四川省自考复习题现代控制技术基础
现代控制理论试题(详细答案)-现控题目
现代控制理论试题B 卷及答案一、1 系统[]210,01021x x u y x ⎡⎤⎡⎤=+=⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦能控的状态变量个数是，能观测的状态变量个数是cvcvx 。
2试从高阶微分方程385y y y u ++=求得系统的状态方程和输出方程（4分/个）解 1． 能控的状态变量个数是2，能观测的状态变量个数是1。
状态变量个数是2。
…..（4分）2．选取状态变量1x y =，2x y =，3x y =，可得 …..….…….（1分）12233131835x x x x x x x u y x ===--+= …..….…….（1分）写成010*********x x u ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦…..….…….（1分）[]100y x = …..….…….（1分）二、1给出线性定常系统(1)()(),()()x k Ax k Bu k y k Cx k +=+=能控的定义。
（3分）2已知系统[]210 020,011003x x y x ⎡⎤⎢⎥==⎢⎥⎢⎥-⎣⎦，判定该系统是否完全能观？(5分)解 1．答：若存在控制向量序列(),(1),,(1)u k u k u k N ++-，时系统从第k 步的状态()x k 开始，在第N 步达到零状态，即()0x N =，其中N 是大于0的有限数，那么就称此系统在第k 步上是能控的。
若对每一个k ，系统的所有状态都是能控的，就称系统是状态完全能控的，简称能控。
…..….…….（3分） 2.[][]320300020012 110-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=CA ………..……….（1分） [][]940300020012 3202=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=CA ……..……….（1分） ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=940320110 2CA CA C U O ………………..……….（1分） rank 2O U n =<，所以该系统不完全能观……..….…….（2分）三、已知系统1、2的传递函数分别为2122211(),()3232s s g s g s s s s s -+==++-+求两系统串联后系统的最小实现。
四川-现代控制工程(08244)复习资料 - 参考答案
现代控制工程（08244）复习资料一、单选题1. A2. B3. C4. C5. B6. C7. D8. B9. C 10. B 11. B 12. C 13. A 14. C 15. A 16. A 17. D 18. A 19. A 20. B二、填空题21. 直接，间接22. 热效应，过载保护23. 电容，电压24. 机械制动，电气制动25. 一般设计法（经验设计法也是正确答案），逻辑设计法26. 直接起动，降压起动27. 顺序，闭环回路的调节28. 直接，间接29. 数控装置，伺服装置30. 传感器总线，设备总线31. 电磁系统，触头系统32. 中间机构，执行机构33. 实际位置，实际接线线路34. 星型三角形换接起动（星-三角起动或Y-△起动也是正确答案），自耦变压器起动35. 额定转速，额定功率36. 机械，电37. 熔断器，热继电器38. 机械制动，电气制动39. 位置，角度40. 串行，数字式三、判断题41×42×43×44√45√46√47√48×49×50×四、简答题51. 1. 额定电压2. 额定电流3. 线圈的额定电压4. 额定操作频率5. 电寿命和机械寿命6. 接触器的电气符号。
52. 降压起动虽然可以减少起动电流，但同时也减少了起动转矩，因为异步电动机与外加电压的平方成正比，这是降压起动的不足之处。
降压起动仅适用于空载或轻负载情况下起动。
53. 1. 应最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求。
2. 在满足生产要求的前提下，力求使控制线路简单经济。
3. 保证控制线路工作的可靠和安全。
54. 1. 瞬时过电流保护。
2. 对地短路保护。
3. 过电压保护4 欠电压保护5 变频器过载保护（电子热保护）6. 散热片过热保护7 控制电路异常保护。
55. 1. 自动化程度与生产效率高。
2. 具有较大的柔性。
3. 加工精度高。
四川-现代控制工程(08244)复习资料
现代控制工程（08244）复习资料一、选择题：1．低压电器通常指工作在交、直流电压___V以下的电路中的电气设备A．1200 B．1500 C．1600 D．18002. 下列属于继电器按动作原理分的是（）A．电压继电器B．电流继电器C．时间继电器D．热继电器3．在星形—三角形降压起动控制线路中起动电流是原来三角形接法的（）A．1/3 B．2/3 C．1/4 D．1/24．适用于电动机容量较大，要求制动平稳准确和起动、制动频繁的场合的电气制动方式是（）A．能耗制动B．反接制动C．机械制动D．能耗或反接制动5．双速鼠笼式异步电动机适用于（）A．恒转矩传动B．恒功率传动C．恒转速传动D．A、B、C三项6．不属于自动开关作用的选项是（）A．过载保护B．欠压保护C．短路保护D．失压保护7．下列不属于接近开关的主要技术指标的选项是（）A．动作距离B．重复精度C．操作频率D．延时时间8．数字式继电器的延时范围___晶体管式继电器的延时范围A．等于B．大于C．稍小于D．远远小于9．不属于变频器与保护有关的功能的选项是（）A．电子热保护B．故障后自动再起动C．过载保护D．制动电阻的保护10．变频器的主电路中的逆变电路的作用是（）A. 将直流中间电路输出的直流电压转换为具有所需频率的交流电压B. 将直流中间电路输出的直流电压转换为低频率的交流电压C. 将直流中间电路输出的直流电压转换为高频率的交流电压D. 将直流中间电路输出的直流电压转换为交流电压11. 下列元件中，属于主令电器的是（）A．速度继电器B．接触器C．万能开关D．熔断器12. 熔断器的作用是（）A．控制速度B．控制行程C．弱磁保护D．过负载及短路保护13. 分析电气原理是应当（）A．先电后机B．先机后电C．先辅后主D．化整为零14. 对不经常起动的异步电动机，其容量不超过电源容量的___，可以直接起动。
A．10% B．20% C．30% D．40%15. 根据工作环境选择电动机的（）A．种类B．结构形式C．额定转速D．额定功率16. 下列电气控制电路中采取的保护措施，属于电流型保护的是（）A．断相保护B．越位保护C．速度保护D．极限保护17. 接近开关属于（）A．有触点开关B．无触点开关C．限位开关D．继电器的一种18. 固体继电器简称（）A．TTL B．DDR C．CMOS D．SSR19. 电流型变频器的特点是在直流回路中串联了一个大电感，用来（）A．限制电压变化B．输出功率C．限制电流变化以及吸收无功功率 D. 过滤电流20. 变频器主要功能中与保护有关的功能是（）A．故障后自动再起动B．载波频率设定C．高载波频率运行D．平稳运行二、填空题：1. 接触器的主要组成部分分为__________和__________。
现代控制理论基础(习题)
现代控制理论基础（习题）1-4. 两输入1u 、2u ，两输出1y 、2y 的系统，其模拟结构图如下所示，试求其状态空间表达式和传递函数阵。
解：状态方程111220312135133442423x a x a x a x b u x x x a x a x a x b u xx x =---+⎧⎪=⎨=---+⎪=+⎩输出方程为{1224y xy x ==整理有1261125342001000000001100001000001a a a b u x x u a a a b y x ⎧---⎛⎫⎛⎫⎪⎪ ⎪⎛⎫⎪ ⎪ ⎪=+ ⎪⎪ ⎪ ⎪---⎪⎝⎭⎪ ⎪⎨⎝⎭⎝⎭⎪⎪⎛⎫⎪= ⎪⎪⎝⎭⎩求传函：1121126153420010000()()00010000001001000000010001100b G s sI A b s a a a b s a s a a b s --⎛⎫ ⎪⎛⎫ ⎪=-⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭+⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪-⎛⎫ ⎪ ⎪=⎪⎪ ⎪+⎝⎭⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭125342616122234534213415622346242260100det()det 001100(1)(1)det 0(1)det 1101()()()()s a a a s sI A a s a a s a a s a a s a a s a s a a s s a s s a a a a a s s a s a a s a s a a sa s a +++⎛⎫ ⎪- ⎪-= ⎪+ ⎪--⎝⎭+⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪=-⋅-⋅++-⋅⋅+ ⎪ ⎪⎪ ⎪---⎝⎭⎝⎭=+-++++++-=+432222346241313441564221313562414232446()()()()a s a a a a s a a s a a s a s a a s a a s s a a s a a a a a a s a a a a s a a a a -+++++++-=+++-+++++-121223141243()b a b a G s b a b a ⎛⎫= ⎪⎝⎭322134a s a s a s =++ 4153(1)a a s a=-+ 236a a s =- 243126a s a s a a =++- 213141622511321222621()det()(1)b s a b s a b a b s G s sI A a b s b a b s a b s a b a b ⎛⎫++-= ⎪--+++-⎝⎭1-5. 系统的动态特性由下列微分方程描述（1）5732y y y y u u +++=+（2）57332y y y y u u u +++=++列写其相应的状态空间表达式，并画出相应的模拟结构图。
现代控制理论基础试卷及答案
现代控制理论基础试卷1、①已知系统u u uy y 222++=+ ，试求其状态空间最小实现。
（5分）②设系统的状态方程及输出方程为11000101;0111x x u ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦[]001y x =试判定系统的能控性。
