自动控制原理题库(经典部分)

《自动控制原理题库(经典部分)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动控制原理题库(经典部分)（21页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、自动控制原理题库一、解释下面基本概念1、控制系统的基本控制方式有哪些？2、什么是开环控制系统？3、什么是自动控制？4、控制系统的基本任务是什么？5、什么是反馈控制原理？6、什么是线性定常控制系统？7、什么是线性时变控制系统？8、什么是离散控制系统？9、什么是闭环控制系统？10、将组成系统的元件按职能分类，反馈控制系统由哪些基本元件组成？11、组成控制系统的元件按职能分类有哪几种？12、典型控制环节有哪几个？13、典型控制信号有哪几种？14、控制系统的动态性能指标通常是指？15、对控制系统的基本要求是哪几项？16、在典型信号作用下，控制系统的时间响应由哪两部分组成?17、什么是控制系统时间响应的

2、动态过程？18、什么是控制系统时间响应的稳态过程？19、控制系统的动态性能指标有哪几个？20、控制系统的稳态性能指标是什么？21、什么是控制系统的数学模型？22、控制系统的数学模型有： 23、什么是控制系统的传递函数？24、建立数学模型的方法有?25、经典控制理论中，控制系统的数学模型有?26、系统的物理构成不同，其传递函数可能相同吗?为什么?27、控制系统的分析法有哪些？28、系统信号流图是由哪二个元素构成？29、系统结构图是由哪四个元素组成？30、系统结构图基本连接方式有几种？31、二个结构图串联连接，其总的传递函数等于？32、二个结构图并联连接，其总的传递函数等于？33、对一个稳定的控制

3、系统，其动态过程特性曲线是什么形状？34、二阶系统的阻尼比，其单位阶跃响应是什么状态？35、二阶系统阻尼比减小时，其阶跃响应的超调量是增大还是减小？36、二阶系统的特征根是一对负实部的共轭复根时，二阶系统的动态响应波形是什么特点？37、设系统有二个闭环极点，其实部分别为：2；30，问哪一个极点对系统动态过程的影响大？38、二阶系统开环增益K增大，则系统的阻尼比减小还是增大？39、一阶系统可以跟踪单位阶跃信号，但存在稳态误差？不存在稳态误差。40、一阶系统可以跟踪单位加速度信号。一阶系统只能跟踪单位阶跃信号（无稳态误差）可以跟踪单位斜坡信号（有稳态误差）41、控制系统闭环传递函数的零点对应系统微

4、分方程的特征根。应是极点42、改善二阶系统性能的控制方式有哪些？43、什么是二阶系统？什么是型系统？44、恒值控制系统45、谐振频率46、随动控制系统47、稳态速度误差系数KV48、谐振峰值49、采用比例微分控制或测速反馈控制改善二阶系统性能，其实质是改变了二阶系统的什么参数？。50、什么是控制系统的根轨迹？51、什么是常规根轨迹？什么是参数根轨迹？52、根轨迹图是开环系统的极点在s平面上运动轨迹还是闭环系统的极点在s平面上运动轨迹？53、根轨迹的起点在什么地方？根轨迹的终点在什么地方？54、常规根轨迹与零度根轨迹有什么相同点和不同点？55、试述采样定理。56、采样器的功能是？57、保持器的功

5、能是？二、填空题： 1、经典控制理论中，控制系统的分析法有： 、 、。2、控制系统的动态性能指标有哪几个？ 、 、 、 、 。3、改善二阶系统的性能常用和 二种控制方法。4、二阶系统中阻尼系数0，则系统的特征根是 ；系统的单位阶跃响应为 。5、根据描述控制系统的变量不同，控制系统的数学模型有： 、。6、对控制系统的被控量变化全过程提出的共同基本要求归纳为：、。7、采用比例微分控制或测速反馈控制改善二阶系统性能，其实质是改变了二阶系统的。8、设系统有二个闭环极点，实部分别为：2；30，哪一个极点 对系统动态过程的影响大？9、反馈控制系统的基本组成元件有 元件、 元件、 元件、元件、元件。10、经

6、典控制理论中，针对建立数学模型时所取的变量不同而将系统的数学模型分为： 模型、 模型、模型。11、控制系统的分析法有：、。12、 、 和准确性是对自动控制系统性能的基本要求。13、二阶振荡环节的标准传递函数是 。14、一阶系统的单位阶跃响应为 。15、二阶系统的阻尼比在_范围时，响应曲线为非周期过程。16、在单位斜坡输入信号作用下，型系统的稳态误差ess=_。17、单位斜坡函数t的拉氏变换为_。18、在单位斜坡输入信号作用下，I型系统的稳态误差ess=_。19、当且仅当闭环控制系统传递函数的全部极点都具有_时，系统是稳定的。20、线性定常系统的传递函数，是在_条件下，系统输出信号的拉氏变换与输

