湖南工业大学控制工程基础期末考试复习资料

填空题1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：稳定性、快速性和准确性。2、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，称为开环控制系统；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，称为闭环控制系统。含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。3、控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值称为传递函数。一阶系统传函标准形式是，二阶系统传函标准形式是或：)。4、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为，则G(s)为G1(s)+G2(s（用G1(s)与G2(s)表示）。5、奈奎斯特稳定判据中，Z=P-R，其中P是指开环传函中具有正实部的极点的个数，(或：右半S平面的开环极点个数)，Z是指闭环传函中具有正实部的极点的个数(或：右半S平面的闭环极点个数，不稳定的根的数)，R指奈氏曲线逆时针方向包围(-1,j0)整圈数。6、若某系统的单位脉冲响应为，则该系统的传递函数G(s)为。7、设系统的开环传递函数为，则其开环幅频特性为，相频特性为(或：)。8.线性控制系统最重要的特性是可以应用___叠加__原理，而非线性控制系统则不能。9．反馈控制系统是根据输入量和__反馈量__的偏差进行调节的控制系统。10．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差ess=_____。11．当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是__负数__时，系统是稳定的。12.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和__反馈_连接。13．线性定常系统的传递函数，是在_初始条件为零___时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。14．函数te-at的拉氏变换为。15．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__相频特性__。16．积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为__－20__dB／dec。17．二阶系统的阻尼比ξ为_0_时，响应曲线为等幅振荡。18．在单位斜坡输入信号作用下，Ⅱ型系统的稳态误差ess=__0__。19．0型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为___0___dB/dec，高度为20lgKp。20．单位斜坡函数t的拉氏变换为。21.根据系统输入量变化的规律，控制系统可分为__恒值__控制系统、___随动___控制系统和程序控制系统。22.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。23.系统的传递函数完全由系统的结构和参数决定，与__输入量、扰动量__的形式无关。24.决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和_无阻尼自然振荡频率wn。25.设系统的频率特性Ｇ(jω)=R(ω)+jI(ω),则幅频特性|G(jω)|=。26.分析稳态误差时，将系统分为0型系统、I型系统、II型系统…，这是按开环传递函数的__积分__环节数来分类的。27.线性系统稳定的充分必要条件是它的特征方程式的所有根均在复平面的___左___部分。28．ω从0变化到+∞时，惯性环节的频率特性极坐标图在____第四____象限，形状为___半___圆。29.用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是_正弦函数_。30．二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为。31．G(s)=的环节称为___惯性__环节。32．系统输出量的实际值与_输出量的希望值__之间的偏差称为误差。33．线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用___线性微分__方程来描述。27．稳定性、快速性和准确性是对自动控制系统性能的基本要求。34．二阶系统的典型传递函数是。35．设系统的频率特性为，则称为实频特性。36.根据控制系统元件的特性，控制系统可分为__线性__控制系统、非线性_控制系统。37.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__。