《控制工程基础》习题集.doc

-精品word文档 值得下载 值得拥有-第一部分：单选题1.自动控制系统的反馈环节中必须具有 b a.给定元件 b检测元件c放大元件 d执行元件2. 在直流电动机的电枢回路中，以电流为输出，电压为输入，两者之间的传递函数是 a a比例环节 b积分环节 c惯性环节 d微分环节3. 如果系统不稳定，则系统 a a.不能工作 b可以工作，但稳态误差很大 c可以工作，但过渡过程时间很长 d可以正常工作4. 在转速、电流双闭环调速系统中，速度调节器通常采用 B 调节器。 a比例 b比例积分 c比例微分 d比例积分微分5.单位阶跃函数1(t)的拉氏变换式L1(t)为 B ：aS b. c. d. S26. 在直流电动机的电枢回路中，以电流为输出，电压为输入，两者之间的传递函数是 A A比例环节 B积分环节 C惯性环节 D微分环节7如果系统不稳定，则系统 A A. 不能工作 B可以工作，但稳态误差很大 C可以工作，但过渡过程时间很长 D可以正常工作8. 已知串联校正网络(最小相位环节)的渐近对数幅频特性如下图所示。试判断该环节的相位特性是 A ：A相位超前B相位滞后C相位滞后超前D相位超前滞后9. 在转速、电流双闭环调速系统中，速度调节器通常采用 B 调节器。 A比例 B比例积分 C比例微分 D比例积分微分10. 已知某环节的幅相频率特性曲线如下图所示，试判定它是何种环节 惯性环节 ：11. PI调节器是一种（ a ）校正装置。A相位超前 B. 相位滞后 C. 相位滞后超前 D. 相位超前滞后12. 开环增益K增加，系统的稳定性（ c ）：A变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定13. 开环传递函数的积分环节v增加，系统的稳定性（ ）：A变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定14. 已知 f(t)=0.5t+1，其Lf(t)=( c ):AS+0.5S2 B. 0.5S2 C. D. 15.自动控制系统的反馈环节中必须具有（ b ）：A.给定元件 B检测元件C放大元件 D执行元件16.PD调节器是一种（ a）校正装置。A相位超前 B. 相位滞后 C. 相位滞后超前 D. 相位超前滞后17.已知最小相位系统的开环对数幅频特性曲线的渐近线如下图所示，试确定其开环增益K（ c ）。 A、0 ； B、5 ； C、10 ； D、12 0 L() （-20） （+20） dB (rad/s) 3 5 10 12 3018.已知系统的特征方程为S3+S2+S+5=0，则系统稳定的值范围为（ c ）。0； B. 5 ； D. 01 C. 1 D. 0121. 振荡环节的传递函数为（ a ）。A. n /(S2+2nS+1) (01) ； B. n /(S2+2nS+1) （=1）；C. T2/（T2S2+2TS+1） (01 C. 1 D. 0125 如果自控系统微分方程的特征方程的根在复平面上的位置均在右半平面，那么系统为（ b ）系统：A稳定 B. 不稳定 C. 稳定边界 D. 不确定26.在右图所示的波特图中，其开环增益K = （ ）。A、c2/1； B、c3/12； C、2c/1； D、1c/21 2 c-20-40-20L()27.某机械平移系统如图所示，则其传递函数的极点数P为( )。 A. 3 ； B. 4 ； C.5 ； D. 6m1m228.典型二阶振荡系统的（ ）时间可由响应曲线的包络线近似求出。A、峰值 ； B、延时 ； C、调整 ； D、上升29. cos2t的拉普拉斯变换式是 A. B. C.D.30. 控制系统的稳态误差反映了系统的 A. 快速性 B. 稳态性能 C. 稳定性D.动态性能31. 对于典型二阶系统，在欠阻尼状态下，如果增加阻尼比的数值，则其动态性能指标中的最大超调量将 A. 增加B. 不变 C. 不一定D.减少32. 开环增益K增加，系统的稳态性能（ ）：A变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定33. 开环传递函数的积分环节v增加，系统的稳态性能（ ）：A变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定34.已知系统的开环传递函数为: G(S)H(S) = K(S+1)/(T1S+1)(T2S+1)(T2S2+2TS+1)，则它的对数幅频特性渐近线在趋于无穷大处的斜率为（ ）（单位均为dB/十倍频程）。A、-20 ； B、-40 ； C、-60 ； D、-8035.以下频域性能指标中根据开环系统来定义的是（ ）。截止频率b； B、谐振频率r与谐振峰值Mr；C、频带宽度； D、相位裕量与幅值裕量Kg36.