控制工程基础第2阶段练习题
控制工程基础第二章参考答案
第二章 参考答案2-1 （1） 不是 （2） 是 （3） 不是 （4） 不是 2-2 (a))()()(3)(2222t u t u dtt du RC dt t u d C R i o o o =++ (b) )()()()()()()()(2211222121222111222121t u dtt du C R C R dt t u d C C R R t u dt t du C R C R C R dt t u d C C R R i i i o o o +++=++++ (c ) )()()()()()(33221312221t u R dtt du C R R t u R R dt t du C R R R R R i i o o +=++++(d))()()()()()()()(1211222121211211222121t u dtt du C R C R dt t u d C C R R t u dt t du C R C R C R dt t u d C C R R i i i o o o +++=++++ (e))()()()()()()()(221222121211222222121t u dtt du R C C dt t u d C C R R t u dt t du C R C R C R dt t u d C C R R i i i o o o +++=++++ (f) )()()()()()()(22121221t u R dtt du L t u R R dt t du L C R R dt t u d CL R i i oo o +=++++ 2-3 (a) )]()([)()()(23213121t u R dtt du C R R t u R dt t du C R R R R i i o o +=++－(b) )()()()(4141232022213210t u R R t u R R dt t du C R R R dt t u d C C R R R R i o o o －=++ (c))]()()([)(32321t u R R dtt du C R R t u R i i o ++=－(d) )()()()()(221122212121t u dt t du C R C R dt t u d C C R R dt t du C R i i i o +++=－ (e) )()()()(2412222142t u dtt du C R C R dt t u d C C R R o o o +++ )}()(])([)({21213224223221432132t u dtt du R R C C R R C R dt t u d R R C C R R R R R R i i i +++++++=－ 2-4 (a) dt t dx f dt t dx f f dt t x d m i o o )()()()(12122=++ (b) dt t dx f k t x k k dt t dx f k k i o o )()()()(12121=++ (c) )()()()()(121t x k dt t dx f t x k k dt t dx f i i o o +=++ (d) )()()()()()(112121t x k dtt dx f t x k k dt t dx f f i i o o +=+++2-5 (a))(1)()()()(1)()()(2112212221211*********t u C C dt t du C R C R dt t u d R R t u C C dt t du C R C R C R dt t u d R R i i i o o o +++=++++ (b))()()()()()()()(2112212221211211212221t x k k dtt dx k f k f dt t x d f f t x k k dt t dx k f k f k f dt t x d f f i i i o o o +++=++++ 由(a)(b)两式可以看出两系统具有相同形式的微分方程，所以(a)和(b)是相似系统。
《控制工程基础》试卷及详细答案
桂林电子科技大学试卷2013－2014 学年第二学期课程名称《控制工程基础》（A卷.闭卷）适用年级或专业）考试时间120 分钟班级学号姓名一、填空题（每题1分，共15分）1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：、快速性和。
2、自动控制系统有两种基本控制方式，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；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。
含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于。
3、控制系统的称为传递函数。
一阶系统传函标准形式是，二阶系统传函标准形式是。
4、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（用G1(s)与G2(s)表示）。
