自动控制原理期末复习题..

1、自动控制原理1一;单项选择题1. 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（c）A. 系统综合B.系统辨识C.系统分析D.系统设计2惯性环节和积分环节的频率特性在（A）上相等。A. 幅频特性的斜率B.最小幅值C.相位变化率D.穿越频率3. 通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（C）A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.放大元件4. 3从0变化到+X时，延迟环节频率特性极坐标图为（a）A.圆B.半圆C.椭圆D.双曲线5. 当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（B）A.比例环节B.微分环节C.积分环节D.

2、惯性环节6. 若系统的开环传递函数为10，则它的开环增益为（C）s（5s+2）A.1B.2C.5D.107. 二阶系统的传递函数G（s）二5，则该系统是（B）s2+2s+5A.临界阻尼系统B.欠阻尼系统C.过阻尼系统D.零阻尼系统8. 若保持二阶系统的Z不变，提咼n，则可以（B）A. 提高上升时间和峰值时间nB. 减少上升时间和峰值时间C. 提高上升时间和调整时间D. 减少上升时间和超调量19. 一阶微分环节G（s）=1+Ts，当频率®=时，则相频特性ZG（j®）为（A）A.45°B.-45°C.90°D.-90°10. 最小相位系统

3、的开环增益越大，其（d）A.振荡次数越多B.稳定裕量越大C.相位变化越小D.稳态误差越小11. 设系统的特征方程为D（s）=s4+8s3+17s2+16s+5=0，则此系统（A）A.稳定C.不稳定B.临界稳定D.稳定性不确定。12某单位反馈系统的开环传递函数为：gC）=，当k=（C）时，闭环系统临界稳定。s（s+1）（s+5）A.10B.20C.30D.4013.设系统的特征方程为dC）=3s4+1Cs3+5s2+s+2=0，则此系统中包含正实部特征的个数有（C）A.0B.1C.2D.314. 单位反馈系统开环传递函数为GC）=5，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（C）s2+6s+sA.2B

4、.0.2C.0.5D.0.0515. 若已知某串联校正装置的传递函数为G（s）二上丄，则它是一种（D）c10s+1A.反馈校正B.相位超前校正C.相位滞后一超前校正D.相位滞后校正16. 稳态误差ess与误差信号E（s）的函数关系为（B）A.ess=limE(s)ST0B.ess=limsE(s)sT0C.e=limE(s)sssT8D.e=limsE(s)sssTg17. 在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（A）A.减小增益B.超前校正C.滞后校正D.滞后-超前18. 相位超前校正装置的奈氏曲线为（B）A.圆B.上半圆C.下半圆D.45。弧线20. 在直流电动机

5、调速系统中，霍尔传感器是用作（B）反馈的传感器。A.电压B.电流C.位移D.速度19开环传递函数为G（s）H（s）=E，则实轴上的根轨迹为（C）A.（-3,）B.（O，TC.（-1-3）D.（-3,0）二：填空题（每空1分,共10分）21. 闭环控制系统又称为反馈控制系统。22. 一线性系统，当输入是单位脉冲函数时，其输出象函数与传递函数相同。23. 一阶系统当输入为单位斜坡函数时，其响应的稳态误差恒为时间常数T（或常量）。24. 控制系统线性化过程中，线性化的精度和系统变量的偏移程度有关。25. 对于最小相位系统一般只要知道系统的开环幅频特性就可以判断其稳定性。26. 一般讲系统的位置误差指

6、输入是阶跃信号所引起的输出位置上的误差。27. 超前校正是由于正相移的作用，使截止频率附近的相位明显上升，从而具有较大的稳定裕度。29. PID调节中的“P”指的是比例控制器。30. 若要求系统的快速性好，则闭环极点应距虚轴越远_越好。32. 理想微分环节（解释）28.二阶系统当共轭复数极点位于（±45。）线上时，对应的阻尼比为（0.707）。三：名词解释（每小题3分，共15分）31. 稳定性：系统在受到扰动作用后自动返回原来的平衡状态的能力。33. 调整时间:响应曲线到达并停留在稳态值的±5%（或±2%）误差范围内所需的最小时间称为调节时间（或过渡过程时间）。自