38.二阶振荡环节的谐振频率ωr与阻尼系数ξ的关系为ωr=ωn。39.根据自动控制系统是否设有反馈环节来分类，控制系统可分为__开环_控制系统、_闭环__控制系统。40.用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标图示法和__对数坐标_图示法。41.二阶系统的阻尼系数ξ=__0.707____时，为最佳阻尼系数。这时系统的平稳性与快速性都较理想。42.实现恒温控制有两种方法：人工控制和自动控制。43.若一个元件的输入和输出的关系曲线为直线，则称元件为线性元件。44.系统的数学模型都是线性常系数微分方程，它的一个重要性质是具有齐次性和叠加性。45.在控制工程中，一般需要确定信号流图中输出和输入间的关系，即系统的闭环传递函数。46.动态响应是指系统在某一信号的作用下，其输出量从初始状态到稳定状态的响应过程。47.乃奎斯特图又称为极坐标图或幅相频率特性图。48.最小相位系统是指系统的传递函数在复平面无右极点和右零点的系统。49.系统稳定的充分必要条件是系统的闭环极点均位于s的左半平面。50.系统误差的定义为被控量期望值与实际值之差。51.开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳定特性，中频段表征了闭环系统的动态特性，高频段表征了闭环系统的复杂性。52.控制理论发展过程可以分为经典控制理论、现代控制理论、大系统理论和智能控制理论三个阶段。53.对控制系统的基本要求一般可归结为稳定性、快速性、准确性三个方面。54.比例环节的传递函数G（S）=K、惯性环节G（S）=K/TS+1、积分环节G（S）=TS、微分环节G（S）=1/TS、震荡环节G（S）=1/K（ωn2/S2+2ζωnS+ωn2、延时环节G（S）=e-Τs。55.工程上常采用的稳定性判据有劳斯-赫尔维兹判据、奈魁斯特判据、对数判据、跟轨迹法。56.连续系统的数学模型包括微分方程、传递函数、状态空间表达式、方框图等。57．自动控制系统对输入信号的响应，一般都包含两个分量，即一个是瞬态响应分量，另一个是稳态响应分量。58．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。59．若前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则闭环传递函数为。60.函数f(t)=的拉氏变换式是。61开环对数频率特性的低频段﹑中频段﹑高频段分别表征了系统的稳定性﹑动态特性﹑抗干扰能力。62．Bode图中对数相频特性图上的－180°线对应于奈奎斯特图中的负实轴。63．已知单位反馈系统的开环传递函数为：求出系统在单位阶跃输入时的稳态误差为。64．闭环系统稳定的充要条件是所有的闭环极点均位于s平面的左半平面半平面。65．设单位反馈控制系统的开环传递函数为，当系统作用有xi(t)=2cos(2t-45°)输入信号时，求系统的稳态输出为。66．已知传递函数为，则其对数幅频特性L（）在零分贝点处的频率数值为。67在系统开环对数频率特性曲线上，低频段部分主要由积分环节和比例决定。68．惯性环节的传递函数，它的幅频特性的数学式是,它的相频特性的数学式是。69．已知系统的单位阶跃响应为，则系统的脉冲脉冲响应为。70.控制系统由控制对象和控制器两部分组成。71.建立系统数学模型的方法有分析法、实验法两种。72.按其数学模型是否满足叠加性，控制系统可分为线性系统和非线性系统。73.随动系统是指在外界作用下，系统的输出能相应于输入在广阔范围内按任意规律变化的系统74．系统传递函数与其单位脉冲响应函数的关系是拉氏反变换.75．系统稳定的充要条件是闭环系统特征根具有负实部76．某线性定常系统的单位斜坡响应为，。其单位阶跃响应为77．在工程控制实践中，为使系统有满意的稳定性储备，一般其幅值裕度应满足大于6dB或大于2。78．最小相位系统是指传递函数所有零点和极点均在复平面s的左半平面内79.已知系统开环传递函数为，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3、1/6、1/9。80、已知系统的传递函数为，则其幅频特性81、某系统传递函数为，在输入作用下，输出稳态分量的幅值为3/4。82、线性系统的频率响应是指系统在谐波信号作用下，系统的稳态输出。83、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所示，则该系统位于右半S平面的极点数有0个。84、一阶系统传递函数，该系统可以看成由积分和惯性两环节串联而成。85、系统输出能够以不同方式作用于系统，就称为反馈。86.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。87.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。88.