自动控制原理题目参考答案.doc

一、填空题
1 闭环控制系统又称为反馈控制系统。
2 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。
3一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 。
4 控制系统线性化过程中，线性化的精度与系统变量的 偏移程度 有关。
5 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。
6 一般讲系统的位置误差指输入是 阶跃信号 所引起的输出位置上的误差。
7 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。
8 二阶系统当共轭复数极点位于 +-45度 线上时，对应的阻尼比为0.707。
9 PID调节中的“P”指的是 比例 控制器。
10 若要求系统的快速性好，则闭环极点应距虚轴越_ 远 越好。
11 在水箱水温控制系统中，受控对象为_水箱 ，被控量为_水温 。
12 自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为_ 开环控制方式 ；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为_ 闭环控制方式 ；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于_ 开环控制方式 。
13 稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统_ 稳定 _。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用_ 劳斯判据 _；在频域分析中采用_ 奈氏判据 _。
14、传递函数是指在_ 零 _初始条件下、线性定常控制系统的_ 输入拉式变换 _与_ 输出拉式变换 _之比。
15 设系统的开环传递函数为，则其开环幅频特性为_ _，相频特性为 _-180-arctan（tw-Tw）/1+tTw _。
16 频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率对应时域性能指标_ 调整时间t _，它们反映了系统动态过程的_快速性 _。
17 复合控制有两种基本形式：即按 输入 的前馈复合控制与按 扰动 的前馈复合控制。
18 信号流图由节点___与___支路_组成。
19 二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为_（0，1）___。
20 两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为，则G(s)为 G1(s)+ G2(s)（用G1(s)与G2(s) 表示）。
21 PI控制器是一种相位_比例积分___的校正装置。
22 最小相位系统是指 S右半平面不存在系统的开环零点与开环极点 。
23对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：快速性____、_稳定性___与准确性。
24如果根轨迹位于实轴上两个相邻的开环极点之间，则在这两个极点间必定存在_一个分离点 _。
25如果要求系统的快速性好，则_闭环极点_ _应距离虚轴越远越好。
26___相角条件 _ 是确定平面上根轨迹的充分必要条件，而用_模值条件__ 确定根轨迹上各点的根轨迹增益k*的值。当n-m≥__2_ _ 时, 开环n 个极点之与等于闭环n个极点之与。
27 二阶振荡环节的对数幅频渐进特性的高频段的斜率为__ __（db/dec）。
28 对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：_稳定性_ __、快速性与__准确性 __。
29 控制系统的__ __称为传递函数。一阶系统传函标准形式是_1/Ts+1_ __，二阶系统传函标准形式是__ 书本P88_（3-11）_。
30 在经典控制理论中，可采用__劳斯判据 __、根轨迹法或__奈氏判据 __等方法判断线性控制系统稳定性。
31控制系统的数学模型，取决于系统_结构_ __与__ 参数__, 与外作用及初始条件无关。
32线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为__20lgA（w） __，横坐标为__ lgw__。
33奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P是指__极点个数 __，Z是指_零点个数_ __，R指__ __。（P186 幅角原理）
34在二阶系统的单位阶跃响应图中，定义为__调节时间 __。是__ 超调量__。
35 PI控制规律的时域表达式是P211 （6-12）__ __。PID 控制规律的传递函数表达式是__ P219__。
36设系统的开环传递函数为，则其开环幅频特性为___，相频特性为__-90-arctanT1w-arctanT2w __。
37“经典控制理论”的内容是以_传递函数_ __为基础的。
38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 __。
39某典型环节的传递函数是，则系统的时间常数是_0.5相频特性_ __。
40延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使__ __发生变化。
41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与__幅值裕量 __来做出判断。
