2015控制工程基础复习资料
(完整版)《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.ο180)(-<c ωϕB. ο180)(->c ωϕC. ο180)(>c ωϕ ο180)(<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 1C.sD.1+Ts105.一阶微分环节的传递函数为【 】 A.Ts +11 B.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 1B.－T 1C. 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 1lg D. －20T 1lg132－2.积分环节21()G s Ts =的幅值穿越频率为【 】 A.T 1B.－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 sH +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 =∞∠-o 的点，终于坐标原点B.始于(0)90G j =∞∠-o 的点，终于坐标原点C.始于(0)180G j =∞∠-o 的点，终于实轴上任意点D.始于(0)90G j =∞∠-o 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。
控制工程基础试卷2015补考复习
1、求下图所示系统的传递函数C(s)/R(s)（本题满分20分）2、某闭环系统结构图如下图所示，τ取何值时，系统才能稳定？（本题满分20分）3、由电阻R、电感L和电容C组成无源网络如下图所示。
以u i输入，u o输出，求此系统的微分方程。
（本题满分15分）一、论述题（本题满分45分，共含5道小题）1、试分析下图所示水位自动控制系统的原理。
（本题满分10分）《控制工程基础》复习用《控制工程基础》复习用2、写出如何利用梅森（Mason ）公式得到系统传递函数。
（本题满分10分）3、求取无源网络或电子调节器的传递函数，采用阻抗法求取更为方便。
写出下表中列出的电阻、电容和电感的阻抗的微分方程与传递函数。
（本题满分10分）4、对控制系统的“稳”的要求，具体是什么含义？对系统的“准”的要求，含义又是什么? （本题满分5分）5、解释闭环控制系统中比较元件、校正元件、执行元件、被控对象（或过程）的含义。
（本题满分10分）1、求系统传递函数C(s)/R(s)（本题满分10分）系统的开环传递函数成为闭环传递函数为2、化简如下所示系统框图，求化简后的传递函数2n2n n ()(2)f G s s s K sωζωω=++《控制工程基础》复习用求系统传递函数C(s)/R(s)（本题满分15分）2、系统结构图如图所示，τ取何值时，系统才能稳定 ？（本题满分10分）3、已知1[()]()(1)L f t F s s s ==+， 试求lim ()t f t ->∞。
（本题满分8分）解：1()(1)sF s s =+的极点位于左半s 平面，所以极限存在。
用终值定理 ：001lim ()()lim ()limlim 1(1)1t s s s s f t f sF s s s s ->∞->->->=∞====++4、一个由弹簧-质量-阻尼器组成的机械平移系统如图所示。
m 为物体质量，k 为弹簧系数，f 为粘性阻尼系数，外力F(t)为输入量，位移x(t)为输出量。
2015控制工程基础复习资料
一、填空题1． 控制系统由 控制对象 和 控制器 两部分组成。
2. 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、快速性和准确性。
3． 建立系统数学模型的方法有 机理法 和 辨识法 两种。
4． 经典控制理论采用的数学模型主要以传递函数、为基础；现代控制理论采用的数学模型主要以为 状态空间方程 基础。
5. I 型系统)2()(+=s s ks G 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 ∞ 。
6．某线性定常系统的单位斜坡响应为te t t y +=)( 其单位阶跃响应为te t y +=1)( 7.在初始条件为零时，系统 输出量的拉式变换 与输入量的拉式变换 之比称为线性系统（或元件）的传递函数。
8.在工程控制实践中，为使系统有满意的稳定性储备，一般其幅值裕度应满足 大于6dB 或大于2 。
9.离散信号)(t f *的数学表达式为 ∑∞=*-=)()()(k kT t kT f t f δ10. 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。
11 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。
12. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。
13．若线性系统的输入信号为)(t r ，输出信号为)(t c ，则系统的传递函数)(s G＝ ()()C s R s 。
14．环节串联时总的传递函数等于各环节传递函数的 乘积 。
15．某系统单位脉冲响应函数为212te--，则系统传递函数为2(2)ss s -+。
16、系统稳定的充要条件是：系统的全部特征根都具有负实部。
17、对广义系统，按反馈情况可分为 开环系统 、 闭环系统 。
18 线性控制系统最重要的特性是可以应用___叠加__原理，而非线性控制系统则不能。
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。
控制工程基础期末复习题(带答案的)
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 tω= 。
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。
控制工程基础复习题库(有答案)
系统的传递函数在x的右半平面没有零点和极点
6.如何确定复平面上根轨迹的分离点？
需要解分离点方程;
需要确定分离角;
分离角与分支数有关
7.什么是系统的偏差信号？
输入信号与反馈信号之差
8.什么是传递函数？
9.解释根轨迹和常规根轨迹的含义。
10.根轨迹各分支的起点和终点在哪？
根轨迹关于实轴对称，分支数等于开环极点数，起点位系统的开环极点，终点为系统的开环零点、无穷远点
5、系统的稳态误差与输入信号的形式及_____________开环传递函数_____________________有关。
6. 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，这样的系统是稳定系统。
7、I型系统 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__无穷__。
8、线性系统的频率响应是指系统在正弦信号作用下，系统的稳态输出。
9. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到稳定状态的响应过程。
10、频率响应是系统对___正弦输入信号_______稳态响应，频率特性包括__幅频特性和像形特性_______两种特性。
11、系统的性能指标按其类型可分为______瞬态_________、___稳态____________、______准确性__________。
A. 开环系统的输出对系统无控制作用，闭环系统的输出对系统有控制作用。
B. 开环系统的输入对系统无控制作用，闭环系统的输入对系统有控制作用。
C. 开环系统不一定有反馈回路，闭环系统有反馈回路。
D. 开环系统不一定有反馈回路，闭环系统也不一定有反馈回路。
13.某典型环节的传递函数为 ，则该环节为（ ）。
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。
2015控制工程基础复习资料
页脚内容1一、填空题1． 控制系统由 控制对象和控制器 两部分组成。
2. 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、快速性和准确性。
3． 建立系统数学模型的方法有机理法和辨识法两种。
4． 经典控制理论采用的数学模型主要以传递函数、为基础；现代控制理论采用的数学模型主要以为 状态空间方程 基础。
5. I 型系统)2()(+=s s ks G 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 ∞ 。
6．某线性定常系统的单位斜坡响应为t e t t y +=)(其单位阶跃响应为t e t y +=1)(7.在初始条件为零时，系统输出量的拉式变换与输入量的拉式变换之比称为线性系统（或元件）的传递函数。
8.在工程控制实践中，为使系统有满意的稳定性储备，一般其幅值裕度应满足 大于6dB 或大于2 。
9.离散信号)(t f *的数学表达式为∑∞=*-=0)()()(k kT t kT f t f δ10.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页脚内容2要条件。
11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。
12.如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。
13．若线性系统的输入信号为)(t r ，输出信号为)(t c ，则系统的传递函数)(s G＝()()C s R s 。