7、入信号的拉氏变换的比。21、控制系统的校正方式有： ； ； ； 。22、反馈控制系统是根据给定值和_的偏差进行调节的控制系统。23、在某系统特征方程的劳斯表中，若第一列元素有负数，那么此系统_。24、根据根轨迹绘制法则，根轨迹的起点起始于 ，根轨迹的终点终止于 。25、若根轨迹位于实轴上两个相邻的开环极点之间，则这两个极点之间必定存在 点。26、线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为_。27、设系统的频率特性为，则称为 。28、在小迟延及低频情况下，迟延环节的频率特性近似于 的频率特性。29、型系统极坐标图的奈氏曲线的起点是在相角为_的无限远处。30、根

8、据幅相曲线与对数幅频、相频曲线的对应关系，幅相曲线单位园上一点对应对数幅频特性的 线，幅相曲线单位圆外对应对数幅频特性的 范围。31、用频率校正法校正系统，在不影响系统稳定性的前提下，为了保证稳态误差要求，低频段 要充分大，为保证系统的动态性能，中频段的斜率为 ，为削弱噪声影响，高频段增益要 。32、利用滞后网络进行串联校正的基本原理是：利用校正网络对高频信号幅值的 特性，使已校正系统的 下降，从而使系统获得足够的 。33、超前校正是将超前网络的交接频率1/aT和1/T选择在待校正系统 的两边，可以使校正后系统的 和 满足性能指标要求。34、根据对数频率稳定判据判断系统的的稳定性，当幅频特性穿

9、越0db线时，对应的相角裕度0，这时系统是 ；当相频特性穿越180。线时，对应的幅频特性h0，这时系统是。35、在频域设计中，一般地说，开环频率特性的低频段表征了闭环系统的 ；开环频率特性的中频段表征了闭环系统的 ；开环频率特性的高频段表征了闭环系统的 ；36、滞后校正装置最大滞后角的频率= 。37、0型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为_dB/dec，高度为20lgKp。38、串联校正装置可分为超前校正、滞后校正和_。39、积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为_dBdec。40、在离散控制系统中有二个特殊的环节，它们是 和 。三、单项选择题1、在建立数学模型时，一个元件只能有

10、一种结构图与其对应？A.正确 B.不正确2、根据所取的变量不同，一个元件的结构图不是唯一的。A.正确 B.不正确3、一个系统只能有一种信号流图与其对应。A.正确 B.不正确4、根据所取的变量不同，一个系统的信号流图不是唯一的。A.正确 B.不正确5、正弦函数sin的拉氏变换是（ ）A.B.C.D. 6、二阶系统当01时，如果增加，则输出响应的最大超调量将（ ）A.增加B.减小C.不变D.不定7、下列判别系统稳定性的方法中，哪一个是在频域里判别系统稳定性的判据（ ）A.劳斯判据B.赫尔维茨判据C.奈奎斯特判据D.根轨迹法8、设单位负反馈系统的开环传函为G(s)=，那么它的相位裕量的值为（ ）A.

11、15B.60C.30D.459、滞后超前校正装置的相角是，随着的增大（ ）A.先超前再滞后B.先滞后再超前C.不超前也不滞后D.同时超前滞后10、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11、若系统的状态方程为，则该系统的特征根为（ ）A.s1=-3,s2=-4B.s1=3,s2=4C.s1=1,s2=-3D.s1=-3,s2=412、确定根轨迹的分离点和会合点，可用（ ）A.B.幅值条件C.幅角条件D.13、某校正环节传递函数Gc(s)=，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（ ）A.(0,j0)B.(1,j0)C.(1,j1)D.(10,j0)14、

12、设积分环节的传递函数为G(s)=，则其频率特性幅值M()=（ ）A.B.C.D.15、由电子线路构成的控制器如图，它是（ ）A.PI控制器B.PD控制器C.PID控制器D.P控制器16、研究自动控制系统时常用的典型输入信号是（ ）A脉冲函数B斜坡函数C抛物线函数D阶跃函数17、实轴上根轨迹右端的开环实数零点、极点的个数之和为（ ）A零B大于零C奇数D偶数18、PID控制器的传递函数形式是（ ）A5+3sB5+3C5+3s+3D5+19、拉氏变换将时间函数变换成（ ）A正弦函数B单位阶跃函数C单位脉冲函数D复变函数20、线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下（ ）A系统输出信号与输入信号之比B