42一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。
43输入相同时，系统型次越高，稳态误差越小__ __。
44系统主反馈回路中最常见的校正形式是_串联校正__与反馈校正。
二、选择题
1. 系统与输入已知，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. 惯性环节与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. ω从0变化到+∞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.惯性环节
6. 若系统的开环传 递函数为，则它的开环增益为（ C ）
A.1 B.2 C.5 D.10
7. 二阶系统的传递函数，则该系统是（ B ）
A.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ζ不变，提高ωn，则可以（B ）
A.提高上升时间与峰值时间 B.减少上升时间与峰值时间 C.提高上升时间与调整时间 D.减少上升时间与超调量
9. 一阶微分环节，当频率时，则相频特性为（ ） A
A.45° B.-45° C.90° D.-90°
10.最小相位系统的开环增益越大，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，则此系统 （ ）A
A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。
12.某单位反馈系统的开环传递函数为：，当k=（ ）时，闭环系统临界稳定。C
A.10 B.20 C.30 D.40
13.设系统的特征方程为，则此系统中包含正实部特征的个数有（ ）C
A.0 B.1 C.2 D.3
14.单位反馈系统开环传递函数为，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（ ）C
A.2 B.0.2 C.0.5 D.0.05
15.若已知某串联校正装置的传递函数为，则它是一种（ ）D
A.反馈校正 B.相位超前校正 C.相位滞后—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. B. C. D.
17.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
19.开环传递函数为G(s)H(s)= ,则实轴上的根轨迹为（ ）C
A.(-3，∞) B.(0，∞) C.(-∞，-3) D.(-3，0)
20.在直流电动机调速系统中，霍尔传感器是用作（ ）反馈的传感器。B
A.电压 B.电流 C.位移 D.速度
21．传递函数的概念适用于（ ）系统。D
A．线性、非线性 B．线性时变 C．非线性定常 D．线性定常
22．高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的 ( ) 。D
A、准确度越高 B、准确度越低 C、响应速度越快 D、响应速度越慢
23．某单位反馈系统对速度输入信号的稳态误差为0.1，则该系统的开环传递函数（A ）。
A．没有积分环节且开环放大倍数K=10 B．有1个积分环节且开环放大倍数K=10
C．有1个积分环节且开环放大倍数K=0.1 D．有2个积分环节且开环放大倍数K=0.1
24．一个稳定的二阶系统的阻尼比满足（ C）的条件时，系统的响应具有衰减震荡的特征。
A． B． C． D．
25．当开环传递函数的根轨迹增益从变化时，闭环根轨迹（B ）。
A．起于开环零点，终于开环极点 B．起于开环极点，终于开环零点
C．起于闭环极点，终于闭环零点 D．起于闭环零点，终于闭环极点
26．Ⅰ型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为（D ）。
A．-20 (dB/dec) B．-40 (dB/dec) C．0 (dB/dec) D．+20 (dB/dec)
27．求取系统频率特性的方法有（ C）。
A．脉冲响应法 B．根轨迹法 C．解析法与实验法 D．单位阶跃响应法
28．已知某系统串联校正环节的传递函数为，则该校正环节属于（A ）。
A．超前校正 B．滞后校正 C．超前-滞后校正 D．滞后-超前校正
29．已知系统的开环传递函数为，则该系统的开环增益为 ( )。C
A、 50 B、25 C、10 D、5
30．一阶系统的阶跃响应，（ ）。B
A．有超调 B．当时间常数T较大时有超调 C．当时间常数T较小时有超调 D．无超调 31．设某环节频率特性为，当，其频率特性相位移为（ A）。
A．-180° B．-90° C．0° D．45°
32．设二阶振荡环节的传递函数，则其对数幅频特性渐近线的转角频率为（ ）。C
A．2rad/s B．8rad/s C．4rad/s D．16rad/s
33．已知单位反馈控制系统在阶跃函数作用下，稳态误差ess为常数，则此系统为（ A）。
A．0型系统 B．I型系统 C．Ⅱ型系统 D．Ⅲ型系统
34．同一系统，不同输入信号与输出信号之间传递函数的特征方程（ A）。
A．相同 B．不同 C．不存在 D．不定
35 ω从0变化到+∞时，迟延环节频率特性极坐标图为（ A）
A．圆 B．半圆 C．椭圆 D．双曲线
36传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？（C ）
A．输入信号 B．初始条件 C．系统的结构参数 D．输入信号与初始条件
37适合应用传递函数描述的系统是 ( A )