14．环节串联时总的传递函数等于各环节传递函数的乘积。
15．某系统单位脉冲响应函数为212t e --，则系统传递函数为2(2)ss s -+。
16、系统稳定的充要条件是：系统的全部特征根都具有负实部。
17、对广义系统，按反馈情况可分为开环系统、闭环系统。
18线性控制系统最重要的特性是可以应用___叠加__原理，而非线性控制系统则不能。
控制工程基础复习提纲.doc
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：l(f)= _____________ 、t-__________ 、e~al = ______________ 、sinef2.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.若前向通道甬传递函数为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)二3幺"的拉氏变换式是_____________ 。
6.Bode图中对数相频特性图上的一180°线对应于奈奎斯特图中的_________ o7.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G⑸亠则其对数幅频特性L (co)在零分贝点处的频率数值为CO=4KS9.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是。
10.惯性环节的传递函数丄，它的幅频特性的数学式是，它的相频特性的数学式是7\ + 1 ----------------------____ 一arctan Teo _______ 。
11.鬲乘I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绳入量的拉氏变换之比。
12.I舜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)二K在单位阶跃输入下，稳态误差为_g_，在单位加速度输入下,稳态误差为二s(s + 2)(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。
控制工程基础复习-1
时域响应以及典型输入信号
• 时域响应
– 稳态（静态）响应 – 动态响应（过渡过程）
• • • • •
阶跃函数 斜坡函数 加速度函数 脉冲函数 正弦函数
一阶系统的瞬态响应
• 一阶典型系统：一阶惯性环节
x0 (t ) 1 e
1 t T
X 0 ( s) 1 X i ( s ) Ts 1
实际物理系统的函数方块图绘制
• 例25－转动惯量－弹簧－阻尼系统：P36
– 环节微分方程－拉氏变换－环节方块图－系统方块图
• 例26－无源滤波网络的方块图：P37
– 负载效应
• 例27－机床进给传动链的系统方块图：P39
习题1－1
1. 求拉氏变换（P42） 利用简单函数的拉氏变换和拉氏变换的性质 4. 17. 求图示曲线的拉氏变换（P43） 求拉氏变换（P45）
习题2－4
• • • • • • 22.比较系统的单位阶跃响应（P72） 23.系统稳定性判断（P72） 24.高阶系统的阶跃响应（P72） 28.初值定理（P73） 30.求系统的传递函数（P73） 32.求系统的脉冲响应函数（P73）
2002.11.29
x0 (t )
n (e
e
( 2 1 ) n t
)
2 2 1
x0 (t ) sin n t
二阶系统的瞬态响应（5）
• 二阶系统的单位斜坡响应：欠阻尼/临界阻尼/过阻尼
2 e nt
x0 (t ) t
n
n 1 2
x0 (t ) t
习题2－1
• 1.一阶惯性系统的单位阶跃响应（P69）
• 3.画一阶惯性系统的输出响应曲线（P70）
2014-2015学年第2学期 温州大学控制工程基础-复习例题(2015.06)
1 2+
1
+
5
s
2
s +
4
温州大学 机电工程学院
第二章 习题解答
3） x′′(t) + 2x′(t) + 5x(t) = 3, x(0) = 0, x′(0) = 0
s2 X (s) + 2sX (s) + 5X (s) = 3 s
X
(s)
=
s2
+
1 2s
+
5
⋅
3 s
ห้องสมุดไป่ตู้
=
0.6
1 s
−
0.6
(s
s+2 +1)2 +
4)
=
1 s
−
2
s
1 +
2
+
s2
s +
+1 2s +
4
=
1 s
−
2
s
1 +
2
+
(s
s +1 +1)2 +
3
g(t) = L−1[G(s)] = 1− 2e−2t + e−t cos 3t, t ≥ 0
13）G(s)
=
1
s(s2 + ω2)
=
1
ω2
1 s
−
1
ω2
s2
s
+ω2
g (t )
=
L−1[G(s)]
数值，求此温度计的时间常数T。若给容器加热，使水温以
