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控制工程基础客观题复习题-参考答案 第 12 章 控制系统的基本概念；数学模型 一、填空题 1对控制系统的基本要求为稳定性、 （ 准确性 ） 、快速性。 2 闭环系统是指系统的 （ 输入量 ） 对系统有控制作用， 或者说， 系统中存在 （ 反馈元件 ） 的回路。 3线性系统的所有极点都分布在 S 平面的左半部，则系统的稳定性为（ 稳定 ） 。 4传递函数通过（ 输入量 ）与（ 输出量 ）之间信息的传递关系，来描述系统本身的动 态特征。 5系统在外加激励作用下，其（ 输出量或输出信号 ）随（ 时间 ）变化的函数关系称为 系统的时间响应。 二、单项选择题 1开环控制系统是指( B )对系统没有控制作用。 A系统输入量 B系统输出量 C系统的传递函数 D系统的干扰 2传递函数可以描述（ C ） 。 A线性的、多输入多输出系统 B非线性的、单输入单输出系统 C线性的、单输入单输出系统 D非线性的、多输入多输出系统 3 设单位反馈系统开环传递函数为， 函数)(sG)(1)(sGsF+=， 则与)（ A ） 。 )(sG(sF A极点相同； B零点相同； C零极点都相同； D零极点都不同。 4已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为 )5)(1( ) 1(10 )( + + = sss s sG，该系统闭环系统是 （ A ） 。 A稳定的 B无法判断 C临界稳定的 D不稳定的 5某系统的传递函数为 )5)(6( )2( )( + + = ss s sG，其零、极点是（ C ） 。 A零点；极点，6=s2=s5=s B零点2=s；极点6=s， 5=s C零点；极点，2=s6=s5=s D零点2=s；极点6=s， 5=s 6一个线性系统的稳定性取决于（ D ） 。 A系统的输入 B外界干扰 C系统的初始状态 D系统本身的结构和参数 7对于定常控制系统来说，( A )。 A表达系统的微分方程各项系数不随时间改变 B微分方程的各阶微分项的幂为 1 C不能用微分方程表示 D系统总是稳定的 8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； 1 控制工程基础客观题复习题-参考答案 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； D线性系统在实际系统中普遍存在，而非线性系统在实际中存在较少。 9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。 三判断题 1开环稳定的系统将其闭环后的系统一定稳定。 （ ） 2线性定常系统的微分方程与传递函数之间可以相互确定。 （ ） 3 一个传递函数只能表示一个输入对一个输出的关系， 只适合于单输入单输出系统的描述， 无法描述系统内部中间变量的变化情况。 （ ） 4对稳定的系统，其特征根距离虚轴越远，系统的稳定程度越高。 （ ） 5系统稳定性，只取决于系统的结构和参数，与外输入无关。 （ ） 6.当两个元件串联时，若两者之间存在负载效应，则可以分别求传递函数，然后相乘。 （ ） 7自动控制系统一定是单位负反馈系统。 （ ） 2 控制工程基础客观题复习题-参考答案 第 3 章 时域分析法 一、填空题 1二阶系统的传递函数为 44 6 2 + ss ，则该系统是增益为（ 1.5 ）的临界阻尼系统。 2系统的稳态误差与（ 输入信号 ） ， （ 开环增益 ）和（ 系统类型 ）有关。 3已知单位闭环负反馈系统的开环传递函数为)0, 0( , ) 1( + Tk Tss k ，则该系统的阻尼 比为（()KT2/1） 。自然振荡频率 n 为（ TK / ） 。当10时，该系统的阶跃响应曲线为（ 单调上升 ）曲 线。当1=时，该系统为（ 临界阻尼状态 ）系统。当=（ 0 ）时，该系统获得最佳过 渡过程。 4图示电路的传递函数为（ ()12 . 0/1)(+=ssG ） 。当误差带定为 0.05（0.02）时，过渡 过程时间为（ s 或s ） 。 6 . 08 . 0 二、单项选择题 1系统的稳定性取决于（ B ） A系统的特征方程 B系统的特征根 C系统的输入量 D系统的输出量 2如果典型二阶系统的单位阶跃响应为等幅振荡，则其阻尼比应是( B )。 