控制工程基础期末试题
《控制工程基础》期末复习题及答案_81251553585744438
《控制工程基础》期末复习题一、选择题1、采用负反馈形式连接后，则 ( )A 、一定能使闭环系统稳定；B 、系统动态性能一定会提高；C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。
2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。
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。
3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ，则系统 ( )A 、稳定；B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升；C 、临界稳定；D 、右半平面闭环极点数2=Z 。
4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明 ( )A 、 型别2<v ；B 、系统不稳定；C 、 输入幅值过大；D 、闭环传递函数中有一个积分环节。
5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是( )A 、主反馈口符号为“-” ；B 、除r K 外的其他参数变化时；C 、非单位反馈系统；D 、根轨迹方程（标准形式）为1)()(+=s H s G 。
6、开环频域性能指标中的相角裕度γ对应时域性能指标( ) 。
A 、超调%σB 、稳态误差ss eC 、调整时间s tD 、峰值时间p t7、已知开环幅频特性如图2所示， 则图中不稳定的系统是( )。
系统① 系统② 系统③图2A 、系统①B 、系统②C 、系统③D 、都不稳定8、若某最小相位系统的相角裕度0γ>，则下列说法正确的是 ( )。
A 、不稳定；B 、只有当幅值裕度1g k >时才稳定；C 、稳定；D 、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。
9、若某串联校正装置的传递函数为1011001s s ++，则该校正装置属于( )。
A 、超前校正 B 、滞后校正 C 、滞后-超前校正 D 、不能判断10、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：A 、 1011s s ++B 、1010.11s s ++C 、210.51s s ++D 、0.11101s s ++ 11、关于传递函数，错误的说法是 ( )A 传递函数只适用于线性定常系统；B 传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响；C 传递函数一般是为复变量s 的真分式；D 闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。
控制工程基础期末试卷
控制工程基础期末试卷（复习专用）
一、填空题
1、、控制的基本方式有开环控制和闭环控制。
开环控制：系统的输出量对系统无控制作用，或者说系统中无反馈回路的系统，称为开环控制系统。
闭环控制：系统的输出量对系统有控制作用，或者说系统中存在反馈回路的系统，称为闭环控制系统。
2、对控制系统的性能要求稳定性、快速性、准确性。
稳定性：指系统重新恢复稳态的能力。
稳定是控制系统正常工作的先决条件。
快速性：指稳定系统响应的动态过程的时间长短。
准确性：指控制系统进入稳态后，跟踪给定信号或纠正扰动信号影响的准确度。
3、典型环节的传递函数比例环节、惯性环节、积分环节、微分环节、振荡环节、延迟环节。
4、方框图的基本连接形式：串联连接、并联连接、反馈连接。
5、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。
6、时域性能指标延迟时间t d、上升时间t r、峰值时间t p 、调节时间t s 、最大超调量M p、稳态误差e ss。
7、常用的典型输入信号有：单位阶跃信号、脉冲信号、单位斜坡信号、单位加速度信号、正弦信号。
《控制工程基础》试卷及详细答案
桂林电子科技大学试卷2013－2014 学年第二学期课程名称《控制工程基础》（A卷.闭卷）适用年级或专业）考试时间120 分钟班级学号姓名一、填空题（每题1分，共15分）1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：、快速性和。
2、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。
3、控制系统的称为传递函数。
一阶系统传函标准形式是，二阶系统传函标准形式是。
4、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s，则G(s)为（用G1(s)与G2(s)表示）。
5、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P是指，Z是指，R指。
6、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t tg t e e--=+，则该系统的传递函数G(s)为。
7、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K ss Tsτ++，则其开环幅频特性为，相频特性为。