（5分）2、已知系统的状态空间表达式为00001⎛⎫⎡⎤=+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦x x u t ；[]x y 01=； ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=11)0(x 试求当0;≥=t t u 时，系统的输出)(t y 。
（10分）3、给定系统的状态空间表达式为u x x ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=100100110100013 ，211021y x -⎡⎤=⎢⎥⎣⎦ 试确定该系统能否状态反馈解耦，若能，则将其解耦（10分）4、给定系统的状态空间表达式为[]12020110,1001011--⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=-+=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦x x u y x设计一个具有特征值为 1 1 1---，，的全维状态观测器（10分）5、①已知非线性系统 ⎩⎨⎧--=+-=2112211sin 2x a x x x x x试求系统的平衡点，并确定出可以保证系统大范围渐近稳定的1a 的范围。
（5分）②判定系统11221223x x x x x x =-+⎧⎨=--⎩在原点的稳定性。
(5)6、已知系统 u x x ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡=110011 ，试将其化为能控标准型。
（10分）7、已知子系统1∑ 111121011x x u -⎡⎤⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦，[]1110y x = 2∑ []22222110,01011x x u y x -⎡⎤⎡⎤=+=⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦ 求出串联后系统∑1∑ 2∑ 及其传递函数矩阵 （10分)。
答案1① 解 取拉氏变换知 )()2()()22(33s u s s s y s ++=+21121)1(21)(2213++-=+++=s s s s s g （3分） 其状态空间最小实现为u x x ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=101110 ； 21021+⎥⎦⎤⎢⎣⎡=x y （2分）② 解1n c u BABA B -⎡⎤=⎣⎦ （2分）012111101⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥-⎣⎦，秩为2， 系统状态不完全能控。
现代控制理论试卷及答案
现代控制理论试卷一、简答题（对或错，10分）（1）描述系统的状态方程不是唯一的。
（2）用独立变量描述的系统状态向量的维数不是唯一的。
（3）对单输入单输出系统，如果1()C sI A B --存在零极点对消，则系统一定不可控或者不可观测。
（4）对多输入多数出系统，如果1()sI A B --存在零极点对消，则系统一定不可控。
（5）李雅普诺夫直接法的四个判定定理中所述的条件都是充分条件。
（6）李雅普诺夫函数是正定函数，李雅普诺夫稳定性是关于系统平衡状态的稳定性。
（8）线性定常系统经过非奇异线性变换后，系统的可控性不变。
（9）用状态反馈进行系统极点配置可能会改变系统的可观测性。
（10）通过全维状态观测器引入状态反馈来任意配置系统的闭环极点时，要求系统必须同时可控和可观测。
对一个线性定常的单输入单输出5阶系统，假定系统可控可观测，通过设计输出至输入的反馈矩阵H 的参数能任意配置系统的闭环极点。
二、试求下述系统的状态转移矩阵()t Φ和系统状态方程的解x 1(t)和x 2(t)。
（15分）1122()()012()()()230x t x t u t x t x t ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦12(0)0,(),0(0)1tx u t e t x -⎡⎤⎡⎤==≥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦ 三、设系统的传递函数为()10()(1)(2)y s u s s s s =++。
试用状态反馈方法，将闭环极点配置在－2，－1＋j ，－1－j 处，并写出闭环系统的动态方程和传递函数。
（15分） 四、已知系统传递函数2()2()43Y s s U s s s +=++，试求系统可观标准型和对角标准型，并画出系统可观标准型的状态变量图。
（15分）五、已知系统的动态方程为[]211010a x x uy b x ⎧⎡⎤⎡⎤=+⎪⎢⎥⎢⎥⎨⎣⎦⎣⎦⎪=⎩，试确定a ，b 值，使系统完全可控、完全可观。
现代控制理论基础试卷及答案
现代控制理论基础考试题西北工业大学考试题（A卷）（考试时间120分钟）学院：专业：姓名：学号：一．填空题（共27分，每空1.5分）1.现代控制理论基础的系统分析包括___________和___________。
2._______是系统松弛时，输出量、输入量的拉普拉斯变换之比。
3.线性定常系统齐次状态方程是指系统___________时的状态方程。
4.推导离散化系统方程时在被控对象上串接一个开关，该开关以T为周期进行开和关。
这个开关称为_______。
5.离散系统的能______和能______是有条件的等价。
6.在所有可能的实现中，维数最小的实现称为最小实现，也称为__________。
7.构造一个与系统状态x有关的标量函数V(x, t)来表征系统的广义能量，V(x, t)称为___________。
8.单输入-单输出线性定常系统，其BIBO稳定的充要条件是传递函数的所有极点具有______。
9.控制系统的综合目的在于通过系统的综合保证系统稳定，有满意的_________、_________和较强的_________。
10.所谓系统镇定问题就是一个李亚普诺夫意义下非渐近稳定的系统通过引入_______，以实现系统在李亚普诺夫意义下渐近稳定的问题。
11.实际的物理系统中，控制向量总是受到限制的，只能在r维控制空间中某一个控制域内取值，这个控制域称为_______。
12._________和_________是两个相并行的求解最优控制问题的重要方法。
二．判断题（共20分，每空2分）1.一个系统，状态变量的数目和选取都是惟一的。
（×）2.传递函数矩阵的描述与状态变量选择无关。
（√）3.状态方程是矩阵代数方程，输出方程是矩阵微分方程。
（×）4.对于任意的初始状态)(tx和输入向量)(t u，系统状态方程的解存在并且惟一。
（√）5.传递函数矩阵也能描述系统方程中能控不能观测部分的特性。
(03206)现代控制技术基础复习题参考答案
现代控制技术基础复习题参考答案一、单项选择题1. C2. A3. D4.D5. C6. A7. A8. B9.B 10. C 11.A 12. C 13. D 14.B 15. B16. A 17. B 18. C 19.B 20. C 21. B 22. D 23. A 24. C 25. B 26. C 27. B 28. A 29. C 30. A二、判断改错题1. 正确。
2. 错误，改为：闭环传递函数是输出信号与输入信号的拉普拉斯变换之比。
3. 正确。
4. 错误，改为：0型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为0。
5. 正确。
6. 正确。
7. 错误，改为：G1(S)和G2(S)为串联连接则等效后的结构为G1(S)·G2(S)。
8. 错误，改为：系统的稳态误差与输入信号有关。
三、名词解释题1．答：通过对系统输入的操作使得输出达到指定的目标。
2．答：一个稳定的系统对正弦输入信号的稳态响应特性。
3．答：主反馈信号与输出量相等的系统。
4．答：检测系统输出并参与系统控制的元件。
5．答：控制系统在典型输入信号作用下，输出量随时间变化的情况。
6．答：以二阶微分方程或传递函数分母中s的最高次幂为2的系统。
三、简答题1. 答：画框图及标出各环节2. 答：暂态响应；稳态响应。
3. 答：系统闭环特征方程的全部根必须都位于s平面左半部；或者全部闭环特征根具有负实部。
4. 答：对被控对象的数学模型要求不高；调节方便；适用面广。
5. 答：系统极点实部为正实数根的数目等于劳斯表中第一列的系数符号改变的次数，系统稳定的充分必要条件是特征方程各项系数全部为正值，并且劳斯表的第一列都为正。
6. 答：离散系统所有闭环极点均分布在z 平面上以原点为圆心的单位圆内。
或离散系统所有特征根的模均小于1。
五. 计算题1. 解：列出劳斯表：3s 1 5 2s 6 K1s630K- 0s K根据劳斯判据有：0,030>>-K K ， 所以有030>>K 。
四川自考2019-现代控制技术基础复习资料
《现代控制技术基础》复习题一、单项选择题 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1. 反馈控制系统的输入信号r(t)=20, 则该系统为 【 】A. 恒值控制系统B. 随动控制系统C. 程序控制系统D.离散系统2. 在下列模型中，属于时域里常用的数学模型的是 【 】A. 微分方程B. 传递函数C. 结构图D.频率特性3. 一系统的传递函数为1Ts K)s (G +=, 则该系统时间响应的快速性【】 A.与输出信号有关 B. 与输入信号有关 C. 与T 有关 D. 与K 有关4. 二阶系统的传递函数为1s 2Ks 2)s (G 2++=, 当K 增大时，其 【】 A. 固有频率增大，阻尼比增大B. 固有频率增大，阻尼比减小C. 固有频率减小，阻尼比减小D. 固有频率减小，阻尼比增大5. 对于欠阻尼二阶系统，当无阻尼振荡频率保持不变时， 【】 A. 阻尼比越大，系统调节时间越大B. 阻尼比越大，系统调节时间越小C. 阻尼比越大，系统调节时间不变D. 阻尼比越小，系统调节时间不变6. 劳斯表中某行的第一列为零，但符号不发生变化，这表明 【】 A. 系统稳定 B.系统临界稳定C. 系统不稳定D. 系统可能稳定，可能不稳定7. 对于典型二阶系统，阻尼比越小，则 【】 A. 峰值时间越大 B. 调节时间越大C. 上升时间越大D.最大超调量越大8. 系统的稳态误差，除了比例增益外，主要取决于系统中的 【】 A. 振荡环节多少 B. 惯性环节多少C. 微分环节多少D. 积分环节多少9. 系统稳定的充分必要条件是 【】 A. 闭环极点在左半平面 B. 闭环极点在右半平面C. 开环极点在左半平面D. 开环极点在右半平面10. w 从0变化到+∞时，惯性环节频率特性的极坐标图为 【】 A. 