第10頁共18頁自動控制原理（一）復習題一.單項選擇題1、采用負反饋形式連接后，則()A、一定能使閉環系統穩定；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、下列哪種措施對提高系統的穩定性沒有效果()。A、增加開環極點；B、在積分環節外加單位負反饋；C、增加開環零點；D、引入串聯超前校正裝置。3、系統特征方程為，則系統()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。4、系統在作用下的穩態誤差，說明()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。5、對于以下情況應繪制0°根軌跡的是()A、主反饋口符號為“-”；B、除外的其他參數變化時；C、非單位反饋系統；D、根軌跡方程（標準形式）為。6、開環頻域性能指標中的相角裕度對應時域性能指標()。A、超調B、穩態誤差C、調整時間D、峰值時間7、進行串聯滯后校正后，校正前的穿越頻率與校正后的穿越頻率的關系，通常是()A.B.C.D.與無關8、若某最小相位系統的相角裕度，則下列說法正確的是()。A、不穩定；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。9、若某串聯校正裝置的傳遞函數為，則該校正裝置屬于()。A、超前校正B、滯后校正C、滯后-超前校正D、不能判斷10、下列串聯校正裝置的傳遞函數中，能在處提供最大相位超前角的是：A、B、C、D、11、反饋控制系統又稱為（）A、開環控制系統

B、閉環控制系統B、擾動順饋補償系統

D、輸入順饋補償系統12、位置隨動系統的主反饋環節通常是（

）

A、電壓負反饋

B、電流負反饋C、轉速負反饋

D、位置負反饋13、如果典型二階系統的單位階躍響應為減幅振蕩(又稱阻尼振蕩)，則其阻尼比（）A、ξ<0

B、ξ=0C、0<ξ<1

D、14、G(s)=

1/[(S+1)(S+2)(S+3)(S+4)]環節的對數相頻特性的高頻漸近線斜率為（）A、

-20dB

B、-40dBC、-60dB

D、

-80dB15、某自控系統的開環傳遞函數G(s)=1/[(S+1)(S+2)]

，則此系統為（）A、穩定系統

B、不穩定系統C、穩定邊界系統

D、條件穩定系統16、若一系統的特征方程式為(s+1)2(s－2)2+3＝0，則此系統是（）A、穩定的B、臨界穩定的C、不穩定的 D、條件穩定的17、下列性能指標中的(

)為系統的穩態指標。A、σP

B、ts

C、N

D、ess18、下列系統中屬于開環控制的為：(

)A、自動跟蹤雷達

B、數控加工中心C、普通車床

D、家用空調器19、RLC串聯電路構成的系統應為(

)環節。A、比例

B、.慣性

C.、積分

D、振蕩20、輸出信號與輸入信號的相位差隨頻率變化的關系是()。A、幅頻特性

B、相頻特性C、傳遞函數

D、頻率響應函數21.實驗中可以從()獲取頻率特性。A.穩定的線性和非線性系統B.不穩定的線性和非線性系統C.不穩定的線性系統D.穩定的線性系統22.傳遞函數的概念適用于（）系統。A．線性、非線性B.線性非時變C．非線性定常D.線性定常23．系統的動態性能包括（）。A．穩定性、平穩性B.平穩性、快速性C．快速性、穩定性D.穩定性、準確性24．確定系統根軌跡的充要條件是（）。A．根軌跡的模方程B.根軌跡的相方程C．根軌跡增益D.根軌跡方程的階次25．正弦信號作用于線性系統所產生的頻率響應是（）。A．輸出響應的穩態分量B.輸出響應的暫態分量C．輸出響應的零輸入分量D.輸出響應的零狀態分量26．系統的傳遞函數完全決定于系統的()。A．輸入信號B.輸出信號C.結構和參數D.擾動信號27．控制系統的相位穩定裕量反咉了系統的()。A．穩定性B.穩態性能C.快速性D.動態性能28．一般來說，系統增加積分環節，系統的穩定性將（）。A．變好B.變壞C.不變D.可能變好也可能變壞29．系統開環對數幅頻特性L(ω)中頻段主要參數的大小對系統的（）性能無影響。A.動態B.穩態C.相對穩定性D.響應的快速性30．反饋控制系統又稱為（）