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。89.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∞。90.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。91.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。92.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。93.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。94.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。95.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。选择题1、关于传递函数，错误的说法是(B)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。2、采用负反馈形式连接后，则(D)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。3、已知系统的开环传递函数为，则该系统的开环增益为(C)。A、50B、25C、10D、54、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果(A)。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。5、系统特征方程为，则系统(C)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。6、下列串联校正装置的传递函数中，能在处提供最大相位超前角的是(B)。A、B、C、D、7、已知开环幅频特性如图1所示，则图中不稳定的系统是(B)。系统①系统②系统③图1A、系统①B、系统②C、系统③D、都不稳定8、非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，当输入信号为R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为(D)A、B、C、D、9、开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标(A)。A、超调B、稳态误差C、调整时间D、峰值时间10、已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是(A)。A、B、C、D、11.闭环控制系统的主反馈取自【D】A.给定输入端B.干扰输入端C.控制器输出端D.系统输出端12.不同属性的物理系统可以有形式相同的【A】A.数学模型B.被控对象C.被控参量D.结构参数13.闭环控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)，其中H(s)是反馈传递函数，则系统的误差信号为【C】A.Xi(s)－H(s)X0(s)B.Xi(s)－X0(s)C.Xor(s)－X0(s)D.Xor(s)－H(s)X0(s)14闭环控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)，其中H(s)是反馈传递函数，则系统的偏差信号为【A】A.Xi(s)－H(s)X0(s)B.Xi(s)－X0(s)C.Xor(s)－X0(s)D.Xor(s)－H(s)X0(s)15.微分环节使系统【A】A.输出提前B.输出滞后C.输出大于输入D.输出小于输入16.当输入量发生突变时，惯性环节的输出量不能突变，只能按【B】A.正弦曲线变化B.指数曲线变化C.斜坡曲线变化D.加速度曲线变化17.PID调节器的微分部分可以【A】A.提高系统的快速响应性B.提高系统的稳态性C.降低系统的快速响应性D.降低系统的稳态性18.PID调节器的微分部分可以【C】A.提高系统的稳定性B.提高系统的稳态性C.降低系统的稳定性D.降低系统的稳态性19.闭环系统前向传递函数是【C】A.输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比B.输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比C.输出信号的拉氏变换与偏差信号的拉氏变换之比D.偏差信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比20.一阶系统的时间常数为T，其脉冲响应为【C】A.B.C.D.21.一阶系统的时间常数为T，其单位阶跃响应为【A】A.B.C.D.22.一阶系统的时间常数为T，其单位斜坡响应为【B】A.B.C.D.23.