开环增益K减小，系统的稳定性（ ）：A变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定37 如果自控系统微分方程特征方程的根在复平面上的位置均在右半平面，那么系统为（ ）系统：A稳定 B. 不稳定 C. 稳定边界 D. 不确定38. 以下性能指标中不能反映系统响应速度的指标为（ ）A上升时间tr B调整时间ts C幅值穿越频率c D相位穿越频率g39. 已知 f(t)=0.5t+1，其Lf(t)=( ):AS+0.5S2 B. 0.5S2 C. D. 40.系统的开环对数幅频特性的（ ）表征着系统的稳态性能。A. 低频渐近线（或其延长线）在=1处的高度；B.中频段的斜率 ；C.中频段的宽度 ；D.高频段的斜率41.对于典型二阶系统，当阻尼比不变时，如果增加无阻尼振荡频率n的数值，则其动态性能指标中的调整时间ts( )。 A、增加； B、减少 ； C、不变 ； D、不定42.对于典型二阶系统，当（ ）时，最大超调量为0。 A、= 0 ； B、= 1 ； C、01 ； D、043.下列函数既可用初值定理求其初值又可用终值定理求其终值的为： （ ）。A. 5/（S2+25）； B.5/（S2+16）； C. 1/（S-2）； D.1/（S+2）44.已知系统的频率特性为G（j）=K(1+j0.5)/(1+j0.3)(1+j0.8)，其相频特性G（j）为（ ）。A、 arctg0.5 arctg0.3 arctg0.8 B、 -arctg0.5 arctg0.3 arctg0.8C、 -arctg0.5 + arctg0.3 + arctg0.8D、 arctg0.5 + arctg0.3 + arctg0.845.根据下面的开环波德图，试判断闭环系统的稳定性（ ）。 A、稳定 ； B、不稳定 ； C、条件稳定 ； D、临界稳定20lgL(dB)-180 046.函数b + ce-at(t0)的拉氏变换是( )。A、 bS + c/(S+1) ；B、bS c/(S+a) ； C、b/S + c/(S+a) ；D 、b/S + c/(S-a)47.系统的开环对数幅频特性的（ ）表征着系统的稳态性能。A、 频渐近线（或其延长线）在=1处的高度；B.中频段的斜率 ；C.中频段的宽度 ；D.高频段的斜率48.对于典型二阶系统，当阻尼比不变时，如果增加无阻尼振荡频率n的数值，则其动态性能指标中的调整时间ts( )。 A、增加； B、减少 ； C、不变 ； D、不定49.振荡环节的传递函数为（ ）。A.n /(S2+2nS+1) (01) ；B.n /(S2+2nS+1)（=1）； C. T2/（T2S2+2TS+1） (01) ； D.1/S（TS+1） 50.对于典型二阶系统，当（ ）时，最大超调量为0。 A、= 0 ； B、= 1 ； C、01 ； D、051.下列函数既可用初值定理求其初值又可用终值定理求其终值的为：（ ）。A. 5/（S2+25）； B. 5/（S2+16）； C. 1/（S-2）； D.1/（S+2）52. 典型二阶系统在无阻尼情况下的阻尼比等于 A. =0B. 0 C. 01的二阶系统 D. 阻尼比0的二阶系统43. 系统的频率特性这一数学模型取决于A. 输入量的大小 B. 扰动量 C. 系统内部的固有参数 D. 系统内部的结构44. 下列稳定的系统是A. 开环传递函数为的系统 B. 相位裕量0的系统 C. 开环传递函数为（ab）的系统45. 对于开环传递函数为的系统，减少开环增益 K将使系统的A. 开环相频特性曲线下移 B. 开环幅频特性曲线下移 C. 幅值穿越频率C变小，系统的快速性变差 D. 相位裕量增大，稳定性变好46. 线位移检测元件有 A. 差动变压器B. 热电阻 C. 热电偶D. 感应同步器47. 线性系统在正弦输入信号作用下，其稳态输出与输入的 A. 相位可能相等 B. 频率相等 C. 幅值可能相等 D. 频率不相等48. 系统的数学模型取决于 A. 系统内部的结构 B. 扰动量 C. 系统内部的固有参数 D. 输入量的大小49. 某开环系统增加如下的某一环节后，致使系统的稳定性变差的是 A. 积分环节 B. 惯性环节 C. 比例微分 D. 振荡环节50. 增加系统的开环增益 K将使系统的 A. 开环相频特性曲线不变 B. 开环幅频特性曲线上移 C. 幅值穿越频率C变大，系统的快速性变好 D. 相位裕量增大，稳定性 第四部分：建模题3. 机械系统如下图所示，其中，外力f(t)为系统的输入，位移x(t)为系统的输出，m为小车质量，k为弹簧的弹性系数，B为阻尼器的阻尼系数，试求系统的传递函数（小车与地面的摩擦不计）6.今测得最小相位系统渐近对数幅频特性曲线如下图所示，试求其传递函数G(S)的表达式。10. 机械系统如图所示，其中，A点的位移X1(t)为系统的输入，位移X2(t)为系统的输出， K1、K2分别为两弹簧的弹性系数，B为阻尼器的阻尼系数，试求系统的传递函数。