 值范围； (5分)（3）当系统干扰()1()n t t =时，试求系统由干扰引起的稳态误差。
(大学试卷)《控制工程基础》试卷B答案
《控制工程基础》试卷B 答案适用专业：考试时间：120分考试方式：闭卷 满分：100分一、（8分）解：1、自动控制：在没有人直接参与的情况下，利用控制装置，使被控对象的被控量自动按指定规律变化。
（2分）2、传递函数：在初始条件为零时，线性定常系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换式之比。
（2分）3、稳态误差：稳定系统误差的终值。
（2分）4、频率特性：线性系统在谐波输入作用下，其稳态输出与输入的幅值比是输入信号的频率的函数，称其为系统的频率特性。
（2分） 二、（8分）解：对控制系统的基本要求为稳定性，快速性和准确性。
（2分） (1)稳定性：是指系统被控量偏离给定值而振荡时，系统抑制振荡的能力（2分） (2)快速性：是指被控量趋近希望值的快慢程度。
（2分）(3)准确性：是指过渡过程结束后，被控量与希望值接近的程度。
（2分） 三、（10分）解根据牛顿第二定律，可得 （4分）式中，C 为阻尼器的粘性阻力系数，k 为弹簧的弹性系数。
又有（2分）可得微分方程为移项整理得（2分） 两边拉斯变换得：kCs ms s F s Y s G ++==21)()()(（2分） 四、（共20分，每小题10分） 解1、系统总的闭环传递函数为：（a ）——（b ） （4分） （b ）——（c ） （4分） （c ）——（d ） （2分） 2（a ）（b ）（c ）系统总的闭环传递函数为：（a ）——（b ） （4分） （b ）——（c ） （3分） 结果正确 （3分）五（12分）、解：将)(s G K 化为标准形式：)15)(1(5)(++=ss s Ks G K （4分）1=γ，当斜坡函数输入时， （1分）系统的稳态误差01.0511===kK e v ss （5分） 50001.05==∴k （2分） 六、（15分）解：21max ()100100()X X %%e %X ξπξδ---∞=⨯=⨯∞ （3分）由 21 2.1820.090.6082e ξπξξ---==⇒= （3分） 946.48.012=⇒=-=n n p t ωξωπ （3分）系统的闭环传递函数为：（6分）七、（15分）解：其闭环传递函数为 （5分）系统的特征方程为5623=+++K s s s （2分）列写劳斯阵列表：)()()()(t ky t F dtt dy C t F k B ==)(1)()()(22t F k t y dt t dy k C dt t y d k m =++（5分）若要使系统稳定，其充要条件是Routh 阵列表的第一列均为正数，即 所以0＜K ＜30（3分） 八、（12分）解：其频率特性为ωωj j G 2.011)(+=（2分）该系统只由一个惯性环节组成，其转折频率为（2分）其对数幅频特性为（2分） （2分） 其Bode 图如图所示-90-45（4分）s rad /52.01==ω。
成人教育 《控制工程基础》期末考试复习题及参考答案
控制工程基础复习题A一、判断（1）、线性系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比定义为系统的传递函数。
（ ）（2）、系统的自由的运动模态是由系统的极点和零点共同决定的。
（ ） （3）、积分环节TS1中时间常数T 越小，积分速度越快。
（ ） （4）、线性系统的稳定性是由系统的极点决定的，与系统的零点无关。
（ ） （5）、某高阶系统存在主导极点，那么该主导极点一定是距离虚轴最近的极点。
（ ） 二、选择题1、如图所示反馈控制系统的典型结构图，=)()(s R s C （ ） （A ）H G G G G 21211+ （B ）H G G G 2121+（C ）H G G 2111+ （D ）HG G H G 2121+-2、已知某系统的劳思表如下所示，则下列说法正确的是（ ）。
56514253101234s s s s s -（A ）系统稳定（B ）系统不稳定，有一个正实部根 （C ）系统不稳定，有两个正实部根 （D ）系统不稳定，没有正实部根3、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 ）、阶跃响应三、简答1、写出系统传递函数的定义。
2、写出信号21t t ++的拉式变换。
3、写出系统)5)(1)((++++s s b s sa 的极点和零点。
4、写出环节11+Ts 的幅频特性和相频特性表达式5、写出线性定常离散系统脉冲传递函数的定义四、1、已知系统如图（A ）所示利用结构图化简求系统的闭环传递函数和开环传递函数。
2、已知单位负反馈系统的开环传递函数为)15.0)(1()15.0()(2++++=s s s s s K s G ，试确定系统稳定时的K 值范围。
五、1、设单位反馈系统开环系统传递函数如下，试概略绘出相应的闭环根轨迹图)12()1()(++=s s s K s G2、试求图C 闭环离散系统的脉冲传递函数()z Φ。
《控制工程基础》期末试卷A及答案
《控制工程基础》期末试卷A适用专业: 考试日期：考试时间：120分钟 考试形式：闭卷 试卷总分：100分 一、（每小题5分，共10分）简答题1、对广义控制系统，按反馈情况可分为哪两类控制系统？简要说明之。
2、简述控制工程上对控制系统的基本要求。
二、（10分）某仓库大门控制系统如图一所示，试说明自动控制大门开启和关闭的工作原理，并画出系统原理方框图。
图一 仓库大门控制系统三、（10分）图二所示是由电阻R 、电感L 和电容C 组成的RLC 无源网络，试列写出以)(t u i 为输入量，以)(0t u 为输出量的网络微分方程并求其传递函数。