A．单输入，单输出的线性定常系统 B．单输入，单输出的线性时变系统
C．单输入，单输出的定常系统 D．非线性系统
38开环传递函数，其中，则实轴上的根轨迹为（ ）A
A. B. C. D.
39设系统的传递函数为，则系统的阻尼比为（　B）
A. B. C. D.1
40 1型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为（D ）
A.-40(dB/dec) B.-20(dB/dec) C.0(dB/dec) D.+20(dB/dec)
41求取系统频率特性的方法有（C ）
A．脉冲响应法 B．根轨迹法 C．解析法与实验法 D．单位阶跃响应法
42一阶系统的闭环极点越靠近S平面原点，则 (D )
A．准确度越高 B．准确度越低 C．响应速度越快 D．响应速度越慢
43一阶系统的阶跃响应，（ B）
A．无超调 B．当时间常数T较大时有超调
C．当时间常数T较小时有超调 D．有超调
44设，当k增大时，闭环系统（ ）B
A．由稳定到不稳定 B．由不稳定到稳定 C．始终稳定 D．始终不稳定
45设开环传递函数为，其根轨迹渐近线与实轴的交点为（C ）
A．0 B．－1 C．－2 D．－3
46在伯德图中反映系统抗高频干扰能力的是（ B）
A.低频段 B. 高频段 C.中频段 D.无法反映
47若两个系统的根轨迹相同，则有相同的（ D）
A.闭环零点与极点 B.开环零点 C.闭环极点 D.阶跃响应
48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( B )
A.充分条件 B.充分必要条件 C.必要条件 D.以上都不是
四、综合题
1．系统的结构图如图所示，试求该系统的输入输出传递函数。
提示：根据各个节点 列写方程，然后解出传递函数
2．已知某系统在零初始条件下的单位阶跃响应为
求传递函数与系统的脉冲响应
提示：求得C（s）R（s） 然后 得到传递函数，再根据脉冲激励拉式变换，得到脉冲响应拉式变换，然后逆变换！
3．试建立如下图所示电路的动态微分方程，并求传递函数。
提示：设电容C两端电压为u1，列出方程，解得拉式变换U1(S)与Uo（s）关系，再根据 U1(S)+Uo(s）=Ui（s） 得到传递函数
4已知。求原函数 拉式逆变换，你懂的！
5．一单位负反馈系统的开环传递函数为, 试计算输入分别为、与时，以及时，系统的稳态误差。 输入信号拉式变换以后，套用P117页（3-67 3-68）公式
6．某控制系统如图所示。其中控制器采用增益为的比例控制器，即，试确定使系统稳定的Kp值范围。
这个，先求传递函数，再根据1+G(s)H(s)=0得到关于K的方程，然后根据劳斯判据（P112)，得到K的范围。（0，15）
7．已知系统开环零极点分布如下图所示，试绘制相应的根轨迹图。无图无真相
8．已知系统结构图如下图所示，使用劳斯稳定判据确定它能使系统稳定的反馈参数的取值范围。
！！又是劳斯判据！
9．一最小相位系统传递函数的渐近对数幅频曲线如下图所示。 （15分）
（1） 求其传递函数。
（2） 概略绘制系统的奈氏曲线图及用奈氏判据分析该系统的稳定性。
（3） 说明能否直接由该渐近对数幅频曲线判断系统的稳定性。
10 某单位反馈系统，
（1）试概略绘制系统开环幅相曲线（要求有计算过程）；P 176例题
（2）利用奈氏判据判断其稳定性。 （不会）
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