A．開環控制系統B．閉環控制系統

C．擾動順饋補償系統D．輸入順饋補償系統二.多項選擇題31、自動控制系統的數學模型包括（）A． 微分方程 B．傳遞函數C．頻率特性 D．結構圖32、閉環控制系統的輸出（）A、參與系統的反饋調節B、不參與系統的反饋調節C、到輸入有反饋通路D、到輸入無反饋通路33、在開環傳遞函數中，適當增加一個開環零點，會引起（）A、根軌跡左移，改善系統動態性能B、根軌跡左移，改善系統穩態性能C、根軌跡右移，改善系統動態性能D、系統的穩定性和快速性得到改善34、狀態轉移矩陣的求法及表達式有（）A、矩陣指數法B、拉氏變換法C、D、35、已知開環幅頻特性如圖所示，則下圖中穩定的系統是()ω=0ω=0-1ω=∞v=1p=0j[GH]-1-1ω=0ω=∞v=2p=0j[GH]ω=0-1ω=∞v=0p=1j[GH]系統=1\*GB3ω=0-1ω=∞v=0p=1j[GH]-1-1ω=∞v=3p=0j[GH]系統=3\*GB3③系統=4\*GB3④A、系統=1\*GB3①B、系統=2\*GB3②C、系統=3\*GB3③D、系統=4\*GB3④36、閉環控制系統的輸出（）A、參與系統的反饋調節B、不參與系統的反饋調節C、到輸入有反饋通路D、到輸入無反饋通路37、下列系統中屬于閉環環控制的為(

