雨课堂学堂在线学堂云《自动控制原理（国防科技）》单元测试考核答案

第1题飞球调节器是人们公认的最早应用于工业过程的自动反馈控制器。第2题闭环控制系统利用对输出的测量信息，将此测量信号反馈，并与预期的输入进行比较。第3题下面列举的哪一个是反馈控制系统早期的应用实例？A、Ktesibios的水钟B、瓦特的飞球调节器C、Drebbel的温度调节器D、上述全部第4题完成下面的句子：在从初始创意和概念到最终产品的过程中，（）是固有的。A、闭环反馈控制系统B、飞球调节器C、设计差异D、开环反馈控制系统第5题系统和控制理论的先驱包括：A、奈奎斯特B、伯德C、布莱克D、上述全部第6题开环控制系统（），通过执行机构控制受控对象。A、不用反馈B、利用反馈C、在工程设计中D、在工程综合时第7题闭环反馈控制系统应该具有下述哪些特性？A、良好的干扰处置效果B、对指令产生预期响应C、对受控对象参数波动的灵敏度低D、上述全部第1题实际系统都能够线性近似。A正确B错误第2题线性系统满足叠加性和齐次性。第3题不同的物理系统可以有相同的数学模型。第4题以系统模型为基础，可以用仿真手段研究系统行为。第5题仅仅依据数据和算法，无法建立系统的数学模型。第6题输入输出关系为y=mx+b的系统是线性系统。第3讲线性常微分方程的求解-作业第1题A正确B错误第2题第3题第4题受控变量运动模态取决于其变换函数Y(s)的极点，通过调参数改变极点位置，可以改变动态性能。第5题变换函数Y(s)的单一极点为正实数，则响应函数y(t)为指数衰减函数。第6题变换函数Y(s)有一对正实数共轭极点，则响应y(t)为发散振荡函数。第4讲传递函数模型--作业第1题系统的传递函数定义在零初始条件下。第2题物理性质不同的系统可以具有相同的传递函数。第3题线性定常系统的传递函数表示了系统自身将输入信号传递、变换成输出信号的能力，同时也取决于输入信号无关的选择。第4题加速度计感应测量的是加速度信号。进一步通过微分系统，可以获取速度和里程信号。第5题RC低通滤波器是典型的惯性器件。第6题传递函数的极点对响应模态有决定性影响。第5讲框图模型--作业第1题两个部件串联后的传递函数为各自传递函数的积。第2题两个部件并联后的传递函数为各自传递函数的和或差。第3题第4题框图模型化简的核心是传递函数的代数等效。第6讲信号流图模型--作业第1题利用梅森公式可以一次性求取复杂框图模型的传递函数。第2题第3题第4题系统的框图模型和信号流图模型具有对偶特性。第5题系统框图模型和信号流图模型的前提是拉普拉斯变换的微分性质。第7讲性能指标与一阶系统性能--作业第1题调节时间衡量了过渡过程的长短。第2题超调量衡量了系统瞬态响应的敏捷性。第3题按照5%误差准则，一阶惯性系统的调节时间为4T。第4题可以通过引入反馈加速一阶惯性系统的响应。第5题引入反馈需要付出器件增多，功率亏损的代价。第6题引入反馈可以提供系统的抗干扰能力。第7题控制系统性能可以归纳为稳、快、准三个主要方面。第8题上升时间和峰值时间主要衡量了系统瞬态响应的平稳特性。第8讲二阶系统响应--作业第1题第2题欠阻尼二阶系统的上升时间和峰值时间与阻尼频率负相关。第3题欠阻尼二阶系统的调节时间取决于它的极点实部坐标。第4题欠阻尼二阶系统的超调量衡量了瞬态响应的敏捷性。第5题二阶系统与一阶惯性系统总是有着绝然不同的性能表现。第6题无阻尼二阶系统可以如永动机一般地持续振荡。第7题欠阻尼二阶系统上升时间和峰值时间的变化规律基本一致。第8题欠阻尼二阶系统的超调量与阻尼系数和自然频率都有关。第9讲二阶系统性能的参数调节--作业第1题欠阻尼二阶系统的阻尼系数与系统上升时间正相关。第2题欠阻尼二阶系统的自然频率与系统上升时间正相关。第3题欠阻尼二阶系统的阻尼系数和自然频率，都与系统调节时间正相关。