自动控制原理及其应用试卷与答案

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1、21. 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。22. 输入信号和反馈信号之间的比较结果称为偏差23.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。24. 设一阶系统的传递G(s)=7/(s+2)，其阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为2 。25. 当输入为正弦函数时，频率特性G(j ) 与传递函数G(s) 的关系为s=j。26. 机械结构动柔度的倒数称为动刚度。27. 当乃氏图逆时针从第二象限越过负实轴到第三象限去时称为正穿越。28. 二阶系统对加速度信号响应的稳态误差为1/K。即不能跟踪加速度信号。29.根轨迹法是通过开环传递函数直接寻找闭环根轨

2、迹。30.若要求系统的快速性好，则闭环极点应距虚轴越远越好。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。23.某典型环节的传递函数是G (s)1，则系统的时间常数是0.5。s 224. 延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使相频特性发生变化。25. 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2 / n。26.反馈控制原理是检测偏差并纠正偏差的原理。27.已知超前校正装置的传递函数为G c ( s)2s 1，其最大超前角所对应的频0.32 s1率 m1.25。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

3、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。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。23.某典型环节的传递函数是 G (s)1，则系统的时间常数是0.5。2s24.延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使相频特性发生变化。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

4、中最常见的校正形式是串联校正和反馈校正29. 已知超前校正装置的传递函数为G c ( s)2s 1 ，其最大超前角所对应的频0.32 s1率m1.25。30. 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。1、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面，即：稳定性快速性准确性，其中最基本的要求是稳定性。2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为G(s) ，则该系统的开环传递函数为G (s)。3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有微分方程传递函数等。4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用劳思判据根

5、轨迹奈奎斯特判据等方法。5、设系统的开环传递函数为K，则其开环幅频特性为s(T1s1)(T2s 1)A()K相频特性为)2 1(T2 )2(T11( )90 0tg 1(T1 ) tg 1(T2 )。6、PID控制器的输入输出关系的时域表达式是m(t )K pe(t)K p tde(t)，0e(t )dt K pdtTi其相应的传递函数为GC ( s) K p1s)。(1sTi7 、最小相位系统是指S 右半平面不存在系统的开环极点及开环零点。1、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、快速性和准确性。2、控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值称为传递函数。一阶

6、系统传函标准形式是G(s)1，二Ts 1阶系统传函标准形式是G( s)222。ns2nsn3、在经典控制理论中，可采用劳斯判据 ( 或：时域分析法 ) ；、根轨迹法或奈奎斯特判据 ( 或：频域分析法 ) 等方法判断线性控制系统稳定性。4、控制系统的数学模型，取决于系统结构和参数,与外作用及初始条件无关。5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为20lgA( )，横坐标为lg。6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R，其中 P 是指开环传函中具有正实部的极点的个数， Z 是指闭环传函中具有正实部的极点的个数， R 指奈氏曲线逆时针方向包围(-1, j0 )整圈数。7、在二阶系统的单位阶跃响应图中

7、，t s 定义为系统响应到达并保持在终值5%或2% 误差内所需的最短时间。% 是响应的最大偏移量h(t p ) 与终值 h() 的差与h() 的比的百分数。8、PI 控制规律的时域表达式是K pt。 P I D 控制规律的传递函数表达式是m(t ) K p e(t)e(t)dtTi0GC ( s) K p (11s)。Ti s9、设系统的开环传递函数为K，则其开环幅频特性为1)(T2ss(T1s1)A()K，相 频特 性 为(T1)21 (T2 )21( )900tg 1(T1 ) tg 1(T2 )。21.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和数字控制系统。22.闭环控制系

8、统中，真正对输出信号起控制作用的是偏 差 信号。23.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。24.描述系统的微分方程为d 2 x0 t3 dx0 t2 x txt ，则频率特性dt 2dtiG( j)1。22 3j25.一般开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳态性能。26.二阶系统的传递函数 G(s)=4/(s 2+2s+4) ，其固有频率n2。27.对单位反馈系统来讲，偏差信号和误差信号相同。28.PID 调节中的“ P”指的是比例控制器。29. 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。30. 误差平方积分性能指标的特点是：重视大的误差，忽