)A.自動跟蹤雷達

B.數控加工機床C.恒溫電爐箱

D.普通電風扇38、對于下面的描述是正確的為（）A、拉普拉斯變換的位移定理為L[f(t-τ0)=e-sF(τ0+S)B、在任意線性形式下L[af1(t)+bf2(t)]=aF1(s)+bF2(s)C、原函數為.則象函數F（S）=D、勞斯判拒判斷系統穩定的充分必要條件是特斯方程各項系數大于零39、開環傳遞函數為，，其相位裕量過小，欲增大相位裕量，可采取的措施有（）A、減小KB、增大KC、減小D、減小40、控制系統常用的校正方法有（）A．串聯校正 B．反饋校正C．狀態反饋 D．并聯校正41、用狀態變量描述同一系統時（）A．狀態變量選擇唯一 ，狀態空間表達式也唯一B．狀態變量選擇非唯一 ，狀態空間表達式非唯一C．狀態空間表達式可以不同，但特征方程式是相同的D．狀態空間表達式可以不同，特征方程式也可以不同的42、下圖是溫度自動控制系統原理示意圖。對該系統以下正確的是（）電壓電壓放大器功率放大器Eru+_+_爐子熱電偶電熱絲給定信號電動機減速器調壓器220+_A、該系統是閉環系統B、被控量是電阻絲C、該系統采用偏差控制D、系統是穩定的43、關于系統的輸出誤差，以下正確的是（）A、和系統的結構和參數有關B、和輸入信號的形式和大小有關C、擾動引起的輸出是誤差D、和輸入作用于系統的位置有關44、對于下面的描述是正確的為（）A、系統的特征方程為則該系統穩定B、單位負反饋系統中當時C、系統輸出的振幅與輸入振幅之比稱為幅頻特性D、頻率特性只對系統適用，對控制元件，部件，控制裝置不適用45、已知開環幅頻特性如圖所示，則下圖中穩定的系統是()0)(L系統①系統②-1ω-1ω=∞v=3p=0+j+1ω=0-1ω=∞v=0p=1+j+1系統③系統=4\*GB3④A、系統①B、系統②C、系統③D、系統=4\*GB3④46、在開環傳遞函數中，適當增加一個開環零點，會引起（）A、根軌跡左移，改善系統動態性能B、根軌跡左移，改善系統穩態性能C、根軌跡右移，改善系統動態性能D、系統的穩定性和快速性得到改善三.名詞解釋47、傳遞函數：傳遞函數是指在零初始條件下，系統輸出量的拉式變換與系統輸入量的拉式變換之比。48、系統校正：為了使系統達到我們的要求，給系統加入特定的環節，使系統達到我們的要求，這個過程叫系統校正。49、主導極點：如果系統閉環極點中有一個極點或一對復數極點據虛軸最近且附近沒有其他閉環零點，則它在響應中起主導作用稱為主導極點。50、香農定理：要求離散頻譜各分量不出現重疊,即要求采樣角頻率滿足如下關系：ωs≥2ωmax。51、狀態轉移矩陣：，描述系統從某一初始時刻向任一時刻的轉移。52、峰值時間：系統輸出超過穩態值達到第一個峰值所需的時間為峰值時間。53、動態結構圖：把系統中所有環節或元件的傳遞函數填在系統原理方塊圖的方塊中，并把相應的輸入、輸出信號分別以拉氏變換來表示，從而得到的傳遞函數方塊圖就稱為動態結構圖。54、根軌跡的漸近線：當開環極點數n大于開環零點數m時，系統有n-m條根軌跡終止于S平面的無窮遠處，且它們交于實軸上的一點，這n-m條根軌跡變化趨向的直線叫做根軌跡的漸近線。55、脈沖傳遞函數：零初始條件下，輸出離散時間信號的z變換與輸入離散信號的z變換之比，即。56、Nyquist判據（或奈氏判據）：當ω由-∞變化到+∞時，Nyquist曲線（極坐標圖）逆時針包圍（-1，j0）點的圈數N，等于系統G(s)H(s)位于s右半平面的極點數P，即N=P，則閉環系統穩定；否則（N≠P）閉環系統不穩定，且閉環系統位于s右半平面的極點數Z為：Z=∣P-N∣57、程序控制系統:輸入信號是一個已知的函數，系統的控制過程按預定的程序進行，要求被控量能迅速準確地復現輸入，這樣的自動控制系統稱為程序控制系統。58、穩態誤差：對單位負反饋系統，當時間t趨于無窮大時，系統對輸入信號響應的實際值與期望值（即輸入量）之差的極限值，稱為穩態誤差，它反映系統復現輸入信號的（穩態）精度。59、尼柯爾斯圖（Nichocls圖）：將對數幅頻特性和對數相頻特性畫在一個圖上，即以（度）為線性分度的橫軸，以l(ω)=20lgA(ω)（db）為線性分度的縱軸，以ω為參變量繪制的φ(ω)曲線，稱為對數幅相頻率特性，或稱作尼柯爾斯圖（Nichols圖）60、零階保持器：零階保持器是將離散信號恢復到相應的連續信號的環節，它把采樣時刻的采樣值恒定不變地保持（或外推）到下一采樣時刻。61、狀態反饋設系統方程為，若對狀態方程的輸入量取，則稱狀態反饋控制。四.簡答題62、常見的建立數學模型的方法有哪幾種？各有什么特點？