5、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P是指，Z是指，R指。
6、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t tg t e e--=+，则该系统的传递函数G(s)为。
7、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K ss Tsτ++，则其开环幅频特性为，相频特性为。
二、选择题（每题2分，共20分）1、关于传递函数，错误的说法是 ( )A.传递函数只适用于线性定常系统；B.传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响；C.传递函数一般是为复变量s的真分式；D.闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。
2、采用负反馈形式连接后，则 ( )A、一定能使闭环系统稳定；B、系统动态性能一定会提高；C、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。
3、已知系统的开环传递函数为50(21)(5)s s ++，则该系统的开环增益为 ( )。
A 、 50B 、25C 、10D 、54、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。
A 、增加开环极点；B 、在积分环节外加单位负反馈；C 、增加开环零点；D 、引入串联超前校正装置。
控制工程基础测试题1-2-3
控制⼯程基础测试题1-2-3机械⼯程控制基础A卷参考答案⼀填空题:(每空1分,共30分)1. 构成控制系统的基本环节通常有1. 给定环节、2. ⽐较环节、3. 放⼤环节、4. 执⾏环节、5.控制环节、6.被控对象、7.反馈环节（或测量环节）。
2. 理论上⽽⾔，零型伺服控制系统适⽤于对8. 线位移或⾓位移信号进⾏跟踪；I型伺服系统适⽤于对9. 线速度或⾓速度信号进⾏跟踪；II型伺服系统适⽤于对10. 线加速度或⾓加速度信号进⾏跟踪。
3. 系统的时间响应中，与传递函数极点对应的响应分量称为11. 动态分量、与输⼊信号极点对应的响应分量称为12. 稳态分量。
4.传递函数中的基本环节按性质可分为五类，即13.⽐例环节、14. 微分环节、15. 惯性环节、16. 积分环节、17. 延迟环节。
5. 时域分析⽅法中，常使⽤的性能指标有：18.延迟时间、19.上升时间、20.峰值时间、21.调节时间、22.最⼤超调量、23.稳态误差（或偏差）。
6.经典控制理论中，常使⽤的校正⽅式有：24. 串联校正、25.反馈校正、26.前馈校正。
7..伯德图(Bode)⽤27.对数幅频特性坐标系和28.半对数相频特性坐标系分别描述系统的幅频特性和相频特性。
8. 奈奎斯特稳定性判据中N=Z-P，Z代表特征函数在右半平⾯的29.零点数、P代表特征函数在右半平⾯的30.极点数。
⼆.⽤等效变换法求如下系统传递函数C(S)/R (S):(12分)答案为：23232211)(HGGGGGHGGGGGSG++-=三.质量-弹簧-阻尼系统，试求在作⽤⼒F作⽤下，质量块M的位移⽅程:(8分)案：⽜顿定律：∑=maF可得答FkydmdtydmdtdyfkyF=++==--2222四.已知系统的特征⽅程为43251020240s s s s++++=，使⽤劳斯判据判断系统的稳定性:(10分)答案：4s 1 10 243s 5 20 2561=-0s 24 -------2402461=-εε第⼀列系数出现0，⽤⼀个⼩正数ε代替，ε上下元素符号相同，表⽰有⼀对纯虚根存在，则认为有⼀次变号此例解得根为：±2j ，-2，-3。
《控制工程基础》习题集
《控制工程基础》习题集机电系“控制工程基础”教研小组编二OO五年十一月目录●第一部分：单选题 (1)●第二部分：多选题（多选、少选、错选均不得分） (13)●第三部分：简答题 (24)●第四部分：建模题 (27)●第五部分：稳定性分析题 (36)●第六部分：结构图简化题 (37)●第七部分：时域分析题 (41)●第八部分：频域分析题 (44)●第九部分：稳态分析题 (47)●第十部分：校正分析题 (50)第一部分：单选题1.自动控制系统的反馈环节中必须具有[ b ]a.给定元件 b ．检测元件c ．放大元件d ．执行元件2. 在直流电动机的电枢回路中，以电流为输出，电压为输入，两者之间的传递函数是[ a ]a ．比例环节b ．积分环节c ．惯性环节d ．微分环节3. 如果系统不稳定，则系统 [ a ]a.不能工作 b ．可以工作，但稳态误差很大c ．可以工作，但过渡过程时间很长d ．可以正常工作4. 在转速、电流双闭环调速系统中，速度调节器通常采用[ B ]调节器。
a ．比例b ．比例积分c ．比例微分d ．比例积分微分5.单位阶跃函数1(t)的拉氏变换式L[1(t)]为[ B ]： a ．S b. S 1 c. 21Sd. S 2 6. 在直流电动机的电枢回路中，以电流为输出，电压为输入，两者之间的传递函数是[ A ]A ．比例环节B ．积分环节C ．惯性环节D ．微分环节7．如果系统不稳定，则系统 [ A ]A. 不能工作 B．可以工作，但稳态误差很大C．可以工作，但过渡过程时间很长 D．可以正常工作8. 已知串联校正网络(最小相位环节)的渐近对数幅频特性如下图所示。