10°C/min 的速度变化，问此温度计的稳态指示误差是多少？
( ) 解：温度计的单位阶跃响应为： xo (t )
控制工程基础期末复习及例题
15
第2章 拉斯变换的数学方法
例：求
F ( s)
s3
( s 2) 2 ( s 1)
的原函数。
解：
F (s)
K11
K12
K2
( s 2) 2 s 2 s 1
f (t ) L1[ F ( s )]
s3
2
K11
(
s
2)
1
2
( s 2) ( s 1)
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，又称动态
过程、瞬态过程。
稳态响应：时间趋于无穷大时，系统的输出状态。即稳态响应是瞬态过程结束后仍然
存在的时间响应。
24
第4章 系统的时域分析
一阶系统的时间响应
C ( s)
1
G( s)
R( s ) Ts 1
单位阶跃响应
c(t)
0.05
或
0.02
Mp
1
( 5(2))
0.5
0
td
tr tp
t
ts
27
第4章 系统的时域分析
例: 设单位负反馈的二阶系统的单位阶跃响应曲线如图所示，试
确定系统的传递函数。
c(t)
1.3
1
0
0.1
t(s)
解：图示为一欠阻尼二阶系统的单位阶跃响应曲线。由图中给
出的阶跃响应性能指标，先确定二阶系统参数，再求传递函数。
t
s 0
s 0 1 G ( s ) H ( s )
1
ess limsE(s) lims
s 0
1
控制工程基础
《控制工程基础》总复习一、名词解释题： 1、自动控制自动控制：即在不需要人直接参与的条件下，依靠控制器是受控对象按预定技术要求进行工作，使被控量等于输入量（或使被控量与输入量保持某种函数关系）。
2、系统的稳定系统的稳定：若系统受干扰，偏离了平衡状态，而当扰动消失后，系统仍能恢复到原平衡状态，则称系统是稳定的或具有稳定性。
3、幅频特性 相频特性幅频特性：线性定常系统在正弦信号作用下，稳态输出的振幅与输入振幅之比，称振幅频率特性，即幅频特性。
相频特性：线性定常系统在正弦信号作用下，稳态输出的相位振幅与输入相位之差，称相位频率特性，即相频特性。
二、单相选择题：1、二阶振荡环节的传递函数G(s)= ( A )(A)22,(01)21Ts T s Ts ξξ<<++ (B)22,(01)21TT s Ts ξξ<<++ (C)221,(01)21T s Ts ξξ<<++ (D) 22,(01)21sT s Ts ξξ<<++ 2、二阶系统的典型传递函数2022()()2ni n nX s w X s s w s w ξ=++中：ξ是指 ( D ) (A)峰值时间 (B) 时间周期 (C) 自然频率 (D) 阻尼比 3、下列各式反应的拉氏变换的终值定理的是： ( A )(A) 0lim ()lim ()t s x t X s →∞→= (B) 0lim ()lim ()s t x t sX s +→∞→= (C) 0lim ()lim ()s t x t X s +→∞→= (D) (())()at L e x t X s a -=+4、设单位反馈系统的快环传递函数为221()s G s s +=，其单位阶跃响应函数 0()x t = 。
( D )(A) 1 (B) 1().1()t t te e t --+- (C) ().1()t t te e t --- (D) [1()].1()t t te e t --+-5、系统对正弦输入的稳态响应称为: ( B )(A)正弦响应 (B) 频率响应 (C)瞬态响应 (D)稳态响应 6、 定常线性系统稳定的充要条件是特称方程的根： ( A )(A) 具有负实部 (B) 具有正实部 (C)全为负 (D) 全为正 7、用分贝数表示10为 。
控制工程基础要点总复习
总复习一
课程体系统结构
绪论
建模 分析 稳定性分析
苈斯 判据
奈奎斯 特判据
基本述语 数学模型 时域分析
动态响 应分析 稳态响 应分析
基本组成、分类、评价
微分方程模型、传递函数 模型、动态结构图模型。
频域分析
奈奎斯 特图 伯德图 表示
综合
系统设计与校正
根据指标设计 指标验证 串联、顺馈、反馈校正
校正方法
X i ( s)
Gc (s)
H (s)
Go (s)
X o ( s)
根据校正环节 Gc (s) 在系统中的联结方法有： 串联校正、反馈校正和顺馈校正。 (1)串联校正 按频率特性可分为： 增益调整、相位超前校正、 相位滞后校正、相位超前—滞后校正、PID校正。
控制工程基础
(2)反馈校正
反馈校正是指校正环节与被控对象构成局部 反馈。
控制工程基础
第四章 控制系统的频域分析方法
一、要求掌握基本知识
1、频率响应的概念
2、频率特性的概念
3、频率特性的求取方法
4、频率特性的极标图表示及绘制方法
控制工程基础
5、频率特性的对数坐标图表示及绘制方法 6、开环与闭环频率特性几何关系 7、最小相位与非最小相位系统的概念
二、本章重点掌握