9、略小的误差。21.自动控制系统最基本的控制方式是反馈控制。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。23.传递函数反映了系统内在的固有特性，与输入量无关。24.实用系统的开环频率特性具有低通滤波的性质。25.描述系统的微分方程为d 2 x0 t3 dx0 t2 x t x t ，则其频率特性dt 2dtiG( j )1。23j226.输入相同时，系统型次越高，稳态误差越小。27.系统闭环极点之和为常数。28.根轨迹在平面上的分支数等于闭环特征方程的阶数。29.为满足机电系统的高动态特性，机械传动的各个分系统的谐振频率应远高于机电系统的设计截止频率。30. 若系统的传递函数

10、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。1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。2、复合控制有两种基本形式：即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。3、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 G ( s) ，则 G(s) 为G1(s) +G2(s)（用 G1(s) 与 G2(s)表示）。4、典型二阶系统极点分布如图1 所示，则无阻尼自然频率n2，阻尼比20.707，2s22s2 0，该系统的特征方程为该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振荡。5、若某系统的单位脉冲响应为g (t )10e 0.2 t

11、5e 0.5t ，则该系统的传递函数G(s) 为105。s0.2ss 0.5s6、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。7、设某最小相位系统的相频特性为( ) tg1( ) 900tg 1 (T) ，则该系统的开环传递函数为K ( s1)。s(Ts1)8、PI控制器的输入输出关系的时域表达式是u(t) K p e(t)1e(t )dt，T其相应的传递函数为K p11 ，由于积分环节的引入，可以改善系统的Ts稳态性能。偏差信号21. 闭环控制系统中，真正对输出信号起控制作用的是。22. 系统的传递函数的零极点分布决定系统的动态特性。23. 二阶系统的传递函数 G(s)=4/(s2+2s+4) ，

12、其固有频率n.2。24. 用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标图示法和_对数坐标_ _图示法。25. 描述系统的微分方程为d 2 x0 tdx0txi t ，则频率特性dt 232x tdtG( j )1。223j26. 乃氏图中当 等于剪切频率时，相频特性距- 线的相位差叫相位裕量。27.单位反馈系统的稳态误差和稳态偏差相同。28. 滞后校正是利用校正后的幅值衰减作用使系统稳定的。29. 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。30.远离虚轴的闭环极点对瞬态响应的影响很小。1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。2、自动控制系统有两种基本

13、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，称为开环控制系统；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 制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。3、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奎斯特判据。4、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氏变换与输出拉氏变换之比。5 、 设 系 统 的 开 环 传 递 函 数 为 K ( s 1) ， 则 其 开 环 幅 频 特 性 为 s2 (Ts 1

14、)arctan180 oarctanT，相频特性为arctan180oarctanT。6、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c 对应时域性能指标调整时间ts，它们反映了系统动态过程的快速性。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输入是阶跃信号所引起的

15、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。28. 二阶系统当共轭复数极点位于28.45线上时，对应的阻尼比为0.707 。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。21.对控制系统的首要要求是系统具有稳定性。22.利用终值定理可在复频域中得到系统在时间域中的稳态值。23.传递函数反映了系统内在的固有特性，与输入量无关。24.若减少二阶欠阻尼系统超调量，可采取的措施是增大阻尼比。25.已知超前校正装置的传递函数为G c ( s)2s1 ，其最大超前角所对应的频0.