一阶系统的时间常数为T，其单位阶跃响应的稳态误差为【A】A.0B.C.D.24.一阶系统的时间常数为T，其单位斜坡响应的稳态误差为【B】A.0B.C.D.25.过阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为【B】A.零B.常数C.单调上升曲线D.等幅衰减曲线26.干扰作用下，偏离原来平衡状态的稳定系统在干扰作用消失后【B】A.将发散离开原来的平衡状态B.将衰减收敛回原来的平衡状态C.将在原平衡状态处等幅振荡D.将在偏离平衡状态处永远振荡27.单位脉冲函数的拉普拉斯变换是【B】A.1/sB.1C.D.1+1/s28.线性控制系统的频率响应是系统对输入【D】A.阶跃信号的稳态响应B.脉冲信号的稳态响应C.斜坡信号的稳态响应D.正弦信号的稳态响应29.积分环节的输出比输入滞后【B】A.B.C.D.30.奈魁斯特围线中所包围系统开环传递函数的极点数为3个，系统闭环传递函数的极点数为2个，则映射到复平面上的奈魁斯特曲线将【C】A.逆时针围绕点（0，j0）1圈B.顺时针围绕点（0，j0）1圈C.逆时针围绕点（－1，j0）1圈D.顺时针围绕点（－1，j0）1圈31.若惯性环节的时间常数为T，则将使系统的相位【A】A.滞后B.滞后C.超前D.超前32.控制系统的误差是【A】A.期望输出与实际输出之差B.给定输入与实际输出之差C.瞬态输出与稳态输出之差D.扰动输入与实际输出之差33.若闭环系统的特征式与开环传递函数的关系为，则【C】A.的极点就是系统开环零点B.的零点就是系统开环极点C.的零点就是系统闭环极点D.的极点就是系统闭环极点34.要使自动调速系统实现无静差，则在扰动量作用点的前向通路中应含有【B】A.微分环节B.积分环节C.惯性环节D.比例环节35.积分器的作用是直到输入信号消失为止，其输出量一直【A】A.直线上升B.垂直上升C.指数线上升D.保持水平线不变36.自动控制系统的控制调节过程是以偏差消除【A】A.偏差的过程B.输入量的过程C.干扰量的过程D.稳态量的过程37.线性定常二阶系统的输出量与输入量之间的关系是【B】A.振荡衰减关系B.比例线性关系C.指数上升关系D.等幅振荡关系38.微分环节可改善系统的稳定性并能【C】A.增加其固有频率B.减小其固有频率C.增加其阻尼D.减小其阻尼39.用终值定理可求得的原函数f(s)的稳态值为【C】A.∞B．4C.0.1D.040.可以用叠加原理的系统是【D】A.开环控制系统B.闭环控制系统C.离散控制系统D.线性控制系统41.惯性环节含有贮能元件数为【B】A.2B.1C.0D.不确定42.一阶系统的单位阶跃响应在t＝0处的斜率越大，系统的【A】A.响应速度越快B.响应速度越慢C.响应速度不变D.响应速度趋于零43.临界阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为【B】A.零B.常数C.单调上升曲线D.等幅衰减曲线44.欠阻尼二阶系统的输出信号振幅的衰减速度取决于【A】A.B.C.D.45.单位加速度信号的拉氏变换为【D】A.1B.C.D.46.线性系统的输入信号为，则其输出信号响应频率为【A】A.B.C.D.47.微分环节的输出比输入超前【B】A.B.C.D.48.系统开环传递函数为不用计算或作图，凭思考就能判断该闭环系统的稳定状况是【A】A.稳定B.不稳定C.稳定边界D.取决于K的大小49.为了保证系统有足够的稳定裕量，在设计自动控制系统时应使穿越频率附近的斜率为【B】A.－40dB/decB.－20dB/decC.＋40dB/decD.＋20dB/dec50.线性定常系统的偏差信号就是误差信号的条件为【A】A.反馈传递函数H(s)＝1B.反馈信号B(s)＝1C.开环传递函数G(s)H(s)＝1D.前向传递函数G(s)＝151.降低系统的增益将使系统的【B】A.稳定性变差B.稳态精度变差C.超调量增大D.稳态精度变好52.含有扰动顺馈补偿的复合控制系统可以显著减小【C】A.超调量B.开环增益C.扰动误差D.累计误差53.PID调节器的微分部分可以【A】A.改善系统的稳定性B.调节系统的增益C.消除系统的稳态误差D.减小系统的阻尼比54.一般情况下开环控制系统是【B】A.不稳定系统B.稳定系统C.时域系统D.频域系统55.求线性定常系统的传递函数条件是【C】A.稳定条件B.稳态条件C.零初始条件D.瞬态条件56.单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)，则其闭环系统的前向传递函数与【C】A.反馈传递函数相同B.闭环传递函数相同C.开环传递函数相同D.误差传递函数相同57.微分环节是高通滤波器，将使系统【A】A.增大干扰误差B.减小干扰误差C.增大阶跃输入误差D.减小阶跃输入误差48.控制框图的等效变换原则是变换前后的【D】A.输入量和反馈量保持不变B.输出量和反馈量保持不变C.输入量和干扰量保持不变D.输入量和输出量保持不变59.对于一个确定的系统，它的输入输出传递函数是【A】A.