北理工《自动控制理论2》在线作业(00004)

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北理工18秋学期《自动控制理论2》在线作业

(单选题) 1: 对于单变量系统，特征方程的根就是传递函数的（）。

A: 零点B: 极点C: 拐点D: 死点正确答案:(单选题) 2: 线性系统的系数矩阵A如果是奇异的，则系统存在（）平衡点。

A: 一个B: 两个C: 三个D: 无穷多个正确答案:(单选题) 3: 系统的输出是y,状态为x,输入为u,状态反馈控制律的形式是（）。

A: u=KyB: u=KxC: u=KuD: u=K/y正确答案:(单选题) 4: 由初始状态所引起的自由运动称为状态的（）。

A: 零输入响应B: 零状态响应C: 输入响应D: 输出响应正确答案:(单选题) 5: 可控性用来分析（）对状态的控制能力。

A: 输入B: 输出C: 状态D: 系统正确答案:(单选题) 6: 在所有可能的实现中，维数最小的实现称为（）。

A: 能控标准形实现B: 并联形实现C: 串联形实现D: 最小实现正确答案:(单选题) 7: 齐次状态方程的解就是系统在无外力作用下由初始条件引起的（）。

A: 自由运动B: 强迫运动C: 离心运动D: 旋转运动正确答案:(单选题) 8: 线性系统的系数矩阵A如果是非奇异的，则系统存在（）平衡点。

A: 一个B: 两个C: 三个D: 无穷多个正确答案:(单选题) 9: 线性定常连续系统状态方程的解由（）部分相加组成。

A: 一个B: 两个C: 三个D: 四个正确答案:(单选题) 10: 对于初始松驰系统，任何有界输入，其输出也是有界的，称为（）。

A: 渐近稳定B: BIBO稳定C: 平衡状态D: 大范围渐近稳定正确答案:(多选题) 1: 现代控制理论适用于（）系统。

A: 单变量控制系统B: 多变量控制系统C: 线性定常系统D: 线性时变系统正确答案:(多选题) 2: 工程系统模型建模有两种途径，即（）。

A: 机理建模B: 系统辨识C: 人为猜测D: 实地测量正确答案:(多选题) 3: 求解控制系统常微分方程的方法有（）。

A: 直接求解法B: 拉氏变换法C: 欧拉法D: 极小值法正确答案:(多选题) 4: 线性定常连续系统的可观测性判据有（）。

北理工《自动控制理论2》在线作业-0057B0

北理工《自动控制理论2》在线作业-0005
线性系统的系数矩阵A如果是奇异的，则系统存在（）平衡点。

A:一个
B:两个
C:三个
D:无穷多个
答案：D
以状态变量为坐标轴所构成的空间，称为（）。

A:状态变量
B:状态空间
C:状态方程
D:输出方程
答案：B
对于单变量系统，特征方程的根就是传递函数的（）。

A:零点
B:极点
C:拐点
D:死点
答案：B
可观性用来分析（）对状态的反映能力。

A:输入
B:输出
C:状态
D:系统
答案：B
线性定常系统可通过状态反馈实现闭环极点任意配置的充要条件是（）。

A:系统的状态完全能控
B:系统的状态完全能观
C:系统是稳定的
D:系统能镇定
答案：A
基于能量的稳定性理论是由（）构建的。

A:Lyapunov
B:Kalman
C:Routh
D:Nyquist
答案：A
可控性用来分析（）对状态的控制能力。

A:输入
B:输出
C:状态
D:系统
答案：A
描述系统输出与状态之间的函数关系的代数方程称为系统的（）。

A:状态变量
B:状态空间
C:状态方程
D:输出方程。

17春北交《自动控制理论》在线作业二

17春北交《自动控制理论》在线作业二北交《自动控制理论》在线作业二一、单选题（共5题，总分10分）1.通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（）。

