北京理工大学珠海学院控制工程2017年复习题

1、控制基础填空题(每空1 1分，共2020分)1 .线性控制系统最重要的特性是可以应用原理，而非线性控制系统则不能。2 .反馈控制系统是根据输入量和的偏差进行调节的控制系统。3 .在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差ess=。4 .当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是时，系统是稳定的。5.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和连接。6 .线性定常系统的传递函数，是在时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。7,函数e-at的拉氏变换为。8.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010 .二阶系统的阻尼比己为一时，响应曲

2、线为等幅振荡。11 .在单位斜坡输入信号作用下，R型系统的稳态误差ess=。13 .单位斜坡函数t的拉氏变换为。14 .根据系统输入量变化的规律，控制系统可分为控制系统、控制系统和程序控制系统。15 .对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：16 .系统的传递函数完全由系统的结构和参数决定，与的形式无关。17 .决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数和。18 .设系统的频率特性G(jco)=R()+jI()，则幅频特性|G(jco)|二。19 .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环节数来分类的。20 .线性系统稳定的充分必要条件是它的

3、特征方程式的所有根均在复平面的一部分。21 .从0变化到+8时，惯性环节的频率特性极坐标图在象限，形状为一圆。22 .用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是_。23 .二阶衰减振荡系统的阻尼比七的范围为。K24 .G(s)=的环节称为_环节。Ts125 .系统输出量的实际值与_之间的偏差称为误差。26 .线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用方程来描述。28 .二阶系统的典型传递函数是。29 .设系统的频率特性为G(jco)=R(j&)+jig),则R称为。30 .根据控制系统元件的特性，控制系统可分为_控制系统、控制系统。33.根据自动控制系统是否设有反馈环节来分类，控制

4、系统可分为制系统、_控制系统35.二阶系统的阻尼系数七=时，为最佳阻尼系数。这时系统的平稳性与快速性都较理想。1.传递函数的定义是对于线性定常系统，在的条件下，系统输出量的拉氏变换与之比。2 .瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从状态到状态的响应过程。3 .判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为,即系统的特征根必须全部在是系统稳定的充要条件。4 .I型系统G(s)=一在单位阶跃输入下，稳态误差为,在单位加速度输入下，s(s2)稳态误差为。5 .频率响应是系统对稳态响应，频率特性包括两种特性。6 .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

5、系统。7.传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于，并且只适于零初始条件下的系统。8 .系统的稳态误差与输入信号的形式及有关。单项选择题：2.反馈控制系统是指系统中有()A.反馈回路C.积分环节3 .()=1,(a为常数)saA.LeatC.Lg(ta)4 .Lt2e2t=()B.惯性环节D.PID调节器pfB.LeD.L2(t+a)A.1(s-2)3B.1a(sa)C.2(s2)3D.A.4B.2C.0D.8一，att一.、6.已知*t)=eat,(a为实数)，则Lp(t)dt=()13.某系统的传递函数G(s)=三，则其单位阶跃响应函数为A.TA.as-aB.a(sa)C.1s(s-

6、a)D.a(s-a).3t_2.7.f(t尸0t,，则Lf(t)=(0J：2A.3sC.小s)B.-ess32sD.-e8.某系统的微分方程为5x；(t)+2x0(t)xo(t)=Xj(t),它是(A.线性系统C.非线性系统9.某环节的传递函数为A.比例环节C.惯性环节B.线性定常系统D.非线性时变系统G(s)=e2s,它是()B.延时环节D.微分环节10.图示系统的传递函数为(A.-RCs-1B.-RC-RCs1C.RCs+1DRCs1RCsuL11二阶系统的传递函数为G(s尸存不，其无阻尼固有频率口是(A.10B.5C.2.5D.25A.KB.KTC.T2D.KT2B.Ke4/TT)型系统

7、。Kt/T、D.(1-e)._z.t/T、C.K(1e)14.图示系统称为(A. 0B. IC. nD.m17.图示对应的环节为(C)A.TsB.1TsC.1+TsD.1Ts18.设系统的特征方程为D(s)=s3+14s2+40s+4Ck=0,则此系统稳定的A.T0B.0Vp1421.某系统的传递函数为G(s)=(s+7)(s2)苴零、极占是(4s1)(s-3)“、?、A.零点s=0.25,s=3;极点s=7,s=2B.零点s=7,s=-2;极点s=0.25,s=3C.零点s=7,s=2;极点s=1,s=3D.零点s=7,s=2;极点s=-0.25,s=322.一系统的开环传递函数为3(s2)

8、，则系统的开环增益和型次依次为()s(2s3)(s5)A.0.4,IB.0.4,IIC.3,ID.3,H24.二阶系统的阻尼比(，等于()A.系统的粘性阻尼系数B.临界阻尼系数与系统粘性阻尼系数之比C.系统粘性阻尼系数与临界阻尼系数之比D.系统粘性阻尼系数的倒数26.单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=4,则系统在r(t)=2t输入作用下，其稳态s(s5)误差为()A.B.-C.4D.0445G(s尸?左,在0(时,其无阻尼固有频率n与谐二、填空题(每小题2分，共10分)1.系统的稳态误差与系统开环传递函数的、?口打关。2 .一个单位反馈系统的前向传递函数为丁心一，则该闭环系统的特征方程