13、系统输入信号与输出信号之比C系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比D系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比21、PID控制器中，积分控制的作用是（ ）A克服对象的延迟和惯性B能使控制过程为无差控制C减少控制过程的动态偏差D使过程较快达到稳定22、当二阶系统的根分布在右半根平面时，系统的阻尼比为（ ）A0B=0C0123、若某系统的传递函数为G(s)=，则其频率特性的实部R()是（ ）AB-CD-24、已知系统的特征方程为(s+1)(s+2)(s+3)=s+4，则此系统的稳定性为（ ）A稳定B临界稳定C不稳定D无法判断25、已知系统前向通道和反馈通道的传递函数分别为G（s）=，当

14、闭环临界稳定时，Kh值应为（ ）A-1B-0.1C0.1D126、闭环系统特征方程为G(s)H(s)=-1,其中G(s)H(s)的矢量表示为（ ）A1/（2l+1） B1/(2l+1)C1/（2l） D1/(l)（各备选项中l=0,1,2）27、某串联校正装置的传递函数为Gc(s)=k，该校正装置为（ ）A滞后校正装置B超前校正装置C滞后超前校正装置D超前滞后校正装置28、设开环系统频率特性G(j，则其对数幅频特性的渐近线中频段斜率为（ ）A-60dB/decB-40dB/decC-20dB/decD0dB/dec29、设控制系统的开环传递函数为G(s)=，该系统为( )A0型系统B1型系统C

15、2型系统D3型系统30、若系统的特征方程式为s3+4s+1=0，则此系统的稳定性为( )A稳定B临界稳定C不稳定D无法判断31、确定根轨迹与虚轴的交点，可用( )A劳斯判据B幅角条件C幅值条件D32、PI控制器的传递函数形式是( )A5+3sB5+4sC D33、设一单位反馈控制系统的开环传递函数为G0(s)=，要求KV=20，则K=( )A10B20C30D4034、决定系统静态性能和动态性能的是系统传递函数的( )A零点和极点B零点和传递系数C极点和传递系数D零点、极点和传递系数35、令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的( )A代数方程B特征方程C差分方程D状态方程36、

16、过阻尼系统的动态性能指标是调整时间ts和( )A峰值时间tpB最大超调量pC上升时间trD衰减比pp37、二阶振荡环节的相频特性，当时，其相位移为( )A-270B-180C-90D038、设某系统开环传递函数为G(s)=，则其频率特性奈氏图起点坐标为( )A(-10，j0)B(-1，j0)C(1，j0)D(10，j0)39、采用负反馈连接时，如前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则其等效传递函数为( )ABCD40、一阶系统G(s)=的时间常数T越大，则系统的输出响应达到稳态值的时间( )A越长B越短C不变D不定41、开环传递函数为，则根轨迹上的点为( )A-6+jB

17、-3+jC-jDj四、基本性能指标的计算（1）、下列描述系统的微分方程中，r(t)为输入量，c(t)为输出量，判断哪些是线性定常系统，哪些是线性时变系统，哪些是非线性系统？（2）、已知系统的特征方程，s5+3s4+12s3+20s2+35s+25=0，求系统的稳定性和系统在s右半平面的根数或虚根值。（3）、求下图采样系统输出的Z变换Y(Z) (T=1秒) 1S+11S+1Y(Z)1/S提示：（5）、用Z变换法求解差分方程：y(k+3)+6y(k+2)+11y(k+1)-6y(k)=0y(0)=y(1)=1 y(2)=0（）（6）、已知控制系统的传递函数为： ，试求描述系统的微分方程。（7）、已

18、知单位反馈控制系统的开环传递函数为求1）单位阶跃响应；2）单位斜坡响应。（8）、设单位反馈控制系统的开环传递函数为G0(s)=当参考输入r(t)=4t+8t2时，试求系统的稳态误差essr。五、基本图形1、绘制下述电路的结构图 C R1 UIUO R22、系统信号流图如图所示，试用梅逊公式求传递函数。 e g1a b c d f h3、己知系统开环零、极点分布如图所示，试概略绘出相应的闭环系统根轨迹图。jjj jj4、某无源RLC网络如图所示，当=5rad/s时，其频率特性G(j)的幅值M()=2,相角，试求其传递函数G(s)。5、设一阶系统的闭环传递函数为G(s)=,试分析并画出其不同时间常

19、数T（T1T2T3）时的单位阶跃响应曲线。R1R2C6、求所示控制系统的传递函数UrUcR2R1C0R0R0C1-G1(s)H1(s)G2(s)H2(s)R(s)（要）C(s)（要）+W1W2HXcXrG1(s)G3(s)G2(s)H(s)R(s)（要）C(s)（要）W1W3W4Xr(s)W2W5Xc(s)N(s)j六、系统基本分析1、已知系统的特征方程，s4+3s3+6s2+3s+6=0，判断该系统的稳定性，若闭环系统不稳定，指出其在s平面右半部的极点个数（要有劳斯计算表）。2、已知系统的特征方程，s4+4s3+5s2+4s+5=0，判断该系统的稳定性，若闭环系统不稳定，指出其在s平面右半部