唯一的B.不唯一的C.决定于输入信号的形式D.决定于具体的分析方法60.衡量惯性环节惯性大小的参数是【C】A.固有频率B.阻尼比C.时间常数D.增益系数61.三个一阶系统的时间常数关系为T2＜T1＜T3，则【A】A.T2系统响应快于T3系统B.T1系统响应快于T2系统C.T2系统响应慢于T1系统D.三个系统响应速度相等62.闭环控制系统的时域性能指标是【C】A.相位裕量B.输入信号频率C.最大超调量D.系统带宽63.输入阶跃信号稳定的系统在输入脉冲信号时【C】A．将变成不稳定系统B.其稳定性变好C.其稳定性不变D.其稳定性变差64.二阶欠阻尼系统的阶跃响应为【C】A.单调上升曲线B.等幅振荡曲线C.衰减振荡曲线D.指数上升曲线65.单位斜坡信号的拉氏变换为【C】A.1B.C.D.66.线性控制系统【B】A.一定是稳定系统B.是满足叠加原理的系统C.是稳态误差为零的系统D.是不满足叠加原理的系统67.延迟环节的幅频特性为【A】A.＝1B.＝0C.＜1D.＞168.闭环系统稳定的充分必要条件是其开环极坐标曲线逆时针围绕点（－1，j0）的圈数等于落在S平面右半平面的【C】A.闭环极点数B.闭环零点数C.开环极点数D.开环零点数69.频率响应是系统对不同频率正弦输入信号的【D】A.脉冲响应B.阶跃响应C.瞬态响应D.稳态响应70.传递函数的零点和极点均在复平面的左侧的系统为【B】A.非最小相位系统B.最小相位系统C.无差系统D.有差系统71.零型系统跟踪阶跃信号的稳态误差为【C】A.0B.∞C.常数D.72.降低系统的增益将使系统的【B】A.稳定性变差B.快速性变差C.超调量增大D.稳态精度变好73.把系统从一个稳态过渡到新的稳态的偏差称为系统的【B】A.静态误差B.稳态误差C.动态误差D.累计误差74.线性系统和非线性系统的根本区别在于(C)A．线性系统有外加输入，非线性系统无外加输入。B．线性系统无外加输入，非线性系统有外加输入。C．线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理。D．线性系统不满足迭加原理，非线性系统满足迭加原理。75．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(B)A．代数方程 B．特征方程C．差分方程 D．状态方程76．时域分析法研究自动控制系统时最常用的典型输入信号是（D）A．脉冲函数 B．斜坡函数C．抛物线函数 D．阶跃函数77．设控制系统的开环传递函数为G(s)=，该系统为（B）A．0型系统 B．I型系统C．II型系统 D．III型系统78．二阶振荡环节的相频特性，当时，其相位移为(B)A．-270° B．-180°C．-90° D．0°79.根据输入量变化的规律分类，控制系统可分为(

A)A.恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统B.反馈控制系统、前馈控制系统前馈—反馈复合控制系统C.最优控制系统和模糊控制系统D.连续控制系统和离散控制系统80．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(C)A． B．C． D．81．一阶系统G(s)=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)A．越长 B．越短C．不变 D．不定82．拉氏变换将时间函数变换成（D）A．正弦函数 B．单位阶跃函数C．单位脉冲函数 D．复变函数83．线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下（D）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84．若某系统的传递函数为G(s)=，则其频率特性的实部R(ω)是（A）A． B．-C． D．-85.微分环节的频率特性相位移θ(ω)=(A)A.90°B.-90°C.0°D.-180°86.积分环节的频率特性相位移θ(ω)=(B)A.90°B.-90°C.0°D.-180°87.传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？（C）A.输入信号 B.初始条件C.系统的结构参数 D.输入信号和初始条件88.系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的(C)A.充分条件B.必要条件C.充分必要条件D.以上都不是89.有一线性系统，其输入分别为u1(t)和u2(t)时，输出分别为y1(t)和y2(t)。当输入为a1u1(t)+a2u2(t)时(a1,a2为常数)，输出应为（B）A.a1y1(t)+y2(t) B.a1y1(t)+a2y2(t)C.a1y1(t)-a2y2(t) D.y1(t)+a2y2(t)90.I型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为（B）A.