自动控制复习题库

1、一：填空题1、控制系统的基本要求是（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）、（反馈校正）、(前馈校正)（复合校正）。5、反馈控制原理是（利用偏差消除偏差）。6、线性系统的基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、若负反馈前向通道的传递函数

2、为G（s），反馈通道的传递函数为H（s），则开环传递函数为（），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，（）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、已知系统的开环传递函数为,称之为（）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

3、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、单位负反馈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、若环节的传递函数为，则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行比较的信号，这个信号称为（反馈信号）。25、自动控制系统对输入

4、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、自动控制系统基本控制方式有：（反馈控制方式）、（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（测速反馈控制）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

5、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、反馈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

6、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,则系统将处于临界稳定状态）。40、自动控制系统的基本控制方式可分为（开环控制）、（反馈控制）、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，则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（测速反馈控制）。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、已知某单位反馈系统的开环传递函数为，则其静态位置误差系数

7、=（50）、静态速度误差系数=（0）、静态加速度误差系数=（0）。46、设单位反馈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、组成控制系统结构图的四种基本单元主要包括（信号线）、（引出点）、（比较点）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、已知系统开环传递函数为，当频率为2rad/s时，则传递函数的幅值为（），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

8、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、已知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、设单位反馈控制系统的开环传递函数为，要使相位裕度 为，则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、 0 B、 C、 D、 2、对于型系统而言，在加速度时，其静态加速度误差系数为，则其稳态误差为（C）。 A

9、、 0 B、 C、 D、 3、惯性环节的传递函数表达式为G（s）=（B）。 A、 B、 C、 D、 4、已知某线性系统开环传递函数为：，则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、 0 B、 C、 D、 7、对于型系统而言，在斜坡输入时，其静态加速度误差系数为，则其稳态误差为（D）。 A、 0 B、 C、 D、 8、积分环节的传递函数表达式为G（s）=（C）。 A、 B、 C、 D、 9、已知某线性系统开环传递函数

10、为：，则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、已知某线性系统开环传递函数为：，则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、若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

11、后超前校正 D、反馈校正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、 0 B、 C、 D、III型及以上17、已知系统开环传递函数为，则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、 ，0 B、0， C、，0， D、，0，18、已知系统的零点数为m，极点数为n，且，则系统根轨迹分支数为（B）。 A、m B、 n C、 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）。

12、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、1 B、 0 C、 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

13、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结构和参数。（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、反馈控制系统的基本组成元部件按职能分类有几种？答：测量元件、给定元件、比较元件、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

14、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、线性系统的基本控制规律有哪些？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、自动控制理论的发展经历了哪几个发展阶段？答：反馈控制原理、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、反馈校正、前馈校正和复合校正9、人在平时生活中做的许多事情，比如走路、

15、取物、吃食物、阅读、清扫等都带有反馈控制作用，试举例，并用框图说明其反馈工作原理。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（称为位置反馈信息）；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行，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)反馈实际行车路线，驾车人将预期的行车路线与实际测量的行车路线相比较，便

16、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？并进行简单总结。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、反馈控制、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

17、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、系统结构图如图所示，试用结构图化简的方法求。解：2、系统结构图如图1所示，试用结构图化简的方法求。解：3、系统结构图如图1所示，试用结构图化简的方法求。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)解： 5、已知某系统的开环传递函数为，求使系统闭环后稳定的K值范围。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值范围为： 。6、已知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

18、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、系统结构图如图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）的基础上，求当时，系统的稳态误差；（4）在（2）的基础上，求当时，系统的稳态输出。解：解：（1） 由条件，可得：，则，故，。（2）校正后系统的开环传递函数为，则闭环传函为故，由，可得（3）由于校正后系统为I型系统，故。（4）闭环系统的频率特性为：故可得9、已知闭环系统

19、特征方程如下，试用劳斯判据判定系统的稳定性。（1）；（2）解：（1）构建Routh表：由Routh稳定判据可得：闭环系统是稳定的。（2）构建Routh表：由Routh稳定判据可得：闭环系统是不稳定的。10、已知系统的开环传递函数为，（1）试绘制系统的概略开环幅相曲线；（2）求使得系统稳定的K的取值范围；解：（1）由题意： 故，可得：系统的概略开环幅相曲线如图所示。 （2）由奈氏稳定判据，可知：系统稳定故11、已知系统的开环传递函数为（1）、试绘制系统的概略开环幅相曲线；（2）、求使得系统稳定的K的取值范围。解：（1）由题意： 故（1分），；可得：系统的概略开环幅相曲线如图所示。（2）由奈氏稳定