试判断该环节的相位特性是[ A ]：A．相位超前B．相位滞后[ B ]调节器。
A．比例 B．比例积分C．比例微分 D．比例积分微分10. 已知某环节的幅相频率特性曲线如下图所示，试判定它是何种环A．相位超前 B. 相位滞后C. 相位滞后－超前D. 相位超前－滞后12. 开环增益K 增加，系统的稳定性（ c ）：A ．变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定13. 开环传递函数的积分环节v 增加，系统的稳定性（ ）：A ．变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定14. 已知 f(t)=0.5t+1，其L[f(t)]=( c ):A ．S+0.5S 2 B. 0.5S 2 C. S S1212 D. S 21 15.自动控制系统的反馈环节中必须具有（ b ）：A.给定元件 B ．检测元件C ．放大元件D ．执行元件16.PD 调节器是一种（ a ）校正装置。
控制工程基础第2阶段练习题
现代远程教育第二阶段练习题考试科目:《控制工程基础》第3 章至第4 章（总分100分）______________学习中心（教学点）批次：层次：专业：计算机学号：身份证号：姓名：得分：一、名词解释（15分）1. 中值滤波2. 标度变换3. 积分调节器二、判断题（10分，对的作符号“ ”，错的作符号“×”）1. 脉冲宽度调速就是改变电机定子电压接通和断开时间的比值。
（）2. 步进电机的两个显著特点是快速启停和准确定位。
（）3. 微分作用的特点是输出只与输入偏差的大小有关。
（）4.PID比值控制就是将两种物料以一定的比例混合或参加化学反应。
（）5. 控制参数的在线修改是为了得到好的控制效果。
（）三、多选题（15分）1. 常用数字PID调节器的原因是：（）a. 技术成熟b.人们熟悉c.不需要求出数字模型d.控制效果好2. 影响采样周期T的因素有：（）a. 加到被控对象的扰动频率b. 对象的动态特性c. 控制的回路数d. 数学模型的复杂度3. 数据采集系统的基本功能有：（）a. 时钟b. 数字I/O的个数c. 采集、显示、越界报警d. 人机对话四. 编程题（20分）1. 设加权系数首址为20H，采样值首址为30H，采样次数值N在40H单元，请设计加权平均滤波子程序（只允许采用一个循环来实现）。
五、简述题（40分）1. 复合滤波的原理及方法是什么？2. 非线性参数标度变换的方法及原理。
3. 目前PID的主要改进算法有哪些？其原理是什么？4. 论述开环脉冲调速系统的组成及框图。
答案一、名词解释（15分）1.答：所谓中值滤波就是对一个被测量值（参数）连续采样n次（一般n取奇数次），然后把n 次的采样值从大到小（或从小到大）排队，再取中间值作为本次采样值。
2. 答：为了进行显示、记录、打印以及报警等，必须把这些数字量转换成不同的量纲，即同一个数字量，而代表的大小不同，只有进行了转换，才能便于操作人员进行监视和管理生产，这就是所谓的标度变换。
机械工程控制基础第2阶段练习题2020年江南大学考试题库及答案一科共有三个阶段,这是其中一个阶段。
江南大学网络教育第二阶段练习题考试科目:《机械工程控制基础》第章至第章（总分100分）__________学习中心（教学点）批次：层次：专业：学号：身份证号：姓名：得分：一单选题 (共15题，总分值15分，下列选项中有且仅有一个选项符合题目要求，请在答题卡上正确填涂。
)1. 已知某机械系统的传递函数为 G（s）=ωn2 /(s2+2ξωn s+ωn2)则系统有阻尼固有频率为（）。
（1 分）A. ωn (1-ξ2)1/2B. ωn(1+ξ2)1/2C. ωn(1+2ξ2)1/2D. ωn (1-2ξ2)1/22. 要想减少二阶欠阻尼系统的最大超调量，可以采取的措施是（）。
（1 分）A. ωn不变，增大ξB. ωn不变，减小ξC. ξ不变，减小ωnD. ξ不变，增大ωn3. 线性系统的单位斜坡响应为 x0(t)=t-T+Te-t/T则该系统的单位脉冲响应为（）。
（1分）A. w(t)=1-e-t/TB. w(t)=1-Te-t/TC. w(t)= e-t/TD. w(t)= (1/T )e-t/T4. 系统G（s）= 1/（1-0.01s）的Nyquist图线为（）。
（1 分）A.B.C.D.5. 一阶系统的传递函数为G（s）=7/（s+2），则其单位脉冲响应曲线在t=0时的切线斜率（）。
（1 分）A. -7B. -3.5C. -14D. -1/76. 已知最小相位系统的对数幅频特性图如图所示，则系统不包含（）。
（1 分）A. 比例环节B. 积分环节C. 二阶微分环节D. 惯性环节7. 已知系统开环传递函数为G K(s)=7/[s(s+2)]，则系统的增益和型次分别为（）。
（1 分）A. 7，Ⅰ型B. 7，Ⅱ型C. 3.5，Ⅰ型D. 3.5，Ⅱ型8. 要想减少二阶欠阻尼系统的上升时间，可以采取的措施是（）。
（1 分）A. ωn不变，增大ξB. ξ不变，减小ωnC. ωn减小，增大ξD. ξ减小，增大ωn9. 二阶振荡环节的传递函数为G(s)= 16/(s2+4S+16)，则其谐振频率为（）。
机械工程控制基础第2阶段测试题.