圆 B. 椭圆C. 半圆D. 双曲线11. 正弦信号作用于线性系统所产生的频率响应是 【】A.输出响应的稳态分量B.输出响应的暂态分量C.输出响应的零输入分量D. 输出响应的零状态分量12. 零阶保持器其传递函数为se 1)s (G Ts--=h ，它是一个 【 】 A. 高通滤波器 B.低通滤波器C. 带通滤波器D. 带阻滤波器13. 主要用于稳定控制系统，提高性能的元件称为 【 】A. 执行元件B. 给定元件C. 放大元件D. 校正元件14. I 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. 40(dB/dec)15. 现代控制理论以 【】 A.状态空间模型为基础 B.传递函数模型为基础C.复数函数模型为基础D.频率特性模型为基础16. 根据被控制量变化规律分类，控制系统可分为 【】 A. 恒值控制系统、随动系统和程序控制系统B. 反馈控制系统、前馈控制系统、前馈—反馈控制系统C. 机械系统、电气系统和液压系统D. 温度控制系统、压力控制系统和位置控制系统17. 在下列模型中，属于频域里常用的数学模型的是 【】 A. 微分方程 B. 传递函数 C. 结构图 D.频率特性18. 设系统的传递函数为1s 5s 251G 2++=(s)，则系统的阻尼比是 【】 A. 0.04 B. 0.2 C. 0.5 D. 119. 传递函数反映了系统的动态性能，它与 【】 A. 系统输出信号有关B. 系统输入信号有关C. 系统反馈信号有关D. 系统结构参数有关20. 控制系统的上升时间、调节时间等反映出系统的 【】 A.相对稳定性 B. 绝对稳定性 C. 快速性 D. 准确性21. 在下列阻尼比中，对于振荡环节，其最佳阻尼比为 【】 A. 0 B. 0.5 C. 0.707 D. 122. 二阶系统特征方程的系数大于零，这表明该系统是 【】A. 稳定B. 不稳定C. 临界稳定D. 可能稳定，可能不稳定23. 二阶欠阻尼系统暂态性能指标中只与阻尼比有关的是 【 】A. 最大超调量B. 峰值时间C. 上升时间D. 调节时间24. 比例环节的频率特性相位移为 【 】A. -90ºB. 0ºC. 45ºD. 90º25. 一单位反馈系统的闭环传递函数为2s 2(G +=s)，当输入r(t)=2sin2t 时，则 其稳态输出的幅值为 【 】 A.22 B. 2 C. 2 D. 4 26. 二阶振荡环节的对数幅频特性的高频段的渐近线斜率为 【 】A. -40dB/decB. -20dB/decC. 0dB/decD. 40dB/dec 27. 若闭环采样系统稳定，系统特征方程的所有根均在Z 平面的 【 】A. 左半平面B. 右半平面C. 单位圆内D.单位圆外28. 若已知某串联校正装置的传递函数为s2(G =s)，则它是一种 【 】 A. 相位滞后校正 B. 相位超前校正C. 微分调节器D. 积分调节器29. 某系统传递函数为)5s )(6s (2s )s (G +++=，其零点和极点分别为 【 】 A.零点s=-6；极点s=-2，s=-5B.零点s=-2；极点s=-6，s=-5C.零点s=-6，s=-5；极点s=-2D.零点s=2；极点s=6，s=530.所谓最小相位系统是指 【 】A.系统传递函数的所有极点均在[s]平面右半平面B.系统传递函数的所有零点均在[s]平面右半平面C.系统传递函数的所有零极点均在[s]平面左半平面D.系统传递函数的所有零极点均在[s]平面虚轴上二、判断改错题，正确的在题后括号内打“√”，错的打“×”并改正错误。
自考《现代控制技术基础》试题
现代控制技术基础一、单项选择题1. 自动控制系统按输入量变化与否来分类，可分为〔 A 〕A 、随动系统与自动调整系统B 、线性系统与非线性系统C 、连续系统与离散系统D 、单输入－单输出系统与多输入－多输出系统2. 自动控制系统按系统中信号的特点来分类，可分为〔 C 〕A 、随动系统与自动调整系统B 、线性系统与非线性系统C 、连续系统与离散系统D 、单输入－单输出系统与多输入－多输出系统3. 普通机床的自动加工过程是〔 C 〕A 、闭环控制B 、伺服控制C 、开环控制D 、离散控制4. 形成反馈的测量元器件的精度对闭环控制系统的精度影响〔B 〕A 、等于零B 、很大C 、很小D 、可以忽略5. 自动控制系统需要分析的问题主要有〔 A 〕A 、稳定性、稳态响应、暂态响应B 、很大C 、很小D 、可以忽略6. 对积分环节进行比例负反馈，则变为〔 D 〕A 、比例环节B 、微分环节C 、比例积分环节D 、惯性环节7. 惯性环节的传递函数是〔 A 〕A 、1)(+=Ts Ks G B 、K s G =)(C 、Ts s G 1)(= D 、Ts s G =)(8. 比例环节的传递函数是〔 B 〕A 、1)(+=Ts Ks G B 、K s G =)(C 、Ts s G 1)(= D 、Ts s G =)(9. 微分环节的传递函数是〔 D 〕A 、1)(+=Ts Ks G B 、K s G =)(C 、Ts s G 1)(=D 、Ts s G =)(10. 积分环节的传递函数是〔 C 〕A 、1)(+=Ts K s G B 、K s G =)( C 、Ts s G 1)(= D 、Ts s G =)(11. 对于物理可实现系统，传递函数分子最高阶次m 与分母最高阶次n 应保持〔 C 〕A 、n m <B 、n m >C 、n m ≤D 、n m ≥12. f 〔tt +1，则L [f 〔t 〕]=〔 B 〕A 、s s 15.02+ B 、s s 1212+C 、25.0sD 、s s +22113. f 〔t 〕=2t +1，则L [f 〔t 〕]=〔 B 〕A 、s s 122+B 、s s 122+C 、22sD 、s s +22114. 通常把反馈信号与偏差信号的拉普拉斯变换式之比，定义为〔 C 〕A 、闭环传递函数B 、前向通道传递函数C 、开环传递函数D 、误差传递函数15. 在闭环控制中，把从系统输入到系统输出的传递函数称为〔 A 〕A 、闭环传递函数B 、前向通道传递函数C 、开环传递函数D 、误差传递函数16. 单位脉冲信号的拉氏变换为〔 B 〕A 、L [1(t )]=1/sB 、L [δ(t )]=1C 、L [t •1(t )]=1/s 2D 、L [t 2/2]=1/s 317. 单位阶跃信号的拉氏变换为〔 A 〕A 、L [1(t )]=1/sB 、L [δ(t )]=1C 、L [t •1(t )]=1/s 2D 、L [t 2/2]=1/s 318. 单位斜坡信号的拉氏变换为〔 C 〕A 、L [1(t )]=1/sB 、L [δ(t )]=1C 、L [t •1(t )]=1/s 2D 、L [t 2/2]=1/s 319. 对于稳定的系统，时间响应中的暂态分量随时间增长趋于〔 D 〕A 、1B 、无穷大C 、稳态值D 、零20. 当稳定系统到达稳态后，稳态响应的期望值与实际值之间的误差，称为〔B 〕 A 、扰动误差 B 、稳态误差C 、暂态误差D 、给定偏差21. 对一阶系统的单位阶跃响应，当误差范围取2％时，调整时间为〔 A 〕A 、t s =4τB 、t s =3τC 、t s =2τD 、t s =τ22. 对一阶系统的单位阶跃响应，当误差范围取5％时，调整时间为〔 B 〕A 、t s =4τB 、t s =3τC 、t s =2τD 、t s =τ23. 根据线性定常系统稳定的充要条件，必须全部位于s 平面左半部的为系统全部的〔 C 〕A 、零点B 、临界点C 、极点D 、零点和极点24. 对二阶系统当10<<ξ时，其为〔 B 〕A 、过阻尼系统B 、欠阻尼系统C 、零阻尼系统D 、临界阻尼系统25. 根据劳斯稳定判据，系统具有正实部极点的个数应等于劳斯表中第1列元素〔A 〕 A 、符号改变的次数B 、为负值的个数C 、为正值的个数D 、为零的次数26. 根据劳斯稳定判据，系统具有正实部极点的个数应等于劳斯表中第1列元素〔B 〕A 、符号改变的次数B 、为负值的个数C 、为正值的个数D 、为零的次数27. 典型二阶系统的开环传递函数为〔 C 〕A 、阻尼振荡角频率B 、阻尼特性C 、时间常数D 、无阻尼固有频率28. 时间常数T 的大小反映了一阶系统的〔 A 〕A 、惯性的大小B 、输入量的大小C 、输出量的大小D 、准确性29. 典型二阶系统的特征方程为〔 C 〕A 、022=+s s n ξωB 、0222=++n n s ωξωC 、0222=++n n s s ωξωD 、022=++n n s s ωξω30. 调整时间t s 表示系统暂态响应持续的时间，从总体上反映系统的〔 C 〕A 、稳态误差B 、瞬态过程的平稳性C 、快速性D 、阻尼特性31. 伯德图低频段渐近线是34dB 的水平直线，传递函数是〔 A 〕A 、1250+s B 、5500+sC 、s 50D 、225s32. 过40=c ω且斜率为-20dB/dec 的频率特性是〔 C 〕A 、4040+ωjB 、)40(40+ωωj j C 、)101.0(40+ωωj j D 、)101.0(402+-ωωj 33. 在ω＝10 rad/s 处，相角滞后90° 的传递函数是〔 D 〕A 、1020+s B 、20500+sC 、11010502++s sD 、11.001.0502++s s34. 放大器的对数增益为14dB ，其增益K 为〔 B 〕A 、2B 、5C 、10D 、5035. 过40=c ω且斜率为-40dB/dec 的频率特性是〔 D 〕A 、4040+ωj B 、)40(40+ωωj jC 、)101.0(40+ωωj jD 、)101.0(16002+-ωωj36. 以下传递函数中不是．．最小相位系统的是〔 C 〕A 、1020+s B 、20500+-sC 、156502--s sD 、451502+++s s s37. 伯德图低频段渐近线是20dB 的水平直线，传递函数是〔D 〕 A 、12100+s B 、5500+sC 、250+s D 、110+s38. 在ω＝20 rad/s 处，相角滞后45° 的传递函数是〔 B 〕A 、1220+s B 、20500+sC 、12050+s D 、110+s39. 系统的截止频率愈大，则〔 B 〕A 、对高频噪声滤除性能愈好B 、上升时间愈小C 、快速性愈差D 、稳态误差愈小40. 进行频率特性分析时，对系统的输入信号为〔 B 〕A 、阶跃信号B 、正弦信号C 、脉冲信号D 、速度信号41. 积分环节的相角为〔 A 〕A 、-90ºB 、90ºC 、-180ºD 、180º42. 系统开环奈氏曲线与负实轴相交时的频率称为〔 B 〕A 、幅值交界频率B 、相位交界频率C 、幅值裕量D 、相位裕量43. 在具有相同幅频特性的情况下，相角变化范围最小的是〔 C 〕A 、快速响应系统B 、非最小相位系统C 、最小相位系统D 、高精度控制系统44. 微分环节的相角为〔 B 〕A 、-90ºB 、90ºC 、-180ºD 、180º45. 