控制工程基础期中考试

控制工程基础期中考试

1、单项选择题（每题2分，共10题）1.系统的传递函数取决于（）A.系统结构和输入信号B.系统结构和参数C.输入信号和输出信号D.系统参数和初始条件2.单位脉冲函数的拉氏变换为（）A.1B.sC.1/sD.03.二阶系统的阻尼比ζ=1时，系统的响应为（）A.欠阻尼B.过阻尼C.临界阻尼D.无阻尼4.控制系统的稳态误差反映了系统的（）A.快速性B.稳定性C.准确性D.动态性5.系统的开环传递函数为G(s)H(s)，则闭环传递函数为（）A.G(s)/(1+G(s)H(s))B.G(s)H(s)/(1+G(s)H(s))C.1/(1+G(s)H(s))D.G(s)H(s)6.一阶系统的时间常数T反映了系统的（）A.响应速度B.稳定程度C.振荡情况D.稳态误差7.线性系统的重要特性是（）A.叠加性和齐次性B.非线性C.时变性D.稳定性8.系统的幅频特性A(ω)表示（）A.输出与输入的相位差B.输出与输入的幅值比C.系统的稳定性D.系统的响应速度9.反馈控制系统的作用是（）A.提高系统稳定性B.消除干扰C.使输出跟踪输入D.以上都是10.劳斯判据是根据（）来判断系统稳定性的。A.特征方程的系数B.传递函数C.频率特性D.阶跃响应2、多项选择题（每题2分，共10题）1.控制系统按给定值的形式不同可分为（）A.恒值控制系统B.随动控制系统C.程序控制系统D.线性控制系统2.下列属于系统性能指标的有（）A.稳态误差B.上升时间C.超调量D.调节时间3.线性系统的数学模型有（）A.微分方程B.传递函数C.状态空间表达式D.频率特性4.控制系统的基本组成部分包括（）A.控制器B.执行机构C.被控对象D.测量元件5.影响二阶系统性能的参数有（）A.固有频率ωnB.阻尼比ζC.时间常数TD.放大系数K6.系统的稳定性与（）有关。A.系统结构B.系统参数C.输入信号D.初始条件7.频率特性包括（）A.幅频特性B.相频特性C.实频特性D.虚频特性8.改善系统稳态性能的方法有（）A.增加开环增益B.提高系统型别C.采用复合控制D.减小时间常数9.控制系统的校正方式有（）A.串联校正B.并联校正C.前馈校正D.反馈校正10.下列属于典型输入信号的有（）A.阶跃信号B.斜坡信号C.脉冲信号D.正弦信号3、判断题（每题2分，共10题）1.传递函数只适用于线性定常系统。（）2.系统的稳态误差只与系统的结构和参数有关。（）3.二阶系统的阻尼比ζ越大，系统的响应越快。（）4.频率特性是系统对正弦输入信号的稳态响应。（）5.闭环系统一定比开环系统稳定。（）6.劳斯判据可以判断系统的相对稳定性。（）7.系统的带宽越大，系统的响应速度越快。（）8.比例环节的幅频特性是一条平行于ω轴的直线。（）9.积分环节的相频特性为-90°。（）10.采用负反馈可以提高系统的稳定性。（）4、简答题（每题5分，共4题）1.简述传递函数的定义及特点。答：传递函数定义为在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。特点：与输入信号无关，取决于系统结构和参数；只适用于线性定常系统；可反映系统动态特性。2.简述一阶系统的单位阶跃响应特点。答：一阶系统单位阶跃响应是单调上升曲线，无超调。初始斜率为1/T，最终趋于稳态值1。响应速度由时间常数T决定，T越小，响应越快，达到稳态时间约3T-4T。3.简述系统稳定性的定义及判定方法。答：稳定性指系统在初始扰动作用下，由初始状态偏离平衡位置，当扰动消失后，能恢复到原来平衡位置的能力。判定方法有劳斯判据、根轨迹法、奈奎斯特判据等。4.简述频率特性的概念及用途。答：频率特性是系统对不同频率正弦输入信号的稳态响应特性，包括幅频和相频特性。用途：分析系统动态性能，判断稳定性；便于实验测定系统特性；用于系统校正设计。5、讨论题（每题5分，共4题）1.讨论在设计控制系统时，如何平衡系统的快速性和稳定性。答：可通过调整系统参数，如二阶系统中合理选取固有频率ωn和阻尼比ζ，ωn决定快速性，ζ影响稳定性。还可采用校正装置，如串联超前校正提高快速性，串联滞后校正改善稳定性，综合设计实现两者平衡。2.讨论反馈控制系统中反馈的作用及影响。答：反馈作用是使系统输出与输入比较产生偏差，控制器根据偏差调节输出。正反馈增强偏差，可能使系统不稳定；负反馈减小偏差，提高稳定性、减小稳态误差、改善动态性能，但可能降低系统增益。3.讨论控制系统中稳态误差产生的原因及减小稳态误差的措施。答：原因有系统结构和参数、输入信号形式。措施包括增加开环增益、提高系统型别，但可能影响稳定性；还可采用复合控制，引入前馈补偿，抵消干扰影响，减小稳态误差。4.讨论如何根据系统的频率特性判断系统的性能。答：幅频特性反映信号幅值变化，带宽大响应快；相频特性体现相位变化。通过截止频率、谐振峰值等判断稳定性和动态性能。如谐振峰值大，超调可能大；截止频率高，响应速度快。答案单项选择题1.B2.A3.C4.C5.A6.A7.A8.B9.D10.A多项选择题1.ABC2.ABCD3.ABCD