机械工程控制基础第2阶段测试题.江南大学现代远程教育第二阶段测试卷考试科目:《机械工程控制基础》（第三章、第四章）（总分100分）时间：90分钟学习中心（教学点）批次：层次：专业：学号：身份证号：姓名：得分：一、单项选择题（本题共15小题，每小题2分，共30分。
）1、以下关于线性系统时间响应的说法正确的是（）。
A、时间响应就是系统输出的稳态值B、由单位阶跃响应和单位脉冲响应组成C、由强迫响应和自由响应组成D、与系统初始状态无关2、系统的单位脉冲响应函数为w(t)=3e-0.2t则系统的传递函数为（）。
A、G(s)= 3/(s+0.2)B、G(s)= 0.6/(s+0.2)C、G(s)= 0.2/(s+3)D、G(s)= 0.6/(s+3)3、已知机械系统的传递函数为G(s)= 4 /(s2+s+4)，则系统的阻尼比为（）。
A、0.25B、0.5C、1D、24、已知某环节频率特性的Nyquist图为一单位圆，则该环节的幅频特性为（）。
A、0.1B、1C、10D、无法确定5、二阶振荡系统G(s)= ωn2 / (s2+2ξωn s+ωn2) 其中，阻尼比0<ξ<0.707,则无阻尼固有频率ωn和谐振频率ωr之间的关系是（）。
A、ωd=ωn (1-ξ2)1/2B、ωr=ωn (1+2ξ2)1/2C、ωr=ωn (1-ξ2)1/2D、ωr=ωn (1-2ξ2)1/26、二阶振荡系统的阻尼比0<ξ<0.707 ，则无阻尼固有频率ωn、有阻尼固有频率ωd和谐振频率ωr之间的关系是（）。
A、ωn <ωd <ωrB、ωn <ωr <ωdC、ωr <ωd <ωnD、ωd <ωn <ωr7、一阶系统的传递函数为 G(s)= 7 /(s+2) ，若容许误差为 2%，则其调整时间为（）。
A、8B、2C、7D、3.58、若二阶欠阻尼系统的无阻尼固有频率为ωn，则其有阻尼固有频率ωd（）。
控制工程基础习题解答
第二章习题解
2-13：证明题图2-13中（a）与（b）表示的系统是相似系统。 (a )解：
1 u t R i ( t ) R i ( t ) i t dt 11 2 i C2 1 u t R i ( t ) it dt 2 0 C2 ui t u0 t R1i1 t 1 ui t u0 t i2 t dt C1 i (t ) i t i t 1 2
1 I 2 s C1s
联立上述方程可求得 : 1 R1C1s 1 R2C2 s U s G s 0 U i s R1C2 s 1 R1C1s 1 R2C2 s
R1 R2C1C2 s 2 R1C1 R2C2 s 1 R1 R2C1C2 s 2 R1C1 R2C2 R1C2 s 1
第二章习题解
(c)解：关键是确定 i1 t 和ic t 的方向 U i s u A t U A s ui t R R R1 R2 1 2 1 1 U A s I c s u A t ic t dt C Cs u0 t u A t R2i1 t U 0 s U A s U A s I c s R2 R2 U 0 s 2 R2Cs U A s
+
E
-
G1
Y +
+
G2
X0
B
H
X 0 ( s) G1G 2 X i ( s) 1 G1G 2 H X 0 ( s) H B( s ) G1G 2 H X i ( s) 1 G1G 2 H X i ( s)
2 0 t Dy 0 t 3ky0 0y0 t Fi t M y
控制工程基础第2章答案
第2章系统的数学模型(习题答案)2.1什么是系统的数学模型？常用的数学模型有哪些？解：数学模型就是根据系统运动过程的物理、化学等规律，所写出的描述系统运动规律、特性、输出与输入关系的数学表达式。
常用的数学模型有微分方程、传递函数、状态空间模型等。
2.2 什么是线性系统？其最重要的特性是什么？解：凡是能用线性微分方程描述的系统就是线性系统。
线性系统的一个最重要的特性就是它满足叠加原理。
2.3 图( 题2.3) 中三图分别表示了三个机械系统。
求出它们各自的微分方程, 图中x i表示输入位移, x o表示输出位移, 假设输出端无负载效应。
题图2.3解：①图(a)：由牛顿第二运动定律，在不计重力时，可得整理得将上式进行拉氏变换，并注意到运动由静止开始，即初始条件全部为零，可得[]于是传递函数为②图(b)：其上半部弹簧与阻尼器之间，取辅助点A，并设A点位移为x，方向朝下；而在其下半部工。
引出点处取为辅助点B。
则由弹簧力与阻尼力平衡的原则，从A和B两点可以分别列出如下原始方程：消去中间变量x，可得系统微分方程对上式取拉氏变换，并记其初始条件为零，得系统传递函数为③图(c)：以的引出点作为辅助点，根据力的平衡原则，可列出如下原始方程：移项整理得系统微分方程对上式进行拉氏变换，并注意到运动由静止开始，即则系统传递函数为2.4试建立下图（题图2.4）所示各系统的微分方程并说明这些微分方程之间有什么特点，其中电压)(t u r 和位移)(t x r 为输入量；电压)(t u c 和位移)(t x c 为输出量；1,k k 和2k 为弹簧弹性系数；f 为阻尼系数。