系统开环奈氏曲线与单位圆相交时的频率称为〔 A 〕A 、幅值交界频率B 、相位交界频率C 、幅值裕量D 、相位裕量46. 串联校正装置11)(21++=s T s T s G c ，假设其为滞后校正，则应该〔 B 〕 A 、T 1>T 2 B 、T 1<T 2C 、T 1=T 2D 、T 1≠T 247. 假设在系统的前向通路上串联比例－微分〔PD 〕校正装置，可使〔 A 〕A 、相位超前B 、相位滞后C 、相位不变D 、快速性变差48. 硬反馈指的是反馈校正装置的主体是〔 C 〕A 、积分环节B 、惯性环节C 、比例环节D 、微分环节49. 串联校正装置11)(21++=s T s T s G c ，假设其为超前校正，则应该〔 B 〕 A 、T 1>T 2 B 、T 1<T 2C 、T 1=T 2D 、T 1≠T 250. 假设在系统的前向通路上串联比例－积分〔PI 〕校正装置，可使〔 B 〕A 、相位超前B 、相位滞后C 、相位不变D 、快速性变好51. 软反馈指的是反馈校正装置的主体是〔 D 〕A 、积分环节B 、惯性环节C 、比例环节D 、微分环节52. 校正装置的传递函数是101.011.0++s s ，该校正是〔 A 〕A 、比例微分校正B 、近似比例积分校正C 、比例积分校正D 、比例积分微分校正53. 比例－积分〔PI 〕校正能够改善系统的〔 C 〕A 、快速性B 、动态性能C 、稳态性能D 、相对稳定性54. 硬反馈在系统的动态和稳态过程中都起〔 D 〕A 、超前校正作用B 、滞后校正作用C 、滞后－超前校正作用D 、反馈校正作用55. PD 校正器又称为〔 B 〕A 、比例－积分校正B 、比例－微分校正C 、微分－积分校正D 、比例－微分－积分校正56. 闭环采样系统的稳定的充分必要条件为：系统特征方程的所有根均在Z 平面的〔 D〕 A 、左半平面 B 、右半平面C 、单位圆外D 、单位圆内57. 采样控制系统中增加的特殊部件是〔 A 〕A 、采样开关和采样信号保持器B 、采样开关和模数转换器C 、采样信号保持器和数模转换器D 、采样开关和信号发生器58. 采样系统的闭环脉冲传递函数的极点位于单位圆内的正实轴上，则其暂态分量〔 B〕 A 、为衰减振荡函数 B 、按指数规律衰减C 、是发散的D 、衰减越慢59. 单位阶跃函数的Z 变换是〔 C 〕A 、1B 、z 1C 、1-z zD 、z z 1-60. 采样信号保持器的作用是将采样信号恢复为〔 A 〕A 、连续信号B 、离散信号C 、输出信号D 、偏差信号61. 采样系统的闭环脉冲传递函数的极点位于单位圆内的负实轴上，则其暂态分量〔 A〕A 、为衰减振荡函数B 、按指数规律衰减C 、是发散的D 、衰减越慢62. 单位脉冲函数的Z 变换是〔 A 〕A 、1B 、z 1C 、1-z zD 、z z 1-63.采样控制系统的闭环脉冲传递函数的极点距z平面坐标原点越近，则衰减速度〔 B 〕A、越慢B、越快C、变化越慢D、变化越快64.为了使采样控制系统具有比较满意的暂态响应性能，闭环极点最好分布在〔 D 〕A、单位圆外的左半部B、单位圆外的右半部C、单位圆内的左半部D、单位圆内的右半部65.在工程实际中，为了保证采样过程有足够的精确度，常取ωs为〔 C 〕A、2～4ωmaxB、3～5ωmaxC、5～10ωmaxD、8～12ωmax66.状态变量描述法不仅能反映系统输入和输出的关系，而且还能提供系统〔 D 〕A、全部变量的信息B、外部各个变量的信息C、线性关系D、内部各个变量的信息67.能观标准型的系统矩阵是能控标准型系统矩阵的〔 C 〕A、对称矩阵B、逆阵C、转置D、单位阵68.约当标准型的系统矩阵是对角线阵，对角线元素依次为〔 C 〕A、零点B、开环极点C、系统特征根D、各部分分式的系数69.在现代控制理论中采用的状态变量描述法，又称为〔 D 〕A、全部变量描述法B、外部描述法C、线性描述法D、内部描述法70.能观标准型的控制矩阵是能控标准型输出矩阵的〔 C 〕A、对称矩阵B、逆阵C、转置D、单位阵71.线性定常系统状态能控的充分必要条件是，其能控性矩阵的〔 B 〕A、行数为nB、秩为nC、列数为nD、行列式值为n72.系统状态变量的个数等于系统〔 C 〕A、全部变量的个数B、外部变量的个数C、独立变量的个数D、内部变量的个数73.能观标准型的输出矩阵是能控标准型控制矩阵的〔 C 〕A、对称矩阵B、逆阵C、转置D、单位阵74.线性定常系统状态完全能观的充分和必要条件是，其能观性矩阵的〔 B 〕A、行数为nB、秩为nC、列数为nD、行列式值为n75.一个状态变量为n维的单输入，单输出系统，下面说法正确的选项是〔 A 〕A、系数阵A为n×n维B、控制阵B为1×n维C、输出阵C为n×1维D、A，B，C三个阵均为n×n维二、多项选择题76.控制系统中常用的典型环节有〔ABCDE〕A、比例环节B、惯性环节C、微分环节D、积分环节E、振荡环节77.控制系统方框图常用的联接方式有〔BCE〕A、直接联接B、串联联接C、并联联接D、间接联接E、反馈联接78.闭环控制系统组成通道包括〔CD〕A、直接通道B、串联通道C、前向通道D、反馈通道E、并联通道79.建立自动控制系统数学模型的方法主要有〔AB〕A、机理分析法B、实验辨识法C、时域分析法D、频域分析法E、根轨迹法80.经典控制理论常用的分析方法主要有〔CDE〕A、机理分析法B、实验辨识法C、时域分析法D、频域分析法E、根轨迹法81.常用的时域性能指标有〔ABCDE〕A、稳态误差B、上升时间C、峰值时间D、最大超调量E、调整时间82.二阶系统按照阻尼比的不同取值分为〔BCDE〕A、等阻尼状态B、欠阻尼状态C、过阻尼状态D、临界阻尼状态E、零阻尼状态83.反映控制系统快速性的时域性能指标有〔BCE〕A、稳态误差B、上升时间C、峰值时间D、最大超调量E、调整时间84.控制系统时域分析时常用的典型输入信号包括〔ABCD〕A、阶跃函数B、斜坡函数C、抛物线函数D、脉冲函数E、正弦函数85.典型二阶系统的数学模型中，主要的关键参数包括〔BD〕A、放大系数B、阻尼比C、开环增益D、无阻尼固有频率E、阻尼振荡角频率86.系统波德图包含的曲线，分别表示为〔AE〕A、幅频特性B、频率特性C、实频特性D、虚频特性E、相频特性87.反映系统瞬态响应的速度和相对稳定性的频域性能指标有〔CD〕A、最大超调量B、调整时间C、剪切频率D、谐振峰值E、截止频率88.常用的频域性能指标有〔ABCDE〕A、截止频率和带宽B、相位裕量C、幅值裕量D、谐振频率E、谐振峰值89.通过系统的频率特性可以分析系统的〔ABC〕A、稳定性B、暂态性能C、稳态性能D、振荡性能E、发散性能90.系统频率特性的图形表示方法主要有〔BC〕A、阶跃响应图B、极坐标图C、伯德图D、脉冲响应图E、根轨迹图91.校正装置按在控制系统中的位置和连接方式划分为〔ABCD〕A、串联校正B、反馈校正C、顺馈校正D、干扰补偿E、超前校正92.工程上普遍采用的有源串联校正装置，主要的校正形式有〔BCD〕A、反馈校正B、PID校正C、PI校正D、PD补偿E、比例反馈校正93.反馈校正的主要方式有〔BC〕A、比例积分校正B、比例反馈校正C、微分反馈校正D、无源校正E、有源校正94.在主反馈回路之内采用的校正方式有〔AB〕A、串联校正B、反馈校正C、顺馈校正D、干扰补偿E、PID校正95.通常作为反馈控制系统的附加校正而组成符合控制系统所采用的校正方式有〔CD〕A、串联校正B、反馈校正C、顺馈校正D、干扰补偿E、PID校正96.系统状态模型中的A、B、C三个矩阵分别称为〔BCD〕A、状态变量B、系统矩阵C、控制矩阵D、输出矩阵E、系数向量97.三种标准型状态模型分别为〔ABE〕A、能控标准型B、能观标准型C、状态标准型D、稳定标准型E、约当标准型98.用状态模型描述控制系统时，会遇到的问题是〔CD〕A、稳定性B、快速性C、能控性D、能观性E、准确性99.现代控制理论中的重要概念包括〔DE〕A、最优控制B、最优估计C、快速性D、能控性E、能观性100.现代控制理论中的卡尔曼准则主要包括〔CE〕A、最优控制准则B、最优估计准则C、能控性判别准则D、快速性准则E、能观性判别准则三、计算题101.求如下图系统的微分方程，图中x(t)为输入位移，y(t)为输出位移。
现代控制理论试题与答案
现代控制理论1.经典-现代控制区别:经典控制理论中,对一个线性定常系统,可用常微分方程或传递函数加以描述,可将某个单变量作为输出,直接和输入联系起来;现代控制理论用状态空间法分析系统,系统的动态特性用状态变量构成的一阶微分方程组描述,不再局限于输入量,输出量,误差量,为提高系统性能提供了有力的工具.可以应用于非线性,时变系统,多输入-多输出系统以及随机过程.2.实现-描述由描述系统输入-输出动态关系的运动方程式或传递函数,建立系统的状态空间表达式,这样问题叫实现问题.实现是非唯一的.3.对偶原理系统=∑1A1,B1,C1和=∑2A2,B2,C2是互为对偶的两个系统,则∑1的能控性等价于∑2的能观性, ∑1的能观性等价于∑2的能控性.或者说,若∑1是状态完全能控的完全能观的,则∑2是状态完全能观的完全能控的.对偶系统的传递函数矩阵互为转置4.对线性定常系统∑0=A,B,C,状态观测器存在的充要条件是的不能观子系统为渐近稳定第一章控制系统的状态空间表达式1.状态方程:由系统状态变量构成的一阶微分方程组2.输出方程:在指定系统输出的情况下,该输出与状态变量间的函数关系式3.状态空间表达式:状态方程和输出方程总合,构成对一个系统完整动态描述4.友矩阵:主对角线上方元素均为1:最后一行元素可取任意值;其余元素均为05.非奇异变换:x=Tz,z=T-1x;z=T-1ATz+T-1Bu,y=CTz+为任意非奇异阵变换矩阵,空间表达式非唯一6.同一系统,经非奇异变换后,特征值不变;特征多项式的系数为系统的不变量第二章控制系统状态空间表达式的解1.状态转移矩阵:eAt,记作Φt2.线性定常非齐次方程的解:xt=Φtx0+∫t0Φt-τBuτdτ第三章线性控制系统的能控能观性1.能控:使系统由某一初始状态xt0,转移到指定的任一终端状态xtf,称此状态是能控的.若系统的所有状态都是能控的,称系统是状态完全能控2.系统的能控性,取决于状态方程中系统矩阵A和控制矩阵b3.一般系统能控性充要条件:1在T-1B中对应于相同特征值的部分,它与每个约旦块最后一行相对应的一行元素没有全为0.2T-1B中对于互异特征值部分,它的各行元素没有全为0的4.在系统矩阵为约旦标准型的情况下,系统能观的充要条件是C中对应每个约旦块开头的一列的元素不全为05.约旦标准型对于状态转移矩阵的计算,可控可观性分析方便;状态反馈则化为能控标准型;状态观测器则化为能观标准型6.最小实现问题:根据给定传递函数阵求对应的状态空间表达式,其解无穷多,但其中维数最小的那个状态空间表达式是最常用的.第五章线性定常系统综合1.状态反馈:将系统的每一个状态变量乘以相应的反馈系数,然后反馈到输入端与参考输入相加形成控制律,作为受控系统的控制输入.K为rn维状态反馈系数阵或状态反馈增益阵2.