第4题欠阻尼二阶系统的自然频率与超调量无关。第5题欠阻尼二阶系统的阻尼系数与超调量正相关。第6题两个欠阻尼二阶系统的阻尼比相同，其极点对将处于同一对射线上。第7题两个欠阻尼二阶系统的自然频率相同，其极点对将处于同一圆弧上。第8题欠阻尼二阶系统的峰值时间与极点的虚部绝对值成反比。第9题欠阻尼二阶系统的调节时间与极点的实部绝对值成反比。第10讲控制系统性能扩展--作业第1题欠阻尼二阶系统附加一个闭环零点后，等效阻尼系数将变小。第2题欠阻尼二阶系统附加第三个闭环极点后，等效阻尼系数将变小。第3题与其他极点相比较，若系统的一对极点与虚轴的距离要小很多（1/10），且附件没有零点时，这对极点将主导系统的过渡过程。第4题欠阻尼二阶系统的附加额外极点或闭环极点，它们离虚轴越远，所产生的效应越强。第5题通常都会让控制系统工作在有限有差状态。第6题I型系统对位置信号的稳态跟踪误差为0。第7题I型系统对速度信号的稳态跟踪误差为0。第8题增大开环增益系数，可以提高有差系统的稳态跟踪精度。第11讲稳定性概念和充分必要条件--作业第1题控制系统所有的极点都处在s平面左半平面（实部为负），则系统稳定。第2题控制系统有一个极点处在s平面右半平面（实部为正），则系统依然稳定。第3题控制系统有一个极点处在s平面虚轴之上（实部为零），则系统依然稳定。第4题控制系统一对极点处在s平面虚轴之上，系统对特定的有界输入会产生无界输出。第5题控制系统的相对稳定性衡量的是系统的稳定程度。第12讲稳定性判据--作业第1题第2题第3题第4题第5题第13讲根轨迹的基本概念--作业第1题第2题根轨迹的条数是系统的极点个数。第3题根轨迹取决于特征方程给出的幅值条件。第4题根轨迹上的一点s，是增益K取得幅值条件决定的匹配值时的极点。第5题我们能够从根轨迹中读出控制系统性能的诸多信息。第14讲绘制根轨迹的基本方法--作业第1题根轨迹的条数是系统的零点个数。第2题根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。第3题实轴上点s的右侧有奇数个开环零极点，则它位于根轨迹之上。第4题根轨迹的多条渐进线相交于实轴上的渐进中心。第5题增益K作为根轨迹点s（实域）的函数，在分离点处取得极大值。第6题增益K作为根轨迹点s（实域）的函数，在汇合点处取得极大值。第7题增益K取根轨迹点与实轴交点的匹配值时，系统不稳定。第8题根轨迹在实轴上只能有0度或180度的出射角和入射角。第9题根轨迹复数起始点或终止点处，有不确定的出射角和入射角。第15讲基于根轨迹的控制系统分析--作业第1题调节K时，根轨迹能够提供系统极点位置以及性能变化的全貌。第2题比例控制器（调节）是最简便的控制器，它能同时改变根轨迹和极点配置。第3题附加开环极点（积分器），根轨迹将向右侧偏离，稳定性降低。第4题附加开环零点（微分器），根轨迹将向右侧偏离，稳定性降低。第5题与附加闭环极点（积分器）相反，附加开环极点减小等效阻尼的效应。第6题与附加闭环零点（微分器）相反，附加开环零点减小等效阻尼的效应。第7题附加开环极点（积分器），有利于提高系统的精度。第8题PID控制器兼顾比例、积分和微分调节特性，是最常用的控制器。第16讲基于根轨迹的控制系统设计--作业第1题经典控制设计遵循可接受原则，而不是最优化原则。第2题经典控制工程是在控制原理指导下的循环设计过程，直至满足设计要求。第3题习题P5.4表明，控制工程需要控制工程师与用户合作，才能确定合理的设计要求。第4题用户是上帝，控制工程师要无条件满足设计要求。第5题控制系统的各项设计要求常常是彼此冲突的，必须合理折中。第6题积分型控制器主要着眼于改善系统的瞬态性能。第7题积分型控制器主要着眼于改善系统的稳态精度。