（函数)(t f 在零初始条件下的拉斯变换为： )0()()]([)(f s F s t fL n n -=）+_u i (t(t )+_RL图二 RLC 无源网络四、（14分）试求图三所示控制系统的传递函数)()(s R s C图三 控制系统结构图五、（18分）二阶系统如图四所示，其中5.0=ξ,s rad n /4=ω，当输入信号为单位阶跃函数时，试求：（1）该系统的性能指标r t 、p t 、%p M 和%)2(±=∆s t ； （2）概略绘出系统的单位阶跃响应曲线。
X i图四六、（14分）设单位负反馈控制系统的开环传递函数为)5)(1()(++=s s s K s G K ，试求：（1）确定系统稳定时开环增益K 值的范围；（2）当输入斜波函数时，系统的稳态误差1=ss e 的K 值。
七、（12分）设单位反馈控制系统的开环传递函数为110)(+=s s G K ，当系统输入为)452sin(2)(︒-=t t x i 时，求系统的稳态输出。
八、（12分）试分别概略绘制传递函数11)(+=Ts s G （T 为惯性环节时间常数）的Nyquist 图Bode 图。
《控制工程基础》期末试卷A 答案适用专业: 考试时间：考试时间：120分钟 考试形式：闭卷 试卷总分：100分一、（每小题5分，共10分）解：1、按反馈情况可分为：开环系统和闭环系统。
北京工业大学控制工程基础年期末考试试卷A(最新整理)
控制工程基础2013年期末考试试卷-A班级学号 姓名 成绩 一、选择及填空题（每小题2分，共20分）1．自动控制指的就是：在____________的情况下，使生产过程或被控对象的某些物理量，准确地按照预期的规律变化。
2．古典控制理论是以传递函数为基础，主要研究____________控制系统的分析和设计问题。
3．控制系统分析指的是：对_______的控制系统，分析其工作原理、元部件组成以及系统的稳定性和品质。
4．传递函数是在拉氏变换的基础上，以系统本身的参数描述的线性定常系统输入量与输出量的关系式，它表达了系统____________特性，而与输入量无关。
5．基于反馈基础上的 的原理，称为反馈控制原理6．一个控制系统，其输入量是时间的未知函数，要求系统输出量能够准确、快速的复现输入量，这样的控制系统被称为_____________控制系统。
7．频率响应函数是一个与输入频率有关的复矢量，当输入频率由零变到无穷时，其矢量的末端点会在复平面上形成一条轨迹，我们称之为频率响应函数的____________图。
8．控制系统的稳定性是指控制系统在初始偏差的作用下，系统 能力。
这个稳定性是指系统在自由振荡下的稳定性，与输入量的大小无关。
9. 控制系统的偏差是指输入信号与_______信号之差。
控制系统的误差指的是控制系统的希望输出量与_________输出量之差。
10. 对控制系统的共同要求是 、 、 。
二、求函数的拉氏变换。
（10分）)6(1)23sin(3)1)()()27()(3ππδ-⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⨯+⨯+=-t t t e t t t f t （三、某系统的闭环传递函数为，试求该系统在单位阶跃信号作用下的输出233)(2+++=s s s s G 时间响应。
（10分）四、求右图所示机械系统的传递函数。
（10分）五、对下图所示系统的方框图进行简化，并求出系统的传递函数X o (s)/X i (s)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
控制工程基础2013年期末考试试卷-A
班级 学号 姓名 成绩
一、 选择及填空题（每小题2分，共20分）
1． 自动控制指的就是：在____________的情况下，使生产过程或被控对象的某些物理量，
准确地按照预期的规律变化。
2． 古典控制理论是以传递函数为基础，主要研究____________控制系统的分析和设计问题。
3． 控制系统分析指的是：对_______的控制系统，分析其工作原理、元部件组成以及系统的
稳定性和品质。
4．传递函数是在拉氏变换的基础上，以系统本身的参数描述的线性定常系统输入量与输出量
的关系式，它表达了系统____________特性，而与输入量无关。
5．基于反馈基础上的 的原理，称为反馈控制原理 6．一个控制系统，其输入量是时间的未知函数，要求系统输出量能够准确、快速的复现输入
量，这样的控制系统被称为_____________控制系统。
7．频率响应函数是一个与输入频率有关的复矢量，当输入频率由零变到无穷时，其矢量的末
端点会在复平面上形成一条轨迹，我们称之为频率响应函数的____________图。
8．控制系统的稳定性是指控制系统在初始偏差的作用下，系统 能力。
这个稳定性是指系统在自由振荡下的稳定性，与输入量的大小无关。
9. 控制系统的偏差是指输入信号与_______信号之差。
控制系统的误差指的是控制系统的希望输出量与_________输出量之差。
10. 对控制系统的共同要求是 、 、 。
二、求函数)6(1)23sin(3)1)()()27()(3ππδ-⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡
-+⨯+⨯+=-t t t e t t t f t （的拉氏变换。
（10分）
三、某系统的闭环传递函数为2
33
)(2+++=
s s s s G ，试求该系统在单位阶跃信号作用下的输出
时间响应。
（10分）
四、求右图所示机械系统的传递函数。
（10分）
五、对下图所示系统的方框图进行简化，并求出系统的传递函数X o (s)/X i (s)。
（15分）
o
X
六、某控制系统的对数幅频渐近特性曲线如下图所示，试确定系统的传递函数。
（10分）
七、设某反馈控制系统如下图所示，试用代数稳定性判据求使系统稳定的K值。
（15分）
八、某反馈控制系统如右图，当)
X
=时，求系统的稳态误差（10分）
t
(t
)
(1
i。