输出反馈:采用输出矢量y构成线性反馈律H为输出反馈增益阵3.从输出到状态矢量导数x的反馈:A+GC4.线性反馈:不增加新状态变量,系统开环与闭环同维,反馈增益阵都是常矩阵动态补偿器:引入一个动态子系统来改善系统性能5.1状态反馈不改变受控系统的能控性2输出反馈不改变受控系统的能控性和能观性6.极点配置问题:通过选择反馈增益阵,将闭环系统的极点恰好配置在根平面上所期望的位置,以获得所希望的动态性能1采用状态反馈对系统任意配置极点的充要条件是∑0完全能控2对完全能控的单输入-单输出系统,通过带动态补偿器的输出反馈实现极点任意配置的充要条件1∑0完全能控2动态补偿器的阶数为n-13对系统用从输出到x线性反馈实现闭环极点任意配置充要条件是完全能观7.传递函数没有零极点对消现象,能控能观8.对完全能控的单输入-单输出系统,不能采用输出线性反馈来实现闭环系统极点的任意配置9.系统镇定:保证稳定是控制系统正常工作的必要前提,对受控系统通过反馈使其极点均具有负实部,保证系统渐近稳定1对系统采用状态反馈能镇定的充要条件是其不能控子系统渐近稳定2对系统通过输出反馈能镇定的充要条件是其结构分解中的能控且能观子系统是输出反馈能镇定的,其余子系统是渐近稳定的3对系统采用输出到x反馈实现镇定充要条件是其不能观子系统为渐近稳定10.解耦问题:寻求适当的控制规律,使输入输出相互关联的多变量系统的实现每个输出仅受相应的一个输入所控制,每个输入也仅能控制相应的一个输出 11.系统解耦方法:前馈补偿器解耦和状态反馈解耦 12.全维观测器:维数和受控系统维数相同的观测器现代控制理论试题1 ①已知系统u u uy y 222++=+ ,试求其状态空间最小实现;5分 ②设系统的状态方程及输出方程为11000101;0111x x u ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦[]001y x =试判定系统的能控性;5分2 已知系统的状态空间表达式为00001⎛⎫⎡⎤=+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦x x u t ；[]x y 01=； ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=11)0(x 试求当0;≥=t t u 时,系统的输出)(t y ;10分 3给定系统的状态空间表达式为u x x ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=100100110100013 ,211021y x -⎡⎤=⎢⎥⎣⎦ 试确定该系统能否状态反馈解耦,若能,则将其解耦10分 4 给定系统的状态空间表达式为设计一个具有特征值为 1 1 1---，，的全维状态观测器10分 5 ①已知非线性系统 ⎩⎨⎧--=+-=2112211sin 2x a x xx x x试求系统的平衡点,并确定出可以保证系统大范围渐近稳定的1a 的范围;5分② 判定系统11221223x x x x x x =-+⎧⎨=--⎩在原点的稳定性;5分6 已知系统 u x x⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡=110011 试将其化为能控标准型;10分 7 已知子系统1∑ 111121011x x u -⎡⎤⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦,[]1110y x = 求出串联后系统现代控制理论试题1 ① 取拉氏变换知 )()2()()22(33s u s s s y s ++=+21121)1(21)(2213++-=+++=s s s s s g 3分其状态空间最小实现为u x x⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=101110 ； 21021+⎥⎦⎤⎢⎣⎡=x y 2分② 1n c u B ABA B -⎡⎤=⎣⎦012111101⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥-⎣⎦,秩为2,系统状态不完全能控; 2 解 02210(,)0.50.51⎛⎫Φ= ⎪-⎝⎭t t t t , 0()(,0)(0)(,)()tx t t x t B d τττ=Φ+Φ⎰ 1y = 3解 [][]100211101101c B ⎡⎤⎢⎥=-=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦, [][]200021102101c B ⎡⎤⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦所以120d d ==,121121E E E -⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦; 1111213--⎡⎤=⎢⎥⎣⎦E 又因为E 非奇异,所以能用实现解耦控制; 2分12630011c A F c A ⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦1分 求出u kx Lv =-+4 解 令122E E E E ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦, 代入系统得()123120()011100101sE sI A EC sE s E --⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪--=---⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭理想特征多项式为*332()(1)331f x s s s s =-=+++ 列方程,比较系数求得 001E ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦ 全维状态观测器为[]ˆˆx A EC x Bu Ey =-++ 12020ˆ01100,00111x u y --⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=-++⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦5 解 ①显然原点为一个平衡点,根据克拉索夫斯基方法,可知 因为 02<-；所以,当0)cos 21(42cos 21cos 212211111>--=----x a a x x时,该系统在原点大范围渐近稳定;解上述不等式知,491>a 时,不等式恒成立; 即491>a 时,系统在原点大范围渐近稳定; ② 解 2114523I A λλλλλ+--==+++,两个特征根均具有负实部,系统大范围一致渐近稳定;2分6 解 1210c u ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦,1112201c u -⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦ [][][]1111221122010101c p u -⎡⎤===-⎢⎥-⎣⎦[][]11112122221100p p A ⎡⎤==-=⎢⎥⎣⎦11221112211,11P P --⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦能控标准型为u x x ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡=101010 7 解 组合系统状态空间表达式为[]1200101001,00010011010010x x u y x -⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥=+=⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦5分组合系统传递函数为21()()()G s G s G s = 2分21331(1)(1)(1)(1)s s s s s s s ++=⨯=+-+-+ 3分。
(完整word版)现代控制理论复习题
现代控制理论复习题1.自然界存在两类系统：静态系统和动态系统。
2.系统的数学描述可分为外部描述和内部描述两种类型。
3.线性定常连续系统在输入为零时，由初始状态引起的运动称为自由运动。
4.稳定性、能控性、能观测性均是系统的重要结构性质。
5.互为对偶系统的特征方程和特征值相同。
6.任何状态不完全能控的线性定常连续系统，总可以分解成完全能控子系统和完全不能控子系统两部分。
7.任何状态不完全能观的线性定常连续系统，总可以分解成完全能观测子系统和完全不能观测子系统两部分。
8.对状态不完全能控又不完全能观的线性定常连续系统，总可以将系统分解成能控又能观测、能控但不能观测、不能控但能观测、不能控又不能观测四个子系统。
9.对SISO系统，状态完全能控能观的充要条件是系统的传递函数没有零极点对消。
10.李氏稳定性理论讨论的是动态系统各平衡态附近的局部稳定性问题。
11.经典控制理论讨论的是在有界输入下，是否产生有界输出的输入输出稳定性问题，李氏方法讨论的是动态系统各平衡态附近的局部稳定性问题。
12.状态反馈和输出反馈是控制系统设计中两种主要的反馈策略。
13.综合问题的性能指标可分为优化型和非优化型性能指标。
14.状态反馈不改变被控系统的能控性；输出反馈不改变被控系统的能控性和能观测性实对称矩阵P为正定的充要条件是P的各阶顺序主子式均大于零。
15.静态系统：对于任意时刻t，系统的输出唯一地却绝育同一时刻的输入，这类系统称为静态系统。
16.动态系统：对于任意时刻t，系统的输出不仅和t有关，而且与t时刻以前的累积有关，这类系统称为动态系统。
17.状态；状态方程：状态：系统运动信息的合集。
状态方程：系统的状态变量与输入之间的关系用一组一阶微分方程来描述的数学模型称之为状态方程。
18.状态变量：指能完全表征系统运动状态的最小一组变量。
状态向量：若一个系统有n个彼此独立的状态变量x1（t），x2（t）…xn（t），用它们作为分量所构成的向量x（t），就称为状态向量。
03206现代控制技术基础
