自动控制复习题库

一：填空题1、控制系统的基本要求是（稳定性） 、 （快速性） 、 （准确性） 。2、线性定常控制系统的传递函数是零初始条件下， （输出变量）与（输入变量）的拉氏变换之比。3、一个稳定的线性系统的稳态误差取决于（系统型别） 、 （开环增益）与（输入信号的类型和幅值） 。4、常用的校正方式有（串联校正） 、 （反馈校正） 、(前馈校正)（复合校正） 。5、反馈控制原理是（利用偏差消除偏差） 。6、线性系统的基本特性是可以应用叠加原理，即具有（齐次性）与（可叠加性）。7、一个线性定常控制系统稳定的充分必要条件是（闭环极点均严格位于 s 左半平面） 。8、线性系统的频率特性包括（幅频特性）与（相频特性） 。9、若负反馈前向通道的传递函数为 G（s） ，反馈通道的传递函数为 H（s） ，则开环传递函数为（ ） ，闭环传递函数为（ ） 。)(sH)(1sG10、在斜坡函数的输入作用下， （0）型系统的稳态误差为无穷大。11、在斜坡函数的输入作用下， （）型系统的稳态误差为零。12、一阶惯性环节的传递函数 ，它的幅频特性的数学式是（ ） ，1Ts 21T它的相频特性的数学式是（ ） 。arctn13、已知系统的开环传递函数为 ,称之为（）型系统，系)23()2ssG统的开环极点为（-1） ， （-2） ， （0） ，零点为（-1） 。14、惯性环节的传递函数表达式为 G（s）=（ ） 。1Ts15、一阶微分环节的传递函数表达式为 G（s）=（ ） 。16、积分环节的传递函数表达式为 G（s）=（ ） 。17、在斜坡函数的输入作用下， （0）型系统的稳态误差为无穷大。18、函数 的拉氏变换式是（ ） 。tetf63)(63s19、一阶微分环节的传递函数为 ，它的幅频特性的数学式是（1） ，它的相频特性的数学式是（ ） 。21arctn20、控制系统常用的校正方式（串联校正） 、 （并联校正） 、 （前馈校正） 、 （复合校正） 。21、在经典控制理论中，常用的分析方法有（时域分析法） 、 （根轨迹分析法） 、（频域分析法） 。22、单位负反馈系统的开环传递函数 ，求阻尼比)3(12)(ssG（ ） ， （ ） ，系统的阶跃响应（无） （填“有”或“无” ）超调。34n323、若环节的传递函数为 ，则其对数幅频特性 在零分贝点处的频率数值sK)(L为（ ） 。K24、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（反馈信号） 。25、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（零输入响应） ，另一个是（零状态响应）分量。26、自动控制，是指在（没有人直接参与）的情况下，利用（外加的设备或装置） ，使（机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数）自动地按照预定的规律运行。27、自动控制系统基本控制方式有：（反馈控制方式） 、 （开环控制方式）和（复合控制方式） 。28、建立控制系统数学模型的方法有：（分析法）和（实验法） 。29、在改善二阶系统性能的方法中， （比例微分控制）和（测速反馈控制）是两种常用的方法。30、线性系统的频率特性曲线有三种：（幅相频率特性曲线） 、 （对数频率特性曲线）和（对数幅相曲线） 。31、开环传递函数含有非最小相位环节的系统为（非最小相位系统） ；而开环传递函数全部由最小相位环节构成的系统称为（最小相位系统） 。32、频域的相对稳定性即稳定裕度包括（相角裕度）和（幅值裕度）两个方面。33、反馈控制系统中的测量元件的职能是（检测被控制的物理量） 。34、复合控制是一种（按偏差控制）和（按扰动）相结合的控制方式。35、按输入量变化规律来看，自动控制系统可分为（恒值控制系统） 、 （随动系统）和（程序控制系统） 。36、控制系统的性能的评价分为（动态性能指标）和（稳态性能指标） 。37、在系统的动态性能指标中，评价系统响应速度的是（上升时间）和（峰值时间） 。38、所谓系统的稳定性，是指（系统在扰动消失后，由初始偏差状态恢复到原平衡状态的性能） 。39、幅值裕度的含义是（对于闭环稳定系统，如果系统开环幅频特性再增大h倍,则系统将处于临界稳定状态） 。40、自动控制系统的基本控制方式可分为（开环控制） 、 （反馈控制） 、和（复合控制） 。41、设计自动控制系统的方法和过程涉及（系统建模） 、 （系统分析） 、和（系统设计） 。