二、选择题（每题2分，共20分）1、关于传递函数，错误的说法是 ( )A.传递函数只适用于线性定常系统；B.传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响；C.传递函数一般是为复变量s的真分式；D.闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。
2、采用负反馈形式连接后，则 ( )A、一定能使闭环系统稳定；B、系统动态性能一定会提高；C、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。
3、已知系统的开环传递函数为50(21)(5)s s ++，则该系统的开环增益为 ( )。
A 、 50B 、25C 、10D 、54、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。
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。
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（）。
控制工程基础期末考试题
一、填空题1．控制系统正常工作的首要条件是__稳定性_。
2．脉冲响应函数是t e t g 532)(--=，系统的传递函数为___2s −3s +5____ 。
3．响应曲线达到过调量的____最大值____所需的时间，称为峰值时间t p 。
4．对于一阶系统的阶跃响应，其主要动态性能指标是___T _____，T 越大，快速性越___差____。
5．惯性环节的奈氏图是一个什么形状______半圆弧 。
二、选择题1．热处理加热炉的炉温控制系统属于：A A.恒值控制系统 B.程序控制系统 C.随动控制系统 D.以上都不是 2．适合应用传递函数描述的系统是（ C ）。
A 、单输入，单输出的定常系统；B 、单输入，单输出的线性时变系统；C 、单输入，单输出的线性定常系统；D 、非线性系统。
3．脉冲响应函数是t e t g 532)(--=，系统的传递函数为： A A.)5(32+-s s B.)5(32-+s s C.)5(32+-s D. )5(32++s s4．实轴上两个开环极点之间如果存在根轨迹，那么必然存在( C ) A ．闭环零点 B ．开环零点 C ．分离点 D ．虚根5. 在高阶系统中，动态响应起主导作用的闭环极点为主导极点，与其它非主导极点相比，主导极点与虚轴的距离比起非主导极点距离虚轴的距离（实部长度） 要（ A ）A 、小B 、大C 、相等D 、不确定6．一阶系统的动态性能指标主要是（ C ）A. 调节时间B. 超调量C. 上升时间D. 峰值时间 7 . 控制系统的型别按系统开环传递函数中的（ B ）个数对系统进行分类。
A ．惯性环节 B ． 积分环节 C ． 比例环节 D ．微分环节 8．对于I 型系统，（A ）输入信号稳态误差为零。
A 、单位阶跃B 、加速度函数 (C) 正弦函数 (D) 单位斜坡 9．在开环零、极点分布已知的情况下，可绘制（C ）随系统参数变化（如放大系数）而在s 平面上移动的轨迹（根轨迹）。
控制工程基础期末考试题及答案
控制工程基础期末考试题及答案一、选择题1.控制系统的基本组成是（ A ）A. 系统、信号、传感器、控制器和执行机构B. 环境、信号、系统、传感器、执行机构C. 反馈、信号、传感器、系统、执行机构D. 信号、输出、传感器、控制器和执行机构答案：A2.在压力调节器中，控制信号循环不完全系统中，有( D )A. 闭环和开环B. 直接作用和反馈作用C. 模拟和数字信号D. 传感器和执行器答案：D3.在控制系统中，控制参数是（ B ）A. 控制器和执行机构B. 执行机构的推动量C. 传感器和信号D. 控制环境答案：B4.下列项目中，可以作为控制信号传输的是（ B ）A. 指令B. 脉冲C. 开关信号D. 压力答案：B5.在控制系统中，调整器的作用是（ D ）A. 输出参考信号B. 调节控制环境C. 调节输入信号D. 改变执行器的位置答案：D二、填空题6.当变量的输入是有用的外界信号时，这种控制系统叫__外环控制系统___。
答案：外环7.控制系统可以根据__反馈信号__的不同，分为闭环控制系统和开环控制系统。
答案：反馈8.控制系统的__执行机构__是控制信号实际发挥作用的部件。
答案：执行机构9.在变径机构中，活塞杆或活塞上有__凸轮__，利用凸轮来传递位置信号或脉冲信号，以便控制活塞杆的运动方向。
答案：凸轮10.控制系统本身也可以分为__硬件系统和软件系统__两部分。
答案：硬件系统和软件系统三、论述题11.介绍闭环控制系统的原理答案：闭环控制系统是指根据反馈信号自动调整控制参数，达到控制目标的控制系统。
它利用闭环环路来完成反馈控制，也是当今控制系统中应用最为广泛的控制方式。
闭环控制系统的基本元件是反馈环路、传感器、控制器和执行器，它们形成一个典型的反馈环路。
该环路的结构中，传感器将变量的实际量转换成控制信号，反馈信号与设定的参数比较，然后经过控制器处理，把得到的结果转换成推动量，这种推动量是由一个执行器来完成的，会对调节对象产生影响，使变量恢复到参考值，闭环控制系统也可以改变控制器的输出，用以达到控制目标。
《控制工程基础》期末复习题及答案
《控制工程基础》期末复习题及答案《控制工程基础》期末复习题一、选择题1、采用负反馈形式连接后，则 ( )A 、一定能使闭环系统稳定；B 、系统动态性能一定会提高；C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。