16、32 s1率 m _ 1.25 _。26.延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使相频特性发生变化27.某 典 型 环 节 的 传 递 函 数 是 G (s)1，则系统的时间常数是s 20.5。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.微分控制器是针对被调量的变化速率来进行调节。30.超前校正主要是用于改善稳定性和.快速性。选择题（每题2分，共 20 分）1.输入与输出均已给出，确定系统的结构和参数，称为（B ）A. 最优设计B.系统辨识C.系统分析D.最优控制2. 对于代表两个或两个以上输入信号进行（C ）的元件又称比较器。A. 微分B.相乘C.加减D.相除3. 直接对

17、控制对象进行操作的元件称为（C ）A. 比较元件B.给定元件C.执行元件D.放大元件4.某环节的传递函数是G s5s 32 ，则该环节可看成由（D ）环节串联而s组成。A. 比例、积分、滞后B.比例、惯性、微分C. 比例、微分、滞后D.比例、积分、微分5.已知系统的微分方程为6 x0t2 x 0t2 xi t，则系统的传递函数是（ A）A. 1B.2C.1D.23s13 s16s 23 s 26. 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. 一阶系统 G(s)=K的放大系数 K愈小，则系统的输出响应的稳态值（ C）Ts1A. 不变B.

18、不定C.愈小D.愈大8. 二阶欠阻尼系统的性能指标中只与阻尼比有关的是（ D ）A. 上升时间B.峰值时间C. 调整时间D.最大超调量9. 在用实验法求取系统的幅频特性时，一般是通过改变输入信号的（B ）来求得输出信号的幅值。A. 相位B.频率C.稳定裕量D.时间常数10. 设开环系统频率特性 G( j )=4时，其频率特性幅值3 ，当 =1rad/s(1j )A(1)= （ D ）A. 2B.4 2C.2D.2 2411. 一阶惯性系统 G ( s)1的转角频率指（ A）s2A.2B.1C.0.5D.012. 设单位负反馈控制系统的开环传递函数G (s)Ks(s a )，其中 K0，a0，则

19、闭环控制系统的稳定性与（C）A. K 值的大小有关B.a 值的大小有关C. a 和 K 值的大小无关D.a 和 K 值的大小有关13. 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（D）14. 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（C ）A. 充分条件B.必要条件C. 充分必要条件D.以上都不是15. 以下关于系统稳态误差的概念正确的是（B ）A. 它只决定于系统的结构和参数B.它只决定于系统的输入和干扰C. 与系统的结构和参数、输入和干扰有关D. 它始终为 016. 当输入为单位加速度且系统为单位反馈时，对于 I 型系统其稳态误差为 （ D）kC.1/kD.

20、17. 若已知某串联校正装置的传递函数为Gc ( s)2s ，则它是一种（C）A. 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18. 在系统校正时，为降低其稳态误差优先选用（A ）校正。A. 滞后B.超前C.滞后 - 超前D.减小增益19. 根轨迹上的点应满足的幅角条件为A.-1B.1G s H s（ D ）C. (2 k+1) /2 (k=0,1,2, )D. (2 k+1) ( k=0,1,2, )20. 主导极点的特点是（ A ）A. 距离虚轴很近B.距离实轴很近C. 距离虚轴很远D.距离实轴很远1.输入已知，确定系统，使输出尽可能符合给定的最佳要求，称为（C）A. 滤波

21、与预测B. 最优控制C.最优设计D.系统分析2. 开环控制的特征是（ C ）A. 系统无执行环节B.系统无给定环节C. 系统无反馈环节D.系统无放大环节3.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4.若系统的开环传递函数为10，则它的开环增益为（ D）s(5 s2)A.10B.2C.1D.55. 在信号流图中，只有（ D ）不用节点表示。A. 输入B.输出C.比较点D.方块图单元6. 二阶系统的传递函数G s1，其阻尼比是（A ）2s 14s2A.0.5B.1C.2D.47. 若二阶系统的调整时间长，则说明（ B ）A. 系统响应快B.系统响应

22、慢C. 系统的稳定性差D.系统的精度差8.比例环节的频率特性相位移（ A ）A.0 B.-90C.90D.-1809.已知系统为最小相位系统，则一阶惯性环节的幅频变化范围为（D ）A.0 45B.0-45 C.090D.0-90 10. 为了保证系统稳定，则闭环极点都必须在（A ）上。A. s 左半平面B.s 右半平面C. s 上半平面D.s 下半平面11. 系统的特征方程D s54 323 0 ，可以判断系统为（B ）ssA. 稳定B.不稳定C. 临界稳定D.稳定性不确定12. 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（ C ）A. 劳斯判据B.赫尔维茨判据C. 奈奎