42、假设某系统的单位脉冲响应函数为 ，则该系统的传递函数为tetg5.230)(（ ） 。5.230s43、改善二阶系统性能的方法主要有（比例微分控制）和（测速反馈控制） 。44、在欠阻尼（ ）二阶系统中，阻尼比越小，超调量越（大） （填“大”10或“小” ） ；上升时间越（短） （填“长”或“短” ） 。45、已知某单位反馈系统的开环传递函数为 ，则其静态)12(.0(5)ssG位置误差系数 =（50） 、静态速度误差系数 =（0） 、静态加速度误差系数pKvK=（0） 。aK46、设单位反馈系统的开环传递函数为 ，试求该系统的单位阶跃)5(4)sG响应为（ ） ，单位脉冲响应为（ ） 。(31)(4)(4tuetetutt )(34tte47、组成控制系统结构图的四种基本单元主要包括（信号线） 、 （引出点） 、 （比较点）和（方框） 。48、系统的动态性能主要包括（延迟时间） 、 （上升时间） 、 （峰值时间） 、 （调节时间）和（超调量） 。49、已知系统开环传递函数为 ，当频率为2rad/s时，则传递函数的幅sG10)(值为（ ） ，相角为（ ） 。90595.50、按输入量的变化规律不同，线性连续控制系统可分为（恒值控制系统） 、（随动系统）和（程序控制系统） 。51、 的拉氏变换式是（ ） 。tef2)(21s52、影响系统稳态误差的因素有：（系统型别） 、 （开环增益）和（输入信号的形式和幅值） 。53、惯性环节的传递函数 ，它的幅频特性的数学式是（ ） ，它1Ts 21T的相频特性的数学式是（ ） 。arctn54、已知系统的开环传递函数为 ,称之为（II）型系统，)65(13)2ssG系统的开环极点为（0）,（0）,（-2）,（-3）,零点为（ ） 。355、传递函数互为倒数的典型环节，对数幅频曲线关于（0dB）线对称，对数相频曲线关于（ ）线对称。056、设单位反馈控制系统的开环传递函数为 ，要使相位裕度 21)(saHsG为 ，则 a=（ ） 。 045421a二：选择题1、在斜坡函数的输入作用下， （A）型系统的稳态误差为无穷大。A、 0 B、 C、 D、 2、对于型系统而言，在加速度 时，其静态加速度误差系数为 ，则2)(trk其稳态误差为（C） 。A、 0 B、 C、 D、 kk13、惯性环节的传递函数表达式为 G（s）=（B） 。A、 B、 C、 D、 1Ts1Ts4、已知某线性系统开环传递函数为： ，则该系统不)13()(KsH含有的典型环节为（D） 。A、 惯性环节 B、 积分环节 C、 比例环节 D、振荡环节5、惯性环节的传递函数 的相频特性为（B） 。1TsA、 B、 C、 D、)arctn()arctn(T)arctn(1T)arct(1T6、在阶跃函数的输入作用下， （A）型系统的稳态误差不为零。A、 0 B、 C、 D、 7、对于型系统而言，在斜坡输入 时，其静态加速度误差系数为 ，则tr)( k其稳态误差为（D） 。A、 0 B、 C、 D、 k2k18、积分环节的传递函数表达式为 G（s）=（C） 。A、 B、 C、 D、 1Ts1Ts1s9、已知某线性系统开环传递函数为： ，则该系统)12)()KH不含有的典型环节为（B） 。A、 惯性环节 B、 积分环节 C、 比例环节 D、振荡环节10、一阶微分环节的传递函数 的相频特性为（A） 。1TsA、 B、 C、 D、)arctn(T)arctn()arctn(1T)arctn(1T11、系统的输出信号对控制作用的影响（B） 。A、 开环有 B、 闭环有 C、 都没有 D、 都有12、积分环节的传递函数表达式为 G（s）=（C） 。A、 B、 C、 D、 1Ts1T1s13、已知某线性系统开环传递函数为： ，则该系统)13()(KsH不含有的典型环节为（C） 。A、 惯性环节 B、 积分环节 C、 一阶微分环节 D、非最小相位环节14、若系统的截止频率和相角裕度均低于需求指标，应采用（A） 。A、串联超前校正 B、串联滞后校正 C、串联滞后超前校正 D、反馈校正15、以同等精度元件组成的开环系统和闭环系统，其精度（B） 。A、 开环高 B、 闭环高 C、 相差不多 D、 一样高16、在加速度函数的输入作用下， （D）型系统的稳态误差为零。A、 0 B、 C、 D、III型及以上17、已知系统开环传递函数为 ，则其静态位置误差系)15.0)(1.()ssKG数 、静态速度误差系数 、静态加速度误差系数 分别为（A） 。pKvKaA、 ， ，0 B、0， ， C、 ，0， D、 ，0，K18、已知系统的零点数为 m，极点数为 n，且 ，则系统根轨迹分支数为m（B） 。