12. 今测得最小相位系统渐近对数幅频特性曲线如下图所示，试求其传递函数G(S)的表达式。13. 下图所示为二级电路网络图。已知ui(t)为该网络的输入，uo(t)为该网络的输出，i1(t)、i2(t)、ua(t)为中间变量。试画出以ui(t)为输入，uo(t)为输出的系统的动态结构图；根据画出的系统结构图，求出系统的传递函数。14. 弹簧-阻尼系统如右图所示，其中K1、K2为弹簧弹性系统，B1、B2为粘性阻尼系数。若位移x(t)为输入量，位移y(t)为输出量。试求该系统的传递函数。y (t)B1x(t)K1K2B216.已知某单位负反馈系统为最小相位系统，其对数幅频特性曲线的渐近线如图所示，试求其开环传递函数G（s）的表达式（其中阻尼比=1/2）。 dB L() 20 0dB/dec -20dB/dec 0dB/dec -40dB/dec 0 (rad/s) 0.1 2 5 10 17. 如下图为一机械系统（小车的质量为m ，弹簧的弹性系数为K ，不计小车与地面的摩擦），若以冲击力F(t)为输入量，小车位移x(t)为输出量。 求此系统的传递函数 ； 当F(t)为一单位脉冲函数(t)时，求小车的位移x(t)=？18. 某单位负反馈系统（设为最小相位系统）的开环对数幅频特性曲线渐近线如下，求该系统的开环传递函数。19. 某单位负反馈系统（设为最小相位系统）的开环对数幅频特性曲线渐近线如下，求该系统的开环传递函数。23. 求下述函数的拉氏变换 f(t)=1/a2 (at0) f(t)=1/(- a2) (at2a) f(t)=0 (t2a) 并求当a0时F(s)的极限值。24. 试列写右图所示机械系统的运动方程。25. 试列写右图所示机械系统的运动方程。26. 列写图2-13所示系统的输出电压u2与输入为电动机转速间的微分方程；Ks是隔离放大器。（其中CC1; C1C2）27. 下图所示电路，起始处于稳太，在t=0时刻开关断开。试求电感L两端电压对t的函数关系，并画出大致图形和用初值定理和终值定理演算。28. 试列写右图所示发电机的电枢电压与激磁电压间的微分方程。（忽略发电机电感）。29. 试画出以电机转速为输出，以干扰力矩为输入的电动机结构图，并求其传递函数。第五部分：稳定性分析题1.利用劳斯稳定判据，确定下图所示系统的稳定性。2. 利用劳斯稳定判据，确定下图所示系统的稳定性。3.下图所示潜艇潜水深度控制系统方块图。试应用劳斯稳定判据分析该系统的稳定性。4. 已知高阶系统的特征方程为 s6+2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0 试求特征根。5.为使具有特征方程D(S)=S3+dS2+(d+3)S+7=0的系统稳定，求的取值范围。6.某典型二阶系统的开环传递函数为G(S)=请应用对数稳定判据分析当K增加时，此系统稳定性如何变化。7. 某系统的结构图如下图所示，求该系统稳定时K的取值范围。8. 已知单位负反馈系统的开环传递函数为试求当为多少时，闭环系统稳定。9. 设单位反馈系统的开环传递函数为G（s）=(as+1)/s2，试确定使相位裕量=+450时的a值（a0）。第六部分：结构图简化题1.用等效变换规则化简如下动态结构图：2.简化下面框图，求出C(S)=?3.用等效变换规则化简如下动态结构图：4. 基于方框图简化法则，求取系统传递函数（s）=XO（s）/Xi（s）。G1(s)G2(s)G3(s)H(s)Xi（s）XO（s）+5.求右图的输出信号C(s)。6. 求下图的输出信号C(s)。7. 试求下图所示系统的传递函数C(s)/R(s)。8. 试求下图所示系统的传递函数C(s)/R(s)。9. 试求下图所示系统的传递函数C(s)/R(s)。10. 试求下图所示系统的传递函数C(s)/R(s)。11. 试求下图所示系统的传递函数C(s)/R(s)。12. 简化下列方块图求其传递函数 。13. 简化下列方块图求其传递函数 。第七部分：时域分析题1. 已知系统的输出与输入信号之间的关系用下式描述：c(t)=5r(t-3),试求在单位阶跃函数作用下系统的输出特性。2.系统如图所示，r(t)=1(t)为单位阶跃函数，试求： 系统的阻尼比和无阻尼自然频率n； 动态性能指标：超调量MP和调节时间tS()3. 下图所示为飞行器控制系统方块图。已知参数：KA=16,q=4及KK=4。试求取： （1）该系统的传递函数C(s)/R(s)。 （2）该系统的阻尼比及无阻尼自振频率n （3）反应单位阶跃函数过渡过程的超调量、峰值时间及过渡过程时间。4. 下图为仿型机床位置随动系统方块图。试求该系统的： （1）阻尼比及无阻尼自振率n。 （2）反应单位阶跃函数过渡过程的超调量、峰值时间tp、过渡过程时间ts及振荡次数N。5. 试求取图3-18所示控制系统当K=10秒-1及TM=0.1秒时： （1）阻尼比及无阻尼自振率n。 （2）反应单位阶跃函