7、动控制原理2一：单项选择题1. 系统已给出，确定输入，使输出尽可能符合给定的最佳要求，称为（A）A.最优控制B.系统辨识C.系统分析D.最优设计2. 与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（B）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。A.输出量B.输入量C.扰动量D.设定量3. 在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（D）指标密切相关。A.允许的峰值时间B.允许的超调量C.允许的上升时间D.允许的稳态误差4. 主要用于产生输入信号的元件称为（B）A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.放大元件5. 某典型环节的传递函数是G（s）=1，则该环节是（C）5s+1A.比例环节

8、B.积分环节C.惯性环节D.微分环节6. 已知系统的微分方程为3XC）+6XC）+2x（t）=2xC），则系统的传递函数是（A）000iC.-2s2+6s+3应在引出线支路上（CD.12s2+6s+3)A.2B.1-3s2+6s+23s2+6s+27. 引出点前移越过一个方块图单元时，A.并联越过的方块图单元B.并联越过的方块图单元的倒数C.串联越过的方块图单元D.串联越过的方块图单元的倒数9. 时域分析的性能指标，哪个指标是反映相对稳定性的（D）A.上升时间B.峰值时间C.调整时间D.最大超调量10. 二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为（D）A.谐振频率B.截止频率C.最大相位频率D

9、.固有频率17. 确定根轨迹大致走向，一般需要用（D）条件就够了。A.特征方程B.幅角条件C.幅值条件D.幅值条件+幅角条件11. 设系统的特征方程为D（s）=S4+2s3+S2+2s+1=0，则此系统中包含正实部特征的个数为（C）A.0B.1C.2D.313. 设一阶系统的传递函数是G（s）=2，且容许误差为5%,则其调整时间为（C）s+1A.1B.2C.3D.414. 某一系统的速度误差为零，则该系统的开环传递函数可能是（D）A.Ts+1s+ds(s+a)(s+b)C.Ks(s+a)D.Ks2(s+a)16若已知某串联校正装置的传递函数为吓）二話，则它是一种（A）A.相位超前校正B.相位滞

10、后校正C.相位滞后一超前校正D.反馈校正】9.系统的开环传递函数为丁0，则实轴上的根轨迹为（B）A.（-2，-1）和（0,）B.（-«,-2）和（-1,0）C.（0,1）和（2,）D.（g,0）和（1,2）21. “经典控制理论”的内容是以传递函数为基础的。22. 控制系统线性化过程中,变量的偏移越小,则线性化的精度越高。25. 若要全面地评价系统的相对稳定性,需要同时根据相位裕量和幅值裕量来做出判断。26. 一般讲系统的加速度误差指输入是匀加速度所引起的输出位置上的误差。27. 输入相同时,系统型次越高,稳态误差越小。28. 系统主反馈回路中最常见的校正形式是串联校正和反馈校正.3

11、0. 若系统的传递函数在右半S平面上没有零点和极点,则该系统称作最小相位系统。三：名词解释31. 数学模型是描述系统内部物理量（或变量）之间关系的数学表达式。32. 反馈元件33. 最大超调量：在响应过程中，输出量C（t）超出其稳态值的最大差量与稳态值之比称为超调量。34. 频率响应35. 幅值裕量自动控制原理31. 如果被调量随着给定量的变化而变化，这种控制系统叫（B）A.恒值调节系统B.随动系统C.连续控制系统2. 与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（B控制信号。A.输出量B.输入量C.扰动量3. 直接对控制对象进行操作的元件称为（D）A.给定元件B.放大元件C.比较元件D.数字控制

12、系统）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响D.设定量D.执行元件4. 某典型环节的传递函数是G（s）=，则该环节是（C）TsA.比例环节B.惯性环节C.积分环节D.微分环节5. 已知系统的单位脉冲响应函数是y(t)=O.lt2，则系统的传递函数是(A)A.02B.°dC.SD.02s3ss2s26. 梅逊公式主要用来(C)A.判断稳定性B.计算输入误差C.求系统的传递函数D.求系统的根轨迹7. 已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，则其阻尼比可能为(C)A.O.6B.O.7O7C.OD.l8. 在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与(A)指标密切相关。A.允许的

