控制工程基础考试重点
控制工程基础提纲
二. Bode稳定性判据:利用系统开环Bode图判断 闭环系统稳定性
在对数相频特性曲线 0 处补画一条从相角 0 900 0 的线条,然后计算
R , R , R R R , Z P 2R
Bode判据:在Bode图上,开环对数相频在 0 ~ c 范围内,
正穿越-180度线的次数与负穿越-180度线的次数分别为
开环极点
六.根轨迹与虚轴的交点
1. s j 代入特征方程
n
m
D s s pi K * s z j 0
i 1
j1
R jI 0
R 0
I
0
控制工程基础
2. 利用Routh表方法 七. 根轨迹的起始角和终止角
pi
m
z j pi
n
p j pi
j1
j 1
ji
zi
m
z jzi
n
pjzi
j1
j1
ji
要求熟练掌握前六条关于根轨迹的绘制法则,了 解第七条法则。
控制工程基础
Ch4.3 广义根轨迹 一. 系统的等效开环传递函数 二. 根轨迹绘制法则在广义根轨迹绘制中的应
用 三. 从根轨迹的角度,理解附加开环零点的作
用
控制工程基础
第五章 线性系统的频域分析法
60 -
40 -
1
-40dB/dec
20 -
-
0.1 1
-20 -
10
100
-40 -
-60dB/dec 2
控制工程基础
Ch5.3频率域稳定性判据 一. Nyquist稳定性判据:利用系统开环
Nyquist曲线判断闭环系统稳定性。 Z: 系统闭环在S右半平面中的极点个数 P: 系统开环在S右半平面中的极点个数 R: 开环围绕点(-1,0j)反时针的圈数 三者关系:
《控制工程基础》题集
《控制工程基础》题集一、选择题(每题5分,共50分)1.在控制系统中,被控对象是指:A. 控制器B. 被控制的设备或过程C. 执行器D. 传感器2.下列哪一项不是开环控制系统的特点?A. 结构简单B. 成本低C. 精度低D. 抗干扰能力强3.PID控制器中的“I”代表:A. 比例B. 积分C. 微分D. 增益4.下列哪种控制系统属于线性定常系统?A. 系统参数随时间变化的系统B. 系统输出与输入成正比的系统C. 系统输出与输入的平方成正比的系统D. 系统参数随温度变化的系统5.在阶跃响应中,上升时间是指:A. 输出从0上升到稳态值的时间B. 输出从10%上升到90%稳态值所需的时间C. 输出从5%上升到95%稳态值所需的时间D. 输出达到稳态值的时间6.下列哪种方法常用于控制系统的稳定性分析?A. 时域分析法B. 频域分析法C. 代数法D. A和B都是7.在频率响应中,相位裕度是指:A. 系统增益裕度对应的相位角B. 系统相位角为-180°时的增益裕度C. 系统开环频率响应相角曲线穿越-180°线时的增益与实际增益之差D. 系统闭环频率响应相角曲线穿越-180°线时的增益8.下列哪种控制策略常用于高精度位置控制?A. PID控制B. 前馈控制C. 反馈控制D. 最优控制9.在控制系统的设计中,鲁棒性是指:A. 系统对参数变化的敏感性B. 系统对外部干扰的抵抗能力C. 系统的稳定性D. 系统的快速性10.下列哪项不是现代控制理论的特点?A. 基于状态空间描述B. 主要研究单变量系统C. 适用于非线性系统D. 适用于时变系统二、填空题(每题5分,共50分)1.控制系统的基本组成包括控制器、和。
2.在PID控制中,比例作用主要用于提高系统的______,积分作用主要用于消除系统的______,微分作用主要用于改善系统的______。
3.线性系统的传递函数一般形式为G(s) = ______ / ______。
控制工程基础考试大纲(1)
《控制工程基础》考试大纲课程编号:总学时数:42+6学分:3学分一、考试对象修机械设计制造及自动化专业的学生二、考试目的考核学生对于基本概念和基本方法的理解与掌握、运用控制工程相关知识分析解决问题的能力。
本门课程考核要求分为“了解”、“熟悉”、“掌握”三个层次。
了解是指学生能懂得所学知识,能在有关问题中认识或再现它们;熟悉是指学生清楚地理解所学知识(如分析方法、判据、公式)的表述与使用范围等,并且能在基本运算和应用中正确地使用它们;掌握是指学生能较为深刻理解所学知识,能够准确、熟练地使用它们进行有关推导、计算和分析解决较为简单的实际问题。
三、考试内容第一章 绪论了解自动控制理论的发展、反馈控制理论的研究对象和方法。
熟悉对控制系统快、准、稳的性能要求。
掌握自动控制的系统的基本概念、术语,了解自动控制系统的组成和分类,及职能方块图的构成。
第二章 控制的系统的性能指标了解数学模型的概念、表述方式,了解用方块图建立实际物理系统的数学模型。
熟悉非线性函数线性化方法。
熟悉拉氏变换的定义、性质,可根据拉氏变换及反变换的方法求解微分方程。
熟悉传递函数的概念及典型环节的传递函数。
掌握列写一般物理系统的微分方程并建立系统的传递函数。
掌握控制系统方块图,方块图简化的方法及梅逊公式的应用。
第三章 控制系统的时域分析了解控制系统的典型输入信号,及时域响应指标定义。
了解经典控制理论对高阶系统的处理方法。
熟悉一阶系统的瞬态响应及性能指标s t 。
熟悉二阶系统的瞬态响应及极点之间的关系。
掌握一阶系统单位阶跃响应,二阶振荡环节的单位阶跃响应及性能指标r t 、p t 、s t 、p M 的含义与应用。
第四章 频率特性了解控制系统闭环频率性能指标M ω、r ω、b ω、r M 的含义。
了解最小相位系统的概念。
熟悉典型环节的频率特性。
熟悉系统频率特性的绘制,能依据近似Bode 图的幅频特性求取最小相位系统的传递函数。
掌握频率特性的基本概念、频率特性的两种主要表达方式:幅相频率特性的极坐标(Nyquist )图、对数频率特性(Bode )图。
控制工程基础期末考试复习资料
《控制工程基础》课程综合复习资料一、单选题1. 判断下面的说法是否正确:偏差()t ε不能反映系统误差的大小。
(A)正确(B)错误答案:B2. 判断下面的说法是否正确:静态速度误差系数v K 的定义是20lim .()s s G s →。
(A)正确(B)错误答案:B3.二阶振荡环节的传递函数G(s)=()。
(A)22,(01)21Ts T s Ts ξξ<<++ (B)22,(01)21T T s Ts ξξ<<++ (C)221,(01)21T s Ts ξξ<<++ (D)22,(01)21s T s Ts ξξ<<++ 答案:C4.函数5()301G jw jw =+的幅频特性()A w 为()。
(A)(B)(C)(D)259001w + 答案:D5.某一系统的误差传递函数为()1()1()i E s X s G s =+,则单位反馈系统稳态误差为()。
(A)01lim ()1()i s s X s G s →+ (B)01lim ()1()i s X s G s →+ (C)1lim ()1()i s s X s G s →∞+ (D)1lim ()1()i s X s G s →∞+ 答案:A6.某系统的传递函数为21()56s s s s φ+=++,其单位脉冲响应函数0()x t =()。
(A)23(2)1()t t e e t ---+(B)23(2)1()t t e e t --+(C)1()t(D)0答案:A7.图中系统的脉冲传递函数为()。
(A)1010()(1)()(1)()T T C z z e R z z z e --+=-+ (B)1010()(1)()(1)()T T C z z e R z z z e ---=-+ (C)210()10()(1)()T C z z R z z z e -=--(D)210()10()(1)()T C z z R z z z e --=-- 答案:C8.二阶系统的极点分别为120.5,3s s =-=-,系统增益2,则其传递函数为()。
控制工程基础期末复习重点
控制工程基础复习提纲【附上老师的一段原话】《控制工程基础》考试时间:15年1月21日(周三)上午。
请同学们按照复习提纲认真复习,把相关作业和例题搞懂。
一定要认真对待考试,务必带上带学生证和必要的文具(包括铅笔、橡皮、直尺等),计算不会很复杂,手算即可,不可以用手机。
最好不要带手机。
本周三(14日)我会在八教三楼实验室311,需要答疑的同学可以来找我,平时QQ联系亦可。
祝同学们考试顺利!万一有同学没有考过的,假期务必认真复习,把不会做的搞懂,补考也是差不多的题型。
请一定要认真对待考试,这门课不做题目,想随便混过去是不可能的啊!必须掌握基本的解题方法和步骤,并且能比较熟练地应用。
不搞懂光记例题没用的。
1. 求机械、电气系统的微分方程,并求传递函数。
如:p72 2-1。
2. 记住几种典型环节的传递函数形式,p35。
3. 方框图的简化。
如:p75 2-11。
4. 控制系统的传递函数。
如:p75 2-14。
5. 记住一阶惯性环节的单位阶跃响应曲线图,与参数T的关系。
记住二阶系统的特征方程,单位阶跃响应曲线图,与参数ξ的关系。
6. 稳态误差系数、稳态误差的计算。
如:p124 3-11, 3-12。
7. 根据劳斯判据判断系统的稳定性,并说明特征根在复平面上的分布。
如:p125 3-15。
8. 尼奎斯特图的定义和作图方法,典型环节的尼奎斯特图,稳定性判据等。
如: p183 4-10,4-14。
1) 请写出系统的幅、相频率特性和实频、虚频特性;2) 画出系统的尼奎斯特图;3) 试用尼奎斯特判据判断闭环系统的稳定性。
9. 博德图的定义和作图方法,典型环节的博德图(一阶惯性环节、一阶微分环节、二阶振荡环节的对数幅频特性渐近线在转折频率处斜率发生改变;相频特性关于转折频率斜对称),稳定性判据,幅、相穿越频率,幅、相裕量等。
如p160例4.11。
1) 请写出系统的对数幅、相频率特性;2) 画出系统的伯德图;3) 在图上标出幅值穿越频率、相位穿越频率、幅值裕量和相位裕量;4) 根据幅值裕量和相位裕量判断闭环系统的稳定性。
控制工程基础课程考核知识点.
