1、一、填空題1、反饋控制又稱偏差控制，其控制作用是通過 給定值 與反饋量的差值進行的。2、復合控制有兩種基本形式：即按 輸入 的前饋復合控制和按 擾動 的前饋復合控制。3、兩個傳遞函數分別為G1(s)與G2(s)的環節，以并聯方式連接，其等效傳遞函數為，則G(s)為 G1(s) + G2(s) （用G1(s)與G2(s) 表示）。5、若某系統的單位脈沖響應為，則該系統的傳遞函數G(s)為 10/(s+0.2)+5/(s+0.5) 。6、設某最小相位系統的相頻特性為，則該系統的開環傳遞函數為 G(s)=K(1+s)/(s(1+Ts) 。二、選擇題1、采用負反饋形式連接后，則 ( D )A、一定能使

2、閉環系統穩定； B、系統動態性能一定會提高；C、一定能使干擾引起的誤差逐漸減小，最后完全消除；D、需要調整系統的結構參數，才能改善系統性能。2、系統特征方程為 ，則系統 ( C )A、穩定； B、單位階躍響應曲線為單調指數上升；C、臨界穩定； D、右半平面閉環極點數。3、系統在作用下的穩態誤差，說明 ( A )A、 型別； B、系統不穩定；C、 輸入幅值過大； D、閉環傳遞函數中有一個積分環節。4、已知開環幅頻特性如圖2所示， 則圖中不穩定的系統是( B )。 系統 系統 系統圖2A、系統 B、系統 C、系統 D、都不穩定5、若某最小相位系統的相角裕度，則下列說法正確的是 ( C )。A、不穩

3、定； B、只有當幅值裕度時才穩定；C、穩定； D、不能判用相角裕度判斷系統的穩定性。四、（共20分）系統結構圖如圖4所示：圖41、寫出閉環傳遞函數表達式；（4分）2、要使系統滿足條件：,試確定相應的參數和；（4分）3、求此時系統的動態性能指標；（4分）4、時，求系統由產生的穩態誤差；（4分）5、確定，使干擾對系統輸出無影響。（4分）解：1、（4分） 2、（4分） 3、（4分） 4、（4分） 5、（4分）令：得：五、（共22分）某最小相位系統的開環對數幅頻特性曲線如圖5所示：1、寫出該系統的開環傳遞函數；（8分）2、寫出該系統的開環頻率特性、開環幅頻特性及開環相頻特性。（3分）3、求系統的相角裕

4、度。（7分）4、若系統的穩定裕度不夠大，可以采用什么措施提高系統的穩定裕度？（4分）解：1、從開環波特圖可知，原系統具有比例環節、一個積分環節、兩個慣性環節。故其開環傳函應有以下形式 (2分)由圖可知：處的縱坐標為40dB, 則, 得 (2分) （2分）故系統的開環傳函為 （2分）2、寫出該系統的開環頻率特性、開環幅頻特性及開環相頻特性：開環頻率特性 （1分）開環幅頻特性 （1分）開環相頻特性： （1分）3、求系統的相角裕度： 求幅值穿越頻率，令 得（3分） （2分） （2分）對最小相位系統 臨界穩定4、（4分）可以采用以下措施提高系統的穩定裕度：增加串聯超前校正裝置；增加串聯滯后校正裝置；增

5、加串聯滯后-超前校正裝置；增加開環零點；增加PI或PD或PID控制器；在積分環節外加單位負反饋。一、填空題 1、在水箱水溫控制系統中，受控對象為 水箱 ，被控量為 水溫 。2、自動控制系統有兩種基本控制方式，當控制裝置與受控對象之間只有順向作用而無反向聯系時，稱為 開環控制系統 ；當控制裝置與受控對象之間不但有順向作用而且還有反向聯系時，稱為 閉環控制系統 ；含有測速發電機的電動機速度控制系統，屬于 閉環控制系統 。3、穩定是對控制系統最基本的要求，若一個控制系統的響應曲線為衰減振蕩，則該系統 穩定 。判斷一個閉環線性控制系統是否穩定，在時域分析中采用 勞斯判據 ；在頻域分析中采用 奈奎斯特判

6、據 。4、傳遞函數是指在零 初始條件下、線性定常控制系統的 輸出拉氏變換 與輸入拉氏變換 之比。5、設系統的開環傳遞函數為，則其開環幅頻特性為 ，相頻特性為 (或：) 。二、選擇題1、關于傳遞函數，錯誤的說法是 ( D ) A 傳遞函數只適用于線性定常系統； B 傳遞函數不僅取決于系統的結構參數，給定輸入和擾動對傳遞函數也有影響； C 傳遞函數一般是為復變量s的真分式；D 閉環傳遞函數的極點決定了系統的穩定性。2、下列哪種措施對改善系統的精度沒有效果 ( C )。A、增加積分環節 B、提高系統的開環增益K C、增加微分環節 D、引入擾動補償3、高階系統的主導閉環極點越靠近虛軸，則系統的 ( D