有以下三種：(1)機理分析法：機理明確，應用面廣，但需要對象特性清晰,(2)實驗測試法：不需要對象特性清晰，只要有輸入輸出數據即可，但適用面受限,(3)以上兩種方法的結合:通常是機理分析確定結構，實驗測試法確定參數，發揮了各自的優點，克服了相應的缺點63、PD屬于什么性質的校正？它具有什么特點？超前校正。可以提高系統的快速性，改善穩定性64、幅值裕度，相位裕度各是如何定義的？,65、典型的非線性特性有哪些？飽和特性、回環特性、死區特性、繼電器特性66、舉例說明什么是閉環系統？它具有什么特點？既有前項通道，又有反饋通道，輸出信號對輸入信號有影響，存在系統穩定性問題。67.簡要畫出二階系統特征根的位置與單位階躍響應曲線之間的關系。單調發散單調收斂振蕩發散等幅振蕩振蕩收斂單調發散單調收斂振蕩發散等幅振蕩振蕩收斂68、減小系統在給定信號或擾動信號作用下的穩態誤差的方法主要有那些？=1\*GB3①、保證系統中各環節（或元件）的參數具有一定的精度及線性性；=2\*GB3②、適當增加開環增益或增大擾動作用前系統前向通道的增益；=3\*GB3③、適當增加系統前向通道中積分環節的數目；=4\*GB3④、采用前饋控制（或復合控制）。69、連續控制系統或離散控制系統穩定的充分必要條件是什么？連續控制系統穩定的充分必要條件是閉環極點都位于S平面左側；離散控制系統穩定的充分必要條件系統的特性方程的根都在Z平面上以原點為圓心的單位圓內。70、非線性系統和線性系統相比，有哪些特點?非線性系統的輸入和輸出之間不存在比例關系，也不適用疊加定理；非線性系統的穩定性不僅與系統的結構和參數有關，而且也與它的初始信號的大小有關；非線性系統常常會產生自振蕩。71、自動控制系統的數學模型有哪些?自動控制系統的數學模型有微分方程、傳遞函數、頻率特性、結構圖。72、定值控制系統、伺服控制系統各有什么特點？定值控制系統為給定值恒定，反饋信號和給定信號比較后控制輸出信號；伺服控制系統為輸入信號是時刻變化的，輸入信號的變化以適應輸出信號的變化。73、從元件的功能分類，控制元件主要包括哪些類型的元件？控制元件主要包括放大元件、執行元件、測量元件、補償元件。74、對于最小相位系統而言，若采用頻率特性法實現控制系統的動靜態校正，靜態校正的理論依據是什么？動校正的理論依據是什么？靜態校正的理論依據：通過改變低頻特性，提高系統型別和開換增益，以達到滿足系統靜態性能指標要求的目的。動校正的理論依據：通過改變中頻段特性，使穿越頻率和相角裕量足夠大，以達到滿足系統動態性能要求的目的。75、在經典控制理論中用來分析系統性能的常用工程方法有那些？分析內容有那些？常用的工程方法：時域分析法、根軌跡法、頻率特性法；分析內容：瞬態性能、穩態性能、穩定性。76、用狀態空間分析法和用傳遞函數描述系統有何不同？傳遞函數用于單變量的線性定常系統，屬于輸入、輸出的外部描述，著重于頻域分析；狀態空間法可描述多變量、非線性、時變系統，屬于內部描述，使用時域分析。五.計算題77、試建立下圖所示電路的動態微分方程，并求傳遞函數。解：（1）、建立電路的動態微分方程根據KCL有：即：（2）、求傳遞函數對微分方程進行拉氏變換得得傳遞函數：78、某單位負反饋系統，其開環傳遞函數的零極點分布如下圖所示。如果開環增益為，則求閉環系統的阻尼比；如果希望系統工作在欠阻尼狀態，求開環增益的變化范圍。解：根據上圖可以寫出系統開環傳遞函數為：因此系統的閉環傳遞函數為：因此系統的參數可由下式計算：若系統工作在欠阻尼狀態，從根軌跡圖上來看，系統應該工作在分離點之后，從上圖可得分離點,，或者由：代入因此開環增益的變化范圍為79、已知系統開環傳遞函數為，繪制開環對數頻率特性曲線（Bode圖）。轉折頻率低頻漸近線：斜率為-40dB/dec，延長線過（1，20lg40）點，斜率為-60dB/dec，斜率為-40dB/dec相頻特性：低頻漸近線為：高頻漸近線為：80、采樣系統如下圖所示，采樣周期T=0.1s。要使系統穩定，K的取值范圍為多少？--r(t)c(t)T解:（1）系統的開環脈沖傳遞函數為：系統的閉環脈沖傳遞函數為：（2）列勞斯表為:w20.632K2.736-0.632Kw11.2640w02.736-0.632K0由勞斯表可知,K>0,2.736-0.632K>0即81、如圖所示的單位反饋隨動系統。K=16，T=0.25，試求=1\*GB3①使系統阻尼比時的τ值。=2\*GB3②當輸入u(t)=1時，求系統輸出y(t)的超調量和調節時間。=3\*GB3③當輸入u(t)=2+2t+2t2時，求系統的穩態誤差。解：（1），（2）（3）82、已知系統的開環傳遞函數，=1\*GB3①繪制系統的根軌跡。=2\*GB3②K處在什么范圍，會導致系統不穩定？解：（1）、開環極點a、b、實軸上根軌跡為[－∞，0]段c、漸近線d、與虛軸交點，解出e、出