《控制工程基础》课程考核知识点:第1章绪论考核知识点:(一)机械工程控制的基本含义1.控制论与机械工程控制的关系;2.机械工程控制的研究对象。
(二)系统中信息、信息传递、反馈及反馈控制的概念1.系统信息的传递、反馈及反馈控制的概念;2.系统的含义及控制系统的分类。
第2章控制系统的数学模型考核点:(一)数学模型的概念1.数学模型的含义;2.线性系统含义及其最重要的特征——可以运用叠加原理;3.线性定常系统和线性时变系统的定义;4.非线性系统的定义及其线性化方法。
(二)系统微分方程的建立1.对于机械系统,运用达朗贝尔原理建立运动微分方程式;2对于电气系统运用克希霍夫电流定律和克希霍夫电压定律,建立微分方程式;3.简单液压系统微分方程式的建立。
(三)传递函数1.传递函数的定义;2.传递函数的主要特点:(1)传递函数反映系统本身的动态特性,只与本身参数和结构有关,与输入无关;(2)对于物理可实现系统,传递函数分母中S的阶数必不少于分子中S的阶次;(3)传递函数不说明系统的物理结构,不同的物理系统只要它们的动态特性相同,其传递函数相同;3.传递函数零点和极点的概念。
(四)方块图及系统的构成1.方块图的表示方法及其构成;2.系统的构成(1)串联环节的构成及计算;(2)并联环节的构成及计算;(3)反馈环节的构成及计算;3.方块图的简化法则(1)前向通道的传递函数保持不变;(2)各反馈回路的传递函数保持不变;4.画系统方块图及求传递函数步骤。
(五)机、电系统的传递函数1.各种典型机械网络传递函数的计算及表示方法;2.各种典型电网络及电气系统传递函数的计算及表示方法;3.加速度计传递函数计算;4.直流伺服电机驱动进给系统传递函数计算。
.第3章控制系统的时域分析考核知识点:(一)时间响应1.时间响应的概念;2.瞬态响应和稳态响应的定义。
(二)脉冲响应函数1.脉冲响应函数的定义;2.脉冲响应函数与传递函数的关系;3.如何利用脉冲响应函数求系统在任意输入下的响应。
控制工程基础总复习
控制工程基础总复习1. 前言控制工程是现代工程领域中的一个重要学科,它主要研究如何设计、分析和实现控制系统,以使得被控对象按照既定的要求运行。
本文将对控制工程的基础知识进行总复习,包括控制系统的基本要素、常见的控制器类型以及常用的控制策略等内容。
2. 控制系统基本要素控制系统通常由四个基本要素组成,分别是被控对象、控制器、传感器和执行器。
2.1 被控对象被控对象是控制系统中需要控制的目标对象,它可以是物理实体,也可以是一个数学模型。
被控对象会对控制输入产生相应的输出响应。
2.2 控制器控制器是控制系统中的核心组成部分,它接收被控对象的输出信号和期望的控制信号,根据预定的控制策略生成控制指令,并将其发送给执行器。
2.3 传感器传感器用于检测被控对象的输出信号,并将其转换成电信号或数字信号。
传感器的准确性和响应速度对于控制系统的性能起着重要的影响。
2.4 执行器执行器接收来自控制器的控制指令,并将其转化为动作,改变被控对象的状态。
执行器可以是电动机、阀门等。
控制器根据其工作原理和结构可以分为多种类型,例如比例控制器、积分控制器和微分控制器。
3.1 比例控制器比例控制器通过根据被控对象的输出信号和期望的控制信号的偏差来生成一个与偏差成正比的控制指令。
比例控制器的特点是简单、易于实现,但在一些情况下可能导致系统的稳定性差。
3.2 积分控制器积分控制器不仅考虑偏差,还考虑偏差随时间的累积。
积分控制器可以消除系统稳态误差,提高系统的稳定性。
然而,积分控制器对于快速变化的被控对象可能会引起过调的问题。
微分控制器根据被控对象的输出信号和期望的控制信号的变化率来生成控制指令。
微分控制器可以改善系统的动态响应和稳定性,但对于被控对象输出信号的噪声和干扰敏感。
3.4 PID控制器PID控制器是一种综合了比例、积分和微分控制器的控制器。
PID 控制器通过调整比例、积分和微分系数来达到最优的控制效果。
PID 控制器是控制工程中最常用和最经典的控制器之一。
控制工程基础复习题与答案大全
C.0<K<10D. K>-1
41.一个线性系统的稳定性取决于( )。
A.系统的输入B.系统本身的结构和参数
C.系统的初始状态D.外界干扰
42.设系统的特征方程为D(s)=3s4+10s3+5s2+s+2=0,则此系统( )。
A.稳定B.临界稳定C.不稳定D.稳定性不确定
43.在设计控制系统时,稳定性判断( )
A. B. C. D. 0
32.提高系统的开环增益可减小______,但此时的______往往降低。()
A.稳定性,稳态误差B.精度,稳定性
C.稳定性,精度D.稳态误差,稳定性
33.下面因素中与系统稳态误差无关的是()
A.系统的类型B.开环增益
C.开环传递函数中的时间常数D.输入信号
34.一系统的传递函数为 ,当输入 时,则其稳态
A.与K有关B.与K和T有关
C.与T有关D.与输入信号大小有关
20.一阶系统的传递函数为 ,则系统的增益K和时间常数T依次为( )。
A. 3.75,1.25 B. 3,0.8 C. 0.8,3 D. 1.25,3.75
21.二阶系统的传递函数为 ,则系统增益为( )
A.10 B.0.5 C.4 D.5
22.二阶系统的传递函数为G(s)= ,其无阻尼固有频率ωn是( )
A. 10B. 5C. 2.5D. 25
23.当二阶系统的阻尼比 在0< <l时,特征根为()