2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。
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。
3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ，则系统 ( )A 、稳定；B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升；C 、临界稳定；D 、右半平面闭环极点数2=Z 。
4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明 ( )A 、型别2<="">B 、系统不稳定；C 、输入幅值过大；D 、闭环传递函数中有一个积分环节。
5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是( )A 、主反馈口符号为“-” ；B 、除r K 外的其他参数变化时；C 、非单位反馈系统；D 、根轨迹方程（标准形式）为1)()(+=s H s G 。
6、开环频域性能指标中的相角裕度γ对应时域性能指标( ) 。
A 、超调%σB 、稳态误差ss eC 、调整时间s tD 、峰值时间p t7、已知开环幅频特性如图2所示，则图中不稳定的系统是( )。
系统① 系统② 系统③图2A 、系统①B 、系统②C 、系统③D 、都不稳定8、若某最小相位系统的相角裕度0γ>，则下列说确的是 ( )。
A 、不稳定；B 、只有当幅值裕度1g k >时才稳定；C 、稳定；D 、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。
9、若某串联校正装置的传递函数为1011001s s ++，则该校正装置属于( )。
A 、超前校正 B 、滞后校正 C 、滞后-超前校正 D 、不能判断10、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：A 、 1011s s ++B 、1010.11s s ++C 、210.51s s ++D 、0.11101s s ++ 11、关于传递函数，错误的说法是 ( )A 传递函数只适用于线性定常系统；B 传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响；C 传递函数一般是为复变量s 的真分式；D 闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。
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 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)=te 63-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 （）在零分贝点处的频率数值为K 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。
机械控制工程基础期末试卷答案
一. 填空题(每小题2.5分，共25分)1． 对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、 快速性 和 准确性 。
2． 按系统有无反馈，通常可将控制系统分为 开环系统 和 闭环系统 。
3． 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有 微分方程 、 传递函数 等。
4． 误差响应 反映出稳态响应偏离系统希望值的程度，它用来衡量系统 控制精度的程度。
5． 一阶系统11Ts +的单位阶跃响应的表达是 。
6． 有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和 频域性能指标 。
7． 频率响应是线性定常系统对 谐波 输入的稳态响应。
8． 稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与 的类型有关。
9． 脉冲信号可以用来反映系统的 。
10. 阶跃信号的拉氏变换是 。
二． 图1为利用加热器控制炉温的反馈系统（10分）图1 炉温控制结构图试求系统的输出量、输入量、被控对象和系统各部分的组成，且画出原理方框图，说明其工作原理。
三、如图2为电路。
求输入电压i u 与输出电压0u 之间的微分方程， 并求该电路的传递函数（10分）图2四、求拉氏变换与反变换 (10分)1． 求[0.5]t te -（5分）2． 求13[](1)(2)s s s -++（5分） 五、化简图3所示的框图，并求出闭环传递函数（10分）图3 六、图4示机械系统由质量m 、阻尼系数C 、弹簧刚度K 和外力)(t f 组成的机械动力系统。
图4(a)中)(t x o 是输出位移。
当外力)(t f 施加3牛顿阶跃力后(恒速信号)，记录仪上记录质量m 物体的时间响应曲线如图4（b ）所示。
试求：1）该系统的微分方程数学模型和传递函数；(5分)2）该系统的自由频率n ω、阻尼比ξ；(2分)3）该系统的弹簧刚度质量m 、阻尼系数C 、弹簧刚度k ；（3分）4）时间响应性能指标：上升时间s t 、调整时间r t 、稳态误差ss e （5分）。