第17讲基于根轨迹的控制系统设计（续1）--作业第1题微分型控制器的作用途径主要是改变根轨迹，使之通过预期主导极点。第2题微分型控制器的作用途径主要是增大零极点比和开环增益，提高精度。第3题微分型控制器主要着眼于改善系统的瞬态性能。第4题微分型控制器主要着眼于改善系统的稳态精度。第5题经过串联校正的系统通常还需要后期校正，才能与主导二阶系统一样。第6题控制器的在系统中的配置位置与它们的作用效果无关。第7题同一个控制器，用于串联校正和反馈校正，效果完全一样。第18讲基于根轨迹的控制系统设计（续2）--作业第1题PID控制器能够兼顾改善系统的瞬态性能和稳态精度。第2题调大PID控制器的积分项系数，通常会提高系统的稳态精度。第3题调大PID控制器的积分项系数，通常会减小系统的超调量。第4题调大PID控制器的积分项系数，通常会减小系统的调节时间。第5题调大PID控制器的积分项系数，通常会提高系统的稳态精度。第6题调大PID控制器的微分项系数，通常会减小系统的超调量。第7题调大PID控制器的微分项系数，通常会减小系统的调节时间。第8题调大PID控制器的比例项系数，通常会提高系统的稳态精度。第19讲频率特性的概念--作业第1题频率响应表示的是系统对不同频率的正弦输入信号的稳态响应。第2题频率响应法的一个优点在于可以方便地提供具有不同频率和幅值的正弦测试信号。第3题频率响应法适用于所有的控制系统。第4题系统的频率特性等于系统输出信号的傅里叶变换与输入信号的傅里叶变换之比。第5题系统的频率特性可以通过将系统传递函数中的变量s置换成jw得到。第20讲典型环节的Bode图--作业第1题依据频率特性的实部与虚部之间的关系绘制的图形称为Bode图。第2题幅值和相角与频率之间的对应关系第3题Bode图中频率轴采用对数分度是为了缩短频率轴的长度。第4题传递函数中比例环节大小的不同将改变Bode图相频特性曲线的形状。第5题传递函数中比例环节大小的不同对Bode图中的幅频特性曲线无影响。第6题二阶振荡环节中阻尼比越小，Bode图中的谐振峰值越大。第7题谐振频率和带宽均与时域瞬态响应的速度有关。第8题最小相位系统的Bode图中幅频特性曲线和相频特性曲线的变化趋势是一致的。第21讲系统Bode图及频率特性的测量--作业第1题题目包含多个选项，但学生只能选择一个答案。汽泡纸的出现和应用使得许多领域都能够采用单选题进行研究。第2题各环节传递函数之间若是相加关系，在Bode图上则表现为曲线的叠加关系。第3题开环系统的Bode图可由各典型环节的Bode图依照转折频率从低到高叠加而成。第4题最小相位系统的幅频和相频特性曲线变化趋势是一致的。第5题可以根据最小相位系统的幅频特性曲线推断系统的传递函数，非最小相位系统也可以。第6题由实际测得的频率特性曲线推断系统的传递函数时，可以将曲线近似成斜率分别为±10dB/dec,±20dB/dec,±30dB/dec……的斜线。第7题开环系统的型别可以由开环系统Bode图低频段的斜率得到。第22讲极坐标图--作业第1题极坐标图的缺点是不能清晰地表示各组成环节对系统频率特性的影响。第2题开环系统极坐标图低频部分的形状取决于系统的型别和开环增益。第3题系统的极坐标图最终不一定都归于坐标原点。第4题开环系统极坐标图高频部分的形状取决于系统传递函数中分子分母多项式最高幂次之差。第5题由于手工绘制系统极坐标图不可能很精确，所以极坐标图对我们分析系统性能没有什么用处。第23讲频域稳定性--作业第1题Nyquist稳定性判据的“Z=N+P”关系式中，“P”表示的是开环极点在s右半平面的个数。第2题Nyquist稳定性判据的优势在于可以根据实验测得的开环系统频率特性曲线，判断闭环系统的稳定性。