A一对实部为负的共轭复根B一对实部为正的共轭复根
C一对共轭虚根D一对负的等根
24.二阶系统的传递函数G(s)= ,其阻尼比ζ是( )。
A. B. C.2D.
解:根据牛顿第二定律,分析质点的受力有:
控制工程基础复习提纲
G (j) (jK ) ( v 1 ( 1 jjT 1 ) 1 ) 1 1 ( ( jjT 2 ) 2 ) ( 1 ( 1 jjT m n ) v )( n m )
依据积分环节个数,判断系统类型
0型系统(v = 0)
Im
=
0
n=1 n=2 n=3 n=4
j
2 1
-3 -2 -1-1 0 1 2 3
-2 G(s)= s+2
(s+3)(s2+2s+2) 的零极点分布图
最小象位系统:s平面右半面没有零点和极点(判断)
知识点3——L反变换(三种情况) (2)case1-不同实数极点
标准形式
F(s)B(s) n Ai A(s) i1 spi
待定系数 A i F ( s ) ( s p i) s p i
1 2
)
阻尼振荡频率 d n 12
(3)二阶系统指标计算 (6个公式背下来)必考
①上升时间 ②峰值时间 ③超调值 ④调整时间
tr
arccos n 1 2
tp
d
n
12
Mp%e 12100%
(ln M p )2
2 (ln M p )2
ts 4n, 0 .0 2 ; ts 3n, 0 .0 5
氏
变5 换6 表7
13
14
f t
t I t
t
e a t
t eat
sin t cos t eat sint eat cost
F s
1
1
s 1 s2 1
s a
1
s a 2
s2 2
s s2 2
s a2 2
sa
控制工程基础考卷带答案复习资料
专业课原理概述部分一、选择题(每题1分,共5分)1. 控制系统的基本目的是?A. 提高系统精度B. 增强系统稳定性C. 改善系统性能D. 所有上述A. 稳定性B. 静态误差C. 响应时间D. 系统效率3. PID控制器中的P代表?A. 积分B. 比例C. 微分D. 偏差4. 开环控制系统与闭环控制系统的区别在于?A. 开环控制系统有反馈B. 闭环控制系统无输入C. 开环控制系统无反馈D. 闭环控制系统无输出A. 系统类型B. 开环增益C. 输入信号类型D. 控制器类型二、判断题(每题1分,共5分)1. 控制系统可以完全消除外部扰动的影响。
(×)2. 增加开环增益会提高系统的稳态精度。
(√)3. 所有控制系统都需要反馈才能正常工作。
(×)4.PID控制器适用于所有类型的控制系统。
(×)5. 控制系统的动态性能只与系统的时间常数有关。
(×)三、填空题(每题1分,共5分)1. 控制系统的基本组成部分包括控制器、执行机构、______和被控对象。
2. 控制系统的性能指标主要包括稳定性、快速性和______。
3.PID控制器由比例、积分和______三个部分组成。
4. 闭环控制系统的特点是输出信号对输入信号进行______。
5. 控制系统的数学模型通常包括______模型、传递函数模型和状态空间模型。
四、简答题(每题2分,共10分)1. 简述控制系统的基本原理。
2. 解释开环控制系统和闭环控制系统的区别。
3. 什么是PID控制器?它有什么作用?4. 简述控制系统的稳定性定义及其重要性。
5. 控制系统设计的基本步骤有哪些?五、应用题(每题2分,共10分)1. 设计一个简单的温度控制系统,并说明其工作原理。
2. 如何通过增加积分环节来减小系统的稳态误差?3. 给出一个应用PID控制器的实际案例,并解释其参数调整的意义。
4. 分析一个闭环控制系统中的反馈对系统性能的影响。
(建筑工程管理)控制工程基础总复习
(建筑工程管理)控制工程基础总复习控制工程基础总复习§1-1控制系统的基本工作原理1.自动控制在没有人的直接参和下,利用控制装置使受控对象的某些物理量准确地按预期的规律运行。
2.反馈将系统输出的全部或部分返回系统的输入端,且和输入信号共同作用于系统的过程。
3.反馈控制原理基于反馈基础之上的检测偏差用以纠正偏差。
4.控制系统的组成§1-2自动控制系统的分类1.按有无反馈分2.按给定量的运动规律分3.按系统的反应特性分§1-3对控制系统的基本要求有三方面的要求:稳定性、快速性、准确性第二章物理系统的数学模型及传递函数§2-1系统的建模对于我们机械系统,主要依据达朗贝尔原理和基尔霍夫定律建立数学模型§2-2传递函数1.拉氏变换:2.传递函数:线性定常系统在零初始条件下,系统输出量拉氏变换和输入量拉氏变换之比。
3.传递函数的求法利用拉氏变换的微分定理和积分定理,即:4.传递函数的性质⑴传递函数的概念只适用于线性定常系统;⑵传递函数反映的是系统的固有特性,和输入量无关;⑶只要传递函数形式相同,就是具有类似动态特性的相似系统;⑷传递函数是壹种比值,能够有量纲也能够无量纲;⑸实际控制系统的传递函数,其分母阶数大于分子阶数。
§2-3典型环节的传递函数1.比例环节2.惯性环节3.理想微分环节4.壹阶微分环节5.积分环节6.振荡环节7.延时环节§2-4系统的方框图及其联接1.环节的基本联接方式有串联、且联和反馈联接三种方式2.闭环系统的传递函数3.闭环系统的开环传递函数闭环系统前向通道传递函数和反馈通道传递函数之积称为闭环系统的开环传递函数。
4.方框图的变换和简化⑴分支点移动前移:分支点前移,必须在另壹分支路中串联分支点前移所跨越的传递函数。
后移:分支点后移,必须在另壹分支路中串联分支点后移所跨越的传递函数的倒数。
⑵相加点移动前移:相加点前移,必须在另壹分支路中串联相加点前移所跨越的传递函数的倒数。
《控制工程基础》试卷及详细答案
一、填空题(每题1分,共15分)1、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面,即: 、 和 ,其中最基本的要求是 。
2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为()G s ,则该系统的开环传递函数为 。
3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法,叫系统的数学模型,在古典控制理论中系统数学模型有 、 等。
4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定,可采用 、 、 等方法。
5、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 。
6、设系统的开环传递函数为12(1)(1)K s T s T s ++,则其开环幅频特性为 ,相频特性为 。
7、最小相位系统是指。
二、选择题(每题2分,共20分)1、关于奈氏判据及其辅助函数 F(s)= 1 + G(s)H(s),错误的说法是( )A 、 F(s)的零点就是开环传递函数的极点B 、 F(s)的极点就是开环传递函数的极点C 、 F(s)的零点数与极点数相同D 、 F(s)的零点就是闭环传递函数的极点2、已知负反馈系统的开环传递函数为221()6100s G s s s +=++,则该系统的闭环特征方程为 ( )。
A 、261000s s ++= B 、2(6100)(21)0s s s ++++=C 、2610010s s +++= D 、与是否为单位反馈系统有关3、一阶系统的闭环极点越靠近S 平面原点,则 ( ) 。
A 、准确度越高B 、准确度越低C 、响应速度越快D 、响应速度越慢 4、已知系统的开环传递函数为100(0.11)(5)s s ++,则该系统的开环增益为 ( )。
A 、 100 B 、1000 C 、20 D 、不能确定 5、若两个系统的根轨迹相同,则有相同的:A 、闭环零点和极点B 、开环零点C 、闭环极点D 、阶跃响应6、下列串联校正装置的传递函数中,能在1c ω=处提供最大相位超前角的是 ( )。
27481控制工程基础
控制工程基础自学考试大纲第一章概论一、课程内容本章主要介绍了控制理论发展过程及在工程上的应用;自动控制系统的基本概念;控制理论在机械制造工业中的应用;课程的整体安排。
三、考核知识点与考核要求(一)领会控制理论的发展过程,及在发展各阶段的主要特点。
(二)熟练掌握自动控制系统的基本概念:1.自动控制系统的工作原理;2.开环控制;3.闭环控制;4.反馈控制系统基本组成及组成的元件;5.自动控制系统的基本类型;6.对控制系统的基本要求。
(三)领会控制理论在机械制造工业中的应用:1.离心调速器;2.机器人关节司服系统;3.三坐标数控机床;4.六自由度工业机器人;5.感应导线式自动导引车;6.柔性制造系统。
(四)掌握本课程的基本要求。
第二章控制系统的动态数学模型一、课程内容本章主要介绍:(一)基本环节数学模型1.质量——弹簧——阻尼系统应用牛顿第二定律建立质量——弹簧——阻尼系统的运动微分方程。
2.电路网络应用基尔霍夫定律和区姆定律建立电路网络系统的微分方程。
3.电动机应用力学、电学方面定律建立电枢控制式直流电动机的数学模型。
(二)数学模型的线性化1.各类非线性现象。
2.系统线性化处理的方法。
(三)拉氏变换及反变换1.拉氏变换定义2.简单函数的拉氏变换(1)单位阶跃函数;(2)指数函数;(3)正弦函数和余弦函数。
(4)幂函数。
3.拉氏变换的性质(1)叠加原理;(2)微分定理;(3)积分定理;(4)衰减定理;(5)延时定理;(6)初值定理;(7)终值定理;(8)时间比例尺改变的象函数;(9)tx(t)的象函数;(10)x(t)/t 的拉氏变换;(11)周期函数的象函数;(12)卷积分的象函数。
4.拉氏反变换(1)只含不同单极点的情况;(2)含共轭复数极点的情况;(3)含多重极点的情况。
5.用拉氏变换解常系数线性微分方程(四)传递函数以及典型环节的传递函数1.比例环节2.一阶惯性环节3.微分环节(1)理想微分环节;(2)近似微分环节。
控制工程基础试题
控制工程基础试题
理解和掌握控制工程的基础是确保在该领域成功的关键。
以下是一些可能涉及到的控制工程基础试题:
什么是控制系统?