A、m B、 n C、 D、nnm19、惯性环节的传递函数 ，它的相频特性为（C） 。1TsA、 B、 C、 D、)arctn()arctn()arctn(T)rt(1T20、对于系统抗干扰能力（B） 。A、 开环强 B、 闭环强 C、 都强 D、都不强21、对于 0 型系统而言， （A）输入作用下，系统稳态误差为常数值。A、 阶跃输入 B、 斜坡输入 C、 加速度输入 D、 正弦输入 22、非最小相位惯性环节的传递函数表达式为 G（s）=（C） 。 （T0）A、 B、 C、 D、1Ts1Ts1T1Ts23、积分环节 的幅频特性为（D） 。A、1 B、 0 C、 D、三：简答题1、何谓自动控制？开环控制和闭环控制各具有什么样的特点？答：所谓自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。开环控制特点：输出量不会对系统的控制发生影响；闭环控制特点：无论什么原因使被控量偏离期望值而出现偏差时，必定会产生一个相应的控制作用去减小或消除这个偏差，使被控量与期望值趋于一致。2、什么叫传递函数？它有什么性质？答：传递函数定义为零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉式变换之比。性质：（a） 、传递函数是复变量 s 的有理分式函数，具有复变函数的所有性质，且所有系数均为实数。 （b） 、传递函数只取决于系统或元件的结构和参数。 （c） 、传递函数与微分方程有相通性。 （d） 、传递函数的拉式反变换是脉冲响应。3、反馈控制系统的基本组成元部件按职能分类有几种？答：测量元件、给定元件、比较元件、放大元件、执行元件和校正元件。4、系统在单位阶跃函数作用下的动态过程随时间变化状况的指标，称为动态性能指标。它具体包括哪些？答：延迟时间、上升时间、峰值时间、调节时间、超调量。5、线性系统的基本控制规律有哪些？答：比例（P）控制规律、比例微分（PD）控制规律、积分（I）控制规律、比例积分（PI）控制规律、比例微分积分（PID）控制规律。6、自动控制理论的发展经历了哪几个发展阶段？答：反馈控制原理、经典控制理论、现代控制理论、智能控制理论。7、线性系统的静态误差系数具体包括哪些类型？答：静态位置误差系数、静态速度误差系数和静态加速度误差系数。8、控制系统的校正方式有哪些？答：串联校正、反馈校正、前馈校正和复合校正9、人在平时生活中做的许多事情，比如走路、取物、吃食物、阅读、清扫等都带有反馈控制作用，试举例，并用框图说明其反馈工作原理。答：（1）人用手拿桌子上的书。取书时，首先人要用眼睛连续目测手相对于书的位置，并将这个信息送入大脑（称为位置反馈信息） ；然后由大脑判断手与书之间的距离，产生偏差信号，并根据其大小发出控制手臂移动的命令（称为控制作用或操纵量） ，逐渐使手与书之间的距离（即偏差）减小。显然，只要这个偏差存在，上述过程就要反复进行，直到偏差减小为零，手便取到了书。人取书的系统方框图如下所示。（2）车司机操纵方向盘驾驶汽车沿公路平稳行驶时，首先通过视觉和触觉(身体运动)反馈实际行车路线，驾车人将预期的行车路线与实际测量的行车路线相比较，便能得到行驶偏差，驾车人通过液压放大器将操纵力放大以便控制眼睛 大脑 手臂 、手眼睛输 入信号 输出量（书位置） （手位置）驱动轮，使行驶偏差减小。其示意图如图下。驾车人利用实际行驶方向与预期方向之间的差异，调整方向盘汽车司机驾驶汽车系统方框图如下图所示。10、请查找有关给控制系统分类的资料，看看都有那些分类方法？并进行简单总结。答：自动控制系统有多种分类方法。例如，按控制方式可分为开环控制、反馈控制、复合控制等；按元件类型可分为机械系统、电气系统、机电系统、液压系统、气动系统、生物系统等；按系统功用可分为温度控制系统、压力控制系统、位置控制系统等；按系统性能可谓分线性系统和非线性系统、连续系统和离散系统、定常系统和时变系统、确定性系统和不确定性系统等；按输入量变化规律可分为恒值控制系统、随动系统和程序控制系统等。一般，为了全面反映自动控制系统的特点，常常将上述各种分类方法组合应用。四：计算分析题1、系统结构图如图所示，试用结构图化简的方法求 。)(/)(sRCsG G1( s ) G2( s ) G3( s )H2( s )H1( s )R ( s )C ( s )_解：G1( s ) G2( s ) G3( s )H2( s )H1( s ) / G3( s )R ( s )C (