自动控制复习题库

..一：填空题1、控制系统的根本要〔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〕、〔反应校正〕、(前馈校正)〔复合校正〕。5、反应控制原理是〔利用偏差消除偏差〕。6、线性系统的根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、假设负反应前向通道的传递函数为G〔s〕，反应通道的传递函数为H〔s〕，那么开环传递函数为〔〕，闭环传递函数为〔〕。10、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，〔Ⅱ〕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〔〕，它的相频特性的数学式是〔〕。13、系统的开环传递函数为,称之为〔Ⅰ〕型系统，系统的开环极点为〔-1〕，〔-2〕，〔0〕，零点为〔-1〕。14、惯性环节的传递函数表达式为G〔s〕=〔〕。15、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〔〕。19、一阶微分环节的传递函数为，它的幅频特性的数学式是〔〕，它的相频特性的数学式是〔〕。20、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、单位负反应系统的开环传递函数，求阻尼比〔〕，〔〕，系统的阶跃响应〔无〕〔填"有〞或"无〞〕超调。23、假设环节的传递函数为，那么其对数幅频特性在零分贝点处的频率数值为〔〕。24、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展比拟的信号，这个信号称为〔反应信号〕。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、自动控制系统根本控制方式有：〔反应控制方式〕、〔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〔测速反应控制〕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、反应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,那么系统将处于临界稳定状态〕。40、自动控制系统的根本控制方式可分为〔开环控制〕、〔反应控制〕、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，那么该系统的传递函数为〔〕。43、改善二阶系统性能的方法主要有〔比例—微分控制〕和〔测速反应控制〕。44、在欠阻尼〔〕二阶系统中，阻尼比越小，超调量越〔大〕〔填"大〞或"小〞〕；上升时间越〔短〕〔填"长〞或"短〞〕。45、某单位反应系统的开环传递函数为，那么其静态位置误差系数=〔50〕、静态速度误差系数=〔0〕、静态加速度误差系数=〔0〕。46、设单位反应系统的开环传递函数为，试求该系统的单位阶跃响应为〔〕，单位脉冲响应为〔〕。47、组成控制系统构造图的四种根本单元主要包括〔信号线〕、〔引出点〕、〔比拟点〕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、系统开环传递函数为，当频率为2rad/s时，那么传递函数的幅值为〔〕，相角为〔〕。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〔〕。52、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〔〕，它的相频特性的数学式是〔〕。54、系统的开环传递函数为,称之为〔II〕型系统，系统的开环极点为〔0〕,〔0〕,〔-2〕,〔-3〕,零点为〔〕。55、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。56、设单位反应控制系统的开环传递函数为，要使相位裕度为，那么a=〔〕。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、0B、ⅠC、ⅡD、Ⅲ2、对于Ⅱ型系统而言，在加速度时，其静态加速度误差系数为，那么其稳态误差为〔C〕。A、0B、∞C、D、3、惯性环节的传递函数表达式为G〔s〕=〔B〕。A、B、C、D、4、某线性系统开环传递函数为：，那么该系统不含有的典型环节为〔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〕。A、B、C、D、6、在阶跃函数的输入作用下，〔A〕型系统的稳态误差不为零。A、0B、ⅠC、ⅡD、Ⅲ7、对于Ⅰ型系统而言，在斜坡输入时，其静态加速度误差系数为，那么其稳态误差为〔D〕。A、0B、∞C、D、8、积分环节的传递函数表达式为G〔s〕=〔C〕。A、B、C、D、9、某线性系统开环传递函数为：，那么该系统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〕。A、B、C、D、11、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、13、某线性系统开环传递函数为：，那么该系统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、假设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、反应校正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、0B、C、D、III型及以上17、系统开环传递函数为，那么其静态位置误差系数、静态速度误差系数、静态加速度误差系数分别为〔A〕。A、，，0B、0，，C、，0，D、，0，18、系统的零点数为m，极点数为n，且，那么系统根轨迹分支数为〔B〕。A、mB、nC、D、19、惯性环节的传递函数，它的相频特性为〔C〕。A、B、C、D、20、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〕。〔T>0〕A、B、C、D、23、积分环节的幅频特性为〔D〕。A、1B、0C、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构造和参数。〔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、反应控制系统的根本组成元部件按职能分类有几种？答：测量元件、给定元件、比拟元件、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、线性系统的根本控制规律有哪些？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、自动控制理论的开展经历了哪几个开展阶段？答：反应控制原理、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、反应校正、前馈校正和复合校正9、人在平时生活中做的许多事情，比方走路、取物、吃食物、阅读、清扫等都带有反应控制作用，试举例，并用框图说明其反应工作原理。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〔称为位置反应信息〕；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展，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)反应实际行车路线，驾车人将预期的行车路线与实际测量的行车路线相比拟，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以下图所示。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？并进展简单总结。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、反应控制、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、系统构造图如下图，试用构造图化简的方法求。解：2、系统构造图如图1所示，试用构造图化简的方法求。解：3、系统构造图如图1所示，试用构造图化简的方法求。解：4、试求图示系统的闭环传递函数，并求出闭环阻尼比为0.5时所对应的K值。C(s)C(s)—解：5、某系统的开环传递函数为，求使系统闭环后稳定的K值围。解：系统闭环特征方程为列劳斯表如下：可得出使系统闭环稳定的K值围为：。6、控制系统的单位阶跃响应为，试写出系统的传递函数，并确定系统的阻尼比和自然频率。解：由拉氏反变换，，通分得故系统的闭环传递函数为因此，7、设系统的脉冲响应为，试求系统的传递函数，并求出系统的阻尼比，无阻尼自然频率。解：由题意，可得〔5分〕故〔3分〕，〔2分〕。8、系统构造图如图2所示，其中，〔1〕设，求系统单位阶跃响应的超调量和调节时间；〔2〕设，试求的值，使得系统的阻尼比增大到；〔3〕在〔2〕的根底上，求当时，系统的稳态误差；〔4〕在〔2〕的根底上，求当时，系统的稳态输出。解：解：〔1〕由条件，可得：，那么，故，。〔2〕校正后系统的开环传递函数为，那么闭环传函为故，由，可得〔3〕