+-+-u )tfC)+-+-f)(a )(b )(c )(d R题图2.4【解】：)(a方法一：设回路电流为i ，根据克希霍夫定律，可写出下列方程组：⎪⎩⎪⎨⎧=+=⎰i R u u dt i C u cc r 1消去中间变量，整理得：dtdu RC u dt du RCrc c =+方法二：dtdu RC u dt du RCRCs RCs CsR R s U s U rc c r c =+⇒+=+=11)()( 由于无质量，各受力点任何时刻均满足∑=0F ，则有：cc r kx dt dxdt dx f =-)(dtdx k f x dt dx k f rc c =+⇒()r r c c r c u dtduC R u dt du C R R Cs R R Cs R Cs R R CsR s U s U +=++⇒+++=+++=221212212)(1111)()( 设阻尼器输入位移为a x ，根据牛顿运动定律，可写出该系统运动方程r rc c aa c a r c r x dtdx k f x dt dx f k k k k dt dx f x x k x x k x x k +=++⇒⎪⎩⎪⎨⎧=--=-22121221)()()( 结论：)(a 、)(b 互为相似系统，)(c 、)(d 互为相似系统。
控制工程基础第二版（徐立）课后习题答案整理版
二到四章答案2-1试建立题2-1图所示各系统的微分方程［其中外力的),位移x(f)和电压为输入量；位移y⑺和电压顽)为输出量；k(弹性系数)，"(阻尼系数)，R(电阻)，C(电容)和m(质量)均为常数］。
////////m/(O M(a)题2-1图系统原理图解：2-l(a)取质量m为受力对象，如图，取向下为力和位移的正方向。
作用在质量块m上的力有外力f(t),重力mg,这两个力向下，为正。
有弹簧恢复力4X0+Jo］和阻尼力〃也也，这两个力向上，为负。
其中，光为at扣)=0、物体处于静平衡位置时弹簧的预伸长量。
A A dtmv v7(0哗根据牛顿第二定理£F=ma,有f(t)+mg一灯yQ)+为］—#«')=/花』，?)其中：mg=ky0代入上式得f(t)-ky(f)-r顿')=m"半)at dt整理成标准式：d2y(t)dyit)...…..m-—以—ky(t)=/(0dt dt或也可写成：H顷)~dT m at m m它是一个二阶线性定常微分方程。
2-l(b)如图，取A点为辅助质点，设该点位移为x A(t),方向如图。
再取B点也为辅助质点，则该点位移即为输出量X0,方向如图A 点力平衡方程：4M 。
一％“)] = //[竺史一¥]at atB 点力平衡方程：k 2y(t}= 〃[也也—也£1]dt dt由①和②：^[%(z)-x A (O] = k 2y(t}得：xA (t) = x(t)-^y(t)二边微分，办a ") _办⑺ *2 ©(，)dt将③代入②：①dt 、 dt整理成标准式：k 、+ k 2 dy(t) * k 2 y(Q _ dx(t)k 、 dt 〃 dt或也可写成：dy(t)工 k x k 2+ ，，仰)=灯如)dt /u(k\ + 幻) k x +k 2 dt它是一个一阶线性定常微分方程。
机械工程控制基础第2阶段练习题
江南大学现代远程教育第二阶段练习题考试科目:《机械工程控制基础》（第三章、第四章）（总分100分）学习中心（教学点）批次：层次：专业：学号：身份证号：姓名：得分：一、单项选择题（本题共15小题，每小题2分，共30分。
）1、线性系统对输入信号的时间响应（）。
A、只与输入信号有关B、只与系统本身的固有特性有关C、反映系统本身的固有特性及输入作用下的行为D、会随干扰信号所引起的输出而变化2、一阶系统的传递函数为 G（s）=7/（s+2），则其单位脉冲响应曲线在t=0时的切线斜率（）。
A、-7B、-3.5C、-14D、-1/73、线性系统的单位斜坡响应为 x0(t)=t-T+Te-t/T则该系统的单位脉冲响应为（）。
A、w(t)=1-e- t/TB、w(t)=1-Te- t/TC、w(t)= e- t/TD、w(t)= (1/T )e- t/T4、已知典型二阶系统的阻尼比为ξ=0.5，则系统的单位阶跃响应呈现为（）。
A、等幅的振荡B、发散的振荡C、收敛的振荡D、恒值5、已知某机械系统的传递函数为 G（s）=ωn2 /(s2+2ξωn s+ωn2)则系统有阻尼固有频率为（）。
A、ωn (1-ξ2)1/2B、ωn (1+ξ2)1/2C、ωn (1+2ξ2)1/2D、ωn (1-2ξ2)1/26、要想减少二阶欠阻尼系统的上升时间，可以采取的措施是（）。
A、ωn不变，增大ξB、ξ不变，减小ωnC、ωn 减小，增大ξD、ξ减小，增大ωn7、要想减少二阶欠阻尼系统的最大超调量，可以采取的措施是（）。
A、ωn不变，增大ξB、ωn不变，减小ξC、ξ不变，减小ωnD、ξ不变，增大ωn8、已知系统开环传递函数为 G K(s)=7/[s(s+2)] ，则系统的增益和型次分别为（）。
A、7，Ⅰ型B、7，Ⅱ型C、3.5，Ⅰ型D、3.5，Ⅱ型9、系统开环传递函数为（）的单位反馈系统，在输入 x i(t)=4t2作用下的稳态误差最小。
控制工程基础习题解答2
控制工程基础习题解答第二章2-1．试求下列函数的拉氏变换，假定当t<0时，f(t)=0。
(1).()()t t f 3cos 15-= 解：()[]()[]9553cos 152+-=-=s ss t L t f L (2). ()t et f t10cos 5.0-=解：()[][]()1005.05.010cos 25.0+++==-s s t eL t f L t(3). ()⎪⎭⎫⎝⎛+=35sin πt t f 解：()[]()252355cos 235sin 2135sin 2++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+=s st t L t L t f L π 2-2．试求下列函数的拉氏反变换。