1、利用频率特性求系统的稳态响应 2、控制系统频率特性极标图绘制 4、控制系统频率特性对数坐标图绘制
控制工程基础
第一章 绪 论
一、基本概念
1、自动控制：指在没有人直接参与的情况下，利
用控制装置，使机器、设备或生产过程的某个工作
状态或参数，自动的按照预定的规律运行。
2、反馈：将系统的输出部分或全部地返回到系统
控制工程基础点题班复习资料(35页)
控制工程基础点题班复习资料本复习资料以参考书为单位，按照章节、知识点，进行内容的安排。
参考书目为杨振中和张和平主编的《控制工程基础》第七版或者王积伟，吴振顺主编的《控制工程基础》（以下以王积伟版为推荐参考教材）。
重点章节包括第二章﹑第三章﹑第四章﹑第五章。
对这些章节课后的习题要重点做，以防止考到课后的习题《控制工程基础》本书总计包括8个章节，占考试总分的100%，其中重点章节是第一章、第二章、第三章﹑第四章﹑第五章。
对于非重点章节，也要略作了解。
第一章控制系统的基本概念1.1本章知识点本章节包括3个知识点，控制系统的工作原理及组成、控制系统的基本类型、控制系统的基本要求、，这3个知识点都是考研复习的重点。
1.2本章重难点总结【知识点1】控制系统的工作原理及其组成自动控制在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称为控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（通称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控量）自动地按照预定的规律运行。
如：数控机床、室内温度控制、机车、船舶及飞机自动驾驶、导弹制导等。
工作原理人工控制恒温箱调节过程：（1）观测恒温箱内的温度（被控制量）（2）与要求的温度（给定值）进行比较，得到温度偏差的大小和方向（3）根据偏差大小和方向调节调压器，控制加热电阻丝的电流以调节温度回复到要求值。
人工控制过程的实质：检测偏差再纠正偏差恒温箱自动控制系统恒温箱自动控制系统工作原理:(1)恒温箱实际温度由热电偶转换为对应的电压u2(2)恒温箱期望温度由电压u1给定，并与实际温度u2比较得到温度偏差信号∆u ＝u1- u2(3) 温度偏差信号经电压、功率放大后，用以驱动执行电动机，并通过传动机构拖动调压器动触 头。
当温度偏高时，动触头向减小电流的方向运动，反之加大电流，直到温度达到给定值为 止，此时，偏差∆u ＝0，电机停止转动。
综上所述，控制系统的工作原理：（1）检测输出量（被控制量）的实际值 （2）将输出量的实际值与给定值（输入量）进行比较得出偏差； （3）用偏差值产生控制调节作用去消除偏差，使得 输出量维持期望的输出。
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一、填空题1． 控制系统由 控制对象 和 控制器 两部分组成。
2. 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、快速性和准确性。
3． 建立系统数学模型的方法有 机理法 和 辨识法 两种。
4． 经典控制理论采用的数学模型主要以传递函数、为基础；现代控制理论采用的数学模型主要以为 状态空间方程 基础。
5. I 型系统)2()(+=s s ks G 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 ∞ 。
6．某线性定常系统的单位斜坡响应为te t t y +=)( 其单位阶跃响应为te t y +=1)(7.在初始条件为零时，系统 输出量的拉式变换 与输入量的拉式变换 之比称为线性系统（或元件）的传递函数。
8.在工程控制实践中，为使系统有满意的稳定性储备，一般其幅值裕度应满足 大于6dB 或大于2 。
9.离散信号)(t f *的数学表达式为 ∑∞=*-=)()()(k kT t kT f t f δ10. 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。
11 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。
12. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。
13．若线性系统的输入信号为)(t r ，输出信号为)(t c ，则系统的传递函数)(s G＝ ()C s R s 。
14．环节串联时总的传递函数等于各环节传递函数的 乘积 。
15．某系统单位脉冲响应函数为212te--，则系统传递函数为2(2)ss s -+。
16、系统稳定的充要条件是：系统的全部特征根都具有负实部。
17、对广义系统，按反馈情况可分为 开环系统 、 闭环系统 。
18 线性控制系统最重要的特性是可以应用___叠加__原理，而非线性控制系统则不能。