定义控制系统,并解释其基本组成部分。
什么是反馈控制?
描述反馈控制原理,以及它在系统中的作用。
什么是控制系统的目标?
讨论控制系统的一般目标和设计目标。
什么是开环和闭环控制?
解释开环和闭环控制系统的概念,以及它们之间的区别。
PID控制器是什么?
描述PID(比例-积分-微分)控制器的原理和用途。
如何分析控制系统的稳定性?
讨论用于分析控制系统稳定性的方法,如根轨迹、Nyquist图和Bode图。
什么是传递函数?
定义传递函数,并说明其在控制系统中的重要性。
解释根轨迹分析的目的。
描述根轨迹分析的原理,并解释它如何用于评估系统的稳定性。
什么是系统的超调和峰值过渡时间?
解释超调和峰值过渡时间,以及它们如何反映控制系统的性能。
如何设计一个PID控制器?
说明设计PID控制器的基本步骤和考虑因素。
什么是状态空间分析?
描述状态空间分析的基本原理和用途。
控制工程基础复习题
控制工程基础复习题一、填空题1. 在水箱水温控制系统中,受控对象为 ,被控量为 。
2.控制系统的基本要求主要有: 、 、 。
3.机械控制系统的核心是: 、 。
4、在水箱水温控制系统中,受控对象为 ,被控量为 。
5、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 。
6、稳定是对控制系统最基本的要求,若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡,则该系统 。
判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用 ;在频域分析中采用 。
7. 已知系统的微分方程为()()()()t x t x t x t x i 2263000=++ ,则系统的传递函数是 。
8. 设一阶系统的传递27)(+=s s G ,其阶跃响应曲线在t =0处的切线斜率为 。
9. 线性系统稳定的充分必要条件是闭环传递函数的极点均严格位于s______________半平面。
10. 在二阶系统中引入比例-微分控制会使系统的阻尼系数________________。
11、串联滞后校正利用滞后网络的高频幅值_______________特性。
11、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系,开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对应时域性能指标 ,它们反映了系统动态过程的 。
12.在最小相位系统中,其零点和极点应分别满足条件: 、 。
13. 反馈控制系统的核心是 ,其控制作用是通过 与反馈量的差值进行的。
14、复合控制有两种基本形式:即按 的前馈复合控制和按 的前馈复合控制。
15. 频域性能指标与时域性能指标有着对应关系,开环频域性能指标中的 和时域性能指标 ,都反映了系统动态过程的快速性。
16. 系统及其输入输出间有动态关系的根本原因是 ,其实质是信息的 。
17. 系统传递函数的零点、极点和放大系数对系统性能有重要影响。
控制工程基础复习提纲
一、填空题(部分可能模糊的已给出参考答案):1. 对时域函数进行拉氏变换:)(1t =、t =、at e -=、sin t ω=。
2. 自动控制系统对输入信号的响应,一般都包含两个分量,即一个是瞬态响应分量,另一个是 稳态_响应分量。
3. 在闭环控制系统中,通过检测元件将输出量转变成与给定信号进行比较的信号,这个信号称为_____反馈___。
4. 若前向通道的传递函数为G(s),反馈通道的传递函数为H(s),则闭环传递函数为___ __5. 函数f(t)=的拉氏变换式是 。
6. Bode 图中对数相频特性图上的-180°线对应于奈奎斯特图中的__负实轴_________。
7. 闭环系统稳定的充要条件是所有的闭环极点均位于s 平面的右半平面半平面。
8. 已知传递函数为2()k G s s=,则其对数幅频特性L (ω)在零分贝点处的频率数值为ω=9. 在系统开环对数频率特性曲线上,低频段部分主要由积分环节和比例决定。
10. 惯性环节的传递函数11+Ts ,它的幅频特性的数学式是,它的相频特性的数学式是 ωT arctan -。
11. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下,系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。
12. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后,从初始状态到最终或稳定状态的响应过程。
13. 判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为负实根或负实部的复数根,即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。
14. I 型系统G s K s s ()()=+2在单位阶跃输入下,稳态误差为 0 ,在单位加速度输入下,稳态误差为∞。
(参考教材P89)15. 频率响应是系统对正弦输入稳态响应,频率特性包括幅频和相频两种特性。
16. 如果系统受扰动后偏离了原工作状态,扰动消失后,系统能自动恢复到原来的工作状态,这样的系统是 (渐进)稳定的系统。
17. 传递函数的组成与输入、输出信号无关,仅仅决定于系统本身的结构和参数,并且只适于零初始条件下的线性定常系统。
《控制工程基础》参考复习题及答案
《控制工程基础》参考复习题及习题解答第一部分 单项选择题1.闭环控制系统的主反馈取自【 D 】A.给定输入端B.干扰输入端C.控制器输出端D.系统输出端2.不同属性的物理系统可以有形式相同的【 A 】A.数学模型B.被控对象C.被控参量D.结构参数3.闭环控制系统的开环传递函数为G(s)H(s),其中H(s)是反馈传递函数,则系统的误差信号为【 A 】A.X i (s )-H (s)X 0(s )B.X i (s )-X 0(s )C.X or (s )-X 0(s )D.X or (s )-H (s )X 0(s )3-1闭环控制系统的开环传递函数为G(s)H(s),其中H(s)是反馈传递函数,则系统的偏差信号为【 A 】A.X i (s )-H (s)X 0(s )B.X i (s )-X 0(s )C.X or (s )-X 0(s )D.X or (s )-H (s )X 0(s )4.微分环节使系统【 A 】A.输出提前B.输出滞后C.输出大于输入D.输出小于输入5.当输入量发生突变时,惯性环节的输出量不能突变,只能按【 B 】A.正弦曲线变化B.指数曲线变化C.斜坡曲线变化D.加速度曲线变化6.PID 调节器的微分部分可以【 A 】A.提高系统的快速响应性B.提高系统的稳态性C.降低系统的快速响应性D.降低系统的稳态性6-1.PID 调节器的微分部分可以【 A 】A.提高系统的稳定性B.提高系统的稳态性C.降低系统的稳定性D.降低系统的稳态性7.闭环系统前向传递函数是【 C 】A.输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比B.输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比C.输出信号的拉氏变换与误差信号的拉氏变换之比D.误差信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比8.