(1).()()11+=s s s F解：()[]()⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=---11121111s k s k L s s L s F L()10111==⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=s s s s k()()111112-=-=+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=s s s s k ()[]te s s L s F L ----=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=111111 (2).()()()321+++=s s s s F解：()[]()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++=---3232121111s k s k L s s s L s F L()()()1223211-=-=+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++=s s s s s k ()()()2333212=-=+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++=s s s s s k ()[]tt e e s s L s F L 231123221-----=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++-= (3).()()()2222522+++++=s s s s s s F解：()[]()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++++=---22222225232112211s s k s k s k L s s s s s L s F L()()()22222225221-=-=+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++++=s s s s s s s k ()()()3331331222222513223222232==-=---=-+---=++⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++++=--=+k k jjjjk k k j s s s s s s s s j s k s k ()[]()()t e e s s s L s s s s L s F L tt cos 32111322223322221211-----+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++++-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++++-=2-3．用拉氏变换法解下列微分方程（1）()()()()t t x dt t dx dtt x d 18622=++，其中()()00,10===t dt t dx x 解：对方程两边求拉氏变换，得：()()()()()()()()()()()()()()()()()[]()0,8747818747814242168616181618060042132132122222≥-+==-===++++=++++=++++==+-+-=+-+=-----t e e s X L t x k k k s k s k s k s s s s s s s s s s s X ss X s sX s s X s ss X x s sX t dt t dx sx s X s t t（2）()()210=+t x dtt dx ，其中()00=x 解：对方程两边求拉氏变换，得：()()()()()()()()()[]()0,515151511010221021001012121≥-==-==++=+==+=+---t e s X L t x k k s k s k s s s X s s X s sX ss X x s sX t（3）()()300100=+t x dtt dx ，其中()500=x 解：对方程两边求拉氏变换，得：()()()()()()()()()[]()0,4734731001003005030010050300100010012121≥+====++=++==+-=+---t e s X L t x k k s k s k s s s s X ss X s sX s s X x s sX t2-4．某系统微分方程为()()()()t x dtt dx t y dt t dy i i 322300+=+，已知()()0000==--i x y ，其极点和零点各是多少？解：对方程两边求拉氏变换，得：()()()()()()()()()()()233223323022030000-=-=++==+-=+-z p i i i i s s s s s X s Y s G s X x s sX s Y y s sY2-5．试求图2-25所示无源网络传递函数。