图4(a) 机械系统 图4（b ）响应曲线图4七、已知某系统是单位负反馈系统，其开环传递函数1510+=s G k ，则该系统在单位脉冲、单位阶跃和单位恒速信号（斜坡信号）作用下的稳态误差ss e 分别是多少？（10分）八、设有如图5所示的反馈控制系统，试求根据劳斯判据确定传递函数k 值的取值范围（10分）。
控制工程基础期末试题
清华大学本科生考试试题专用纸考试课程 控制工程基础 （A 卷） 2006 年 6月 14日1. 设有一个系统如图1所示，k 1=1000N/m, k 2=2000N/m, D=10N/(m/s)，当系统受到输入信号t t x i sin 5)(= 的作用时，试求系统的稳态输出)(t x o 。
(15分)ix ox K K D图12. 设一单位反馈系统的开环传递函数为)11.0(100)(+=s s s G现有三种串联校正装置，均为最小相位的，它们的对数幅频特性渐近线如图2所示。
若要使系统的稳态误差不变，而减小超调量，加快系统的动态响应速度，应选取哪种校正装置？系统的相角裕量约增加多少？(10分)31.6189.6＋20w (rad/s )L (w ) (d B )(a)0.42-20w (rad/s )L (w ) (d B )0 0.42-20w (rad/s )L (w ) (d B )(b) (c)图23. 对任意二阶环节进行校正，如图3，如果使用PD 控制器， K P , K D 均为实数，是否可以实现闭环极点的任意配置？试证明之。
(15分)+-p d K K s+22n 2nKs s ζw w ++图34. 一个未知传递函数的被控系统，先未经校正，构成单位反馈闭环。
经过测试，得知闭环系统的单位阶跃响应如图4所示。
问：(1) 系统的开环低频增益K 0是多少？(5分)(2) 如果用主导极点的概念用低阶系统近似该系统，试写出其近似闭环传递函数；(5分) （3）如果采用PI 形式的串联校正()Ic 1K G s s=+，K I 在什么范围内时，对原开环系统相位裕量的改变约在5.7~0-︒︒之间？(5分)17/825msOt图45．已知计算机控制系统如图所示，采用数字比例控制()D z K =，其中K>0。
设采样周期T=1s+-()D z 1Tse s --11s +++()N s ()i X s ()o X z TTT图5（1）试求系统的闭环脉冲传递函数()()()o c i X z G z X z =； (5分) （2）试判断系统稳定的K 值范围； (5分)（3）当系统干扰()1()n t t =时，试求系统由干扰引起的稳态误差。
控制工程基础期末复习题
控制工程基础期末复习题_46901457061121925(共6页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--中国石油大学（北京）远程教育学院 《控制工程基础》期末复习题一、选择题1、 设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统，如图所示，以外力f(t)为输入量，位移y(t)为输出量的运动微分方程式可以对图中系统进行描述，那么这个微分方程的阶次是：（）（1）1阶；（2）2阶；（3）3阶；（4）4阶2、一阶系统的传递函数为 153+s ；其单位阶跃响应为（ ）（1）51t e -- ；（2）533t e-- ；（3）555t e -- ；（4）53t e --3、已知道系统输出的拉氏变换为 ()22)(n ns s s Y ωω+= ,那么系统处于（ ） （1）欠阻尼；（2）过阻尼；（3）临界阻尼；（4）无阻尼4、下列开环传递函数所表示的系统，属于最小相位系统的是（ ）。
(1))12)(15(1++-s s s ； (2)sT Ts111+- （T>0）； (3))13)(12(1+++s s s ；(4))2)(3(2-++s s s s5、已知系统频率特性为151+ωj ，当输入为t t x 2sin )(=时，系统的稳态输出为（ ）（1）)52sin(1ω-+tg t ；（2）)52sin(1112ωω-++tg t ；（3）)52sin(1ω--tg t ；（4）)52sin(125112ωω--+tg t6、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t t e e t c --+-=221)(，系统的传递函数为（ ）。
（1）)2)(1(23)(+++=s s s s G ；（2）)2)(1(2)(+++=s s s s G ；（3）)2)(1(13)(+++=s s s s G ；（4）)2)(1(3)(++=s s ss G7、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t t e e t c --+-=221)(，系统的脉冲响应为（ ）。
成人教育 《控制工程基础》期末考试复习题及参考答案
控制工程基础复习题A一、判断（1）、线性系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比定义为系统的传递函数。
（ ）（2）、系统的自由的运动模态是由系统的极点和零点共同决定的。
（ ） （3）、积分环节TS1中时间常数T 越小，积分速度越快。
（ ） （4）、线性系统的稳定性是由系统的极点决定的，与系统的零点无关。
（ ） （5）、某高阶系统存在主导极点，那么该主导极点一定是距离虚轴最近的极点。