a.比较元件b.给定元件c.反馈元件d.放大元件正确答案：2.单位脉冲函数的拉普拉斯变换等于（）。

a、 1b。

2c。

3d。

四正确答案：3.闭环控制系统也称为（）。

a、反馈系统B.前馈系统C.串联系统D.并联系统正确答案：4.把系统的开环频率特性画在（）上可以求得闭环频率特性。

a.等m圆图b.系统图c.伯德图d.结构图正确答案：5.超前校正是由于正相移，使截止频率附近的（）显著上升，因此具有较大的稳定裕度。

a、相位B.角度C.振幅D.获得正确答案：北交《自动控制理论》在线作业二二、多项选择题（共5题，共15分）1.消除系统结构不稳定的措施有（）。

a.改变积分性质b、引入比例微分控制C.改变微分方程的性质d.引入比例-积分控制正确答案：2.根据提供的相位角，串联校正可分为（）种。

a、超前校正B.滞后校正c.超前-滞后校正d.滞后-超前校正正确答案：3.动态结构图由以下符号组成。

（a）信号线B.分支点C.添加点D.方框正确答案：4.以下环节哪些（）为控制系统的典型环境。

a.比例环节b.积分环节c.微分环节d.惯性环节正确答案：5.根据系统中的连接方式，校正元件可分为：。

（a）系列校正B.反馈校正C.预校正D.干扰补偿正确答案：北交《自动控制理论》在线作业二三、判断题（共25题，总分75分）1.串联滞后校正用于改善系统的稳态性能，而且还可以基本保持系统原来的暂态性能。

（）a.错误b.正确正确答案：2.在开环对数频率特性的频带内，低频段决定了系统的稳定性和快速性。

（a） B.正确答案：3.利用根轨迹法，能方便地确定高阶系统中某个参数变化闭环极点分布的规律，形象地看出参数对系统动态过程的影响。

（）a.错误b.正确正确答案：4.图解法特别适用于解析法无法求解的二阶非线性系统。

北京理工大学自动控制理论实验二

实验2 控制系统的暂态特性分析姓名：明眸皓齿王师傅班级：********学号：**********实验时间：***********一、实验目的1. 学习和掌握利用MATLAB 进行系统时域响应求解和仿真的方法。

2. 考察二阶系统的时间响应，研究二阶系统参数对系统暂态特性的影响。

二、实验原理1. 系统的暂态性能指标控制系统的暂态性能指标常以一组时域量值的形式给出，这些指标通常由系统的单位阶跃响应定义出来，这些指标分别为：（1）延迟时间t d：响应曲线首次到达稳态值的50%所需的时间。

（2）上升时间t r：响应曲线从稳态值的10%上升到90%所需要的时间长，对于欠阻尼系统，通常指响应曲线首次到达稳态值所需的时间。

（3）峰值时间t p：响应曲线第一次到达最大值的时间。

（4）调整时间t s：响应曲线开始进入并保持在允许的误差（±2%或±5%）范围内所需要的时间。

（5）超调量σ：响应曲线的最大值和稳态值之差，通常用百分比表示其中y(t )为响应曲线。

在MATLAB 中求取单位阶跃响应的函数为step，其使用方法如下step(sys) 在默认的时间范围内绘出系统响应的时域波形step(sys,T) 绘出系统在0 – T 范围内响应的时域波形step(sys,ts:tp:te) 绘出系统在ts – te 范围内，以tp 为时间间隔取样的响应波形[y,t] = step(…) 该调用格式不绘出响应波形，而是返回响应的数值向量及其对应的时间向量。

系统的暂态性能指标可以根据上述定义，在响应曲线上用鼠标读取关键点或通过搜索曲线对应的数值向量中关键点来确定。

2. LTI Viewer工具在MATLAB 中提供了线性是不变系统仿真的工具LTI Viewer，可以方便地观察系统的响应。

三、实验内容1.已知单位负反馈系统前向通道的传递函数为试用MATLAB绘制系统的单位阶跃响应曲线。

代码：num=[80]den=[1 2 0]Gtf=tf(num,den)T=feedback(Gtf,1)step(T)结果：num =80den =1 2 0Gtf =80---------s^2 + 2 sContinuous-time transfer function.T =80--------------s^2 + 2 s + 80Continuous-time transfer function.图像：2.已知二阶系统（1）ζ=0.6，ωn=5，试用 MATLAB 绘制系统单位阶跃响应曲线，并求取系统的暂态性能指标。