7、 ) 。A、準確度越高 B、準確度越低 C、響應速度越快 D、響應速度越慢 4、已知系統的開環傳遞函數為，則該系統的開環增益為 ( C )。A、 50 B、25 C、10 D、5 5、已知某些系統的開環傳遞函數如下，屬于最小相位系統的是( B )A、 B 、 C 、 D、6、下列系統中屬于不穩定的系統是( D )。 A、閉環極點為的系統 B、閉環特征方程為的系統C、階躍響應為的系統 D、脈沖響應為的系統四、設系統閉環傳遞函數 ，試求： 1、； ；時單位階躍響應的超調量、調節時間及峰值時間。 2、；和；時單位階躍響應的超調量、調節時間和峰值時間。3、 根據計算結果，討論參數、對階躍響應的影響。解

8、：系統的閉環傳函的標準形式為：，其中 1、當 時， （4分）當 時， （3分）2、當 時， （4分）當 時， （3分）3、根據計算結果，討論參數、對階躍響應的影響。（6分）(1)系統超調只與阻尼系數有關，而與時間常數T無關，增大，超調減小；（2分）(2)當時間常數T一定，阻尼系數增大，調整時間減小，即暫態過程縮短；峰值時間增加，即初始響應速度變慢； （2分）(3)當阻尼系數一定，時間常數T增大，調整時間增加，即暫態過程變長；峰值時間增加，即初始響應速度也變慢。 （2分）五、已知反饋系統的開環傳遞函數為 ，試： 1、用奈奎斯特判據判斷系統的穩定性；（10分）2、若給定輸入r(t) = 2t2時，

9、要求系統的穩態誤差為0.25，問開環增益K應取何值。（7分）3、求系統滿足上面要求的相角裕度。（5分）解：1、系統的開環頻率特性為（2分）幅頻特性：， 相頻特性：（2分）起點：；（1分）終點：；（1分） ，圖2曲線位于第3象限與實軸無交點。（1分）開環頻率幅相特性圖如圖2所示。 判斷穩定性：開環傳函無右半平面的極點，則，極坐標圖不包圍（1，j0）點，則根據奈氏判據，ZP2N0 系統穩定。（3分） 2、若給定輸入r(t) = 2t2時，要求系統的穩態誤差為0.25，求開環增益K：系統為1型，位置誤差系數K P =，速度誤差系數KV =K ， （2分）依題意： ， （3分）得 （2分）故滿足穩態誤

10、差要求的開環傳遞函數為3、滿足穩態誤差要求系統的相角裕度：令幅頻特性：，得， （2分）， （1分）相角裕度： （2分） 一、填空題1、對自動控制系統的基本要求可以概括為三個方面，即： 穩定性 、快速性和 準確性 。2、控制系統的 輸出拉氏變換與輸入拉氏變換在零初始條件下的比值 稱為傳遞函數。一階系統傳函標準形式是，二階系統傳函標準形式是 (或：) 。3、在經典控制理論中，可采用勞斯判據、根軌跡法或 奈奎斯特判據 等方法判斷線性控制系統穩定性。4、控制系統的數學模型，取決于系統結構和 參數 , 與外作用及初始條件無關。5、線性系統的對數幅頻特性，縱坐標取值為(或：) ，橫坐標為(或：按對數分度)

11、 。6、奈奎斯特穩定判據中，Z = P - R ，其中P是指 開環傳函中具有正實部的極點的個數，(或：右半S平面的開環極點個數) ，Z是指 閉環傳函中具有正實部的極點的個數(或：右半S平面的閉環極點個數，不穩定的根的個數) ，R指 奈氏曲線逆時針方向包圍 (-1, j0 )整圈數 。7、在二階系統的單位階躍響應圖中，定義為 系統響應到達并保持在終值誤差內所需的最短時間(或：調整時間，調節時間) 。是 響應的最大偏移量與終值的差與的比的百分數。（或：，超調） 。8、設系統的開環傳遞函數為，則其開環幅頻特性為 ，相頻特性為 。二、判斷選擇題1、關于線性系統穩態誤差，正確的說法是：( C ) A、

12、一型系統在跟蹤斜坡輸入信號時無誤差 ；B、 穩態誤差計算的通用公式是；C、 增大系統開環增益K可以減小穩態誤差；D、 增加積分環節可以消除穩態誤差，而且不會影響系統穩定性。2、適合應用傳遞函數描述的系統是 ( A )。A、單輸入，單輸出的線性定常系統；B、單輸入，單輸出的線性時變系統；C、單輸入，單輸出的定常系統；D、非線性系統。3、若某負反饋控制系統的開環傳遞函數為，則該系統的閉環特征方程為 ( B )。A、 B、 C、 D、與是否為單位反饋系統有關4、非單位負反饋系統，其前向通道傳遞函數為G(S)，反饋通道傳遞函數為H(S)，當輸入信號為R(S)，則從輸入端定義的誤差E(S)為 ( D )A、 B 、C 、 D、5、已知單位反饋系統的開環傳遞函數為，當輸入信號是時，系統的穩態誤差是( D )A、 0 ； B、 ； C、 10 ； D、 208、關于系統零極點位置對系統性能的影響，下列觀點中正確的是( A )A 、 如果閉環極點全部位于S左半平面，則系統一定是穩定的。穩定性與閉環零點位置無關；B、 如果閉環系統無零點，且閉環極點均為負實數極點，則時間響應一定是衰減振蕩的；C 、 超調量僅取決于閉環復數主導極點的衰減率