13、稳态误差B.允许的超调量C.允许的上升时间D.允许的峰值时间10. 若系统的传递函数在右半S平面上没有零点和极点，则该系统称作(B)A.非最小相位系统B.最小相位系统C.不稳定系统D.振荡系统9. 设一阶系统的传递G(s)=，其阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为(B)s+2A.7B.2C.7D.12211. 一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量丫为(C)A.015。B.15。30。C.30。60。D.60。90。12. 某系统的闭环传递函数为：g(s)=s+2k，当k=(C)时，闭环系统临界稳定。Bs3+3s2+4s+2kA.2B.4C.6D.813. 开环传递函数为G(s)H(s)=K，

14、则实轴上的根轨迹为(C)S3(S+4)A.(4,B.(4,0)C.(-，-4)D.(0，14.单位反馈系统开环传递函数为g(s)=4s2(s2+3s+2)当输入为单位斜坡时，其加速度误差为(A)A.0B.0.25C.4Dm15.系统的传递函数g(s)=5s2(s+1)(s+4)，其系统的增益和型次为B)A.5，2B.5/4，2C.5，4D.5/4，416. 若已知某串联校正装置的传递函数为G(s)二巴丄兰，则它是一种(C)j10s+10.2s+1A.相位滞后校正B.相位超前校正C.相位滞后一超前校正D.反馈校正17. 进行串联超前校正前的穿越频率与校正后的穿越频率的关系，通常是(B)ccA.=

15、B.C.ED.与无关cccccccc18. 已知系统开环传递函数g(s)=K-，则与虚轴交点处的K*=(D)s(s+1)(s+2)A.0B.2C.4D.619. 某校正环节传递函数G(s)二1000+1，则其频率特性的奈氏图终点坐标为(D)c10s+1A.(0，j0)B.(1，j0)C.(1，j1)D.(10，j0)20. A、B是高阶系统的二个极点，一般当极点A距离虚轴比极点B距离虚轴大于(A)时，分析系统时可忽略极点A。A.5倍B.4倍C.3倍D.2倍21. 对控制系统的首要要求是系统具有稳定性。22. 在驱动力矩一定的条件下，机电系统的转动惯量越小，其加速性能越好24. 延迟环节不改变系

16、统的幅频特性，仅使相频特性发生变化。26. 反馈控制原理是检测偏差并纠正偏差的原理。28. 在扰动作用点与偏差信号之间加上积分环节能使静态误差降为0。29. 超前校正主要是用于改善稳定性和快速性。30. 一般讲系统的加速度误差指输入是.静态位置误差系数所引起的输出位置上的误差。123. 某典型环节的传递函数是G（s）二丄，则系统的时间常数是0.5。s+225. 二阶系统当输入为单位斜坡函数时，其响应的稳态误差恒为n（或常量）。2s+127. 已知超前校正装置的传递函数为G（s）二，其最大超前角所对应的频率®=1.25。c0.32s+1m自动控制原理41. 系统和输入已知，求输出并对动

17、态特性进行研究，称为（C）A.系统综合B.系统辨识C.系统分析D.系统设计2. 开环控制系统的的特征是没有（C）A.执行环节B.给定环节C.反馈环节D.放大环节3. 主要用来产生偏差的元件称为（A）A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.放大元件6.在信号流图中，在支路上标明的是（D）A.输入B.引出点C.比较点D.传递函数8惯性环节和积分环节的频率特性在（A）上相等。A.幅频特性的斜率B.最小幅值C.相位变化率D.穿越频率17. 相位超前校正装置的奈氏曲线为（B）A.圆B.上半圆C.下半圆D.45。弧线18. 在系统中串联PD调节器，以下那一种说法是错误的（D）A.是一种相位超前校正装置C.