自动控制理论二第4章习题

自动控制理论(二) 第四章测试题一、单项选择题(每小题2分)1、在伯德图中反映系统抗高频干扰能力的是( )A.低频段B.中频段C.高频段D.无法反映2、设开环系统的频率特性G(j ω)=413()+j ω,当ω=1rad/s 时，其频率特性幅值M(1)=( ) A.22 B. 2 C.42 D.24 3、比例环节的频率特性相位移θ(ω)=( )A.90°B.-90°C.0°D.-180°4、如果二阶振荡环节的对数幅频特性曲线存在峰值，则阻尼比ξ的值为( )A.0≤ξ≤0.707B.0<ξ<1C.ξ>0.707D.ξ>15、设积分环节的传递函数为G(s)=s K ，则其频率特性幅值M(ω)=（） A.ωK B.2K ω C.ω1 D.21ω 6、设开环系统的频率特性G(j ω)3)j 1(11ω+=，当ω=1rad/s 时，其频率特性幅值M(1)=( ) A. 22 B. 2 C. 42 D. 2 / 47、如果二阶振荡环节的对数幅频特性曲线存在峰值，则阻尼比ξ的值为( )A. 0≤ξ≤0.707B. 0<ξ<1C. ξ>0.707D. ξ>18、积分环节的频率特性相位移θ(ω)为( )A. 90°B. -90°C. 0°D. -180°9、伯德图中的高频段反映了系统的( )A. 稳态性能B. 动态性能C. 抗高频干扰能力D. 以上都不是 10、2型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为( )A.-60(dB/dec)B.-40(dB/dec)C.-20(dB/dec)D.0(dB/dec)11、下列频域性能指标中，反映闭环频域性能指标的是( )A.谐振峰值M rB.相位裕量γC.增益裕量K gD.剪切频率ωc12、设开环系统频率特性G(j ω)=3)j (110ω+,则其频率特性相位移θ(ω)=-180°时对应频率ω为( )A.1(rad/s)B.3(rad/s) C .√3(rad/s) D.10(rad/s)13、开环系统频率特性G(j ω)=3)j 1(3ω+，当ω=1rad/s 时，其频率特性相角θ(1)=( )。

北交《自动控制理论》在线作业二-0003

北交《自动控制理论》在线作业二-0003频率特性是线性系统(或部件)在（）输入下的稳态响应。

A:线性
B:正弦
C:余弦
D:正切
答案：B
以下哪种措施不能提高系统的稳定性。

（）
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
答案：A
超前校正是由于正相移的作用，使截止频率附近的（）明显上升，从而具有较大的稳定裕度。