一阶系统的时间常数为T ,其脉冲响应为【 C 】 A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T-1 D.T t Te T -+ 8-1.一阶系统的时间常数为T ,其单位阶跃响应为【 C 】 A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T-1 D.T t Te T -+ 8-2.一阶系统的时间常数为T ,其单位斜坡响应为【 C 】 A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T-1 D.T t Te T -+ 8-3.一阶系统的时间常数为T ,其单位阶跃响应的稳态误差为【C 】A.0B.TC.1TD.T t Te T -+ 8-4.一阶系统的时间常数为T ,其单位斜坡响应的稳态误差为【 C 】A.0B.TC.1TD.T t Te T -+ 9.过阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为【 】A.零B.常数C.单调上升曲线D.等幅衰减曲线10.干扰作用下,偏离原来平衡状态的稳定系统在干扰作用消失后【 】A.将发散离开原来的平衡状态B.将衰减收敛回原来的平衡状态C.将在原平衡状态处等幅振荡D.将在偏离平衡状态处永远振荡11.单位脉冲函数的拉普拉斯变换是【 】 A.1/s B.1 C. 21s D.1+1/s12.线性控制系统的频率响应是系统对输入【 】A.阶跃信号的稳态响应B.脉冲信号的稳态响应C.斜坡信号的稳态响应D.正弦信号的稳态响应13.积分环节的输出比输入滞后【 】A.090-B.090C.0180-D.018014.奈魁斯特围线中所包围系统开环传递函数)(s G 的极点数为3个,系统闭环传递函数的极点数为2个,则映射到)(s G 复平面上的奈魁斯特曲线将【 】A.逆时针围绕点(0,j0)1圈B.顺时针围绕点(0,j0)1圈C.逆时针围绕点(-1,j0)1圈D.顺时针围绕点(-1,j0)1圈15.最小相位系统稳定的条件是【 】A.γ>0和g L <0B.γ<0和g K >1C.γ>0和)(g L ω<0D.γ<0和)(g L ω>016.若惯性环节的时间常数为T ,则将使系统的相位【 】A.滞后1tan ()T ω-B.滞后1tan ω--C.超前1tan ()T ω-D.超前1tan ω-- 17.控制系统的误差是【 】A.期望输出与实际输出之差B.给定输入与实际输出之差C.瞬态输出与稳态输出之差D.扰动输入与实际输出之差18.若闭环系统的特征式与开环传递函数的关系为)()(1)(s H s G s F +=,则【 】A.)(s F 的零点就是系统闭环零点B.)(s F 的零点就是系统开环极点C.)(s F 的极点就是系统开环极点D.)(s F 的极点就是系统闭环极点19.要使自动调速系统实现无静差,则在扰动量作用点的前向通路中应含有【 】A.微分环节B.积分环节C.惯性环节D.比例环节20.积分器的作用是直到输入信号消失为止,其输出量将【 】A.直线上升B.垂直上升C.指数线上升D.保持水平线不变21.自动控制系统的控制调节过程是以偏差消除【 】A.偏差的过程B.输入量的过程C.干扰量的过程D.稳态量的过程22.系统输入输出关系为i o o o x x x x cos =++,则该系统为【 】 A.线性系统 B.非线性系统 C.线性时变系统 D.线性定常系统23.线性定常二阶系统的输出量与输入量之间的关系是【 】A.振荡衰减关系B.比例线性关系C.指数上升关系D.等幅振荡关系24. 微分环节可改善系统的稳定性并能【 】A.增加其固有频率B.减小其固有频率C.增加其阻尼D.减小其阻尼25.用终值定理可求得)8)(5(4)(++=s s s s F 的原函数f (s )的稳态值为【 】 A.∞ B .4 C.0.1 D.026.可以用叠加原理的系统是【 】A.开环控制系统B.闭环控制系统C.离散控制系统D.线性控制系统27.惯性环节含有贮能元件数为【 】A.2B.1C.0D.不确定28.一阶系统的单位阶跃响应在t =0处的斜率越大,系统的【 】A.响应速度越快B.响应速度越慢C.响应速度不变D.响应速度趋于零29.临界阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为【 】A.零B.常数C.单调上升曲线D.等幅衰减曲线30.欠阻尼二阶系统的输出信号振幅的衰减速度取决于【 】A.n ξωB.ξωC.g ξωD.c ξω31.单位加速度信号的拉氏变换为【 】 A.1 B. s 1 C. 21s D. 31s32.线性系统的输入信号为t t x i ωsin )(=,则其输出信号响应频率为【 】A.ωB.n ωC.ωjD.n j ω33.微分环节的输出比输入超前【 】A.090-B.090C.0180-D.018034.若闭环系统的特征式与开环传递函数的关系为)()(1)(s H s G s F +=,则【 】A.)(s F 的极点就是系统开环零点B.)(s F 的零点就是系统开环极点C.)(s F 的零点就是系统闭环极点D.)(s F 的极点就是系统闭环极点35.系统开环传递函数为)11.0()14.0()(2++=s s s K s G 不用计算或作图,凭思考就能判断该闭环系统的稳定状况是【】A.稳定B.不稳定C.稳定边界D.取决于K 的大小36.为了保证系统有足够的稳定裕量,在设计自动控制系统时应使穿越频率附近)(ωL 的斜率为【 】A.-40 dB/decB.-20 dB/decC.+40 dB/decD.+20 dB/dec37.线性定常系统的偏差信号就是误差信号的条件为【 】A.反馈传递函数H(s)=1B.反馈信号B(s)=1C.开环传递函数G(s) H(s)=1D.前向传递函数G(s)=138.降低系统的增益将使系统的【 】A.稳定性变差B.稳态精度变差C.超调量增大D.稳态精度变好39.含有扰动顺馈补偿的复合控制系统可以显著减小【 】A.超调量B.开环增益C.扰动误差D.累计误差40.PID 调节器的微分部分可以【 】A.改善系统的稳定性B.调节系统的增益C.消除系统的稳态误差D.减小系统的阻尼比41.一般情况下开环控制系统是【 】A.不稳定系统B.稳定系统C.时域系统D.频域系统42.求线性定常系统的传递函数条件是【 】A.稳定条件B.稳态条件C.零初始条件D.瞬态条件43.单位负反馈系统的开环传递函数为G(s),则其闭环系统的前向传递函数与【 】A.反馈传递函数相同B.闭环传递函数相同C.开环传递函数相同D.误差传递函数相同44.微分环节是高通滤波器,将使系统【 】A.增大干扰误差B.减小干扰误差C.增大阶跃输入误差D.减小阶跃输入误差45.控制框图的等效变换原则是变换前后的【 】A.输入量和反馈量保持不变B.输出量和反馈量保持不变C.输入量和干扰量保持不变D.输入量和输出量保持不变46.对于一个确定的系统,它的输入输出传递函数是【 】A.唯一的B.不唯一的C.决定于输入信号的形式D.决定于具体的分析方法47.衡量惯性环节惯性大小的参数是【 】A.固有频率B.阻尼比C.时间常数D.增益系数48.三个一阶系统的时间常数关系为T2<T1<T3,则【 】A.T2系统响应快于T3系统B.T1系统响应快于T2系统C.T2系统响应慢于T1系统D.三个系统响应速度相等49.闭环控制系统的时域性能指标是【 】A.相位裕量B.输入信号频率C.最大超调量D.系统带宽50.输入阶跃信号稳定的系统在输入脉冲信号时【 】A .将变成不稳定系统 B.其稳定性变好 C.其稳定性不变 D.其稳定性变差51.二阶欠阻尼系统的阶跃响应为【 】A.单调上升曲线B.等幅振荡曲线C.衰减振荡曲线D.指数上升曲线52.