（ ） 二、选择题1、如图所示反馈控制系统的典型结构图，=)()(s R s C （ ） （A ）H G G G G 21211+ （B ）H G G G 2121+（C ）H G G 2111+ （D ）HG G H G 2121+-2、已知某系统的劳思表如下所示，则下列说法正确的是（ ）。
56514253101234s s s s s -（A ）系统稳定（B ）系统不稳定，有一个正实部根 （C ）系统不稳定，有两个正实部根 （D ）系统不稳定，没有正实部根3、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 ）、阶跃响应三、简答1、写出系统传递函数的定义。
2、写出信号21t t ++的拉式变换。
3、写出系统)5)(1)((++++s s b s sa 的极点和零点。
4、写出环节11+Ts 的幅频特性和相频特性表达式5、写出线性定常离散系统脉冲传递函数的定义四、1、已知系统如图（A ）所示利用结构图化简求系统的闭环传递函数和开环传递函数。
2、已知单位负反馈系统的开环传递函数为)15.0)(1()15.0()(2++++=s s s s s K s G ，试确定系统稳定时的K 值范围。
五、1、设单位反馈系统开环系统传递函数如下，试概略绘出相应的闭环根轨迹图)12()1()(++=s s s K s G2、试求图C 闭环离散系统的脉冲传递函数()z Φ。
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)(s2s)2(3s1) 的原函数。
解：
F(s)(sK 121)2
K12 K2 s2 s1
K11(s2 s) 2(3s1)(s2)2s21
f (t) L1[F(s)] te2t 2e2t 2et (t 2)e2t 2et
K 12 d ds (s2 s) 2(3 s1)(s2)2 s22
29
第4章 系统的时域分析
稳态误差
R(s)
E(s)
C(s)
G(s)
E (s) R (s) H (s)C (s) B(s) H(s)
sR (s) esslt im e(t)lsi m 0sE (s)lsi m 01G (s)H (s)
ess
limsE(s)lims
s0
s0
1 m
K (is1)
R(s)lsi m0 Ks1s
综合成绩：平时20% + 实验10%+末考70%
2
3
4
5
6
7
控制工程基础课程结构
控制系统 工作 控制系统 的组成 原理 的分类
PID校正
分析
控制系统的概念
控制系统
设计 对控制系统的基本要求
滞后校正 超前校正
校正
常用校
正方式 滞后——
超前校正
稳定性 准确性 快速性
8
时域分析法 频域分析法
第1章 绪论
9
第1章 绪论
4.控制论的本质
是通过信息的传递、加工处理并加以反馈来进行控制， 控制理论是信息学科的重要组成方面。
5.机械工程控制论
是以机械工程技术为对象的控制论问题，是研究这一工
控制工程基础期末考试题
一、填空题1．控制系统正常工作的首要条件是__稳定性_。
2．脉冲响应函数是t e t g 532)(--=,系统的传递函数为_______ 。
3．响应曲线达到过调量的____最大值____所需的时间,称为峰值时间t p .4．对于一阶系统的阶跃响应，其主要动态性能指标是___T _____,T 越大，快速性越___差____.5．惯性环节的奈氏图是一个什么形状______半圆弧 。
二、选择题1．热处理加热炉的炉温控制系统属于:A A 。
恒值控制系统 B 。
程序控制系统C 。
随动控制系统 D.以上都不是2．适合应用传递函数描述的系统是（ C ）。
A 、单输入,单输出的定常系统；B 、单输入，单输出的线性时变系统；C 、单输入，单输出的线性定常系统;D 、非线性系统。
3．脉冲响应函数是t e t g 532)(--=，系统的传递函数为： AA 。
)5(32+-s sB 。
)5(32-+s s C 。
)5(32+-s D 。
)5(32++s s 4．实轴上两个开环极点之间如果存在根轨迹，那么必然存在（ C )A ．闭环零点B ．开环零点C ．分离点D ．虚根5。
在高阶系统中,动态响应起主导作用的闭环极点为主导极点，与其它非主导极点相比，主导极点与虚轴的距离比起非主导极点距离虚轴的距离(实部长度） 要（ A ）A 、小B 、大C 、相等D 、不确定6．一阶系统的动态性能指标主要是（ C ）A 。
调节时间B 。
超调量 C. 上升时间 D 。
峰值时间7 . 控制系统的型别按系统开环传递函数中的( B ）个数对系统进行分类。
A ．惯性环节B ． 积分环节C ． 比例环节D ．微分环节8．对于I 型系统，（A ）输入信号稳态误差为零。
A 、单位阶跃B 、加速度函数 （C) 正弦函数 （D) 单位斜坡9．在开环零、极点分布已知的情况下，可绘制（ C ）随系统参数变化（如放大系数）而在s 平面上移动的轨迹（根轨迹)。
《控制工程基础》期末试卷A及答案
《控制工程基础》期末试卷A适用专业: 考试日期：考试时间：120分钟 考试形式：闭卷 试卷总分：100分 一、（每小题5分，共10分）简答题1、对广义控制系统，按反馈情况可分为哪两类控制系统？简要说明之。
2、简述控制工程上对控制系统的基本要求。
二、（10分）某仓库大门控制系统如图一所示，试说明自动控制大门开启和关闭的工作原理，并画出系统原理方框图。
图一 仓库大门控制系统三、（10分）图二所示是由电阻R 、电感L 和电容C 组成的RLC 无源网络，试列写出以)(t u i 为输入量，以)(0t u 为输出量的网络微分方程并求其传递函数。
