控制工程基礎(chǔ)考卷（考試時間：90分鐘，滿分：100分）一、選擇題（10小題，每小題2分，共20分）1.控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型主要包括哪幾種？（）A.微分方程、傳遞函數(shù)、狀態(tài)空間表達(dá)式B.微分方程、傳遞函數(shù)、頻率特性C.傳遞函數(shù)、頻率特性、根軌跡D.微分方程、狀態(tài)空間表達(dá)式、根軌跡2.下列關(guān)于反饋控制的說法中，正確的是？（）A.反饋控制可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性B.反饋控制可以減小系統(tǒng)的誤差C.反饋控制可以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能3.控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與下列哪個參數(shù)無關(guān)？（）A.系統(tǒng)的類型B.阻尼比C.開環(huán)增益D.輸入信號的類型4.下列關(guān)于PID控制器的說法中，錯誤的是？（）A.P控制器可以減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差B.I控制器可以消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差C.D控制器可以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能D.PID控制器不能用于非線性系統(tǒng)5.下列關(guān)于頻率特性的說法中，正確的是？（）A.幅頻特性表示系統(tǒng)對不同頻率的正弦信號的增益B.相頻特性表示系統(tǒng)對不同頻率的正弦信號的相位差C.幅相特性表示系統(tǒng)對不同頻率的正弦信號的幅值和相位變化6.下列關(guān)于根軌跡的說法中，錯誤的是？（）A.根軌跡表示系統(tǒng)參數(shù)變化時，閉環(huán)極點(diǎn)的變化軌跡B.根軌跡可以用于分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.根軌跡可以用于設(shè)計系統(tǒng)的補(bǔ)償器D.根軌跡只適用于線性定常系統(tǒng)7.下列關(guān)于狀態(tài)空間模型的說法中，正確的是？（）A.狀態(tài)空間模型是一種時域模型B.狀態(tài)空間模型可以用于分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.狀態(tài)空間模型可以用于設(shè)計系統(tǒng)的控制器8.下列關(guān)于李雅普諾夫穩(wěn)定性判據(jù)的說法中，錯誤的是？（）A.李雅普諾夫穩(wěn)定性判據(jù)適用于非線性系統(tǒng)B.李雅普諾夫穩(wěn)定性判據(jù)可以用于判斷系統(tǒng)的全局穩(wěn)定性C.李雅普諾夫穩(wěn)定性判據(jù)需要求解系統(tǒng)的李雅普諾夫函數(shù)D.李雅普諾夫穩(wěn)定性判據(jù)只能用于分析線性系統(tǒng)9.下列關(guān)于最優(yōu)控制的說法中，正確的是？（）A.最優(yōu)控制是一種使系統(tǒng)性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)的控制方法B.最優(yōu)控制可以用于線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)C.最優(yōu)控制需要求解系統(tǒng)的最優(yōu)控制律10.下列關(guān)于自適應(yīng)控制的說法中，錯誤的是？（）A.自適應(yīng)控制可以用于處理系統(tǒng)參數(shù)的不確定性B.自適應(yīng)控制可以用于處理系統(tǒng)模型的不確定性C.自適應(yīng)控制需要實(shí)時調(diào)整控制器的參數(shù)D.自適應(yīng)控制只適用于線性系統(tǒng)二、填空題（5小題，每小題4分，共20分）11.控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s+10)，則系統(tǒng)的類型為_______。12.控制系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s^2+2s+10)，則系統(tǒng)的阻尼比為_______。13.控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s+1)(s+2)，則系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為_______。14.控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s+1)(s+2)(s+3)，則系統(tǒng)的帶寬頻率為_______。15.控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式為x'(t)=Ax(t)+Bu(t),y(t)=Cx(t)+Du(t)，其中A=[12;34],B=[1;1],C=[10],D=0，則系統(tǒng)的可控性矩陣為_______。三、簡答題（3小題，每小題10分，共30分）16.簡述控制系統(tǒng)的基本概念及其在工程中的應(yīng)用。17.簡述反饋控制的基本原理及其在控制系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用。18.簡述狀態(tài)空間模型的基本概念及其在控制系統(tǒng)分析中的應(yīng)用。四、計算題（3小題，每小題15分，8.判斷題（5小題，每小題4分，共20分）19.控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s+1)，則系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為0。（）20.控制系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s^2+2s+10)，則系統(tǒng)的阻尼比為0.5。（）21.控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s+1)(s+2)，則系統(tǒng)的帶寬頻率為1rad/s。（）22.控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式為x'(t)=Ax(t)+Bu(t),y(t)=Cx(t)+Du(t)，其中A=[12;34],B=[1;1],C=[10],D=0，則系統(tǒng)的可控性矩陣為滿秩矩陣。（）23.PID控制器不能用于非線性系統(tǒng)。（）9.名詞解釋（5小題，每小題4分，共20分）24.控制系統(tǒng)25.反饋控制26.狀態(tài)空間模型27.頻率特性28.根軌跡10.分析題（3小題，每小題15分，共45分）11.設(shè)計題（2小題，每小題20分，共40分）32.設(shè)計一個PID控制器，使得系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s+1)(s+2)。33.設(shè)計一個狀態(tài)反饋控制器，使得系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)為1,2,3。12.應(yīng)用題（2小題，每小題15分，共30分）13.推導(dǎo)題（2