自动控制原理题目(含答案)

《自动控制原理》复习参考资料一、基本知识11、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过输入量与反馈量的差值进行的。

2、闭环控制系统又称为反馈控制系统。

3、在经典控制理论中主要采用的数学模型是微分方程、传递函数、结构框图和信号流图。

4、自动控制系统按输入量的变化规律可分为恒值控制系统、随动控制系统与程序控制系统。

5、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：稳定性、快速性和准确性。

6、控制系统的数学模型，取决于系统结构和参数, 与外作用及初始条件无关。

7、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G1(s)+G2(s)，以串联方式连接，其等效传递函数为G1(s)*G2(s)。

8、系统前向通道传递函数为G（s），其正反馈的传递函数为H（s），则其闭环传递函数为G（s）/(1- G（s）H（s）)。

9、单位负反馈系统的前向通道传递函数为G（s），则闭环传递函数为G（s）/(1+ G（s）)。

10、典型二阶系统中，ξ=0.707时，称该系统处于二阶工程最佳状态，此时超调量为4.3%。

11、应用劳斯判据判断系统稳定性，劳斯表中第一列数据全部为正数，则系统稳定。

12、线性系统稳定的充要条件是所有闭环特征方程的根的实部均为负，即都分布在S平面的左平面。

13、随动系统的稳态误差主要来源于给定信号，恒值系统的稳态误差主要来源于扰动信号。

14、对于有稳态误差的系统，在前向通道中串联比例积分环节，系统误差将变为零。

15、系统稳态误差分为给定稳态误差和扰动稳态误差两种。

16、对于一个有稳态误差的系统，增大系统增益则稳态误差将减小。

17、对于典型二阶系统，惯性时间常数T 愈大则系统的快速性愈差。

18、应用频域分析法，穿越频率越大，则对应时域指标t s 越小，即快速性越好19最小相位系统是指S 右半平面不存在系统的开环极点及开环零点。

20、按照校正装置在系统中的不同位置，系统校正可分为串联校正、反馈校正、 补偿校正与复合校正四种。

21、对于线性系统，相位裕量愈大则系统的相对稳定性越好。

22、根据校正装置的相位特性，比例微分调节器属于相位超前校正装置，比例积分调节器属于相位滞后校正装置，PID 调节器属于相位滞后-超前校正装置。

23、PID 调节中的P 指的是比例控制器，I 是积分控制器，D 是微分控制器。

24、离散系统中信号的最高频谱为ωmax ，则采样频率ωs 应保证ωs>=2ωmax条件。

26、在离散控制系统分析方法中，把差分方程变为代数方程的数学方法为Z 变换。

27、离散系统中，两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以串联方式连接，连接点有采样开关，其等效传递脉冲函数为G 1(z)G 2(z)；连接点没有采样开关，其等效传递脉冲函数为G 1G 2(z)。

28、根据系统的输出量是否反馈至输入端，可分为开环控制系统与闭环控制系统。

29、家用空调温度控制、电梯速度控制等系统属于闭环控制系统；30、经典控制理论的分析方法主要有时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法。

二、基本知识21、开环控制系统的的特征是没有（ ）A.执行环节B.给定环节C.反馈环节D.放大环节2、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的（ ）A 、低频段B 、中频段C 、高频段D 、均无关3、若系统的开环传递函数为10)(5 50 s s ，则它的开环增益为（ ） A.5 B.10 C.50 D.1004、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 、 50 B 、25 C 、10 D 、55、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 t6、一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量 γ 为（ ）A.0～15︒B.15︒～30︒C.30︒～60︒D.60︒～90︒7、若系统的传递函数在右半S 平面上没有零点和极点，则该系统称作（ ）A.非最小相位系统B.最小相位系统C.不稳定系统D.振荡系统8、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与参数，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。

9、下列哪种措施对改善系统的精度没有效果 ( )。

A 、增加积分环节B 、提高系统的开环增益KC 、增加微分环节D 、引入扰动补偿10、某系统的传递函数是()s e s s G τ-+=121，则该可看成由（ ）环节串联而成。

A.比例、延时 B.惯性、导前 C.惯性、延时 D.惯性、比例 11、某系统的传递函数是())1(1+=s s s G ，则可等效为（ ）环节串联。

A.比例、积分 B.积分、惯性 C.惯性、微分 D.微分、比例12、为了消除存在稳态误差的系统的误差，可采用串联（ ）进行校正。

A.比例校正装置B. 比例微分校正装置C.微分校正装置D. 比例积分校正装置13、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。