（函数)(t f 在零初始条件下的拉斯变换为： )0()()]([)(f s F s t fL n n -=）+_u i (t(t )+_RL图二 RLC 无源网络四、（14分）试求图三所示控制系统的传递函数)()(s R s C图三 控制系统结构图五、（18分）二阶系统如图四所示，其中5.0=ξ,s rad n /4=ω，当输入信号为单位阶跃函数时，试求：（1）该系统的性能指标r t 、p t 、%p M 和%)2(±=∆s t ； （2）概略绘出系统的单位阶跃响应曲线。
X i图四六、（14分）设单位负反馈控制系统的开环传递函数为)5)(1()(++=s s s K s G K ，试求：（1）确定系统稳定时开环增益K 值的范围；（2）当输入斜波函数时，系统的稳态误差1=ss e 的K 值。
七、（12分）设单位反馈控制系统的开环传递函数为110)(+=s s G K ，当系统输入为)452sin(2)(︒-=t t x i 时，求系统的稳态输出。
八、（12分）试分别概略绘制传递函数11)(+=Ts s G （T 为惯性环节时间常数）的Nyquist 图Bode 图。
《控制工程基础》期末试卷A 答案适用专业: 考试时间：考试时间：120分钟 考试形式：闭卷 试卷总分：100分一、（每小题5分，共10分）解：1、按反馈情况可分为：开环系统和闭环系统。
控制工程基础期末试卷
控制工程基础期末试卷控制工程基础期末试卷第一部分：选择题（每题2分，共40分）1.控制工程是研究如何将所给的的_______变为所要的_______的一门学科。
A.输入，输出 B. 信号，系统 C. 问题，解决方案 D. 功能，性能2.控制系统的核心是_______。
A. 传感器 B. 执行器 C. 控制器 D. 电源3.传感器的作用是_______。
A. 接收输入信号 B. 产生输出信号 C. 进行信号处理 D. 控制反馈4.控制系统的稳定性是指_______。
A. 系统的输出是否与期望值一致 B. 系统是否能够快速响应输入变化 C. 系统的输出是否趋于稳定 D. 系统的输出是否具有周期性5.控制系统的开环传递函数为G(s)，闭环传递函数为H(s)，则G(s)与H(s)的关系为_______。
A. G(s) = 1 / H(s) B. G(s) = 1 - H(s) C. G(s) = 1 + H(s) D. G(s) = H(s)6.PID控制器是由比例控制器、积分控制器和_______组成的。
A. 微分控制器 B. 反馈控制器 C. 前馈控制器 D. 输出控制器7.控制系统的传递函数为G(s)，则当s = jω时，G(s)的值表示_______。
A.系统的增益 B. 系统的相位 C. 系统的频率响应 D. 系统的阻尼比8.控制系统的根轨迹是描述_______。
A. 系统的稳定性 B. 系统的动态响应C. 系统的频率响应D. 系统的传递函数9.控制系统的鲁棒稳定性是指_______。
A. 系统的输出是否趋于稳定 B. 系统的输入是否与期望值一致 C. 系统对参数变化的稳定性 D. 系统的输出是否具有周期性10.控制系统的频率响应是指_______。
A. 系统的输出是否与期望值一致 B.系统是否能够快速响应输入变化 C. 系统的输出是否趋于稳定 D. 系统对输入信号频率的响应情况11.控制系统的零极点分布对系统的_______有重要影响。
控制工程基础期末试卷及答案
一、填空题（每空1分，共24分）1 对控制系统性能的要求有三个方面，分别是稳定；准确和快 速。
2．分析稳态误差时，将系统分为0型系统、I 型系统、II 型系统，这是按系统开环传递函数所含_积分_环节的数目来分类的。
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，这个信号称为反馈信号 。
4.已知单位反馈系统的开环传递函数()()204.015.030)(++=s s s G ，试求出系统在单位阶跃输入下的稳态误差161。
5. 若环节的传递函数为G(S)=K/S ，则其对数幅频特性L （）在零分贝点处的频率数值为______ K 。
6.Bode 图中对数相频特性图上的－180o线对应于奈奎斯特图中的负实轴。
7.自动控制系统对输入信号的响应，一般都包含两个分量，即一个是瞬时分量，另一个是稳态分量。
8 函数f(t)=t e 63-的拉氏变换式是 61+s 。
9 在斜坡函数的输入作用下， Ⅱ 型系统的稳态误差为零。
10 惯性环节的传递函数G(S)=1/（5s+1） ，它的幅频特性的数学式是1252+ω它的相频特性的数学式是ω5arctan -11 开环对数频率特性的低频段﹑中频段﹑ 高频段分别表征了系统的 稳态精度 ﹑ 稳定性 ﹑ 抗干扰性 。
12 设系统开环不稳定根的个数P=4，当ω由0→∞变化时，开环幅相特性G(j ω)曲线顺时针方向包围（-1,j0）点 2 次，则系统闭环稳定。
13．当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是正数_时，系统是稳定的。
14．方块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。
15．线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。
16．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频率特性_。