A:相位
B:角度
C:幅值
D:增益
答案：A
闭环控制系统又称为（）。

A:反馈系统
B:前馈系统
C:串联系统
D:并联系统
答案：A
单位脉冲函数的拉氏变换等于（）。

A:1
B:2
C:3
D:4
答案：A
以下环节哪些（）为控制系统的典型环境。

A:比例环节。

北交《自动控制理论》在线作业二-0004.79884

北交《自动控制理论》在线作业二-0004
通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（）。

A:比较元件
B:给定元件
C:反馈元件
D:放大元件
答案：C
把系统的开环频率特性画在（）上可以求得闭环频率特性。

A:等M圆图
B:系统图
C:伯德图
D:结构图
答案：A
超前校正是由于正相移的作用，使截止频率附近的（）明显上升，从而具有较大的稳定裕度。

A:相位
B:角度
C:幅值
D:增益
答案：A
积分环节和惯性环节的频率特性在（）上相等。

A:幅频特性的斜率
B:最小幅值
C:相位变化率
D:穿越频率
答案：A
以下哪种措施不能提高系统的稳定性。

（）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
答案：A
串联校正根据其提供的相角可分为（）。

A:超前校正
B:滞后校正
C:超前-滞后校正
D:滞后-超前校正
答案：A,B,C
动态结构图由以下几种符号组成。

（）A:信号线
B:分支点
C:相加点
D:方框
答案：A,B,C,D
模型按照构造方法可分为（）。

A:数学模型
B:物理模型。

17春北理工《自动控制理论II》在线作业

2017秋17春北理工《自动控制理论II》在线作业一、单选题（共10 道试题，共30 分。

）1. 对于初始松驰系统，任何有界输入，其输出也是有界的，称为（）。

A. 渐近稳定B. BIBO稳定C. 平衡状态D. 大范围渐近稳定正确答案：2. 线性系统的系数矩阵A如果是奇异的，则系统存在（）平衡点。

A. 一个B. 两个C. 三个D. 无穷多个正确答案：3. 线性定常连续系统状态方程的解由（）部分相加组成。

A. 一个B. 两个C. 三个D. 四个正确答案：4. 可控性用来分析（）对状态的控制能力。

A. 输入B. 输出C. 状态D. 系统正确答案：5. 由初始状态所引起的自由运动称为状态的（）。

A. 零输入响应B. 零状态响应C. 输入响应D. 输出响应正确答案：6. 齐次状态方程就是指状态方程中不考虑（）的作用。

A. 输入B. 输出C. 状态D. 系统正确答案：7. 能够完整的描述系统运动状态的最小个数的一组变量称为（）。

A. 状态变量B. 状态空间C. 状态方程D. 输出方程正确答案：8. 齐次状态方程的解就是系统在无外力作用下由初始条件引起的（）。

A. 自由运动B. 强迫运动C. 离心运动D. 旋转运动正确答案：9. 系统的输出是y,状态为x,输入为u,状态反馈控制律的形式是（）。

A. u=KyB. u=KxC. u=KuD. u=K/y正确答案：10. 描述系统输出与状态之间的函数关系的代数方程称为系统的（）。

A. 状态变量B. 状态空间C. 状态方程D. 输出方程正确答案：北理工《自动控制理论II》在线作业二、多选题（共10 道试题，共30 分。

）1. 线性定常连续系统的可控性判据有（）。

A. 格拉姆矩阵判据B. 秩判据C. PBH判据D. 对角线规范型判据正确答案：2. 对于确定性线性连续时不变系统，设计的线性观测器输入信号有（）。

A. 原系统的输入B. 原系统的输出C. 原系统的状态D. 自身的状态正确答案：3. 建模是通过数据、表达式、逻辑或各方式的组合表示状态和（）间的关系。

18春北理工《自动控制理论(2)》在线作业

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 北理工《自动控制理论2》在线作业一、单选题：1.（单选题）描述系统输出与状态之间的函数关系的代数方程称为系统的（）。

(满分A状态变量B状态空间C状态方程D输出方程正确:D2.（单选题）线性定常系统可通过状态反馈实现闭环极点任意配置的充要条件是（）。

(满分A系统的状态完全能控B系统的状态完全能观C系统是稳定的D系统能镇定正确:A3.（单选题）齐次状态方程的解就是系统在无外力作用下由初始条件引起的（）。

(满分A自由运动B强迫运动C离心运动D旋转运动正确:A4.（单选题）齐次状态方程就是指状态方程中不考虑（）的作用。

(满分A输入B输出C状态D系统正确:5.（单选题）非齐次状态方程的解就是系统在外力作用下的（）。

(满分A自由运动B强迫运动C离心运动D旋转运动正确:6.（单选题）在所有可能的实现中，维数最小的实现称为（）。

(满分:)A能控标准形实现B并联形实现C串联形实现D最小实现正确:7.（单选题）能够完整的描述系统运动状态的最小个数的一组变量称为（）。

(满分:)------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ A状态变量B状态空间C状态方程D输出方程正确:8.（单选题）系统的输出是y,状态为x,输入为u,状态反馈控制律的形式是（）。