19．反馈控制系统是根据输入量和__反馈量__的偏差进行调节的控制系统。
20．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差e ss =__∞___。
21.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和__反馈 _连接。
22．函数te -at 的拉氏变换为2)(1a s +。
23．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__相频特性__。
24．积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为__－20__dB ／dec 。
25．二阶系统的阻尼比ξ为 _ 0_ 时，响应曲线为等幅振荡。
26．在单位斜坡输入信号作用下，Ⅱ型系统的稳态误差e ss =__0__。
27．单位斜坡函数t 的拉氏变换为21s 。
28. 设系统的频率特性Ｇ(j ω)=R(ω)+jI(ω),则幅频特性|G(j ω)|=)()(22w I w R +。
29. 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__积分__环节数来分类的。
30. 用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是_正弦函数_。
31．二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为10<<ξ。
32．G(s)=1+Ts K的环节称为___惯性__环节。
33．系统输出量的实际值与_输出量的希望值__之间的偏差称为误差。
34．二阶系统的典型传递函数是2222nn nw s w s w ++ξ。
35．设系统的频率特性为)(jI )j (R )j (G ω+ω=ω，则)(R ω称为 实频特性 。
34.用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为乃奎斯特 图示法和__对数坐标_图示法。
35.二阶系统的阻尼系数ξ=__0.707____时，为最佳阻尼系数。
这时系统的平稳性与快速性都较理想。
36. ()0.5tf t te =-，其拉氏变换为2112(1)s s -- 37. ta t f =)( 的Z 变换)(z F 为Ta z z-38.反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 与反馈量的差值进行的。
39. 根轨迹起始于开环极点；终止于开环零点二、选择题1、关于反馈的说法，正确的是（ D ）A ．反馈实质上就是信号的并联B ．反馈都是人为加入的C ．正反馈就是输入信号与反馈相加D ．反馈就是输出以不同方式作用于系统 2、关于系统模型的说法，正确的是（ B ）A ．每个系统只有一种数据模型B ．动态模型在一定条件下可简化为静态模型C ．动态模型比静态模型好D ．静态模型比动态模型好 3、某环节的传递函数为s1，则该环节为（ B ）A. 惯性环节B. 积分环节 C ．微分环节 D ．比例环节 4、系统的传递函数（ A ）A ．与外界无关B ．反映了系统、输出、输入三者之间的关系C ．完全反映了系统的动态特性 D. 与系统的初始状态有关 5、二阶欠阻尼系统的上升时间为（ C ）A ．阶跃响应曲线第一次达到稳定值的98%的时间B ．阶跃响应曲线达到稳定值的时间C ．阶跃响应曲线第一次达到稳定值的时间D ．阶跃响应曲线达到稳定值的98%的时间6、一阶系统的传递函数为153+s ；其单位阶跃响应为（ B ） （A ）51t e-- ；（B ）533t e -- ；（C ）555te-- ；（D ）53te--7、系统的单位脉冲响应函数为te t w 2.03)(-=，则系统的传递函数为（ A ）A ．2.03)(+=S s G B. 32.0)(+=S s GC ．2.06.0)(+=S s G D ．36.0)(+=S s G8、以下系统中，属于最小相位系统的是（ B ） A ．s s G 01.011)(-= B ．ss G 01.011)(+=C ．101.01)(-=s s G D ．)1.01(1)(s s s G -=9、一个线性系统稳定与否取决于（ A ）A ．系统的结构和参数B ．系统的输入C ．系统的干扰D ．系统的初始状态10、一个系统稳定的充要条件是（ C ）A ．系统的全部极点都在[S]平面的右半平面内B ．系统的全部极点都在[S]平面的上半平面内C ．系统的全部极点都在[S]平面的左半平面内D ．系统的全部极点都在[S]平面的下半平面内11．脉冲函数的拉氏变换为（ C ）A. 0B. ∞；C. 常数；D.变量12．与开环控制相比较闭环控制的特征是系统有 ( D ) A ．执行元件 B ．放大元件 C ．控制器 D ．反馈元件13．单位斜坡信号21()2f t t =的拉氏变换()F s 是 ( B )A ．1sB ．31sC ．21sD ．11s +14．系统开环传递函数为)5()2(10)(++=s s s s G ，此系统为 型系统。