单位斜坡信号的拉氏变换为【 】 A.1 B.s 1 C.21s D.31s53.线性控制系统【 】A.一定是稳定系统B.是满足叠加原理的系统C.是稳态误差为零的系统D.是不满足叠加原理的系统54.延迟环节Ts e s G -=)(的幅频特性为【 】A.)(ωA =1B.)(ωA =0C.)(ωA <1D.)(ωA >155.闭环系统稳定的充分必要条件是其开环极坐标曲线逆时针围绕点(-1,j0)的圈数等于落在S 平面右半平面的【】 A.闭环极点数 B.闭环零点数 C.开环极点数 D.开环零点数56.频率响应是系统对不同频率正弦输入信号的【 】A.脉冲响应B.阶跃响应C.瞬态响应D.稳态响应57.传递函数的零点和极点均在复平面的左侧的系统为【 】A.非最小相位系统B.最小相位系统C.无差系统D.有差系统58.零型系统跟踪阶跃信号的稳态误差为【 】A.0B.∞C.常数D. )()(lim 0s H s G s→ 59.降低系统的增益将使系统的【 】A.稳定性变差B.快速性变差C.超调量增大D.稳态精度变好60.把系统从一个稳态过渡到新的稳态的偏差称为系统的【 】A.静态误差B.稳态误差C.动态误差D.累计误差61.闭环控制系统除具有开环控制系统所有的环节外,还必须有【 】A.给定环节B.比较环节C.放大环节D.执行环节62.同一系统由于研究目的的不同,可有不同的【 】A.稳定性B.传递函数C.谐波函数D.脉冲函数63.以同等精度元件组成的开环系统和闭环系统其精度比较为【 】A.开环高B.闭环高C.相差不多D.一样高64.积分环节的积分时间常数为T ,其脉冲响应为【 】A.1B.1/TC.TD.1+1/T65.串联环节的对数频率特性为各串联环节的对数频率特性的【 】A.叠加B.相乘C.相除D.相减66.非线性系统的最主要特性是【 】A.能应用叠加原理B.不能应用叠加原理C.能线性化D.不能线性化67.理想微分环节的输出量正比于【 】A.反馈量的微分B.输入量的微分C.反馈量D.输入量68.若二阶系统的阻尼比和固有频率分别为ξ和n ω,则其共轭复数极点的实部为【 】A.n ξωB.n ξω-C.d ξω-D.d ξω69.控制系统的时域稳态响应是时间【 】A.等于零的初值B.趋于零的终值C.变化的过程值D.趋于无穷大时的终值70.一阶系统的时间常数T 越小,系统跟踪斜坡信号的【 】A.稳定性越好B.稳定性越差C.稳态性越好D.稳态性越差71.二阶临界阻尼系统的阶跃响应为【 】A.单调上升曲线B.等幅振荡曲线C.衰减振荡曲线D.指数上升曲线72.线性系统的输入信号为t A t x i ωsin )(=,则其稳态输出响应相位【 】A.等于输入信号相位B.一般为输入信号频率ω的函数C.大于输入信号相位D.小于输入信号相位73.延迟环节Ts es G -=)(的相频特性为【 】 A.T ωωϕ1tan )(--= B.T ωωϕ1tan )(-=C. T ωωϕ=)(D. T ωωϕ-=)(74.Ⅱ型系统的开环传递函数在虚轴上从右侧环绕其极点的无穷小圆弧线所对应的开环极坐标曲线是半径为无穷大,且按顺时针方向旋转【 】A.π2的圆弧线B.πv 的圆弧线C.-π2的圆弧线D.π的圆弧线75.闭环系统稳定的充要条件是系统开环对数幅频特性过零时,对应的相频特性【 】A. 180)(-<c ωϕB. 180)(->c ωϕC. 180)(>c ωϕ 180)(<c ωϕ76.对于二阶系统,加大增益将使系统的【 】A.稳态性变差B.稳定性变差C.瞬态性变差D.快速性变差77.Ⅰ型系统跟踪阶跃信号的稳态误差为【 】A.0B.∞C.常数D. )()(lim 0s H s G s → 78.控制系统含有的积分个数多,开环放大倍数大,则系统的【 】A.稳态性能愈好B.动态性能愈好C.稳定性愈好D.稳态性能愈差79.控制系统的稳态误差主要取决于系统中的【 】A.微分和比例环节B.惯性和比例环节C.比例和积分环节D.比例和延时环节80.比例积分微分(PID)校正对应【 】A.相位不变 B .相位超前校正 C .相位滞后校正 D .相位滞后超前校正81.闭环控制系统必须通过【 】A.输入量前馈参与控制B.干扰量前馈参与控制C.输出量反馈到输入端参与控制D.输出量局部反馈参与控制82.不同属性的物理系统可以有形式相同的【 】A.传递函数B.反函数C.正弦函数D.余弦函数83.输出信号对控制作用有影响的系统为【 】A.开环系统B.闭环系统C.局部反馈系统D.稳定系统84.比例环节能立即地响应【 】A.输出量的变化B.输入量的变化C.误差量的变化D.反馈量的变化85.满足叠加原理的系统是【 】A.定常系统B.非定常系统C.线性系统D.非线性系统86.弹簧-质量-阻尼系统的阻尼力与两相对运动构件的【 】A.相对位移成正比B.相对速度成正比C.相对加速度成正比D.相对作用力成正比87.当系统极点落在复平面S 的虚轴上时,其系统【 】A.阻尼比为0B.阻尼比大于0C.阻尼比小于1大于0D.阻尼比小于088.控制系统的最大超调量【 】A.只与阻尼比有关B.只与固有频率有关C.与阻尼比和固有频率都有关D.与阻尼比和固有频率都无关89.过阻尼的二阶系统与临界阻尼的二阶系统比较,其响应速度【 】A.过阻尼的小于临界阻尼的B.过阻尼的大于临界阻尼的C.过阻尼的等于临界阻尼的D.过阻尼的反比于临界阻尼的90.二阶过阻尼系统的阶跃响应为【 】A.单调衰减曲线B.等幅振荡曲线C.衰减振荡曲线D.指数上升曲线91.一阶系统在时间为T 时刻的单位阶跃响应为【 】A. 1B. 0.98C. 0.95D. 0.63292.线性系统的输出信号完全能复现输入信号时,其幅频特性【 】A.)(ωA ≥1B.)(ωA <1C. 0<)(ωA <1D.)(ωA ≤093.Ⅱ型系统是定义于包含有两个积分环节的【 】A.开环传递函数的系统B.闭环传递函数的系统C.偏差传递函数的系统D.扰动传递函数的系统94.系统的幅值穿越频率是开环极坐标曲线与【 】A.负实轴相交处频率B.单位圆相交处频率C.Bode 图上零分贝线相交处频率D.Bode 图上-180°相位线相交处频率94-1.系统的幅值穿越频率是对数频率特性曲线与【 】A.负实轴相交处频率B.单位圆相交处频率C.Bode 图上零分贝线相交处频率D.Bode 图上-180°相位线相交处频率95.系统的穿越频率越大,则其【 】A.响应越快B.响应越慢C.稳定性越好D.稳定性越差96. 最小相位系统传递函数的【 】A.零点和极点均在复平面的右侧B.零点在复平面的右侧而极点在左侧C.零点在复平面的左侧而极点在右侧D.零点和极点均在复平面的左侧97.Ⅰ型系统能够跟踪斜坡信号,但存在稳态误差,其稳态误差系数等于【 】A.0B.开环放大系数C.∞D.时间常数98.把系统扰动作用后又重新平衡的偏差称为系统的【 】A.静态误差B.稳态误差C.动态误差D.累计误差99.0型系统跟踪斜坡信号的稳态误差为【 】A.0B.∞C.常数D. )()(lim 0s H s G s → 100.PID 调节器的比例部分主要调节系统的【 】A.增益B.固有频率C.阻尼比D.相频特性101.随动系统要求系统的输出信号能跟随【 】A.反馈信号的变化B.干扰信号的变化C.输入信号的变化D.模拟信号的变化102.传递函数的量纲是【 】A.取决于输入与反馈信号的量纲B.取决于输出与输入信号的量纲C.取决于干扰与给定输入信号的量纲D.取决于系统的零点和极点配置103.对于抗干扰能力强系统有【 】A.开环系统B.闭环系统C.线性系统D.非线性系统104.积分调节器的输出量取决于【 】A.干扰量对时间的积累过程B.输入量对时间的积累过程C.反馈量对时间的积累过程D.误差量对时间的积累过程105.理想微分环节的传递函数为【 】 A.Ts+11 B.s 1 C.s D.1+Ts 105.