18、使系统的稳定性能得到改善B. 能影响系统开环幅频特性的高频段4.某系统的传递函数是GC）=2Iiee则该可看成由（）环节串联而成。D.使系统的稳态精度得到改善A.比例、延时B.惯性、导前C.惯性、延时D.惯性、比例5.已知F（s）二s2+2s+3，其原函数的终值f（t）二（C）s（s2+5s+4）t*A.0B.gC.0.75D.37.设一阶系统的传递函数是G（s）二丄，且容许误差为2%,则其调整时间为（C）s+2A.1B.1.5C.2D.310. 二阶欠阻尼系统的有阻尼固有频率叫、无阻尼固有频率w和谐振频率w比较（D）dnr人叫>叫>叫B.叫>叫>wdC叫>wr&

19、gt;wdD.叫>wd>wr11. 设系统的特征方程为D（s）=3s4+10s3+5s2+s+2=0，则此系统中包含正实部特征的个数有（C）A.0B.1C.2D.312. 根据系统的特征方程D（s）=3s3+s2-3s+5=0，可以判断系统为（B）A.稳定B.不稳定C.临界稳定D.稳定性不确定13某反馈系统的开环传递函数为：GC）=占育，当（B）时闭环系统稳定。1A.T>TB.T<TC.T=tD.任意T和j1212121214.单位反馈系统开环传递函数为g（s）=4，当输入为单位阶跃时，其位置误差为（B）s2+3s+2A.2B.0.2C.0.25D.315. 当输入为单

20、位斜坡且系统为单位反馈时，对于II型系统其稳态误差为（A）A.OB.0.1/kC.1/kDm216若已知某串联校正装置的传递函数为G（s）二-，则它是一种（D）csA.相位滞后校正B.相位超前校正C. 微分调节器D.积分调节器19. 根轨迹渐近线与实轴的交点公式为（D）为P+!EzjiA.i-1n+m迟Z工PijB.口nm区zXpijC.gj-1n+mXnPXmZjiD.i-1nm20. 直流伺服电动机一测速机机组（型号为70SZD01F24MB）实际的机电时间常数为（D）A.8.4msB.9.4msC.11.4msD.12.4ms21. 根据采用的信号处理技术的不同，控制系统分为模拟控制系统

21、和数字控制系统22. 闭环控制系统中，真正对输出信号起控制作用的是偏差信号。25.一般开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳态性能。27.对单位反馈系统来讲，偏差信号和误差信号相同。30.误差平方积分性能指标的特点是：重视大的误差，忽略小的误差24描述系统的微分方程为竺出+3吃+2x（t）=x（t），则频率特性Gj）=dt2dti2®2+3j®26.二阶系统的传递函数G（s）=4/（s2+2s+4），其固有频率叫=2。例3.2设控制系统如图所示。其中（a）为无速度反馈系统，（b）为带速度反馈系统，试确定是系统阻尼比为0.5时的值，并比较系统（a）和（b）阶跃响应的瞬态性能指

22、标。解系统（a）的闭环传递函数为（s）二10-s2+s+10-3.162®二1®2二10Q=0.158nn兀tg1t-r£=0.55眷1Q2（秒）t=1.01（秒）p®V1匚2nb=e'1-2x100%=60.4%tp15'1£2=6（秒）（A=0.05）N二3（次）（A=0.05）（s）=系统（b）的闭环传递函数为10s2+（1+10K）s+1023二1+10K®2二10tntn将:=0.5代入,解得10K-tn10t-0.7r（秒）t-1.9s（秒）tp二1.15（秒）二2x°.5x弭6-1二0.2161

23、0（S）-s2+3.16s+10b二16.3%p由'=0.5和°n=3.16可求得结论：采用速度反馈后，可以明显地改善系统的动态性能。N二0.83-1rt）例2.2RLC电路u图2-3RLC电路系统确定元件的输入、输出Input：ur(t)Output:uc(t)设回路电流为i(t),由克希霍夫定律写出回路方程为:消去中间变量i(t)，得到描述网络输入输出关系的微分方程为令T=-,T=RC贝Uttd2uc(t)+T+u(t)=u(t)1R212dt22dtcr劳斯稳定判据(1) 劳斯表第一列所有系数均不为零的情况如果劳斯表中第一列系数都具有相同的符号贝系统是稳定的否贝系统是不稳定的。且不稳定根的个数等于劳斯表中第一列系数符号改变的次数。(2) 劳斯表某行的第一列系数等于零，而其余各项不全为零的情况当劳斯表某一行的第一列系数为零，而其余项不全为零，可用一个很小的正数代替第一列的零项，然后按照通常方法计算劳斯表中的其余项。(3) 劳斯表某行所有系数均为零的情况如果劳斯表中某一行(如第k行)各项为零，这说明在S平面内存在以原点为对称的特征根。例女口P=±b,P=