四川省2012年10月高等教冇门学考试现代控制技术基础试卷(课程代码03206)本试卷共贡.满分分！考试时间分钟.一.单项选择fi (本大K 共20小題，每小題1分・共20分) 衽每小题列出的四个备选项中只有一个是睜合題目姜求的， ««其代码填写在題后的括号内.《选、多选或未选均无分.1. 形甌怏的测W 元、器件的帖度对闭环控制系统的粘度影响A. ?!「•零 C.很小2. 门动控制系统需耍分析的问题上耍仃A.稳定性、吃态响应、背态响应 C.总定件、快速件、fill;3. / (/)=力4|.刚上|/") 1=A ・ 0.55=+-5B. }iiA-【)•吋W 忽略B.快速件.连级:件•常态响应 D.准确件・tiil ＞稳态响应C. 0・5”D ・ _ + S2f4. 微分环W 的传递諂数圧A.伽 C. G(M7(ru5. 通第把输;川；；兮A/偏签倍号的抑淬拉斯空瓠?式ZL 匕定义为D ・ 伽KG($) •A.询向通道传递幣& R.闭环传递曲数C.幵坏U •递旳数D.祝苏传递函数 6. 单.位斜坡C ：号的拉氏变换为A ・ II 1(/)1= IAC Zlz- I")卜血B ・歸叭”円 D.15・ 对••阶系统当Ov/v 1时・梵力I1A.过阳尼系统 B 欠阻尼系统C ・零阻尼系统D. 牆界阴尼系统根《5芳斯憶定刘据.系统n 仃疋实部极点的个数应等丁唠斯我中第1列元索rA.符号A 变的次数 B, 为负ffi 的个数1JC-为正值的个数D 为*的次《们徳国低频段渐近线丿亡20dB 的水平n 线. 传递曲数是[J100500A. ----------B-2x1$+5d 5010C.—— 0.■? + 2 £+10)=20 rad/s 处・相角滞病45。
的传递函数址 I120500A, -------B.25+1 5+205010C. -------- !>20v + 1 A-+1系统的截止倾率竝大，則[1A.对ffl 频咙声滤除性能愈好B. 1:开时间虫小C.快速性愆茶D. 直态茶愈小fe 止装?i 的传递函数是° Z •该校止是(10.0k+1A.比例锻分校直B. 近似比例积分微分校止C.比例枳分校止|》・比例枳分微分校止比例一枳分＜pn 校止睫^^改善系统的[1A.快速性B. 动态性能C.椅态性葩D. IH 对税定性峽反饿在系统的动态和稳态过榨中都起I]A.趙询校疋作川D. 滞斤校lEfUljC.滞后一趙河fell 出用 D ・反锻校疋作川单位脉冲函数的Z 变换是[IA ・1B ・1 S4*Z-IC. *DZ- 127. 8. 9. 10. IL 13. 14. 2四川自考 wMfw. tfiikao. coft复ts 总分24.25- 刪矽械卷瞬的忆坏脉冲传逆函数的扱点匹Z 平® M 标廉点越近•则克碱速度A.越煨B ・赵快 C.变化越囊 D.变化越快17为了使采样控制系统乩有比牧済S 的暂念响应性能・闭坏楼点绘好分布在19. 能观标准S 的锭出矩阵是能控标推空控制矩殊的\对称矩:阵B.逆薜 U 痕I 〉.单他莓 20. 线性定常系统状态完仝能规的充分和必要条件思，R 能观性矩阵的A.行数为HB.秩为《C.列数为"D •行列成值为并二 多项选择题（本大题共5小题，每小题2分.共10分） 衽毎小題列出的五个备选项中至少有两个a 符合题目要求 轨 请将其代码填写在题后的捂号内.错选、多选.少选 或未选均无分，用状态模型描述控制系绫时，会选乳的M 题是 A. ^21定性B.快速性 D. ff&观性E.准确性2单位関外的左宇部C.单位10内的左孑部 IX 系统状态变堆的个致等P 系统A-全祁变柚的个数C.独*变址的个数ir !D. 单付関夕'的右丫部单付脚内的右•丫部 外讯变垃的个数内部变a 的个数 21. 0立口动控制系统的数啓模別的方法有 A.疑小•乘法B-机浬分析法 □.微小強#法E.干扰分析広22. -阶系统抜照阻尼比的不同戟值分为A.等阴尼状态 D ・临男阻尼状态 常用的馥域性旋指标右A.蔵止频率和带邀D.軒損赖率反協校止的主2?方式有A.比例税分校lE D ・无源校疋C.实验辨识法23. B. E. B,欠祖尼状态 零爼尼状态 [C-过:爼尼状态C.B.比例5®枝也 E ・仃裸检疋C. 微分反饺校止C. 能控性三、简答题（本大题共3小题，每小题6分，共18分）26.什么是系统的传逆凶数？系统的传递函数和输入信号令无关系?27.面述线件系统稳定的充分必要条件。
现代控制理论基础复习资料_普通用卷
现代控制理论基础课程一单选题 (共30题，总分值30分 )1. 已知，则该系统是（）（1 分）A. 能控不能观的B. 能控能观的C. 不能控能观的D. 不能控不能观的2. 下面关于线性连续定常系统的最小实现说法中( )是不正确的。
（1 分）A. 最小实现的维数是唯一的。
B. 最小实现的方式是不唯的，有无数个。
C. 最小实现的系统是能观且能控的。
D. 最小实现的系统是稳定的。
3. 下面关于连续线性时不变系统的能控性与能观性说法正确的是（）（1 分）A. 能控且能观的状态空间描述一定对应着某些传递函数阵的最小实现。
B. 能控性是指存在受限控制使系统由任意初态转移到零状态的能力。
C. 能观性表征的是状态反映输出的能力。
D. 对控制输入的确定性扰动影响线性系统的能控性，不影响能观性。
4. 下面关于线性非奇异变换说法错误的是（）（1 分）A. 非奇异变换阵P是同一个线性空间两组不同基之间的过渡矩阵。
B. 对于线性定常系统，线性非奇异变换不改变系统的特征值。
C. 对于线性定常系统，线性非奇异变换不改变系统的传递函数。
D. 对于线性定常系统，线性非奇异变换不改变系统的状态空间描述。
5. 线性定常系统的状态转移矩阵，其逆是（）（1 分）A.B.C.D.6. 下面关于系统Lyapunov稳定性说法正确的是（）（1 分）A. 系统Lyapunov稳定性是针对平衡点的，只要一个平衡点稳定，其他平衡点也稳定。
B. 通过克拉索夫斯基法一定可以构造出稳定系统的Lyapunov函数。
C. Lyapunov第二法只可以判定一般系统的稳定性，判定线性系统稳定性，只可以采用Lyapunov方程。
D. 线性系统Lyapunov局部稳定等价于全局稳定性。
7. 线性SISO定常系统，输出渐近稳定的充要条件是（）（1 分）A. 其不可简约的传递函数的全部极点位于s的左半平面。
B. 矩阵A的特征值均具有负实部。
C. 其不可简约的传递函数的全部极点位于s的右半平面。
(完整)现代控制理论试卷及答案总结,推荐文档
2012年现代控制理论考试试卷一、（10分，每小题1分）试判断以下结论的正确性，若结论是正确的，（√）1.由一个状态空间模型可以确定惟一一个传递函数。
（√）2.若系统的传递函数不存在零极点对消，则其任意的一个实现均为最小实现。
（×）3.对一个给定的状态空间模型，若它是状态能控的，则也一定是输出能控的。
（√）4.对线性定常系统，其Lyapunov 意义下的渐近稳定性和矩阵A xAx = 的特征值都具有负实部是一致的。
（√）5.一个不稳定的系统，若其状态完全能控，则一定可以通过状态反馈使其稳定。
（×）6.对一个系统，只能选取一组状态变量；（√）7.系统的状态能控性和能观性是系统的结构特性，与系统的输入和输出无关；（×）8.若传递函数存在零极相消，则对应的状态空间模型1()()G s C sI A B -=-描述的系统是不能控且不能观的；（×）9.若一个系统的某个平衡点是李雅普诺夫意义下稳定的，则该系统在任意平衡状态处都是稳定的；（×）10.状态反馈不改变系统的能控性和能观性。
二、已知下图电路，以电源电压u(t)为输入量，求以电感中的电流和电容中的电压作为状态变量的状态方程，和以电阻R2上的电压为输出量的输出方程。
（10分）解：（1）由电路原理得：二．（10分）图为R-L-C 电路，设为控制量，电感上的支路电流和电容u L C 上的电压为状态变量，电容C 上的电压为输出量，试求：网络的状态2x 2x 方程和输出方程，并绘制状态变量图。
解：此电路没有纯电容回路，也没有纯电感电路，因有两个储能元件，故有独立变量。
以电感上的电流和电容两端的电压为状态变量，即令：，L 12,L c i x u x ==由基尔霍夫电压定律可得电压方程为：从上述两式可解出，，即可得到状态空间表达式如下：1x ∙2x ∙=+⎥⎦⎤⎢⎣⎡21y y ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡++-211212110R R R R R R R ⎥⎦⎤⎢⎣⎡21x x u R R R ⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+2120三、（每小题10分共40分）基础题（1）试求的一个对角规范型的最小实现。
四川自考plc试题及答案
四川自考plc试题及答案四川自考PLC试题及答案一、单项选择题1. PLC的全称是（）。
A. Programmable Logic ControllerB. Personal Learning CenterC. Power Line CommunicationD. Public Limited Company答案：A2. 在PLC的程序中，辅助继电器的英文缩写通常是（）。
A. MB. TC. SD. C答案：A3. PLC的扫描周期包括（）。
A. 输入采样、程序执行、输出更新B. 输入采样、程序编写、输出更新C. 输入采样、程序执行、输出显示D. 输入采样、程序编写、输出显示答案：A4. PLC中，模拟输入通常使用（）模块。
A. AIB. DIC. DOD. AO答案：A5. 下列哪个不是PLC的主要特点？（）A. 可靠性高B. 易于编程C. 体积庞大D. 编程灵活答案：C二、填空题6. PLC的英文全称是________，中文意思是可编程逻辑控制器。
答案：Programmable Logic Controller7. 在PLC的梯形图中，通常用________表示常开接点，用________表示常闭接点。
答案：断开的竖线；闭合的竖线8. PLC的输出接口类型包括________输出和________输出。
答案：数字；模拟9. PLC的存储器分为________和________。
答案：系统存储器；用户存储器10. PLC的程序执行方式是________。
答案：循环扫描三、简答题11. 简述PLC与继电器控制系统相比有哪些优点？答案：PLC与继电器控制系统相比具有以下优点：- 体积小，能耗低，响应速度快。
- 软件编程灵活，易于修改控制逻辑。
- 具有很好的可靠性和稳定性。
- 易于实现复杂控制功能，如数据处理、模拟控制等。
- 易于与计算机等其他设备连接，实现监控和管理。
12. PLC在工业自动化中通常用于哪些方面？答案：PLC在工业自动化中通常用于以下方面：- 生产线的自动控制，如自动装配线、包装线等。
现代控制技术基础复习资料