控制工程基础练习题
《控制工程基础》练习一一、单项选择题（每小题2分，共30分） 1、 机械工程控制论研究的对象是（ ）。
A ．机床主传动系统的控制论问题B ．高精度加工机床的控制论问题C ．自动机床进给系统的控制论问题D ．机械工程技术中的控制论问题 2、 恒温调节系统属于（ ）。
A ．开环控制系统B ．自动调节系统C ．随动系统D ．程序控制系统3、 控制系统的输入量发生变化而又趋于某一稳态值后，其输出量也跟着变化，但最终趋于（ ）的。
则称该控制系统是稳定的。
A ．某一稳态值B ．振荡发散C ．持续振荡D ．单调发散 4、系统的数学模型揭示（ ）之间的内在关系。
A ．系统与其输入 B ．系统与其输出 C ．系统结构及其参数与其性能 D ．系统与其干扰5、多个输入同时作用线性系统的总响应，等于各个输入单独同时产生的响应之和，称为（ ）原理。
A ．系统的响应B ．线性叠加C ．频率不变性D ．反馈控制6、典型二阶系统的单位阶跃瞬态响应在（ ）时为振幅衰减的阻尼正弦振荡。
A ．ξ>1 B ．ξ=1 C ．ξ=0 D ．0<ξ<17、系统的型次取决于（ ）A ．前向传递函数的阶次B ．开环传递函数的阶次C ．开环传递函数所包含积分环节的个数D ．闭环传递函数的阶次 8、积分环节sS G 1)(=的相频特性=)(ωϕ（ ） A ．-900B ． 00C ． 900D ． -18009、单位反馈系统的开环传递函数)3)(1(2++s s s 在x i (t )=3t 作用下的稳态误差为（ ）A ．32 B ．23 C ．2 D ．29 10、二阶振荡环节G （S ）=2222nn n s s ωξωω++，当n ωω=时的)(n A ω=（ ） A ．ξ21 B ．ξ1 C ．2ξ D ．ξ2111、下列系统中为线性时变系统的微分模型为( )A ．dt t dx t x dt t dx dt t x d i )()())((12)(16020202=++ B ．)()(24)(12)(1600202t x t x dt t dx dt t x d i =++ C ．)()(24)(12))((16002202t x t x dt t dx dt t x d i =++ D ．)()()ln(24)(12)(1600202t x t x t dt t dx e dtt x d i t=⋅+⋅+ 12、一阶微分环节的传递函数为（ ）A ．11)(+=Ts s G B ．Ts s G =)( C ．1)(+=s s G τ D ．ss G 1)(=13、某系统的开环传递函数为1)(+=TS KS G K ，经单位反馈后，时间常数为（ ）A ．TB ．K TC ．11+KD ．1+K T14、系统的单位脉冲响应为t t 4sin 10)(=ω，则系统的传递函数为（ ）A ．4402+S B ．4102+SC ．16402+S D ．16102+S15、从工程的观点，可以认为惯性环节的瞬态响应过程在（ ）倍时间常数的时间后结束，即进入稳态。
国家开放大学机电控制工程基础形考二答案
一、判断题（共20道，每道2分）题目1时间常数T越大，一阶系统跟踪单位斜坡输入信号的稳态误差越小。
错题目2二阶系统在欠阻尼下阶跃响应表现为等幅振荡的形式。
错题目3一阶系统的动态响应速度和其时间常数有关。
对题目4两个二阶系统若具有相同的阻尼比，则这两个系统具有大致相同的超调量。
错题目5两个二阶系统若具有相同的阻尼比，则这两个系统具有大致相同的超调量。
错题目6两个二阶系统具有相同的超调量，则这两个系统具有相同的无阻尼自振荡角频率错题目7一阶系统的时间常数越小，其动态响应速度越快。
对题目8二阶系统的调节时间和阻尼比及无阻尼自振荡角频率的乘积成反比。
对题目9二阶系统的阻尼比越小，振荡性越强。
对题目10对于Ⅰ型系统，在单位阶跃输入信号下的稳态误差为零。
对题目11劳斯表第一列系数符号改变了两次，说明该系统有两个根在右半s平面。
对题目12如果在扰动作用下系统偏离了原来的平衡状态，当扰动消失后，系统能够以足够的准确度恢复到原来的平衡状态，则系统是稳定的。
否则，系统不稳定。
对题目13在计算中劳斯表的某一行各元素均为零,说明特征方程有关于原点对称的根。
对题目140型系统在阶跃输入作用下存在稳态误差,常称有差系统。
对题目150型系统不能跟踪斜坡输入，Ⅰ型系统可跟踪，但存在误差，Ⅱ型及以上在斜坡输入下的稳态误差为零。
对题目16二阶系统在零阻尼下，其极点位于S平面的右半平面。
错题目17二阶欠阻尼系统，其阻尼比越大，系统的平稳性越好。
对题目18系统的稳态误差和其稳定性一样，均取决于系统自身的结构与参数。
错题目19两个二阶系统具有相同的超调量，则这两个系统具有相同的无阻尼自振荡角频率。
错题目20当固定，增加时，二阶欠阻尼系统单位阶跃响应的调节时间将减小。
对二、选择题（共20道，每道3分）题目21若系统的开环传递函数为，则它的开环增益为（）a. 5题目22二阶系统的传递函数，则该系统是（）c. 欠阻尼系统题目23若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn，则可以（）。
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江南大学现代远程教育第二阶段练习题
考试科目:《控制工程基础》第3 章至第4 章（总分100分）