14、最小相位系统的开环增益越大，其（ ）A.振荡次数越多B.稳定裕量越大C.相位变化越小D.稳态误差越小15、稳态误差e ss 与误差信号E (s )的函数关系为（ ）A.)(lim 0s E e s ss →=B.)(lim 0s sE e s ss →= C.)(lim s E e s ss ∞→= D.)(lim s sE e s ss ∞→= 16、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17、对于离散控制系统，下例说法错误的是（ ）A. 计算机控制系统是离散控制系统的一种形式B. 脉冲传递函数与采样开关的位置有关C. Z 变换是拉普拉斯变换的一种特殊形式D. 零阶保持器是信号采样装置18、对于离散控制系统，下例说法错误的是（ ）A. 脉冲传递函数与采样开关的位置有关B. 零阶保持器是信号复现元件C.拉普拉斯变换的定理不适用于Z 变换D. 采样定理又称香农定理19、.当输入为单位斜坡且系统为单位负反馈时，对于II 型系统其稳态误差为（ ）A.0B.0.1/kC.1/kD.∞20、II 型系统的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 ）21、某串联校正装置的传递函数为1111++s T s T β，当β>1时，该装置为( )校正装置。

A. 相位超前 B. 相位滞后 C.相位滞后-超前 D.参数量过少，无法判定22、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 t23、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。

24、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。

25.最小相位系统的开环增益越大，其（ ）A.振荡次数越多B.稳定裕量越大C.相位变化越小D.稳态误差越小26.稳态误差e ss 与误差信号E (s )的函数关系为（ ）A.)(lim 0s E e s ss →=B.)(lim 0s sE e s ss →=C.)(lim s E e s ss ∞→=D.)(lim s sE e s ss ∞→=27. 一阶微分环节Ts s G +=1)(，当频率T 1=ω时，则相频特性)(ωj G ∠为（）A.45°B.-45°C.90°D.-90°28. 主要用于产生输入信号的元件称为（ ）A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.放大元件29. 某典型环节的传递函数是()151+=s s G ，则该环节是（ ）A.比例环节B.积分环节C.惯性环节D.微分环节30.在系统中串联PD 调节器，以下那一种说法是错误的（ ）A.是一种相位超前校正装置B.能影响系统开环幅频特性的高频段C.使系统的稳定性能得到改善D.使系统的稳态精度得到改善三、读图分析能力1、从工作原理角度来说，闭环控制系统由哪些元件或装置组成？指出图示闭环控制系统中1-7各部件分属什么元件或装置？闭环控制系统中的信号有哪些？指出图示闭环控制系统中信号a-e 分属什么信号？（参考分析例题：教材书第5页）2、衡量一个自动控制系统的性能指标有哪些？下图为某自动控制系统启动时的动态曲线，估算出它们的动态指标。

（参考分析例题：教材书第95页，实验二、实验三）（1）00.40.811.2y (t )t 122122===n n ωωζ：曲线：曲线12（2）（3）(4)3、自动控制系统实物装置的定性分析。

（1）指出系统的被控量、给定量、扰动量、反馈量、偏差量；（2）分析其工作原理；（3）从给定量或扰动量变化开始，结合各环节功能与参数变化趋势，分析系统如何自动调节。

（1）(2)(3)(4)（参考分析例题：教材书第10页，例1-5）四、计算与作图1、数学模型的建立与分析（考核内容：数学模型的建立、实验电路的构建、系统框图作图、伯德图的绘制）2、建立下图电路的数学模型、系统框图、伯德图（R 0=100K Ω、R 1=1M Ω、R 2=200K Ω、C 1=2uF 、C 2=0.25uF ）3、系统的传递函数)11.0(10)(+=s s s G ，试分析系统由哪些环节组成并画出系统的Bode 图。

4、系统误差分析，已知某负反馈系统的输入r(t)=2+4t ，计算系统的稳态误差。

（参考：教材书第151-153页，本系统输入信号可分解为一个阶跃信号与一个斜坡信号的叠加，分别计算两个信号的误差，再相加即为总误差。

注意本系统为非单位负反馈）5、系统结构如图，其中510)(1+=s s G ，1)s(3 5)(2+=s s G ，H(s)=2，又设r(t) = 2t ，d(t) = 0.5•1(t)，求系统的稳态误差。

（参考：分别计算给定误差与扰动误差，再相加即为总误差。

本系统为非单位负反馈）五、系统分析题1、已知最小相位系统的开环对数幅频特性0()L ω和串联校正装置的对数幅频特性()c L ω如下图所示，原系统的幅值穿越频率为24.3/c rad s ω=：1、 写出原系统的开环传递函数0()G s ,并求其相角裕度0γ，并判断其稳定性；2、 写出校正装置的传递函数()c G s ；3、写出校正后的开环传递函数0()()c G s G s ，画出校正后系统的开环对数幅频特性()GC L ω。