《现代控制技术基础》复习题一、单项选择题 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1. 按照反馈的有无，控制系统可以分为 【 】A. 自动控制系统和人工控制系统B. 自动调节系统、随动系统和程序控制系统C. 开环控制系统和闭环控制系统D. 连续系统和离散系统2. 系统能正常工作的首要条件是 【 】A. 快速性B. 稳定性C. 准确性D.能控性3. 以下系统中不存在．．．反馈的是 【 】 A. 并联连接的电灯 B. 交流稳压电源C. 直流稳压定源D. 直流电动机闭环转速控制系统4. 属于系统时域数学模型的是 【 】A. 传递函数B. 系统结构图C. 频率特性D. 微分方程5. 已知)45(32)(222++++=s s s s s s F ，其原函数的终值∞→t t f )( 等于 【 】A. 0B. 0.75C. 3D. ∞6. 系统的传递函数())4)(1(52++=s s s s G ，其系统的增益和型次为 【 】 A. 5, 2 B. 5/4, 2 C. 5, 4 D. 5/4, 47. 已知系统的单位脉冲响应函数是21.0)(t t y =，则系统的传递函数是【 】A. 32.0sB. s 1.0C. 21.0sD. 22.0s 8. 某典型环节的传递函数是()Tss G 1=，则该环节是 【 】 A. 比例环节 B. 微分环节 C.积分环节 D. 惯性环节9. 二阶系统的动态性能指标中，仅与阻尼比有关的是 【 】A. 上升时间B. 调整时间C. 峰值时间D. 最大超调量10. 若二阶系统的单位阶跃相应曲线为一减幅振荡曲线，则该系统为 【 】A. 欠阻尼系统B. 临界阻尼系统C. 无阻尼系统D. 过阻尼系统11. 某校正装置传递函数为12.0121101)(++++=s s s s s G j ，则它是一种 【 】 A. 相位滞后校正 B.相位超前校正C. 相位滞后—超前校正D.反馈校正12. 控制系统的误差一般定义为 【 】A. 给定输入量与反馈量之差B. 给定输入量与实际输入量之差C. 希望输出量与实际输出量之差D. 给定输入量与实际输出量之差13. 频率响应是指谐波输入下系统的 【 】A. 瞬态响应B. 稳态响应C. 阶跃响应D. 脉冲响应14. 采样控制系统中增加的特殊部件是 【】 A. 采样开关和采样信号保持器 B. 采样开关和模数转换器C. 采样信号保持器和数模转换器D. 采样开关和信号发生器15. 某系统的传递函数为)5)(6(2)(+++=s s ss G c ，其零点和极点分 【】 A. 零点s= -6; 极点s= -2, s= -5 B. 零点s= -2; 极点s= -6, s=-5C. 零点s= -6, s= -5; 极点s= -2D. 零点s= 2; 极点s=6, s=516. 反馈控制系统是指系统中有 【】 A. 反馈回路 B. 惯性环节 C. 积分环节 D.PID 调节器17. 某环节的传递函数为121)(+=s s G ，它是 【】 A. 延时环节 B. 比例环节 C. 惯性环节 D. 积分环节18. 系统的传递函数是在零初始条件下，其 【】 A. 输出与干扰的拉普拉斯变换之比B. 输出与输入的拉普拉斯变换之比C. 输入与偏差的拉普拉斯变换之比D. 输出与偏差的拉普拉斯变换之比19. 单位阶跃函数1(t)的拉氏变换式L[1(t)]为 【】 A. S B. 21S C. S 2D. S 120. 所谓最小相位系统是指 【】 A. 系统传递函数的所有零点均在[s]平面左半平面B. 系统传递函数的所有极点均在[s]平面左半平面C. 系统传递函数的所有极点均在[s]平面右半平面D. 系统传递函数的所有零点均在[s]平面右半平面21. 增大一阶系统的时间常数，则系统的调整时间 【】 A. 变长 B. 变短C. 不变D. 在恒定值附近波动22. 二阶系统的动态性能指标中，峰值时间反映了系统的 【】A. 准确性B. 稳定性C. 快速性D.能控性23. 闭环系统的偏差为0时，意味着系统的输出 【 】A. 为0B.失去控制C. 等于输入D.停止改变24. 若系统的开环传递函数为2)(5 10+s s ，则它的开环增益为 【 】 A. 1 B. 2 C. 5 D. 1025. 振荡环节传递函数为45342++s s ，则阻尼比和无阻尼固有频率为【 】 A. 332,1235 B. 2,65 C. 2,1225 D. 332,65 26. 引出点前移越过一个方块图单元时，应在引出线支路上 【 】A. 并联越过的方块图单元B. 并联越过的方块图单元的倒数C. 串联越过的方块图单元D. 串联越过的方块图单元的倒数27. 采样信号保持器的作用是将采样信号恢复为 【 】A. 连续信号B. 离散信号C. 输出信号D. 偏差信号28. 对于稳定系统，其增益裕量应 【 】A. 等于-1dBB. 小于-1dBC. 等于0dBD. 大于0 dB29. Nyquist 图上以原点为圆心的单位圆对应于Bode 图上的 【 】A. 0dB 线B. 1dB 线C. 5dB 线D.10dB 线30. 采用负反馈形式连接后 【 】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.需要调整系统结构参数，才能改善系统性能二、判断改错题，正确的在题后括号内打“√”，错的打“×”并改正错误。
现代控制技术基础复习题课案
一、单向选择题1. 如果被调量随着给定量的变化而变化，这种控制系统叫【 B 】A.恒值调节系统B.随动系统C.连续控制系统D.数字控制系统 2．已知系统的单位脉冲响应函数是()21.0t t y = ，则系统的传递函数是【 A 】A.32.0s B.s 1.0 C.21.0s D.22.0s3．若系统的开环传 递函数为2)(5 10+s s ，则它的开环增益为 【C 】A.1B.2C.5D.104．若二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，其阻尼比可能是【A 】 A.0 B.0.6 C.0.707 D.1 5．某典型环节的传递函数是()151+=s s G ，则该环节是 【 B 】 A.比例环节 B. 惯性环节 C. 积分环节 D.微分环节6．若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn ，则可以【 B 】A.提高上升时间和峰值时间B.减少上升时间和峰值时间C.提高上升时间和调整时间D.减少上升时间和超调量 7．一阶微分环节Ts s G +=1)(，当频率T1=ω时，则相频特性)(ωj G ∠为 【 A 】A.45°B.-45°C.90°D.-90° 8．最小相位系统的开环增益越大，其【 D 】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9．系统稳定的充分必要条件是其特征方程式的所有根均在根平面的【 B 】A.右半部分B.左半部分C.实轴上D.虚轴上 10．闭环系统的开环传递函数为4(3)()(23)(4)s G s s s s +=++，则系统为【 C 】A.0型系统，开环放大系数K 为2B.I 型系统，开环放大系数K 为2C.I 型系统，开环放大系数K 为1D.0型系统，开环放大系数K 为1 11．PI 控制器的传递函数形式是【 D 】A.5+3sB.5+4sC.s41s 51++ D.)s311(+- 12．某串联校正装置的传递函数为1011001s s ++，则该校正装置属于 【 B 】A.相位超前校正B.相位滞后校正C.相位滞后—超前校正D.反馈校正13．采样定理中，对于采样角频率b ω和连续信号频谱的上限频率max ω，它们之间的关系 【 D 】 A. max ωω<b B. max 5.0ωω=b C.max ωω=b D. max 2ωω>b14．一个状态变量为n 维的单输入，单输出系统，下面说法正确的是 【 A 】 A. 系数阵A 为n ×n 维 B. 控制阵B 为1×n 维C. 输出阵C 为n ×1维D. A ，B ，C 三个阵均为n ×n 维 15．MATLAB 中求连续系统的单位阶跃响应的命令是 【C 】A. cloopB. seriesC. stepD. zp2tf16. 开环控制系统没有【 C 】A. 执行环节B. 给定环节C. 反馈环节D. 放大环节17．已知)45(32)(22++++=s s s s s s F ，其原函数的终值=∞→t t f )( 【 C 】 A.0 B.∞ C.0.75 D.3 18．若系统的开环传递函数为100(0.11)(5)s s ++，则开环增益为 【 B 】A.5B.20C.100D.1000 19．二阶系统的传递函数()12412++=s s s G ，其阻尼比ζ是 【 A 】A.0.5B.1C.2D.4 20．比例环节的传递函数是【 B 】A. G(s)=K/(Ts+1)B. G(s)=KC. G(s)=1/(Ts)D. G(s)=Ts21．对一阶系统的单位阶跃响应，当误差范围取2％时，调整时间为 【 D 】A. t s =1τB. t s =2τC. t s =3τD. t s =4τ 22．设积分环节的传递函数为sKs G =)(，则其频率特性幅值A (ω)= 【 A 】 A.ωKB.2ωKC.ω1D.21ω23．设二阶振荡环节的传递函数G （s ）=16s 4s 162++，则其对数幅频特性渐近线的转折频率为【 B 】A ．2rad/sB ．4rad/sC ．8rad/sD ．16rad/s 24．根据线性定常系统稳定的充要条件，必须全部位于s 平面左半部的为系统全部的【 D 】A. 频率特性曲线B. 临界点C. 零点D. 极点 25．二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为【 D 】 A.最大相位频率 B . 截止频率 C.谐振频率 D.固有频率 26．常用的比例、积分与微分控制规律的另一种表示方法是【 C 】A.PDIB.PDIC. PIDD. IPD 27．某串联校正装置的传递函数为11.01)(++=s s s G c ，则它是一种 【 A 】A.相位超前校正B.相位滞后校正C.相位滞后—超前校正D.反馈校正28．在计算机控制系统中，把实现量化和编码处理的环节称为 【 B 】 A. A/D 转换器 B. D/A 转换器 C. 采样保持器 D. 控制器 29．“现代控制理论”主要采用【 B 】A.传递函数模型B.状态空间模型C.复变函数模型D.线性空间模型 30．MATLAB 中将传递函数转换为状态模型的命令是【 D 】A. lookforB. helpC. plotD. tf2ss二、判断题，对的打√，错的打×。