______________学习中心（教学点）批次：层次：
专业：计算机学号：身份证号：
姓名：得分：
一、名词解释（15分）
1. 数字滤波
2. 折线近似与插值逼近
3. 报警处理
二、判断题（10分，对的作符号“ ”，错的作符号“×”）
1. 数字滤波不存在阻抗匹配问题。
（）
2. 可利用光电码盘来测量电机的速度。
（）
3. 复合滤波可滤去脉冲干扰和脉动干扰。
（）
4. 带有死区的PID控制中，B值取的太大，则调节作用频繁，达不到稳定被控对象的目的。
（）
5. 常用积分作用单独构成控制器。
（）
三、多选题（15分）
1. 增量式PID比之于位置式PID的优点是（）
a. 易实现无扰动手/自动切换
b. 不易引起误差积累
c. 无静差
d. 误动作时影响小
2. 对于变化比较缓慢的参数如温度等，可采用（）
a. 程序判断滤波
b. 中值滤波
c. 算术平均滤波
d. 加权平均滤波
3. 数字滤波器与模拟RC滤波器相比其优点是（）
a. 使用灵活，方便
b. 可以多个通道共用
c. 系统可靠性高
d. 不需增加任何硬设备
四. 编程题（20分）
1. 设有三个采样值X1，X2和X3，分别存放在30H，31H和32H中，现采用中值滤波法进行滤波，滤波结果存放在40H，请设计程序。
五、简述题（40分）
1. 程序判断滤波的基础及方法是什么？
2. 叙述步进电机方向控制和速度控制的方法。
3. PID调节中，P，I，D各自原作用是什么？
4. 在PID控制程序的实际使用中，应注意哪些问题？
答案
一、名词解释（15分）
1.答：数字滤波就是通过一定的算法对采样信号进行平滑加工，提高其有用信号，消除或减少各种干扰和噪声，以保证计算机系统的可靠性；
2. 答：在工程实际中，有许多参数的非线性规律是经过数理统计分析后得到的，对于这种很难用公式来表示的各种非线性参数，常用折线近似或插值逼近的方法来解决。
3. 答：为了安全生产，在计算机控制系统中，对于重要参数一般都设有超限检查及报警系统，以便提醒操作人员注意或采取紧急措施。
二、判断题（10分，对的作符号“O”，错的作符号“×”）
1. O
2. O
3. O
4. ×
5. ×
三、多选题（15分）
1. a，b，d
2. a，b
3. a，b，c，d
四. 编程题（20分）
1.程序如下:
ZZLP ：PUSH A CC
PUSH PSW
MOV A ，30H
MOV B ，31H
CLR C
SUBB A ，B
JC ZL1
MOV 31H ，30H
MOV 30H ，B
ZL1 ：MOV A ，31H
MOV B ，32H
CLR C
SUBB A ，B
JC EXIT
MOV A ，30H
MOV B ，32H
SUBB A ，B
JC ZL2
MOV 31H ，30H
SJMP EXIT
ZL2 ：MOV 31H ，32H
EXIT：MOV 40H ，31H
POP PSW
POP B
POP A CC
RET
五、简述题（40分）
1. 答：当采样信号由于随机干扰和误检测或者变送器不稳定而引起严重失真时，可采用程序判断滤波。
也就是说，采样这种滤波的基础就是相邻两次采样值相差较大。
程序判断滤波的方法，是根据生产经验，确定出两次采样输入信号可能出现的最大偏差△X （从信号的变化速度可得），若超过此偏差值，则表明该输入信号是干扰信号，应该去掉，若小于此偏差值，则可将此信号作为本次采样值。
2.答：步进电机方向控制的方式是：根据所选定的步进电机及控制方式，分析得到相应的控制数学模型，如按某一顺序输出控制模型称为正转的话，则逆序输出控制模型，即为反转。
步进电机速度控制的方法是：步进电机在输出某个模型后，需延时一段时间才能送下一个模型，而这延时时间的长短，就决定了步进电机的转速，即只要控制延时时间的长短，就可控制步进电机的转速。
3.答：P是比例调节，它的输出与输入偏差e(t)成正比；
I是积分调节，它的输出与输入偏差的积分成正比，也就是与偏差存在的时间有关，只要偏差存在，输出就会随时间不断增长，直到偏差消除。
调节器的输出才不再变化，因此，积分作用能消除静差；
D是微分调节，它的输出反应了偏差输入变化的速度，而对于一个固定不变的偏差，不管其数值多大，都不会有微分作用的输出。
4. 答：在实际使用这些PID控制程序时，有以下一些问题要注意：①正反作用问题：在实际的控制系统中，针对某一个控制参数，可能是正作用，也可能是反作用，例如：某温度控制系统是采用可控硅的电加热控制系统，即温度高了，输出就应减少，从而关小可控硅的导通角，使之降温；而温度低了，就应加大输出，使之升温，
即温度↑输出↓
而温度↓输出↑这就是反作用
如另有一温度控制系统，该系统是控制生物发酵的，因该过程是一生物化学反应，是一发热过程，因此当温度高了，就应加大发酵罐外壁盘向管中冷水的流量，从而使之降温，反之，就应减小冷水的水流量，这样它的控制规律是：
温度↑输出↑
温度↓输出↓这就是正作用，
因此在实际应用中，我们首先要分析是正作用还是反作用，然后，再适当处理。
按照我们现在的公式是反作用，因为在公式中是U R－U K= e k，即测量值大了，e k就下降，从而输出变小，如是反作用则为U K－U R=e k。
②数据递推问题
在两种PID算法中，我们会用到e k－1，X I（k－1）（位置算法），或e k－1，e k－2（增量式）的值，而它们随着递推计算的进行是会不断变化的，这就需要我们的程序来进行处理。