第3题由于需要根据开环系统的频率特性曲线判断闭环的稳定性，因此该曲线必须非常精确地绘制出。第4题围线映射理论中的“顺时针、向右看”规则可以帮助我们判定曲线的包围区域。第5题Nyquist稳定性判据判断系统稳定性的过程中，s平面的原始围线总是通过坐标原点的。第6题若开环传递函数中的各典型环节间有相加关系，则无法直接绘制出映射后的曲线。第7题Nyquist稳定性判据的“Z=N+P”关系式中，“Z”表示的是闭环零点在s右半平面的个数。第24讲频域相对稳定性--作业第1题增益裕量的含义是原本稳定的系统，其开环增益还能增大到原来的多少倍，系统就到达不稳定的边缘。第2题无论是否最小相位系统，只要是稳定的，其相角裕量一定是正值。第3题稳定的最小相位系统，当其相频特性曲线达到-1800时，其对应的幅频特性曲线可能在0dB线上方。第4题若最小相位系统的幅频特性曲线穿越0dB线时，其相频特性曲线在-1800线上方，则系统是稳定的。第5题二阶系统时域响应的超调量越大，频率特性中的谐振峰值也越大。第6题二阶系统的阻尼比和相角裕量之间存在单值对应关系。第7题系统的相对稳定性越高，其时域瞬态响应的快速性越好。第25讲超前滞后校正装置--作业第1题零极点都在s平面的负实轴上，而且极点更靠近虚轴的环节都可以起到串联超前校正的作用。第2题进行串联超前校正的时候，一般将校正网络幅频特性曲线的上升段置于原系统开环频率特性的中频段。第3题实施超前校正后，将使得系统的幅值穿越频率前移，从而对系统响应的快速性会有不利的影响。第4题串联超前校正一般不会影响到系统频率特性的低频段，因此该校正方式适用于对系统的稳态误差不需要进行改进的情况下。第5题进行串联滞后校正时，一般将校正网络的两个转折频率置于原系统开环频率特性的低频段，导致幅值穿越频率前移，以此获得较大的相角裕量。第6题串联滞后校正方式在改善系统相对稳定性的同时，对系统瞬态响应的快速性也有改善。第7题串联校正方式是将校正网络与受控系统相串联，而反馈校正方式是将校正网络与受控系统构成一个局部反馈回路。第26讲伯特图设计超前滞后校正--作业第1题超前校正网络的设计中，一般是先调整增益以满足系统稳态性能的要求，再在Bode图上设计以满足系统稳定裕度的要求。第2题超前校正网络的设计中，参数a越大，提供的超前相角也越大，因此该参数选的越大越好。第3题超前校正网络的设计过程是严密的，因此设计完成后所需要的性能指标一定可以满足，无需进行验证。第4题超前校正方式是牺牲了系统响应的快速性，从而获得了系统响应的平稳性。第5题滞后校正方式为了获得较大的相角裕量，需要付出降低系统瞬态响应快速性的代价。第6题相对于超前校正，滞后校正方式更有利于提高系统的抗高频干扰能力。第27讲引言，状态空间描述方程的建立--作业第1题下列关于经典控制理论描述正确的是？A难以直接处理多输入多输出复杂非线性系统B不能包含系统的全部运动状态点击编辑答案内容C控制系统设计对工程经验的依赖性较强D主要采用传递函数描述控制系统的输入输出关系正确答案：ABCD第2题下列哪些是属于现代控制理论的研究范畴？A线性系统理论B自适应控制理论C随机控制理论D非线性系统理论正确答案：ABCD第3题第4题状态向量是指完全表征动力学系统时间域行为的一个内部变量组。第5题状态空间方法采用系统状态描述系统内部运行的基本规律。第28讲状态空间方程与传递函数的变换关系，状态方程的解--作业第1题第2题第3题第4题状态反馈控制通过改变状态矩阵以改善控制系统的性能。第5题状态矩阵A决定了系统状态的演变规律。第6题同一被控对象的状态空间模型有多种形式。第7题状态转移矩阵是描述系统零输入响应的矩阵指数函数。第29讲能控性和能观性，全状态反馈控制器设计--作业第1题可以通过全状态反馈任意配置系统极点的充