湖南师范大学控制工程基础复习资料

机械控制工程基础复习控制工程基础金耀第一章绪论1．选择题（1）以下例子中，属于闭环控制系统的是（B）A．洗衣机B.空调C.调级电风扇D.普通车床（2）下列不属于对自动控制系统基本要求的是（C）A．稳定性B.快速性C.连续性D.准确性（3）以下关于反馈的描述,正确的是(C)A．只有自然控制系统才存在反馈B.只是一种人为地把输出信号回输到输入端的信息传递方式C.人类简单地行动,如取物,行走等都存在着信息的反馈（4）不属于开环控制系统优点的是(AD)A．构造简单,维护容易存在反馈B.成本比响应的闭环控制系统低C.不存在稳定性问题D.可根据输出量,随时对输入量进行修正.（5）表示系统快速性的性能指标是(C)A．超调量B.振荡次数C.调整时间D.稳态误差

（6）表示系统平稳性的性能指标是(A)A．超调量B.上升时间C.调整时间D.稳态误差（7）表示系统准确性的性能指标是(D)A．超调量B.上升时间C.调整时间D.稳态误差（8）开环控制系统的控制信号取决于(A)A．给定的输入信号B.输出信号C.反馈信号D.参考输入信号和反馈信号之差（9）闭环控制系统的控制信号取决于(D)A．给定的输入信号B.输出信号C.反馈信号D.参考输入信号和反馈信号之差（10）闭环控制系统中,(C)反馈作用A．依输入信号的大小而存在B.一定不存在C.必然存在D.不一定存在11.根据控制系统元件的特性，控制系统可分为(

B

)A.反馈控制系统和前馈控制系统B.线性控制系统和非线性控制系统C.定值控制系统和随动控制系统D.连续控制系统和离散控制系统12.控制系统中的模拟电子线路属于(D)元件。A.执行元件B.放大元件C.测量元件D.补偿元件13.直流测速发电机是自动控制系统中常用的一种(A)元件。A.测量B.执行C.控制D.比较14.控制系统中的热敏电阻属于(C)元件。A.执行元件B.放大元件C.测量元件D.补偿元件15.控制系统中的功率放大器属于(B)元件。A.执行元件B.放大元件C.测量元件D.补偿元件16.控制系统中的直流伺服电机属于(A)元件。A.执行元件B.放大元件C.测量元件D.补偿元件17.下述说法不正确的为：自动控制系统按控制方式和策略分(D)(A)开环控制

(B)闭环控制

(C)复合控制

(D)位置控制18.下述说法不正确的为：按输入信号分类：分(D)(A)定值控制系统

(B)伺服系统（随动系统）

(C)程序控制系统

(D)线性系统1．选择题（1）正弦函数的拉普拉斯变换为（A）A．B.C.D.（2）函数的拉氏变换式为（A）A．B.C.D.（3）已知，其拉氏反变换为（B）A．B.C.D.（4）已知象函数，其原函数的终值=（D）A．∞B．0C．0.6D．0.3（5）线性定常系统的传递函数就是（D）A．输出的拉氏变换比输入的拉氏变换；B．零初始条件下，输出与输入之比；C．零初始条件下，输入的拉氏变换比输出的拉氏变换D．零初始条件下，输出的拉氏变换比输入的拉氏变换（6）线性定常系统的传递函数与（

A

）有关。A.本身的结构、参数

B.初始条件

C.本身的结构、参数与外作用信号

D.外作用信号（7）用包络线取代响应曲线,可近似求出典型二阶振荡系统的(B)A．上升时间B.调整时间C.峰值时间D.最大超调量（8）典型二接振荡环节的阻尼比和固有频率两者都与(C)A．超调量有关B.超调量无关C.峰值时间有关D.峰值时间无关第二章简答题1．定义传递函数时的前提条件是什么？为什么要附加这个条件？答：传递函数定义为：在初始条件为零时，输出量的拉氏变换式与输入量的拉氏变换式之比。这里所谓初始条件为零，一般是输入量在t=0时刻以后才作用于系统，系统的输入量和输出量及其各阶导数在t≤0时的值也均为零。现实的控制系统多属于这种情况。在研究一个系统时，通常总是假定该系统原来处于稳定平衡状态，若不加输入量，系统就不会发生任何变化。系统中的各个变量都可用输入量作用前的稳定值作为起算点，因此，一般都能满足零初始条件。2．惯性环节在什么条件下可近似为比例环节？在什么条件下可近似为积分环节？答：在时候Ts>>1时候可以近似为积分环节。4．方框图等效变换的原则是什么？答：（1）环节前后比较点的移动：根据保持比较点移动前后系统的输入/输出关系不变的等效原则，可以将比较点向环节前或后移动。（2）环节前后引出点的移动：根据保持引出点移动前后系统的输入/输出关系不变的等效原则，可以将引出点向环节前或后移动。（3）连续比较点、连续引出点的移动：由于信号具有线性性质，它们的相加次序可以任意交换，因而它们的引出点也可以任意交换。已知在零初始条件下，系统的单位阶跃为，试求系统的传递函数和脉冲响应。解单位阶跃输入时，有，依题意