题 号 一 二 三 总分 得 分阅卷人得 分《控制工程基础》期中课程试卷20 ―― 20 学年第 学期17．单位斜坡函数t 的拉氏变换为 。
《控制工程基础》期末复习题及答案_81251553585744438
十四、已知最小相位系统的开环对数幅频特性 和串联校正装置的对数幅频特性 如下图所示，原系统的幅值穿越频率为 ：（共30分）
1、写出原系统的开环传递函数 ,并求其相角裕度 ，判断系统的稳定性；（10分）
2、写出校正装置的传递函数 ；（5分）
B、 无论是开环极点或是闭环极点处于右半S平面，系统不稳定；
C、 如果系统闭环系统特征方程某项系数为负数，系统不稳定；
D、 当系统的相角裕度大于零，幅值裕度大于1时，系统不稳定。
49、关于系统频域校正，下列观点错误的是( )
A、 一个设计良好的系统，相角裕度应为45度左右；
B、 开环频率特性，在中频段对数幅频特性斜率应为 ；
D、 增加积分环节可以消除稳态误差，而且不会影响系统稳定性。
32、适合应用传递函数描述的系统是( )。
A、单输入，单输出的线性定常系统；
B、单输入，单输出的线性时变系统；
C、单输入，单输出的定常系统；
D、非线性系统。
33、若某负反馈控制系统的开环传递函数为 ，则该系统的闭环特征方程为( )。
A、 B、
1、写出该系统的开环传递函数 ；（8分）
2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性。（3分）
3、求系统的相角裕度 。（7分）
4、若系统的稳定裕度不够大，可以采用什么措施提高系统的稳定裕度？（4分）
五、(8分)写出下图所示系统的传递函数 （结构图化简，梅逊公式均可）。
六、（共20分）设系统闭环传递函数 ，试求：
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
控制工程基础期末试题(A)答案
控制工程基础期末试题（A）答案一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)1.B2.A3.C4.C5.A6.C7.B8.B9.D 10.C二、填空题(本大题共10小题，每小空1分，共15分)1. 左半 2 tg－1 3.斜坡函数，抛物线函数4. 5.恒值，随动6.系统可控性问题7.全部极点，负实部8.输入支路，输出支路9.动态10.相位裕量，调整时间三、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)1.闭环频率特性性能指标有：(1)谐振峰值Mr;(2)谐振频率ωr；(3)截止频率ωb;(4)频带宽度0~ωb。
2.全局稳定是指系统无论在怎样的外力或扰动的作用下，只要这些外力消除，系统将能恢复到平衡状态的过程。
局部稳定性是指系统在外力或扰动力的作用下，若系统在某一范围内运动时稳定，超过该范围时系统将不稳定，这种特性叫局部稳定性。
3.G(s)化成时间常数表示形式：G(s)=G(jω)=G(jω)极坐标图起点：(0.2，j0)G(jω)极坐标图终点；（0，j0），∠G(jω)=－180°|G(jω)|=0。
4.(1)0<ξ<1时，输出响应为衰减振荡过程，稳态值为1；(2)ξ=0时，为不衰减振荡过程；(3)ξ≥1时，为非周期过程。
(注：或用图示法说明也可)四、计算题(本大题共3小题，共45分)1．求G(jω)=|G(jω)输出幅值：y0=输出初相位：2.(1)G(jω)= 该系统为Ⅱ型系统ω=0+时，∠G（jω）=－当a 时，∠G（jω）=－当a 时，∠G（jω）=－两种情况下的奈奎斯特曲线如下图所示；（2）系统的闭环特征多项式为D（s）=s2+as+1,D(s)为二阶，a>0为D（s）稳定的充要条件，与奈氏判据结论一致。
3．信号流图如下：应用梅森公式求传递函数：P1=G3G2，P2=G1G2L1=－G2H1，L2=－G1G2H2。
控制工程基础 试卷 A卷+答案
学年度第一学期期末考试《控制工程基础》（八）卷专业班级姓名学号一、单选题（每题的备选答案中只有一个♦佳答案，每题2分，共30分）1.一阶系统的单位阶跃响应的动态过程为：（）A.振荡衰减，最后趋于终值B.按指数规律趋于终值C.直线上升D.直线下降2.采样系统稳定的充分必要条件是（）A,系统的闭环极点PK都分布在Z平面的单位圆圆周上B.系统的闭环极点PK都分布在Z平面的圆内部C.系统的闭环极点PK部分布在Z平面的圆外部D.系统的闭环极点PK都分布在Z平面的实轴上3.3变化时G（j3）的红向量端点轨迹曲线称为（）。
A,幅频特性曲线B,极强标图C.对数坐标图 D.相频特性曲线4.Bode图的横坐标当频率ω每变化（〉倍，其间隔距离为1个单位长度,表示Ig3?的值改变量为1。
A.2B.20C.1D.105.系统闭环特征方程为D（三）=s'3+2s^2+3s+6≈0,则系统（）Λ.稳定 B.单位阶跃响应曲线为单调指数上升C.临界桎定D.右半平面闭环极点数为26.闭环发数极点与负实轴的夹角B反映了系统的（）。
A.峰值时间B.超调量C.上升时间D.调节时间7.当系统中存在更数开环零点时，需要计算根轨迹的（）.A.终止角B.分离角C.会合角D.起始角8.从控制理论的发展来看可以分成三个阶段，其中第•阶段是（）：A.现代控制理论B.经典控制理论C.大数据理论S智能控制理论9.根轨迹是系统所有（）的轨迹曲线。