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现代控制技术基础复习题一、单项选择题在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1.采用负反馈形式连接后【】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.需要调整系统结构参数，才能改善系统性能2.惯性环节又称为【】A.积分环节B.微分环节C.一阶滞后环节D.振荡环节3.二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，则其阻尼比可能为【】A.0.6B.0.707C.1D.04.二阶欠阻尼系统的性能指标中只与阻尼比有关的是【】A.上升时间B.最大超调量C.调整时间D.峰值时间5.系统的传递函数完全决定于系统的【】A.结构和参数B.输入信号C.输出信号D.扰动信号5.系统的传递函数完全决定于系统的【】A.结构和参数B.输入信号C.输出信号D.扰动信号6.单位抛物线函数在t≥0时的表达式为【】A.tB.t2/2C.t2D.2t27.控制系统的上升时间、调整时间等反映出系统的【】A.相对稳定性B.绝对稳定性C.快速性D.准确性8.二阶振荡环节奈奎斯特图中与虚轴交点的频率为【】A.谐振频率B.固有频率C.截止频率D.最大相位频率9.Ⅱ型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为【】A.0(dB/dec)B. -20(dB/dec)C. -40(dB/dec)D. -60(dB/dec)10.RLC串联电路构成的系统应为【】A.比例环节B.微分环节C.积分环节D.振荡环节11.劳斯表第一列系数为[5,3,-1,2]T，则系统在右半复平面的特征根有【】A. 0个B.1个C. 2个D.3个12.一阶系统的闭环极点越靠近s 平面原点 【 】 A.准确度越高 B.准确度越低 C.响应速度越慢 D.响应速度越快13.闭环采样系统稳定的充要条件为系统特征方程的所有根均在Z 平面的 【 】 A.左半平面 B.右半平面 C.单位圆外 D.单位圆内14.采样信号保持器的作用是将采样信号恢复为 【 】 A.连续信号 B.离散信号 C.输出信号 D.偏差信号 15.若系统状态方程为 u x x ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=•101010，则系统的特征根为 【 】A. 0，0B.0，-1C.1，-1D.0，116.控制理论中的频率分析方法采用的典型输入信号为 【 】 A.阶跃信号 B.脉冲信号 C.正弦信号 D.斜坡信号 17.某典型环节的传递函数是G(s)=2s ，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18.开环控制的特征是 【 】 A.系统无执行环节 B.系统无给定环节 C.系统无反馈环节 D.系统无放大环节19.下列系统中属于开环控制的是 【 】 A.普通车床 B.自动跟踪雷达 C.数控加工中心 D.家用空调器20.单位脉冲函数f(t)=δ(t)的拉氏变换式F(s)= 【 】 A.1 B. s C. s 2 D. s 3 21.当二阶系统的阻尼比大于1时，其阶跃响应曲线为 【 】 A.单调下降 B.单调上升 C.等幅振荡 D.衰减振荡22.惯性环节又称为 【 】 A.积分环节 B.微分环节 C.一阶滞后环节 D.振荡环节23.若保持二阶系统的阻尼比不变，提高固有频率，则可以 【 】A.提高上升时间和峰值时间B.减少上升时间和峰值时间C.提高上升时间和调整时间D.减少上升时间和超调量 24.已知系统为最小相位系统，则一阶惯性环节的幅频变化范围为 【 】 A.0→45° B. 0→-45° C.0→90° D. 0→-90°25.Ⅰ型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为 【 】 A.0(dB/dec) B. -20(dB/dec) C. -40(dB/dec) D. -60(dB/dec)26.闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的 【 】 A.开环增益 B.低频段 C.中频段 D.高频段27.一阶系统单位阶跃响应的稳态误差为 【 】 A.0 B.1 C.2 D.∞28.采样控制系统中增加的特殊部件是 【 】 A.采样开关和采样信号保持器 B.采样开关和模数转换器 C.采样信号保持器和数模转换器 D.采样开关和信号发生器29. 能观标准型的控制矩阵是能控标准型输出矩阵的 【 】 A.对称矩阵 B.逆阵 C.转置 D.单位阵30.设系统为 []x y u x x 01,101010=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=•，则该系统 【 】A.状态可控且可观测B.状态可控但不可观测C.状态不可控且不可观测D.状态不可控且可观测 二、判断改错题，正确的在题后括号内打“√”，错的打“×”并改正错误。
1.反馈控制系统中只有负反馈。
【 】 2.单位脉冲函数在现实中是不存在的，它只有数学上的意义。
【 】 3.微分方程和传递函数不存在一一对应的数学关系。
【 】 4.离散控制系统是一种断续控制方式。
【 】 5.控制系统的基本要求是稳定性、快速性和平稳性。
【 】 6.传递函数代表了系统的固有特性。
【 】 7.若闭环特征方程的全部根都在S 平面的右半部，则该系统稳定。
【 】 8.最小相位系统的相位变换范围最小。
【 】 三、问答题1.下图是仓库大门自动控制系统的示意图，试说明该系统的工作原理，并画出其方框图。
题1图 仓库大门自动控制系统示意图2.下图是水位自动控制系统的示意图，图中Q1，Q2分别为进水流量和出水流量。
控制的目的是保持水位为一定的高度。
试说明该系统的工作原理并画出其方框图。
题2图 水位自动控制系统四、计算题1. 设系统的闭环传递函数为Gc(s)=ωξωωnn ns s 2222++，试求最大超调量σ％=9.6%、峰值时间tp=0.2秒时的闭环传递函数的参数ξ和ωn 的值。
2. 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t t r 31)(+=时，系统的稳态误差。
3. 已知一系统的特征方程为 D(s)=s 5+2s 4+s 3+3s 2+4s+5=0，用劳斯判据判定系统的稳定性。
4. 已知系统的结构如图所示，1T s =，试求系统的闭环脉冲传递函数()z φ。
题4图5. 如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。
题5图 6. 设一系统的闭环传递函数为G c (s)=ωξωωnn nss 2222++，试求最大超调量σ％=5%、调整时间t s =2秒(△=0.05)时的闭环传递函数的参数ξ和ωn 的值。
7. 已知单位负反馈系统的开环传递函数如下：)2.0)(1.0(2)(2++=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2425)(t t t r ++=时，系统的稳态误差。
8. 一个反馈控制系统的特征方程为()01032523=++++s K Ks s试确定使该闭环系统稳定的K 值。
9. 求下图所示系统的脉冲传递函数)()()(z R z C z G =。
题9图10. 如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。
题10图一 一 H 1 G 1 G 2H 2 R(S) C(S)一一G 1G 3R(S)C(S)G 2 H 1现代控制技术基础答案一、单项选择题1D 2C 3D 4B 5A 6B 7C 8B 9C 10D 11C 12C 13D 14A 15B11C 12D 13C 14A 15A 16B 17C 18B 19D 20B 21C 22A 23A 24C 25A二、判断改错题1 ×反馈控制系统中不只有负反馈2 √3 ×微分方程和传递函数存在一一对应的数学关系。
4 √5 ×控制系统的基本要求是稳定性、快速性和准确性6 √7 ×若闭环特征方程的全部根都在S平面的左半部，则该系统稳定。
8 √三、问答题1解：5分）（2）工作原理：控制系统的控制任务是通过开门开关控制仓库大门的开启与关闭。
开门开关或关门开关合上时，对应电位器上的电压，为给定电压，即给定量。
仓库大门处于开启或关闭位置与检测电位器上的电压相对应，门的位置是被控量。
（2分）当大门所处的位置对应电位器上的电压与开门（或关门）开关合上时对应电位器上的电压相同时，电动机不动，控制绞盘处于一定的位置，大门保持在希望的位置上，如果仓库大门原来处于关门位置，当开门开关合上时，关门开关对应打开，两个电位器的电位差通过放大器放大后控制电动机转动，电动机带动绞盘转动将仓库大门提升，直到仓库大门处于希望的开门位置，此时放大器的输入为0，放大器的输出也可能为0。
电动机绞盘不动，大门保持在希望的开门位置不变。
反之，则关闭仓库大门。
（2分） 2. 解：⑵工作原理：系统的控制是保持水箱水位高度不变。
（1分）水箱是被控对象，水箱的水位是被控量，出水流量Q2的大小对应的水位高度是给定量。
（1分）当水箱水位高于给定水位，通过浮子连杆机构使阀门关小，进入流量减小，水位降低，当水箱水位低于给定水位时，通过浮子连杆机构使流入管道中的阀门开大，进入流量增加，水位升高到给定水位。
（2分）四、计算题1解：∵%100%21⨯=--ξξπσe =9.6% （3分） ∴ξ=0.6 （3分） ∵t p =πωξn 12-＝0.2 （3分）∴ωn =πξt p 13140210622-=-=...19.6rad/s （3分）2. 解：（1）将传递函数化成标准形式)15.0(50)2(100)(+=+=s s s s s G K （3分）可见，v ＝1，这是一个I 型系统 开环增益K ＝50；（3分）（2）讨论输入信号，t t r 31)(+=，即A ＝1，B ＝3 （3分） 误差06.006.00503111=+=+∞+=++=V p ss K B K A e （3分）3. 解：列写劳斯表：12345s s s s s s 5329121- 533154（每行2分，共10分） 由劳斯表可以看出，第一列元素的符号改变了两次，由+2变成-1，又由-1变成+9，根据劳斯判据，该系统有两个正实部的极点，系统不稳定。
（2分）4. 解：211111()*(1)1(1)Ts Ts e G s e s s s s s s --⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭-==--+++（4分）121()()(1)[](1)1(1)z z z G z Z G s z T s z z z e --⎡⎤⎣⎦==--+=---0.3680.264(1)(0.368)z z z +=--（4分）2()0.3680.264()1()0.632G z z z G z z z φ+==+-+（4分）5.解：（3分）（3分）（3分）6. 解：∵%100%21⨯=--ξξπσe =5% （3分） ∴ξ=0.69 （3分） ∵t s =ξωn 3＝2 （3分）∴ωn =2.17 rad/s （3分） 7. 解：（1）将传递函数化成标准形式)15)(110(100)2.0)(1.0(2)(22++=++=s s s s s s s G K （3分）可见，v ＝2，这是一个II 型系统开环增益K ＝100； （3分） （2）讨论输入信号，2425)(t t t r ++=，即A ＝5，B ＝2, C=4 （3分） 误差04.004.00010042151=++=+∞+∞+=+++=a V p ss K C K B K A e （3分）8. 解：该题给出了系统闭环特征方程，可利用劳斯判据求出K 值范围。