一阶微分环节的传递函数为【 】A.Ts +11B.s 1C.sD.1+Ts106.实际系统传递函数的分母阶次【 】A.小于分子阶次B.等于分子阶次C.大于等于分子阶次D.大于或小于分子阶次107.当系统极点落在复平面S 的负实轴上时,其系统【 】A.阻尼比为0B.阻尼比大于0C.阻尼比大于或等于1D.阻尼比小于0108.欠阻尼二阶系统的输出信号的衰减振荡角频率为【 】A.无阻尼固有频率B.有阻尼固有频率C.幅值穿越频率D.相位穿越频率109.反映系统动态精度的指标是【 】A.超调量B.调整时间C.上升时间D.振荡次数110.典型二阶系统在欠阻尼时的阶跃响应为【 】A.等幅振荡曲线B.衰减振荡曲线C.发散振幅曲线D.单调上升曲线111.一阶系统时间常数为T ,在单位阶跃响应误差范围要求为±0.05时,其调整时间为【】 A.T B.2T C.3T D.4T112.比例环节的输出能不滞后地立即响应输入信号,其相频特性为【 】A.00)(=ωϕB.0180)(-=ωϕC.090)(-=ωϕD.090)(=ωϕ113.实际的物理系统)(s G 的极点映射到)(s G 复平面上为【 】A.坐标原点B.极点C.零点D.无穷远点114.系统的相位穿越频率是开环极坐标曲线与【 】A.负实轴相交处频率B.单位圆相交处频率C.Bode 图上零分贝线相交处频率D.Bode 图上-180°相位线相交处频率114-1.系统的相位穿越频率是对数频率特性曲线与【 】A.负实轴相交处频率B.单位圆相交处频率C.Bode 图上零分贝线相交处频率D.Bode 图上-180°相位线相交处频率115.比例微分环节(时间常数为T )使系统的相位【 】A.滞后1tan T ω-B.滞后1tan ω-C.超前1tan T ω-D.超前1tan ω-116.系统开环频率特性的相位裕量愈大,则系统的稳定性愈好,且【 】A.上升时间愈短B.振荡次数愈多C.最大超调量愈小D.最大超调量愈大117.Ⅱ型系统跟踪阶跃信号的稳态误差为零,其静态位置误差系数等于【 】A.0B.开环放大系数C.∞D.时间常数118.PID 调节器的积分部分消除系统的【 】A.瞬态误差B.干扰误差C.累计误差D.稳态误差119.Ⅰ型系统跟踪斜坡信号的稳态误差为【 】A.0B.∞C.常数D. )()(lim 0s H s G s → 120.比例微分校正将使系统的【 】A.抗干扰能力下降B.抗干扰能力增加C.稳态精度增加D.稳态精度减小120-1.比例微分校正将使系统的【 】A.稳定性变好B.稳态性变好C.抗干扰能力增强D.阻尼比减小121.若反馈信号与原系统输入信号的方向相反则为【 】A.局部反馈B.主反馈C.正反馈D.负反馈122.实际物理系统微分方程中输入输出及其各阶导数项的系数由表征系统固有特性【 】A.结构参数组成B.输入参数组成C.干扰参数组成D.输出参数组成123.对于一般控制系统来说【 】A.开环不振荡B.闭环不振荡C.开环一定振荡D.闭环一定振荡124.积分环节输出量随时间的增长而不断地增加,增长斜率为【 】A.TB.1/TC.1+1/TD.1/T 2125.传递函数只与系统【 】A.自身内部结构参数有关B.输入信号有关C.输出信号有关D.干扰信号有关126.闭环控制系统的开环传递函数是【 】A.输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比B.输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比C.反馈信号的拉氏变换与误差信号的拉氏变换之比D.误差信号的拉氏变换与反馈信号的拉氏变换之比127.当系统极点落在复平面S 的Ⅱ或Ⅲ象限内时,其系统【 】A.阻尼比为0B.阻尼比大于0C.阻尼比大于0而小于1D.阻尼比小于0128.欠阻尼二阶系统是【 】A .稳定系统 B. 不稳定系统 C.非最小相位系统 D.Ⅱ型系统129.二阶无阻尼系统的阶跃响应为【 】A.单调上升曲线B.等幅振荡曲线C.衰减振荡曲线D.指数上升曲线130.二阶系统总是【 】A.开环系统B.闭环系统C.稳定系统D.非线性系统131.一阶系统时间常数为T ,在单位阶跃响应误差范围要求为±0.02时,其调整时间为【 】A.TB.2TC.3TD.4T132.积分环节Ts s G 1)(=的幅值穿越频率为【 】 A.T 1 B.-T 1 C. 20T 1lg D. -20T 1lg132-1.微分环节()G s Ts =的幅值穿越频率为【 】 A.T 1B.-T 1C. 20T 1lgD. -20T 1lg132-2.积分环节21()G s Ts =的幅值穿越频率为【 】 A.T 1 B.-T 1133.实际的物理系统)(s G 的零点映射到)(s G 复平面上为【 】A.坐标原点B.极点C.零点D.无穷远点134.判定系统稳定性的穿越概念就是开环极坐标曲线穿过实轴上【 】A.(-∞,0)的区间B.(-∞,0]的区间C.(-∞,-1)的区间D.(-∞,-1]的区间135.控制系统抗扰动的稳态精度是随其前向通道中【 】A.微分个数增加,开环增益增大而愈高B.微分个数减少,开环增益减小而愈高C.积分个数增加,开环增益增大而愈高D.积分个数减少,开环增益减小而愈高136.若系统无开环右极点且其开环极座标曲线只穿越实轴上区间(-1,+∞),则该闭环系统一定【】 A.稳定 B.临界稳定 C. 不稳定 D.不一定稳定137.比例环节的输出能不滞后地立即响应输入信号,其相频特性为【 】A.00)(=ωϕB.0180)(-=ωϕC.090)(-=ωϕD.090)(=ωϕ138.控制系统的跟随误差与前向通道【 】A.积分个数和开环增益有关B.微分个数和开环增益有关C.积分个数和阻尼比有关D.微分个数和阻尼比有关139.Ⅰ型系统跟踪阶跃信号的稳态误差为【 】A.0B.∞C.常数D.)()(lim 0s H s G s→ 140.Ⅱ型系统跟踪斜坡信号的稳态误差为零,其静态位置误差系数等于【 】A.0B.开环放大系数C. ∞D.时间常数141.实际物理系统的微分方程中输入输出及其各阶导数项的系数由表征系统固有特性【 】A.特征参数组成B.输入参数组成C.干扰参数组成D.输出参数组成142.输出量对系统的控制作用没有影响的控制系统是【 】A.开环控制系统B.闭环控制系统C.反馈控制系统D.非线性控制系统143.传递函数代表了系统的固有特性,只与系统本身的【 】A. 实际输入量B.实际输出量C.期望输出量D.内部结构,参数144.惯性环节不能立即复现【 】A.反馈信号B.输入信号C.输出信号D.偏差信号145.系统开环传递函数为)(s G ,则单位反馈的闭环传递函数为【 】 A.)(1)(s G s G + B.)()(1)()(s H s G s H s G + C.)()(1)(s H s G s G + D.)()(1)(s H s G s H + 146.线性定常系统输出响应的等幅振荡频率为n ω,则系统存在的极点有【 】A.n j ω±1B.n j ω±C.n j ω±-1D.1-147.开环控制系统的传递函数是【 】A.输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比B.输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比C.反馈信号的拉氏变换与误差信号的拉氏变换之比D.误差信号的拉氏变换与反馈信号的拉氏变换之比147-1.闭环控制系统的开环传递函数是【 】A.输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比B.