A.闭环零点B,闭环极点C.开环零点开环极点10.从自动控制的观点看，家用空调机的温度传感器是以下哪个器件（）R.输入元件B∙反馈元件C.执行元件 D.比较元件11.下列哪一种系统为开环控制系统（）A.家用电冰箱温度控制系统B.家用电热水器恒温控制系统C.国内现有的无人操作交通红绿灯自动控制系统D.家用空调机温度控制系统12.奈奎斯特判据中的Z指的是系统的（）.Λ.开环右极点个数 B.闭环右零点个数C.开环右写点个数D.闭环右极点个数13.对计算采样系统的稳态误差非常仃用的Z变换基本定理是（〉A.线性定理B.初值定理C.第数位移定理D.终值定理14.系统频率特性和传递函数的关系为（）A.频率特性与传递函数没有关系B.二者完全是•样的C.传递函数的及变量S用j3代替后，就是相应的频率特性D.频率特性可以用图形表示，传递函数则不能15.在如卜指标中，哪个不能用来评价控制系统的时域性能？（）A.调整时间B.稳态位置误差C.最大超调量D.带宽二、多选题（每题的备选答案中有多个最佳答案，每题5分，共50分）16.已知系统的传递函数为，则极点分别为（）A.0B.-1.C.-0.5D.-217.按照输入信号的特征，可以将控制系统分为（）两种\随动系统 B.连续系统C.线性系统 D.恒值系统18.卜列关于负反馈的描述中，正确的是：（）Λ.负反馈能有利于生产设备或工艺过程的稳定运行B.闭环控制系统是含负反馈组成的控制系统C.开环控制系统不存:在负反馈，但存在正反馈D,负反馈系统利用偏差进行输出状态的调节25C.积分环节A.惯性环节B.振荡环节 D.微分环节 E.比例环节三、判断题（对的选*A*,错的选*B*,每题2分，共20分）26.控制的实质可以描述为通过控制装置或者称为控制器，使被控对象或者过程自动的按照预定的规律运行或者变化。
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控制工程基础期末试题
一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，，共20分)
1.如果系统中加入一个微分负反馈，将使系统的超调量σp( )
A.增加
B.减小
C.不变
D.不定
2.运算放大器具有_____的优点。
( )
A.输入阻抗高，输出阻抗低
B.输入阻抗低，输出阻抗高
C.输入阻抗高，输出阻抗高
D.输入、输出阻抗都低
3.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
4.设开环系统频率特性G(jω)= ,当ω=1rad/s时，其频率特性幅值M(1)=( )
A. B.4 C.
D.2
5.设开环传递函数G(s)H(s)= ,α>0,K>0，随着K增大，闭环系统
( )
A.相对稳定性变差，快速性不变
B.相对稳定性变好，快速性不变
C.相对稳定性不变，快速性变好
D.相对稳定性变差，快速性变差
6.对于一阶、二阶系统来说，系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的( )
A.充分条件
B.必要条件
C.充分必要条件
D.以上都不是
7.开环传递函数为G(s)H(s)=, 则实轴上的根轨迹为( )
A.〔－4,∞)
B.〔－4,0〕
C.(－∞,－4)
D. 〔0,∞〕
8.进行串联滞后校正后，校正前的穿越频率ωc与校正后的穿越频率的关系，通常是( )
A.ωc=
B.ωc>
C.ωc<
D.ωc与无关
9.PID控制规律是____控制规律的英文缩写。
( )
A.比例与微分
B.比例与积分
C.积分与微分
D.比例、积分与微分
10.比例环节的频率特性相位移θ(ω)=( )
A.90°
B.－90°
C.0°
D.－180°
二、填空题(本大题共10小题，每小空1分，共15分)
1.根轨迹全部在根平面的__________部分时，系统总是稳定的。
2.设系统的频率特性G(jω)=R(ω)+JI(ω)，则相频特性∠G(jω)=__________。
3.随动系统中常用的典型输入信号是__________和__________。
4.超前校正装置的最大超前角处对应的频率ωm=__________。
5.根据系统给定值信号特点，控制系统可分为__________控制系统、__________控制系统和程序控制系统。
6.一个系统的控制作用能否对系统的所有状态产生影响，从而能对系统的状态实现控制，称为__________。
7.系统渐近稳定的充分必要条件是闭环控制系统传递函数的__________都具有__________。
8.信号流图中，节点可以把所有_______的信号叠加，并把叠加后的信号传送到所有的_____。
9.增加极点对系统的__________性能是不利的。
10.剪切频率ωc不仅影响系统的__________还影响动态过程的__________。
三、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)
1．试写出闭环频率特性性能指标。
2．简述何为全局稳定性，何为局部稳定性?
3．设开环传递函数G(s)= ，试说明开环系统频率特性极坐标图的起点和终点。
4．典型二阶系统(当0<ξ<1,ξ=0,ξ≥1时)在单位阶跃输入信号作用下的输出响应的特性是什么?
四、计算题(本大题共3小题，每小题15分，共45分)
1．某系统闭环传递函数为φ(s)= ,当输入为r(t)= sin( t+45°)时，试用频率特性的概念求其稳态输出yss(t)。
2．已知某单位负反馈控制系统的开环传递函数为G(s)= ，绘制奈奎斯特曲线，判别系统的稳定性；并用劳斯判据验证其正确性。
3.系统方框图如下，试画出其信号流图，并求出传递函数。