20、的极点个数（要有劳斯计算表）。3、已知系统如下图所示，画出系统根轨迹（关键点要标明）。求使系统稳定的K值范围，及临界状态下的振荡频率。XrXcKS3S2+2S24、控制系统如图所示，k=16/s，T=0.25s，试求（1）系统的阻尼系数，自然振荡频率n；（2）计算系统的超调量%；（3）若%=16%，当T不变时k等于多少？ （提示：）5、已知一单位负反馈系统的单位阶跃响应曲线如下图所示，求系统的闭环传递函数。22.18Xc(t)t (s)tm0.86、已知单位负反馈系统的开环传函为 画出系统根轨迹（关键点要标明）。求使系统稳定的K值范围，及临界状态下的振荡频率。7、设系统开环传函为，试分别大致画

21、出T三种情况下的奈氏图。8、求电路传递函数，并分析该电路是超前特性还是滞后特性。 9、已知单位反馈系统的开环传递函数，试求输入信号为r(t)= t时，系统的稳态误差10、已知单位反馈系统的开环传递函数，试求输入信号为r(t)=2t时，系统的稳态误差11、试根据奈氏稳定判据，判断下图所示曲线对应的闭环系统的稳定性。（式中：K1；T1、T2 、T0）j-1j-112、试画出下列传递函数的Bode图13、一最小相位系统的开环对数频率特性如图所示，求：1.分析写出系统的开环传递函数；2.利用相角裕度判断系统的稳定性。 dB210100-40-20-40 14、某最小相位系统的开环对数幅频特性如图所示

22、，1.写出系统开环传递函数；2.利用相角裕度判断系统稳定性。 15、已知某系统动态结构图如图所示，试用奈氏判据判断其稳定性并指出不稳定极点的个数。16、设二阶系统的闭环传递函数为，当01时的奈氏曲线（分T三种情况），并判断系统的稳定性。23、已知一系统原有的特性为，校正装置的特性为，（1）画出原系统和校正装置的对数幅频特性。（2）当采用串联校正时，求校正后系统的开环传递函数，并计算其相位裕量PM和增益裕量GM。七、基本设计1、位置随动系统如图所示，若要求系统的最大超调量% 20% ，峰值时间tp1s，确定开环增益度K和速度反馈增益b 提示R(s)C(s)2、图示为某控制系统阶跃单位响应h(t)

23、波形，试根据图中所示，求系统的阻尼系数和自然振荡频率nh(t)（和）t121.30.1（提示：）3、系统结构图如图所示，若要求该系统单位阶跃响应的超调量 25 ，峰值时间tp0.5秒，(1)确定系统中的K值和值。(2)当r(t)=t时, 求系统稳态误差。R(s)C(s)4、如图所示自动调节系统，试求使系统稳定时KP值的范围。C(S)R(S)5、设单位负反馈系统的开环传递函数为，试用劳斯判据确定K为多大值时，将使系统振荡，并求出振荡频率。6、位置随动系统的结构图如图2所示，若要求系统的最大超调量% 20%，峰值时间tp1s (1)确定开环增益K和速度反馈增益b; (2)当r(t)=t, 求静态速

24、度误差系数及系统稳态误差。（提示：% e/ 100 % ；tp=）7、已知一最小相位系统开环的对数幅频特性如下图所示，试写出系统开环传递函数，计算相位裕量PM和增益裕量GM。若系统原有的开环传递函数为，而校正后的对数幅频特性如下图所示，求串联校正装置的传递函数。140L()dB4100-2-2-1八、用MATLAB求解系统1、描述系统的微分方程：，用MATLAB命令求：（1）以分子、分母多项式形式建立系统的传递函数；（2）以零点、极点表达式形式建立系统传递函数；（3）求系统的零点、极点、增益；（4）画出零点、极点分布图；（5）在时间轴为20s的范围画出系统的单位阶跃响应曲线和脉冲响应曲线， 2、分析系统 的稳定性，并说明哪个系统是稳定的，造成不稳定的原因是什么？说明零点、极点对系统稳定性的影响。3、设系统传递函数分析、绘制系统的单位阶跃响应和脉冲响应曲线，求出系统的极点，指出该系统响应是收敛的、发散的还是等幅振荡。4、系统结构图图中： 求系统传递函数。5、反馈系统结构图 图中： ，当k=1、10、100、1000时重复求解本题，研究闭环系统的稳定随k变化情况，以及闭环极点如何随k的改变而改变。6、系统开环传递函数求系统根轨迹，确定系统临界状态时的k*和n。