( B )A.0B.IC. IID. III15 ．下面关于微分环节的控制作用描述中正确的是： ( D) (A)使相位滞后 (B)减小系统的阻尼 (C)抗高频干扰 (D)使相位超前 16．稳态误差除了与系统的型别、传递函数有关外，还与下述哪一项有关？ ( D ) (A) 阶次 (B) 振荡频率 (C) 阻尼比 (D) 输入信号类型17．二阶振荡系统幅值衰减的快慢取决于： (C ) (A) d ω (B)n ξω (C) 特征根实部绝对值 (D) 特征根虚部的分布情况 18．系统输出的拉氏变换完全取决于： ( B) (A)系统的传递函数的极点位置 (B)系统的初始状态、输入及其传递函数(C)系统的传递函数(D)系统的固有特性19．相位滞后校正环节相当于：( A )（A）低通滤波器（B）高通滤波器（C）带通滤波器（D）带阻滤波器20. PI 控制类似于： （C ） (A) 增益调整 (B) 相位超前校正 (C) 相位滞后校正 (D) 相位滞后-超前校正 21．某单位反馈系统的闭环传递函数为)2(1)(+=s s G ，则输入t t r 2sin 2)(=时稳态输出的幅值为: （D ） （A ）2 （B ）2/2 （C ）2 （D ）122.拉氏变换将时间函数变换成 （D ）A ．正弦函数B ．单位阶跃函数C ．单位脉冲函数D ．复变函数23.微分环节的频率特性相位移θ(ω)= ( A )A.90°B. -90°C. 0°D. -180°24、正弦函数sin t ω的拉氏变换是 （ B ）A.ω+s 1B.22s ω+ωC.22s s ω+D. 22s 1ω+ 25.比例环节的频率特性相位移θ(ω)= （C ）A.90°B.-90°C.0°D.-180°26.一阶系统的阶跃响应， （D ） A.当时间常数T 较大时有振荡 B.当时间常数T 较小时有振荡 C.有振荡D.无振荡27.系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的 （C ）A.充分条件B.必要条件C.充分必要条件D.以上都不是 28.时域分析法研究自动控制系统时最常用的典型输入信号是 （D ）A ．脉冲函数B ．斜坡函数C ．抛物线函数D ．阶跃函数29.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 （ B ）A ．代数方程B ．特征方程C ．差分方程D ．状态方程30.线性系统和非线性系统的根本区别在于 ( C )A ．线性系统有外加输入，非线性系统无外加输入。
B ．线性系统无外加输入，非线性系统有外加输入。
C ．线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理。
D ．线性系统不满足迭加原理，非线性系统满足迭加原理。
31． 时域分析法研究自动控制系统时最常用的典型输入信号是 （D ）A ．脉冲函数B ．斜坡函数C ．抛物线函数D ．阶跃函数32．设控制系统的开环传递函数为G(s)=)2s )(1s (s 10++，该系统为 （ B ）A ．0型系统B ．I 型系统C ．II 型系统D ．III 型系统33．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 ( C ) A ．)s (G 1)s (G +B ．)s (H )s (G 11+C ．)s (H )s (G 1)s (G +D ．)s (H )s (G 1)s (G -34． 一阶系统G(s)=1+Ts K的时间常数T 越大，则系统的输出响应达到稳态值的时间 ( A )A ．越长B ．越短C ．不变D ．不定35．拉氏变换将时间函数变换成 （D ）A ．正弦函数B ．单位阶跃函数C ．单位脉冲函数D ．复变函数36．若某系统的传递函数为G(s)=1Ts K+，则其频率特性的实部R(ω)是 ( A ) A ．22T 1K ω+B ．-22T 1Kω+C ．T1Kω+D ．-T1Kω+37.传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？ ( C )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38. 系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的 ( C )A.充分条件B.必要条件C.充分必要条件D.以上都不是39. 有一线性系统，其输入分别为u 1(t)和u 2(t)时，输出分别为y 1(t)和y 2(t)。