自动控制工程基础复习题及参考答案(1312)

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《自动控制工程基础》复习题及参考答案

一、单项选择题：

1.某二阶系统阻尼比为0，则系统阶跃响应为 [ ] A.发散振荡 B.单调衰减 C.衰减振荡 D.等幅振荡 2．一阶系统G(s)= 的时间常数T 越小，则系统的输出响应达到稳态值的时间 [ ]

A.越长

B.越短

C.不变

D.不定

3.传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？ [ ] A.输入信号 B.初始条件 C.系统的结构参数 D.输入信号和初始条件

4.惯性环节的相频特性)(ωθ，当∞→ω时，其相位移)(∞θ为 [ ] A.-270° B ．-180° C.-90° D ．0°

5.设积分环节的传递函数为G(s)=s 1

，则其频率特性幅值M(ω)= [ ]

A. B. C. D.

ωK 2ωK

ω1

21ω

6.有一线性系统，其输入分别为u1(t)和u2(t)时，输出分别为y1(t)和y2(t)。当输入为a1u1(t)+a2u2(t)时(a1,a2为常数)，输出应为 [ ] A. a1y1(t)+y2(t) B. a1y1(t)+a2y2(t) C. a1y1(t)-a2y2(t) D. y1(t)+a2y2(t)

7.拉氏变换将时间函数变换成 [ ] A.正弦函数 B.单位阶跃函数 C.单位脉冲函数 D.复变函数

8.二阶系统当0<ζ<1时，如果减小ζ，则输出响应的最大超调量%σ将 [ ] A.增加 B.减小 C.不变 D.不定

9.线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下 [ ] A.系统输出信号与输入信号之比 B.系统输入信号与输出信号之比 C.系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 D.系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比

10.余弦函数cos t ω的拉氏变换是 [ ] A. B. C. D.

ω+s 1 22ωω+s 22ω+s s 221

ω+s

11.微分环节的频率特性相位移θ(ω)= [ ] A. 90° B. -90° C. 0° D. -180°

12.II 型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为 [ ] A. -40(dB/dec) B. -20(dB/dec) C. 0(dB/dec) D. +20(dB/dec)

1+Ts K

13.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的 [ ] A.代数方程 B.特征方程 C.差分方程 D.状态方程

14.主导极点的特点是 [ ] A.距离实轴很远 B.距离实轴很近 C.距离虚轴很远 D.距离虚轴很近

15.采用负反馈连接时，如前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则其等效传递函数为 [ ] A ． B ． C ． D ．

)(1)(s G s G + )()(11s H s G + )()(1)(s H s G s G + )()(1)

(s H s G s G -

二、填空题：

1.线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为______。

2.积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为________dB ／dec 。

3.对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、________和准确性。

4.单位阶跃函数1（t ）的拉氏变换为________。

5.二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为________。

6.当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是________时，系统是稳定的。

7.系统输出量的实际值与________之间的偏差称为误差。

8.在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差ess=________。 9.设系统的频率特性为)()()(ωωωjI j R j G +=，则)(ωI 称为________。

10.用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是________。

11.线性控制系统最重要的特性是可以应用________原理，而非线性控制系统则不能。 12.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和________连接。

13.分析稳态误差时，将系统分为0型系统、I 型系统、II 型系统…，这是按开环传递函数的________环节数来分类的。

14.用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标图示法和________图示法。 15.决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和________。

三、设单位负反馈系统的开环传递函数为 )

6(25

)(+=

s s s G k

求:（1）系统的阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn ；

（2）系统的峰值时间t p 、超调量σ％、 调整时间t S (△=0.05)；

四、设单位反馈系统的开环传递函数为

（1）求系统的阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn ；

（2）求系统的上升时间t p 、 超调量σ％、 调整时间t S (△=0.02)。

)

4(16)(+=

s s s G K

五、某系统如下图所示，试求其无阻尼自然频率ωn ，阻尼比ζ，超调量σ％，峰值时间p t ，调整时间s t (△

=0.02)。

六、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下：

)

22)(2()

1(20)(2++++=

s s s s s s G K

求：(1) 试确定系统的型次v 和开环增益K ；（2）试求输入为t t r 21)(+=时，系统的稳态误差。

七、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下：

)

2(100

)(+=

s s s G K

求：(1) 试确定系统的型次v 和开环增益K ；（2）试求输入为2

231)(t t t r ++=时，系统的稳态误差。

八、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下：

)

11.0)(12.0(20

)(++=

s s s G K

求：(1)试确定系统的型次v 和开环增益K ；（2）试求输入为2

252)(t t t r ++=时，系统的稳态误差。

九、设系统特征方程为: 054322

3

4

=++++s s s s 试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。

十、设系统特征方程为:

试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。

03101262

34=++++s s s s