-40(dB/dec) B.-20(dB/dec)C.0(dB/dec) D.+20(dB/dec)91.设系统的传递函数为G(s)=，则系统的阻尼比为（C）A. B. C. D.192．正弦函数sin的拉氏变换是（B）A. B.C. D.93．二阶系统当0<<1时，如果增加，则输出响应的最大超调量将（B）A.增加 B.减小C.不变 D.不定94．主导极点的特点是（D）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95．余弦函数cos的拉氏变换是（C）A. B.C. D.96．设积分环节的传递函数为G(s)=，则其频率特性幅值M()=（C）A. B.C. D.97.比例环节的频率特性相位移θ(ω)=(C)A.90°B.-90°C.0°D.-180°98.奈奎斯特稳定性判据是利用系统的(

C)来判据闭环系统稳定性的一个判别准则。A.开环幅值频率特性 B.开环相角频率特性C.开环幅相频率特性 D.闭环幅相频率特性99.系统的传递函数(

C)A.与输入信号有关B.与输出信号有关C.完全由系统的结构和参数决定D.既由系统的结构和参数决定，也与输入信号有关100.一阶系统的阶跃响应，(

D)

A.当时间常数T较大时有振荡 B.当时间常数T较小时有振荡C.有振荡 D.无振荡101.二阶振荡环节的对数频率特性相位移θ(ω)在(

D)之间。A.0°和90° B.0°和－90°C.0°和180° D.0°和－180°102.某二阶系统阻尼比为0.2，则系统阶跃响应为(

C)A.发散振荡 B.单调衰减C.衰减振荡 D.等幅振荡103.已知下列系统的开环传递函数为(所有参数均大于0)，则下图中所给幅相曲线中正确的是：（A）104.用Nyquist稳定判据判断上面第103小题所给开环系统所对应的闭环系统的稳定性，所得结论正确的是：（D）(A)，；不稳定(B)，；不稳定(C)，；稳定(D)，；稳定105.某单位反馈系统的闭环传递函数为，则输入时稳态输出的幅值为（D）（A）（B）（C）2 （D）1106.下图为一阶系统单位脉冲响应曲线，则下列说明正确的是：(B)(A)系统的输出为(B)系统的输出为(C)系统传递函数为(D)系统单位脉冲响应调整时间为2s107.系统输出的拉氏变换完全取决于：(B)(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108．相位滞后校正环节相当于：(A)（A）低通滤波器（B）高通滤波器（C）带通滤波器（D）带阻滤波器简答题=1\*GB1⒈线性定常系统的传递函数的定义是什么：答：线性定常系统的传递函数定义为：产初始条件为零时，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。=2\*GB1⒉系统稳定性：答：指控制系统在任何足够小的初始偏差的作用下，其过渡过程随着时间的推移，是否具有逐渐恢复原平衡状态的性能。=3\*GB1⒊根轨迹定义：答：指系统增益从0趋向于无穷大连续变化时，闭环系统的特征方程的根在复平面上的轨迹。=4\*GB1⒋系统的时间响应：答：控制系统在典型输入信号作用下，输出量随时间变化的函数关系。=5\*GB1⒌控制工程系统中的瞬态响应指标包括哪些？延迟时间、上升时间、峰值时间、最大超调量、调整时间。6.写出线性定常系统传递函数的两种数学表达形式。1）传递函数的基本模型：2）传递函数的零极点增益模型式中，——控制系统的增益；——控制系统的零点；——控制系统的极点。3）传递函数的时间常数模型式中，——控制系统的增益；——为控制系统的各种时间常数。7.简述线性定常控制系统稳定性的充分必要条件。1）当系统特征方程的所有根（系统极点）具有负实部，或特征根全部在S平面的左半平面时，则系统是稳定的；2）当系统特征方程的根（系统极点）有一个在S平面的右半平面（即实部为正），则系统不稳定；3）当系统特征方程的根有在S平面虚轴上时，则系统为临界稳定状态。8.题35图为系统在ω＝0→＋∞时的开环频率特性曲线，Np为系统的开环右极点。1）画出ω在区间（－∞，＋∞）的极坐标图；2）确定系统的型次；3）判定系统的稳定性。Np＝0题35图题35图无开环右极点，即Np＝0，系统为0型系统。由图可得该系统在ω＝－∞→＋∞时的开环频率特性见答35图所示。由于封闭的开环频率特性曲线不包围实轴上－1点，故其闭环系统为稳定系统。答35图9.简述控制系统的动态性能指标。1）延迟时间；2）上升时间；3）峰值时间；4）调节时间；5）超调量；6）振荡次数。10.简述判定系统稳定的对数频率稳定判据。如果系统在开环状态下是稳定的，则其闭环系统稳定的判据为：1）当系统在穿越频率处的时，为闭环稳定系统；2）当系统在穿越频率处的时，闭环系统处于稳定边界；3)当系统在穿越频率处的时，为闭环不稳定系统。11.简答0型系统在不同输入（阶跃、斜坡、抛物线）信号作用下，系统的静态误差和静态误差系数。