(满分:)Au=KyBu=KxCu=KuDu=K/y正确:9.（单选题）引入状态反馈的目的是（）。

(满分:)A配置系统的极点B改变系统的能控性C改变系统的能观性D使得系统能观正确:10.（单选题）线性系统的系数矩阵A如果是非奇异的，则系统存在（）平衡点。

北理工20春《自动控制理论2》在线作业答案

(单选题)1: 基于能量的稳定性理论是由（）构建的。

A: Lyapunov
B: Kalman
C: Routh
D: Nyquist
正确答案: A
(单选题)2: 引入状态反馈的目的是（）。

A: 配置系统的极点
B: 改变系统的能控性
C: 改变系统的能观性
D: 使得系统能观
正确答案: A
(单选题)3: 齐次状态方程就是指状态方程中不考虑（）的作用。

A: 输入
B: 输出
C: 状态
D: 系统
正确答案: A
(单选题)4: 对于单变量系统，特征方程的根就是传递函数的（）。

A: 零点
B: 极点
C: 拐点
D: 死点
正确答案: B
(单选题)5: 齐次状态方程的解就是系统在无外力作用下由初始条件引起的（）。

A: 自由运动
B: 强迫运动
C: 离心运动
D: 旋转运动
正确答案: A
(单选题)6: 线性系统的系数矩阵A如果是非奇异的，则系统存在（）平衡点。

A: 一个
B: 两个
C: 三个
D: 无穷多个
正确答案: A
(单选题)7: 原系统的维数是n，则全维状态观测器的维数是（）。

A: 2n。

2004年北京理工大学自动控制理论考研试题及参考答案

h
10.623 10.623 19.007 = ≈ s + 2.301s + 0.559 (s + 0.276)(s + 2.205) (3.623s + 1)(0.494s + 1)
2
即开环传递函数由 1 个比例环节和 2 个惯性环节构成。对应图（b）,有 Φ(s ) = K •
G 2 (s ) 1 + G 2 (s )
"2
三、（20 分）某非线性系统如图 3 所示， h1 = h2 = 1, M 1 = M 2 = 2 ,饱和特性的描述函数为
¡¢£¤¥¦§¨© ¥¦¢£ ¥¦ !
N1 ( X ) =
2 M 2 K −1 a a a sin + 1 − ； a = h1 ； K = 1 ； X X π h1 X
⇒
K = 0.95，G2 (s ) =
11.182 4.860 = s + 2.301s s (0.435s + 1)
2
即开环传递函数由 1 个比例环节、1 个积分环节和 1 个惯性环节构成。
jklmnopqrs tuoplmvw xyz{tuop|}~
2
4M a 1 − , a = h2，M = M 2 只有死区的继电器特性的描述函数 N 2 ( X ) = πX X
（1）试分析系统的稳定性；（2）求出系统极限环的振幅和频率。
"E
四、（20 分）已知系统如下图 4 所示：
"F
（1）求系统对单位阶跃输入响应的最大超调量和过渡过程时间；（2）求闭环系统的谐振频率 ω p 和谐振峰值 M (ω p )；（3）求开环系统对数频率特性的截止频率 ω c 和相位裕量 σ 。五、（20 分）控制系统的方框图如图 5 所示。（1）令系统状态 x = [x1

北理工《控制与测试》在线作业-0004D695

北理工《控制与测试》在线作业-0004
如果开环零点数m小于开环极点数，则有()条根轨迹终止于无穷远处。

A:n-m
B:n
C:m
答案：A
阶跃响应法是以()作为测试系统的输入，通过对系统输出响应的测试，从中计算出系统的动态特性参数。

A:正弦信号
B:阶跃信号
C:方波信号
答案：B
下列传感器为新型传感器的是()。

A:压力传感器
B:温度传感器
C:光纤传感器
答案：C
零阻尼系统的阶跃响应为()。

A:等幅振荡
B:发散振荡
C:衰减振荡
答案：A
根轨迹的分离点或会合点是特征方程的()。

A:重根
B:实根
C:共轭虚根
答案：A
闭环特征方程有纯虚根，系统处于()。

A:稳定
B:不稳定
C:临界稳定
答案：C
当输入为单位斜坡函数时，一阶惯性环节的稳态误差为()。

A:T（时间常数）
B:0
C:不确定
答案：A
湿敏传感器是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身()发生变化的原理而制成的。

A:湿度
B:温度
C:电阻值
答案：C
通常用电阻应变式传感器测量()。

A:温度
B:力
C:电阻。