8．已知系统传递函数，且初始条件为：

试求系统在输入作用下的输出。

解系统的微分方程为：

考虑初始条件，对式（1）进行拉氏变换，得

（2）

（1）下图所示系统，求+W1W2HXcXr。XrW1(Xr–XCH)W2Xc=XrW1-(Xr–XCH)W2Xc（1-HW2)=XrW1-XrW2+W1W2HXcXr第3章时域分析法

A．2，1/2B．1/2，2C．2，2D．1/2，1（2）两个二阶系统的最大超调量δ相等，则此二系统具有相同的(B)A．ωnB．ξC．kD．ωd（3）一个单位反馈系统为I型系统，开环增益为k，则在r(t)=t输入下系统的稳态误差为(A)．B．0C．D．∞，其极点是(C)B．

C．D．（5）二阶最佳系统的阻尼比ζ为（

D

）A.1

B.2

C.0.1

D.0.7071．选择题（1）二阶系统传递函数为则其ξ,ωn依次为(B)A（4）某系统的传递函数为A．（6）对于欠阻尼系统,为提高系统的相对稳定性,可以(C)A．增大系统的固有频率;B.减小系统固有频率

C.增加阻尼

D.减小阻尼（7）在ζ不变的情况下,增加二阶系统的无阻尼固有频率,系统的快速性将(A)A.提高

B.降低

C.基本不变

D.无法得知（8）一系统对斜坡输入的稳态误差为零,则该系统是(C)A.0型系统

B.Ⅰ型系统

CⅡ型系统

D.无法确定

（9）系统的稳态误差为0,它的输入可能是()A.单位阶跃

B.2t

C.D.正弦信号（10）系统开环传函为,则该系统为()系统A.0型系统

B.Ⅰ型系统

CⅡ型系统

D.Ⅲ型系统11当输入量发生突变时，输出量不能突变，只能按指数规律逐渐变化的环节是()。A.积分B.比例.C惯性D.振荡12系统稳定的充分必要条件是其特征方程式的所有根均在根平面的(

)A.实轴上B.虚轴上C.左半部分D.右半部分主导极点的特点是（）A．距离实轴很远B．距离实轴很近C．距离虚轴很远D．距离虚轴很近13.在系统开环传递函数中增加零点，将使系统的超调量σp()A.增加B.减小C.不变D.不定14增大开环增益K，将使二阶系统稳定性()。A.改善B.变差C.不变D.具体问题具体分析15.以同等精度元件组成的开环系统和闭环系统，其精度比较为()A.开环高B.闭环高C.相差不多D.一样高答案ABCBBB

电子心脏起博器心律控制系统结构图如题图所示，其中模仿心脏的传递函数相当于一纯积分环节。

若对应最佳响应，问起博器增益K应取多大？2.若期望心速为60次/min，并突然接通起博器，问1s钟后实际心速为多少？瞬时最大心速多大？解

依题，系统传递函数为

令可解出

将t=1s代入二阶系统阶跃响应公式可得

时，系统超调量

最大心速为控制系统结构图如下：已知

试选择参数a、b、c的值，使系统响应速度信号时无稳态误差。+G1(s)G2(s)-R(s)C(s)

解：要求系统为Ⅱ型，得G(s)-R(s)C(s)a

s--R(s)C(s)E(s)、和2.确定时的速度反馈常数a

值，并确定的稳态误差。已知控制系统的结构图如下所示：1.当不存在速度反馈(a=0)时，试确定单位阶跃输入时的解：

；；；；。时1、一单位反馈控制系统，若要求：(1)跟踪单位斜坡输