自动控制论 测试题答案

一、选择题（以下小题中各项只有一个选项是正确的，请把正确答案写在括号
中）
1．经典控制理论研究的对象是（ C ）
A 多输入多输出系统 B非线性系统 C线性定常系统 D 多输出的非线性系统
2、下列哪种控制过程属于闭环控制（ B. ）
A.看书
B.驾驶汽车
C.投掷铅球
D.给鱼缸放水
3．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
4．自动跟踪系统按给定值的变化来划分，属于（ B ）
A 定值控制系统 B随动控制系统 C 程序控制系统 D 闭环控制系统
5.由系统外部因素（如电网波动、环境温度变化等）使系统输出量发生变化的物理量叫做（C）
A.输入量
B.输出量
C.扰动量
D.反馈量
6.对于空调控温这个自动控制系统，请指出它的被控变量是哪个（ B ）
A 空调器
B 房内温度
C 房间
D 房间里的人
7.与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对 ( A )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
8. 描述控制系统可以用数学模型来表达，典型控制系统中最常用的为（ B ）
A 微分方程
B 传递函数
C 系统结构图
D 响应曲线
9．控制系统的传递函数反映了系统的（ C ）特性。

A．输入B．输出
C．固有D．抗干扰
10、.输入量保持不变时，输出量却随着时间直线上升的环节为( B )
A.比例环节
B.积分环节
C.惯性环节
D.微分环节
11．单位脉冲信号的拉式变换为（ C ）
A 1
S
B
2
1
S
C 1
D 2S
12、单位速度信号的拉式变换为（ B. ）
A.1
S B.2
1
S C. 3
1
S D.2S
13、.若f(t)(t<0时,f(t)=0)的拉氏变换为F(s)，则f(t-τ)的拉氏变换为(A. )
A.e-sτF(s)
B.F(s-τ)
C.e sτF(s)
D.F(s+τ)
14.理想微分环节的传递函数是（A）
A.τs
B.τs+1
C.1
Ts D.
1
τs
15.对于自动控制系统的输出响应，我们总是希望系统为 （ B ）
A 非周期响应
B 衰减振荡响应
C 等幅振荡响应
D 发散振荡响应
16. 典型二阶系统的单位阶跃响应和ζ有关，1<ζ属于 （ A ）
A 过阻尼
B 无阻尼
C 临界阻尼
D 欠阻尼
17．一阶系统的单位阶跃响应为 （C ． ） A ．等幅振荡 B ．水平直线
C ．按指数规律单调上升曲线
D ．斜率为1／T 的斜直线
18.如果自控系统微分方程的特征方程的根在复平面上的位置如下图所示，
则此系统是 （ B ）
A. 稳定的
B. 不稳定的
C. 有稳定边界
D. 稳定性不确定的
19.某单位反馈控制系统开环传递函数G （s ）=)1s 1.0(s )
1s (K 2++，则系统对输入r(t)=5t 时的稳态
误差为 （ A ）
A.e ssr =0
B.e ssr →∞
C.e ssr >0
D.e ssr <0
20、.系统稳定的必要和充分条件是：系统微分方程的特征方程的所有根(D. ) A.必须均为负实根 B.必须均为纯虚根
C.必须均位于复平面上的单位圆上
D.必须均位于复平面上的左侧
三、填空题
1． 对自动控制系统的基本要求是 稳 、 准 、 快
2、传递函数是指零初始条件下， 输出信号与输入信号 的拉式变化之比
1．如果传递函数分别为G 1(s)和G 2(s)的两个环节相并联，则其等效传递函数为G(s)= G 1(s)+G 2(s) 。

2．与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对_ 输出量 进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。

7．对于一个负反馈控制系统，若其前向通道的传递函数是G(S)，反馈通道的传
递函数是H （S ），则其闭环传递函数Φ（S ）=
()
1()()
G S G S H S + 。

8. 如果传递函数由G s 1()和G s 2()两个环节相串联，则其等效传递函数G s ()=
)s (G )s (G 21⋅ 。

3单位负反馈系统的开环传递函数为：252
()3
k s G s s s +=++，则控制系统的闭环极点
是： C 。

A -0.5 1.658j ±
B 3.732和0.267
C -1和-5
D 21j ±
4二阶系统依据阻尼系数的不同，其响应形式不同，当其单位阶跃响应为稳定衰减振荡曲线，则系统的阻尼系数为： A 。

A 10ξ>>
B 1ξ>
C 1ξ=
D 0ξ<
5．从给定量作用于系统开始到输出量c(t)进入并保持在误差带±δ·c(∞)内所经历的时间定义为控制系统过渡过程的___调节时间 ，它反映了系统得快速性。

6．已知系统误差的拉氏式为E(s)，则根据终值定理，系统的稳态误差e ss =_______________。

10、控制系统是否稳定的充分必要条件是 特征根的实部都小于零 。

五、结构图化简(8分)
写出梅逊公式：1
k k p P =
∆∆
∑（2分）
图中有一条前向通道123()()()G S G S G S ,两条反馈通道121()()()G S G S H S ，
232()()()G S G S H S ，都相互接触，所以1∆=1 （4分）
所以12311
12121232()()11()()
G G G S P s L L G G H S G G H S ∆Φ==
-++(2分)
4
32143324
321G G G G H G G G G 1G G G G )s (R )s (C +++=
1．系统的特征方程为43222450s s s s ++++=,试确定系统的稳定性，若不稳定，分析根的分布情况（8分）。

1.列劳斯式: 4S 1 2 5 （1分）
3
S 2 4 0(1 2 0) （1
分） 2
S 0(ε) 5 （2
分） 1
S
25
εε
- <0 (2
分)
S 5 +
式中第一列不全大于零，符号变化了2次，有两个实部大于零的根，两个实部小于零的根。

（2分）
已知系统的结构图如图所示，试确定系统稳定的K 值范围（8分）。

1.据题意可知，系统的开环传递函数()(1)(2)
K
G s s s s =
++，其特征方程
为s(s+1)(s+2)+K=0，即32320s s s K +++= （3分） 列劳斯表 3s 1 2 2s 3 K S
63
K
- 0s K （3分）
由劳斯稳定判据可知，0<K<6 系统是稳定的 （2分）
13.某一个控制系统动态结构图如下，试分别求系统的传递函数： C (s) / R( s),C (s) / N ( s) ,E (s) / R( s) , E (S ) / N ( s)。