1）输入单位阶跃信号时，静态误差系数为K，静态误差为；2）输入单位斜坡信号时，静态误差系数为0，静态误差为∞；3）输入单位抛物线信号时，静态误差系数为0，静态误差为∞。12.题35图为系统在ω＝0→＋∞时的开环频率特性曲线，Np为系统的开环右极点。1）画出ω在区间（－∞，＋∞）的极坐标图；2）确定系统的型次；3）判定系统的稳定性。Np＝0题35图题35图无开环右极点，即Np＝0，系统为Ⅱ型系统（2分）。由图可得该系统在ω＝－∞→＋∞时的开环频率特性见答35图所示（2分）。由于封闭的开环频率特性曲线顺时针绕实轴上－1点2圈，即N＝－2≠Np＝0，故其闭环系统为不稳定系统。答35图13．已知控制系统如题31图a）所示，利用系统匡图等效变换原则确定题31图b）所示系统函数方框中的内容A、B。(a)(b)题31图根据系统框图等效原则，由题31图a）得14．简述三种典型输入信号的数学描述。1）单位阶跃信号2）单位斜坡信号3）单位加速度信号4）单位脉冲信号5）单位正弦信号15．简述开环频率特性的极座标图与其对数频率特性图的对应关系。1）极座标图上＝1的单位圆对应于对数幅频特性图上＝0的零分贝线；当＞1时，＞0；当＜1时，＜0。2）极座标图上的负实轴对应于对数相频特性上的－180°的相位线。3）对数频率特性图只对应于ω＝0→＋∞变化的极座标图。16．简答Ⅰ型系统在不同输入（阶跃、斜坡、抛物线）信号作用下，系统的静态误差和静态误差系数。1）输入单位阶跃信号时，静态误差系数为∞，静态误差为0；2）输入单位斜坡信号时，静态误差系数为K，静态误差为；3）输入单位抛物线信号时，静态误差系数为0，静态误差为∞。17．题35图为系统在ω＝0→＋∞时的开环频率特性曲线，Np为系统的开环右极点。1）画出ω在区间（－∞，＋∞）的极坐标图；2）确定系统的型次；3）判定系统的稳定性。Np＝2题35图题35图无开环右极点，即Np＝2，系统为0型系统。由图可得该系统在ω＝－∞→＋∞时的开环频率特性见答35图所示。由于封闭的开环频率特性曲线顺时针绕实轴上－1点0圈，N＝0≠Np＝2，故其闭环系统为不稳定系统。答35图18．已知控制系统如题31图a）所示，利用系统匡图等效变换原则确定题31图b）所示系统函数方框中的内容A.B。（a）（b）题31图根据系统框图等效原则，由题31图a）及题31图b）得19．简答Ⅱ型系统在输入单位阶跃、单位斜坡、单位抛物线信号作用下，系统的静态误差和静态误差系数。1）输入单位阶跃信号时，静态误差系数为∞，静态误差为0；2）输入单位斜坡信号时，静态误差系数为∞，静态误差为0；3）输入单位抛物线信号时，静态误差系数为K，静态误差为。20．题35图为系统在ω＝0→＋∞时的开环频率特性曲线，Np为系统的开环右极点。1）画出ω在区间（－∞，＋∞）的极坐标图；2）确定系统的型次；3）判定系统的稳定性。题35图题35图无开环右极点，即Np＝0，系统为Ⅱ型系统。由图可得该系统在ω＝－∞→＋∞时的开环频率特性见答35图所示。由于封闭的开环频率特性曲线顺时针绕实轴上－1点2圈，即N＝－2≠Np＝0，故其闭环系统为不稳定系统。答35图21.典型环节的传递函数有哪些？1）比例环节；2）积分环节；3）微分环节；4）惯性环节；5）振荡环节；6）延迟环节。22.题35图为系统在ω＝0→＋∞时的开环频率特性曲线，Np为系统的开环右极点。1）画出ω在区间（－∞，＋∞）的极坐标图；2）确定系统的型次；3）判定系统的稳定性。Np＝1题35图题35图所示系统有1个开环右极点，即Np＝1，系统为0型系统。由图可得该系统在ω＝－∞→＋∞时的开环频率特性见答35图所示。由于封闭的开环频率特性曲线顺时针绕实轴上－1点1圈，即N＝－1≠Np＝1，故其闭环系统为不稳定系统。答35图23.简述二阶系统的动态性能随系统阻尼比的变化情况。1)当时，系统的瞬态响应均处于不稳定的发散状态。2)当时，系统的瞬态响应总是稳定收敛的。3)当时，系统的瞬态响应变为等幅振荡的临界稳定系统。24.题35图为系统在ω＝0→＋∞时的开环频率特性曲线，Np为系统的开环右极点。1）画出ω在区间（－∞，＋∞）的极坐标图；2）确定系统的型次；3）判定系统的稳定性。题35图题35图所示系统有0个开环右极点，即Np＝0，系统为Ⅲ型系统。由图可得该系统在ω＝－∞→＋∞时的开环频率特性图见答35图所示。由于封闭的开环频率特性曲线顺时针和逆时针各绕实轴上－1点1圈，即N＝1－1＝Np＝0，故其闭环系统为稳定系统。答35图25.简述二阶系统特征根随阻尼比变化情况。1)当时，系统的特征根为一对纯虚根；2)当时，系统的特征根为一对具有负实部的共轭复数根；3）当，时系统的特征根为一对相等的负实数根；4）当，时系统的特征根为一对不相等的负实数根。26.简述表示系统频率特性的类型及其相互之间的数学关系。1）幅相频特性；2）幅频特性和相频特性；3）实频特性和虚频特性。它们之间的相互关系为：；27.试述控制系统的误差与偏差的区别。1）误差：期望输出量与实际输出量之差；2）偏差：给定输入量与实际输出量之差；3）单位负反馈系统的偏差就是误差。28.