A时， B当 s t707. 0时， s t C当707. 0，其相频特性和幅频特性的变化规律是（ D ） 。 A0)(,90)(=L dB B1)(,)(=L dB C=)(,90)(L dB D0)(,)(=L dB 14一单位反馈系统的开环传递函数为 )2)(1( )( + = sss K sG，当K增大时，对系统性能 能的影响是（ A ） 。 A稳定性降低 B频宽降低 C阶跃输入误差增大 D阶跃输入误差减小 15 一单位反馈系统的开环 Bode 图已知， 其幅频特性在低频段是一条斜率为的 渐近直线，且延长线与 0dB 线的交点频率为 decdB/20 5= c ，则当输入为ttr5 . 0)(=时，其稳态误 差为（ A ） 。 A0.1 B0.2 C0 D0.5 16下列各个量中能够反映系统稳态性能的量是（ A ）。 A幅频特性中低频段的斜率； B幅频特性中中频段的斜率； C幅频特性中高频段的斜率； D幅频特性中srad/1=处的高度。 17关于劳斯稳定性判据和乃奎斯特稳定性判据，以下叙述中正确的是（ B ） 。 A劳斯判据属代数判据，是用来判断开环系统稳定性的； B乃奎斯特判据属几何判据，是用来判断闭环系统稳定性的； C乃奎斯特判据是用来判断开环系统稳定性的； D以上叙述均不正确。 18以下频域性能指标中根据开环系统来定义的是（ D ） 。 A截止频率 b B谐振频率 r 与谐振峰值 r M C频带宽度 D相位裕量与幅值裕量 g K 19对于开环频率特性曲线与闭环系统性能之间的关系，以下叙述中不正确的有（ A ） 。 A开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳定性； B中频段表征了闭环系统的动态特性； C高频段表征了闭环系统的抗干扰能力； D低频段的增益应充分大，以保证稳态误差的要求。 20以下性能指标中不能反映系统响应速度的指标为（ D ） 。 A上升时间 B调整时间 r t s t C幅值穿越频率 c D相位穿越频率 g 21.最小相位系统的开环对数幅频特性三频段分别反映的系统性能是 A低频段反映（稳态特性） ； B中频段反映（动态特性） ； 8 控制工程基础客观题复习题-参考答案 C高频段反映（抗高频干扰能力） 。 22在设计系统时，应使系统幅频特性)(L穿越0线的斜率为（ A ）。 dB A； BdecdB/20decdB/40； C； DdecdB/60decdB/80。 三判断题 1系统的频率特性是正弦信号输入下系统稳态输出对输入信号的幅值比相角差。 （ ） 2最小相角系统的稳定裕度越大，系统的超调量就越小。 （ ） 3 奈奎斯特稳定判据对于非最小相角系统是不适用的。 （ ） 5对于最小相位系统，只有当相位裕量和增益裕量都是正值时，系统才是稳定的。负的裕 量表示系统是不稳定的。 （ ） 6 系统输入正弦信号， 稳态输出将是同频率的正弦信号。 （ ） 7系统的动态性能只与其对数频率特性的低频段有关。 （ ） 8 系统的动态性能只与其对数频率特性的高频段有关。 （ ） 9闭环稳定的系统，其增益裕量和相位裕量一定小于零。 （ ） 10 如果幅值穿越频率段上的斜率为-40db/dec， 则系统可能稳定， 也可能不稳定。 （ ） 11对稳定的系统，其特征根距离虚轴越远，系统的稳定程度越高。 （ ） 12频率特性反映系统的内在性质，与外界因素无关，并随频率变化而变化。 （ ） 13系统频率特性的幅值)(A随着频率的升高而衰减，即频率特性表示了系统对不同频率 的正弦信号的“复现能力”或“跟踪能力”。 （ ） 14对于低频信号（即1t） ，有1)(A，即在输入信号频率较低时，输 出量与输入量的幅值几乎相等， 相位近似相同。 （ ） o 0)(= 15对于高频信号（即1T） ，有)/(1)(TA，即即在输入信号频率 较高时，输出量幅值只有输入量幅值的 o 90)( )/(1T倍，相位落后近 90。输入信号被抑制而不 能传递出去。 （ ） 16比例环节的幅相频率特性是复平面实轴上一个点，即幅频特性是K，相频特性是。 比例环节的对数幅频特性等于（dB）的一条水平直线。相角为零，与频率无关。即 在输入信号频率较低时， 输出量与输入量的幅值几乎相等， 相位近似相同。 （ ） o 0 Klg20 17 惯性环节的对数幅频特性曲线， 当频率为T/10时， 是一条幅值等于 0 的水平线， 称为低频渐近线；当频率T/1时，是一条斜率为20dB/dec 的直线, 称为高频渐 近线。当0=时，在转折频率 o 0)(=T/1=处。当频率 o 45)(= 时， o（对数相频特性的相角对 弯角时对称的。 ） （ ） 90)(= o 45)(= 18 积分环节的对数幅频特性是一条斜率为20dB/dec 的直线， 且与零分贝线相交于 1= 点。即0lg20)(=L。积分环节的对数相频特性为的水平直线，与频率 o 90 无 9 控制工程基础客观题复习题-参考答案 关。 （ ） 19理想微分环节的对数幅频特性是一条通过1=，斜率为dB/dec 的直线。而对数相 频特性为的一条水平线。 （ ） 20 o 90)(= 20控制系统的相位裕量和增益裕量，是极坐标图对(-1,j0) 点靠近程度的度量。 （ ） 10 控制工程基础客观题复习题-参考答案 第五章 控制系统的设计和校正 一、填空题 1三频段中的（ 中频 ）段基本确定了系统的动态性能。 2PD 控制器是一种相位（ 超前 ）校正装置，主要用来改善系统的（ 动态 ）性能。 3超前校正装置是利用其（ 相位超前特性进行校正 ） 。 4PI 控制器是一种相位（ 滞后 ）校正装置，主要用来改善系统的（ 稳态 ）性能，但系 统的相位裕量有所（ 减小 ） ，稳定程度（ 变差 ） 。 5设计控制系统基于以下几个要求： （ 稳定 ）性、 （ 快速 ）性、 （ 准确 ）性和（ 抗干 扰 ）性。 6PID 校正器是能够实现 P（ 比例 ） ，I（ 积分 ）和 D（ 微分 ）控制作用的校正器。 7已知校正装置的渐近对数幅频特性如图所示，则该环节属于（ 滞后-超 前 ）校正装置。 8一般来说，系统增加积分环节，系统的准确性将（ 变好 ） 。 二、单项选择题 1下列串联校正装置的传递函数中，能在1= c 处提供最大相位超前角的是： （ B ） A 1 110 + + s s B 11 . 0 110 + + s s C 15 . 0 12 + + s s D 110 11 . 0 + + s s 2采用串联超前校正时，通常可使校正后系统的截止频率 c （ C ） A减小 B不变 C增大 D可能增大，也可能减小 3某串联校正装置的传递函数为) 11 . 0/() 1()(+=sssGc，则它是一种（ B ） A滞后校正 B超前校正 C超前滞后校正 D比例校正 4在设计控制系统时，稳定性判断（ B ） 。 A不必判断 B绝对必要 C有时是必要的 D根据系统而定 5所谓校正（又称补偿）是指（ B ） 。 A 加入 PID 校正器； B 在系统中增加新的环节或改变某些参数； C使系统稳定； D使用劳斯判据。 6若已知某串联校正装置的传递函数为 10 4 + + s s ，则它是一种( B )。 A相位滞后校正 B相位超前校正 11 控制工程基础客观题复习题-参考答案 C相位滞后超前校正 D相位超前滞后校正 7 下列串联校正装置的传递函数中， 能在频率2= C 处提供最大相位超前角的是 （ B ） 。 A 1 12 + + s s B 12 . 0 125. 1 + + s s C 12 1 + + s s D 125. 1 12 . 0 + + s s 8当系统采用串联校正时，校正环节为 12 1 )( + + = s s sGc，则该校正环节对系统性能的影响 是（ D ） 。 A增大开环幅值穿越频率 c B增大稳态误差 C减小稳态误差 D稳态误差不变，响应速度降低 9串联校正环节 1 1 )( + + = Bs As sGc，关于 A 与 B 之间关系的正确描述为（ A ） 。 A若 Gc(s)为超前校正环节，则 AB0； B若 Gc(s)为滞后校正环节，则 AB0； C若 Gc(s)为超前滞后校正环节，则 AB； D若 Gc(s)为 PID 校正环节，则 A=0，B0。 10.串联相位滞后校正通常用于( B ) A.提高系统的快速性 B.提高系统的稳态性能 C.减少系统的阻尼 D.减少系统的固有频率 三判断题 1 利用串联超前校正可以同时改善系统的超调量和调节时间。 （ ） 2 当系统不满足性能指标时， 通过串联校正方法一定能达到要求。 （ ） 3在系统闭回路中引入积分环节就能消除稳态误差。 （ ） 4 PID 校正中， 积分主要作用于