9、为s35s24s-s3+5s2+4s+K=0开环增益为_，o3.二阶系统在阶跃信号作用下，其调整时间ts与阻尼比、_误差带?口无阻尼固有频有关。填空题(每小题2分，共10分)T值范围为(0D.27.二阶系统的传递函数为振频率r的关系为()A.nCL)rD.两者无关1.线性系统和非线性系统的根本区别在于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。2 .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()A.代数方程B.特征方程C.差分方程D

10、.状态方程3 .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(A.脉冲函数B,斜坡函数C.抛物线函数D.阶跃函数4 .设控制系统的开环传递函数为G(s)=10，该系统为s(s1)(s2)A.-2700B,-180C.-900D.06.根据输入量变化的规律分类，控制系统可分为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、前馈控制系统前馈一反馈复合控制系统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7 .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()B1+G(；H(s)CG(s)1G(s)H(s)8 .一

11、阶系统G(s尸上的时间常数T越大，则系统的输出响应达到稳态值的时间Ts+1()A,越长B,越短C.不变D.不定9 .拉氏变换将时间函数变换成A,正弦函数C.单位脉冲函数10 .线性定常系统的传递函数，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A. 0型系统C.II型系统B. I型系统D.III型系统5.二阶振荡环节的相频特性伙。),当 8Tg 时，其相位移伙比)为G(s)1G(s)B.单位阶跃函数D.复变函数是在零初始条件下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11.若某系统的传递函数为G(S)=TSK1则其频率特

12、性的实部R()是八KA 2212T2C.B.D.1T12.微分环节的频率特性相位移8()=A.900C.013.积分环节的频率特性相位移8()=A.900C.0K22丁21TK1TB.-90D.-180B.-90D.-18014传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关?A.输入信号C.系统的结构参数B.初始条件D.输入信号和初始条件15.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A.充分条件B.必要条件16.有一线性系统，其输入分别为C.充分必要条件U1(t)和U2(t)时，输出分别为D.以上都不是y1(t)和y2(t)。当输入为a1U1(t)+a2U2(t)时(a1,a

13、2为常数)，输出应为18.A.a1y1(t)+y2(t)C.a1y1(t)-a2y2(t)设系统的传递函数为G(S)=SB.a1y1(t)+a2y2(t)D.y1(t)+a2y2(t)二5,则系统的阻尼比为5s2519.20.21.22.A.25B.5D.1正弦函数sin1的拉氏变换是A十CS522SB.D.埔22S122S二阶系统当0，1时，如果增加，则输出响应的最大超调量仃将A.增加C.不变主导极点的特点是A.距离实轴很远C.距离虚轴很远余弦函数cost 的拉氏变换是B.减小D.不定B.距离实轴很近D.距离虚轴很近B.C.S2S2D.022S.12.2S.：设积分环节的传递函数为G(s)=

14、1,则其频率特性幅值M(.)=s的作用时，试求系统的稳态输出Xo(t)。(15分)解:三.一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所示。(10分)23.24.25.26.27.29.A.KC.1oB.D.K-21-2比例环节的频率特性相位移8(co)=A.900B.-900C.00奈奎斯特稳定性判据是利用系统的(A.开环幅值频率特性C.开环幅相频率特性系统的传递函数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.-1800C)来判据闭环系统稳定性的一个判别准则。B.开环相角频率特性D.闭环幅相频率特性D.既由系统的结构和参数决

15、定，也与输入信号有关一阶系统的阶跃响应，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.无振荡某二阶系统阻尼比为0.2,则系统阶跃响应为A.发散振荡C.衰减振荡B.单调衰减D.等幅振荡.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Xi(t)5sin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)2.动态性能指标：超调量Mp和调节时间ts(A=5%)。(5分)七.如图6所示系统，试确定使系统稳定且在单位斜坡输入下ess2.25时，

16、K的数值。(10D(s)=s(s3)2K=s36s29sK=0由劳斯判据：3s2s1s第一列系数大于零，则系统稳定得0:二K4二4WKV54时的闭环传递函数的参数E和 3n的值。解:六.系统如图5所示，r(t)=1(t)为单位阶跃函数，试求:(10分)1.系统的阻尼比1和无阻尼自然频率CO.(5分)分)1654-K6K三、设系统的闭环传递函数为222Gc(s)=s+2%3%试求最大超调量(T%=9.6%、峰值时间tp=0.2秒5(5方上)2四、设一系统的闭环传递函数为Gc(s)=Gc(s)=28n2,试求最大超调量b%=5%b%=5%、调整时间s2；：nSfn=0.05)时的闭环传递函数的参数

17、三和3 3n n的值。、一25五、设单位负反馈系统的开环传递函数为Gk(s)=s(s6)求(1)(1)系统的阻尼比I I和无阻尼自然频率concon；(2)(2)系统的峰值时间tptp、超调量(T%(T%、调整时间网=0.02);=0.02);解：七、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下:求：(1)(1)试确定系统的型次v v和开环增益K;K;(2)(2)试求输入为r(t)=1十3t时，系统的稳态误差。八、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下：求：(1)(1)试确定系统的型次v v和开环增益K;K;2(2)(2)试求输入为r(t)=5+2t+4t2时，系统的稳态误差。九、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下：求：(1)(1)试确定系统的型次v v和开环增益K K；2.(2)(2)试求输入为r(t)=2+5t+2t2时，系统的稳态误差。十、设系统特征方程为S4+2sS4+2s3 3+3s2+4s+5=0+3s2+4s+5=0试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。十一、设系统特征方程为4一3_2一一一s6s