题35图为系统在ω＝0→＋∞时的开环频率特性曲线，Np为系统的开环右极点。1）画出ω在区间（－∞，＋∞）的极坐标图；2）确定系统的型次；3）判定系统的稳定性。Np＝0题35图题35图所示系统有0个开环右极点，即Np＝0，系统为Ⅱ型系统。由图可得该系统在ω＝－∞→＋∞时的开环频率特性图见答35图所示。由于封闭的开环频率特性曲线顺时针绕实轴上－1点2圈，即N＝－2≠Np＝0，故其闭环系统为不稳定系统。答35图29.简述幅频特性和相频特性的物理意义。1）幅频特性A(ω)是输出信号的幅值与输入信号的幅值之比，表示输入为不同频率的谐波信号时，系统输出信号幅值的衰减或放大特性；2）相频特性φ(ω)是输出信号的相位与输入信号的相位之差，表示其输出信号相位产生超前[φ(ω)>0]或滞后[φ(ω)<0]的特性。30.题35图为系统在ω＝0→＋∞时的开环频率特性曲线，Np为系统的开环右极点。1）画出ω在区间（－∞，＋∞）的极坐标图；2）确定系统的型次；3）判定系统的稳定性。Np＝0题35图题35图所示系统有2个开环右极点，即Np＝0，系统为Ⅲ型系统。由图可得该系统在ω＝－∞→＋∞时的开环频率特性图见答35图所示。由于封闭的开环频率特性曲线顺时针绕实轴上－1点2圈，即N＝－2≠Np＝0，故其闭环系统为不稳定系统。答35图计算题1、试建立如下图所示电路的动态微分方程，并求传递函数。解：1）建立电路的动态微分方程根据KCL有即2）求传递函数对微分方程进行拉氏变换得得传递函数2、系统结构如下图所示，求系统的超调量和调节时间。解：由图可得系统的开环传函为：因为该系统为单位负反馈系统，则系统的闭环传递函数为，与二阶系统的标准形式比较，有解得所以或，，（2分）3、试用结构图等效化简求下图所示系统的传递函数。解：所以：4、设控制系统如下图所示，试用劳斯判据确定使系统稳定的K值。2S(S+3)1SR(s)+ C(s)2S(S+3)1S+__K K解：令G1(s)===则===控制系统的特征方程为=0劳斯表为s3 1 2Ks2 3 2s1 s0 2 稳定的充要条件是即，使系统稳定的K值为5.设有一个系统如图1所示，k1=1000N/m,k2=2000N/m,D=10N/(m/s)，当系统受到输入信号的作用时，试求系统的稳态输出。(15分)解：然后通过频率特性求出6．一个未知传递函数的被控系统，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2所示。(10分)问：(1)系统的开环低频增益K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)解：（1），(2)7．已知开环最小相位系统的对数幅频特性如图3所示。(10分)1.写出开环传递函数G(s)的表达式；(5分)2.概略绘制系统的Nyquist图。(5分)1．2．8．已知系统结构如图4所示,试求：(15分)1.绘制系统的信号流图。(5分)2.求传递函数及。(10分)9．系统如图5所示，为单位阶跃函数，试求：(10分)1.系统的阻尼比和无阻尼自然频率。(5分)2.动态性能指标：超调量Mp和调节时间。(5分)1．2．10．如图6所示系统，试确定使系统稳定且在单位斜坡输入下时，K的数值。(10分)由劳斯判据：第一列系数大于零，则系统稳定得又有：≤2.25可得：K≥44≤K＜5411．已知单位反馈系统的闭环传递函数，试求系统的相位裕量。(10分)解：系统的开环传递函数为，解得12．图1为利用加热器控制炉温的反馈系统（10分）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。解答：输出量：炉温。输入量：给定电压信号。被控对象：电炉。系统包括：电位器、放大器、电机、减速器以及自藕调压器、热电偶。原理方框图：13．如图2为电路。求输入电压与输出电压之间的微分方程，并求出该电路的传递函数。（10分）图2解答：跟据电压定律得14、求拉氏变换与反变换求解答：求解答：=15.化简框图，并求出闭环传递函数图4解：GG1G2GH2H1/G3Xi(s)Xo(s)__+HH1/G3Xi(s)Xo(s)__XXi(s)Xo(s)16.图示机械系统由质量m、阻尼系数C、弹簧刚度K和外力组成的机械动力系统。图(a)中是输出位移。当外力施加3牛顿阶跃力后，记录仪上记录质量m物体的时间响应曲线如（b）图所示。试求：1）该系统的微分方程数学模型和传递函数；(4分)2）该系统的弹簧刚度质量m、阻尼系数C、弹簧刚度k；（3分）3）时间响应性能指标：上升时间、调整时间、振荡频数、稳态误差（5分）。图(a)机械系统图（b）响应曲线解答：解：1）对于该系统有：故2）求k由Laplace变换的终值定理可知：而=1.0，因此k=3.求m，由得：又由式求得=0.6将0.6代入中，得=1.96。再由求得m=0.78。求c由，求得c=1.83.3）求2.55(取=0.05时)3.40(取=0.02时)求0.912.323求N取=0.05时，=0.64取=0.02时，=0.85求当输入为阶跃信号时，系统的稳态误差为：