输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比C.反馈信号的拉氏变换与误差信号的拉氏变换之比D.误差信号的拉氏变换与反馈信号的拉氏变换之比148.欠阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为【 】A.零B.常数C.等幅振荡曲线D.等幅衰减曲线149.一阶系统是【 】A.最小相位系统B.非最小相位系统C.Ⅱ型系统D.不稳定系统150.单位阶跃函数的拉普拉斯变换是【 】 A.1/s B.1 C.21s D.1+1/s151.一阶系统的响应曲线开始时刻的斜率为【 】A.TB.TC.T 1D.T1 152.惯性环节11)(+=Ts s G 的转折频率越大其【 】 A.输出响应越慢 B.输出响应越快C.输出响应精度越高D.输出响应精度越低153.对于零型系统的开环频率特性曲线在复平面上【 】A.始于虚轴上某点,终于坐标原点B.始于实轴上某点,终于实轴上另一点C.始于坐标原点,终于虚轴上某点D.始于虚轴上某点,终于虚轴上另一点153-1.对于Ⅰ型系统的开环频率特性曲线在复平面上【 】A.始于(0)180G j =∞∠-的点,终于坐标原点B.始于(0)90G j =∞∠-的点,终于坐标原点C.始于(0)180G j =∞∠-的点,终于实轴上任意点D.始于(0)90G j =∞∠-的点,终于虚轴上任意点154.相位裕量是当系统的开环幅频特性等于1时,相应的相频特性离【 】A.负实轴的距离B.正实轴的距离C.负虚轴的距离D.正虚轴的距离155.对于二阶系统,加大增益将使系统的【 】A.动态响应变慢B.稳定性变好C.稳态误差增加D.稳定性变差155-1.对于二阶系统,加大增益将使系统的【 】A.动态响应变慢B.稳态误差减小C.稳态误差增加D.稳定性变好156.惯性环节使系统的输出【 】A.幅值增大B.幅值减小C.相位超前D.相位滞后156-1.惯性环节使系统的输出随输入信号频率增加而其【 】A.幅值增大B.幅值减小C.相位超前D.相位滞后157.无差系统是指【 】A.干扰误差为零的系统B.稳态误差为零的系统C.动态误差为零的系统D.累计误差为零的系统158.Ⅱ型系统跟踪加速度信号的稳态误差为【 】A.0B.常数C.∞D.时间常数159.控制系统的稳态误差组成是【 】A.跟随误差和扰动误差B.跟随误差和瞬态误差C.输入误差和静态误差D.扰动误差和累计误差160.Ⅰ型系统的速度静差系数等于【 】A.0B.开环放大系数C.∞D.时间常数161.线性定常系统输入信号导数的时间响应等于该输入信号时间响应的【 】A. 傅氏变换B.拉氏变换C.积分D.导数162.线性定常系统输入信号积分的时间响应等于该输入信号时间响应的【 】A.傅氏变换B.拉氏变换C.积分D.导数第一部分 单项选择题1.D2.A3.A4.A5.B6.A7.C8.C9.B 10.B 11.B 12.D 13.B 14.C 15.C 16.A 17.A 18.C19.B 20.A 21.A 22.B 23.B 24.C 25.C 26.D 27.B 28.A 29.B 30.A 31.D 32.A 33.B 34.C 35.A 36.B37.A 38.B 39.C 40.A 41.B 42.C 43.C 44.A 45.D 46.A 47.C 48.A 49.C 50.C 51.C 52.C 53.B54.A 55.C 56.D 57.B 58.C 59.B 60.B 61.B 62.B 63.B 64.B 65.A 66.B 67.B 68.B 69.D 70.C71.A 72.B 73.D 74.A 75.B 76.B 77.A 78.A 79.C 80.D 81.C 82.A 83.B 84.B 85.C 86.B 87.A88.A 89.A 90.D 91.D 92.A 93.A 94.B 95.A 96.D 97.B 98.B 99.B 100.A 101.C 102.B 103.B 104.B 105.C 106.C 107.C 108.B 109.A 110.B 111.C 112.A 113.D 114.A 115.C 116.C 117.C 118.D 119.C 120.A 121.D 122.A 123.A 124.B 125.A 126.C 127.C 128.A 129.B 130.C 131.D 132.A 133.A 134.D 135.C 136.A 137.A 138.A 139.A 140.C 141.A 142.A 143.D 144.B 145.A 146.B 147.A 148.B 149.A 150.A 151.C 152.B 153.B 154.A 155.D 156.D 157.B 158.B 159.A 160.B第二部分 填空题1.积分环节的特点是它的输出量为输入量对 时间 的积累。
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1试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。
答:优点:开环控制系统无反馈回路,结构简单,成本较低。
缺点:控制精度低,容易受到外界干扰,输出一旦出现误差无法补偿。
2 说明负反馈的工作原理及其在自动控制系统中的应用。
答:测量元件检测被控物理量,并将其反馈回来,通过给比较元件与给定信号进行比较,产生偏差信号。
再通过放大元件将偏差信号进行放大,以足够的功率来推动执行元件去控制被控对象,从而调节和控制系统,使被控量以一定的精度符合或等于期望值。
3 控制系统有哪些基本组成元件?这些元件的功能是什么?
答:反馈控制系统是由各种结构不同的元件组成的。
一个系统必然包含被控对象和控制装置两大部分,而控制装置是由具有一定职能的各种基本元件组成的。
在不同系统中,结构完全不同的元件却可以具有相同的职能,因此,将组成系统的职能元件按职能分类主要有以下几给定元件:用于给出输入信号的环节以确定被控对象的目标值(或称给定值)。
测量元件:用于检测被控量,通常出现在反馈回路中。
比较元件:用于把测量元件检测到的实际输出值经过变换与给定元件给出的输入值进行比较,求出它们之间的偏差。
放大元件:用于将比较元件给出的偏差信号进行放大,以足够的功率来推动执行元件去控制被控对象。
执行元件:用于直接驱动被控对象,使被控量发生变化。
校正元件:亦称补偿元件,它是在系统基本结构基础上附加的元部件,参数可灵活调整,以改善系统的性能。
5对自动控制系统基本的性能要求是什么?最首要的要求是什么?
答:基本性能要求:稳、快、准。
最首要的要求是稳。
1什么是时间响应?时间响应由哪两部分组成?各部分的定义是什么?
答:系统在外加作用(输入) 激励下,其输出量随时间变化的函数关系称之为系统的时间响应,通过对时间响应的分析可揭示系统本身的动态特性。
任一系统的时间响应都是由瞬态响应和稳态响应两部分组成。
瞬态响应:系统受到外加作用激励后,从初始状态到最终状态的响应过程称为瞬态响应。
稳态响应:时间趋于无穷大时,系统的输出状态称为稳态响应。
瞬态响应反映了系统动态性能,而稳态响应偏离系统希望值的程度可用来衡量系统的精确程度。
2 统稳定性的定义是什么?
答:一个控制系统在实际应用中,当受到扰动作用时,就要偏离原来的平衡状态,产生初始偏差。
所谓控制系统的稳定性,就是指当扰动消失之后,系统从初始偏差恢复到原平衡状态3 一个系统稳定的充分和必要条件是什么?
答:系统特征方程的全部根都具有实部。
或者说,闭环传递函数的全部极点均在s 平面的左半部。
4 什么是系统的频率特性?
答:当不断改变输入的正弦波频率(由0 变化到无穷大)时,该幅值比和相位差随频率的变化情况称为系统的频率特性。