23、斯特判据D.根轨迹法13. 对于一阶、二阶系统来说， 系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的 （ C ）A. 充分条件B. 必要条件C. 充分必要条件 D. 以上都不是14. 系统型次越高，稳态误差越（ A ）A. 越小B.越大C.不变D.无法确定15. 若已知某串联校正装置的传递函数为Gc ( s)s1 ，则它是一种（ D）10s1A. 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. 进行串联滞后校正后， 校正前的穿越频率c 与校正后的穿越频率c 的关系相比，通常是（ B ）A. c = cB.c cC.c cC.c cD.与 c 、 c 无关17.在系统中串联 PD调

24、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B.能影响系统开环幅频特性的高频段C.使系统的稳定性能得到改善D.使系统的稳态精度得到改善18. 滞后校正装置的最大滞后相位趋近（A）A.-45 B.45C.-90D.9019. 实轴上分离点的分离角恒为（.C）A. 45B.60C.90D.12020. 在电压位置随动系统的前向通道中加入（B ）校正，使系统成为II 型系统，可以消除常值干扰力矩带来的静态误差。A. 比例微分B.比例积分C. 积分微分D.微分积分1. 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（ A. 系统综合 B. 系统辨识 C. 系统分析C）D.系统设计2

25、. 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4.某系统的传递函数是G s1es ，则该可看成由（ C）环节串联而成。2s1A. 比例、延时B.惯性、导前C.惯性、延时D.惯性、比例5. 已知 F (s)s22s3，其原函数的终值f (t) （ C ）s( s25s4)tA.0B.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7 . 设一阶系统的传递函数是G s3，且容许误差为，则其调整时间为s22%（ C ）A.1B.

26、1.5C.2D.38. 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9. 若保持二阶系统的 不变，提高 n，则可以（ B ）A. 提高上升时间和峰值时间B.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10. 二阶欠阻尼系统的有阻尼固有频率d 、无阻尼固有频率n 和谐振频率r 比较（ D）A. r d nB. r n dC.n r dD. n d r11.设系统的特征方程为3 41035 2s20，则此系统中包含正实部特征D s sss的个数有（ C ）A.0B.1C.2D.312.根据系统的特征方程D s

27、 3s3s23s 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：G s(2 s1) ，当（ B ）时，闭环系统稳s2 (T1s1)定。A.T12B.T12C.T12D.任意T1和214.单位反馈系统开环传递函数为 G s4，当输入为单位阶跃时，其位23s2s置误差为（ B）15.当输入为单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 ）kC.1/kD.16.若已知某串联校正装置的传递函数为Gc ( s)2，则它是一种（D ）sA. 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17. 相位超前

28、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B.能影响系统开环幅频特性的高频段C. 使系统的稳定性能得到改善D.使系统的稳态精度得到改善19. 根轨迹渐近线与实轴的交点公式为（D）nmmnPjZiZiPjA. j 1i 1B.i1j1nmnmmnnmZiPjPjZiC.i 1j 1D.j1i1nmnm20. 直流伺服电动机测速机机组 （型号为 70SZD01F24MB）实际的机电时间常数为（ D）1.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

29、动系统C.连续控制系统D.数字控制系统2.与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（b）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.直接对控制对象进行操作的元件称为（DA. 给定元件B.放大元件C.比较元件D.执行元件4.某典型环节的传递函数是 G s1，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yt0.1t 2 ，则系统的传递函数是（ A ）A. 0.2B.0.1C.0.1D.0.2s3ss2s 26. 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）8.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9. 设一阶系统的传递 G ( s)7，其阶跃响应曲线在 t =0处的切线斜率为（ B）s2A.7B.2C.7D.12210. 若系统的传递函数在右半