机电控制工程基础综合练习解析(2014-1).

机电控制工程基础综合练习解析（2014-1）

一、填空

1. 自动控制就是 没有 人直接参与的情况下， 使生产过程的输出量按照给定的规律

运行或变化 。

2．系统的稳定性取决于 系统闭环极点的分布 。

3. 所谓反馈控制系统就是的系统的输出 全部或部分 地返回到输入端。

4. 给定量的变化规律是事先不能确定的，而输出量能够准确、迅速的复现给定量，这样的

系统称之为随动系统 。

5. 在 零初始条件 下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为线性系统（或元件）

的 传递函数 。

6. 单位积分环节的传递函数为 1/s 。

7．一阶系统1

1+Ts ，则其时间常数为 T 。 8．系统传递函数为W(s)，输入为单位阶跃函数时，输出拉氏变换Y (s)为

s s W )( 。 9．单位负反馈系统开环传函为)

1(9)(+=s s s G ，系统的阻尼比ξ=0.167、无阻尼自振荡角频率ωn 为 3 ，调节时间ts （5％）为 6 秒。

10．反馈信号(或称反馈)：从系统(或元件)输出端取出信号，经过变换后加到系统(或元件)

输入端，这就是反馈信号。当它与输入信号符号相同，即反馈结果有利于加强输入信号的作

用时叫 正反馈 。反之，符号相反抵消输入信号作用时叫 负反馈 。

11．Ⅰ型系统 不能 无静差地跟踪单位斜坡输入信号。

12. 某环节的传递函数为2s ，则它的幅频特性的数学表达式是 ，相频特性的

数学表达式是 。2ω；90o

13.单位反馈系统的开环传递函数为)

3)(2()(*

++=s s s K s G ，根轨迹的分支数为 3 。 14. 负反馈结构的系统，其前向通道上的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，

则该系统的开环传递函数为 ，闭环传递函数为 。

G(s)H(s)，)

()(1)(s H s G s G + 15. 函数f(t)=2t 的拉氏变换为 。22s 16．单位负反馈结构的系统，其开环传递函数为)

2(+s s K 则该系统为 型系统，根轨迹分支数为 。Ⅰ； 2；

17．线性系统的稳态误差取决于 和 。系统自身结构

与参数；外输入

18.自动控制技术一大特点是能提高劳动生产率 。

19. 对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加时，输出量的暂态 过程不一定是

衰减振荡。

20．对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，输出量 的暂态 过

程可能出现单调过程。

21．被控制对象 是指要求实现自动控制的机器、设备或生产过程。

22. 单位负反馈系统的开环传递函数为)

1(2)(+=s s s G ，系统的开环极点为 ，闭环极点为 。0, -1； 2721j ±- 23.系统的闭环传递函数为1

1)(2++=s s s G ，则闭环特征方程为 。012=++s s

24.频率响应是线性系统在 正弦 信号输入下的稳态输出响应。

25．传递函数)

28)(2(3)(+++=s s s s s G 的零点为 ，极点为 。-3； 0,-2,-0.25

26． 系统的开环传递函数为)

2(+s s K 则该系统有 个极点，有 条根轨迹分支。2；2

27．已知线性系统的输入为单位阶跃函数，系统传递函数为G(s)，则输出Y (s)的正确表达

式是 s

s G s Y )()(= 。 28．二阶系统的两个极点为位于S 左半平面的共轭复根，则其在阶跃输入下的输出响应表现

为 衰减振荡 。

29. 某二阶系统的特征根为两个纯虚根，则该系统的单位阶跃响应为 等幅振荡 。

30．传递函数()s

s G 1=表示 积分 环节。 31. 对于负反馈结构的系统，其前向通道传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，

则系统的开环传递函数为 ，闭环传递函数为 。 G(s)H(s)；

)

()(1)(s H s G s G +

32. 系统的传递函数为

)3()1(2++s s s ，则该系统零点为 ，极点为 。－1；0，－3

33. 某环节的传递函数为

3

1+s ，此为一个 环节。惯性

34． 惯性环节的时间常数越小，系统的快速性越 。好

35． 单位脉冲函数的拉氏变换为 。 1

36. 若一个动态环节的传递函数乘以1/s ，说明对该系统串联了一个 环节。积分

37. 一阶系统阶跃响应的快速性和其 时间常数 有关。时间常数T 越大，响应速度越

慢 。

38.控制系统的基本要求可归结为 稳定性 、准确性和快速性。

39．系统的根轨迹 起始于开环极点，终止于开环零点 。

40. 若一个动态环节的传递函数乘以1/s ，说明对该系统串联了一个 环节。积分

41． 任何物理系统的特性，精确地说都是非线性 的，但在误差允许 范围内，可以将非

线性特性线性化。

42. 自动控制中的基本的控制方式有开环控制 、闭环控制 和复合控制。

43.对于单位负反馈系统，其开环传递函数为G(s)，则闭环传递函数为 )

(1)(s G s G + 。 44．某单位负反馈系统的开环传递函数为)2(2)(2+=

s s s G ，则此系统在单位阶跃函数输入下的稳态误差为 0 。

45.一阶系统的传递函数为1

51+s ，则其时间常数为 5 。 46．PI 校正为 滞后 校正。

47.奈氏图上的单位圆与Bode 图上 0分贝线 相对应，奈氏图上的负实轴对应于对

数相频特性图上的 －180° 线。

48．一阶系统的传递函数为1

22)(+=s s G ，其时间常数为 2 。 49． 若二阶系统的阻尼比为0.65，则系统的阶跃响应为 衰减振荡 。

50. PD 校正为 超前 校正。

51． 某系统的传递函数是()s e s s G τ-+=1

21，则该可看成由 惯性、延时 环节串联而成。

52. 系统的开环传递函数为()()()

M S G S N S =，则闭环特征方程为 M(s)+N(s)=0 。

53.频率特性是线性系统在 正弦信号 输入作用下的稳态响应。

54.频率特性包括 幅频 特性和 相频 特性。

55.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 5/4，2 56．已知线性系统的输入x(t)，输出y(t)，传递函数G(s)，则正确的关系是

)()()(s X s G s Y ?= 。

57.两个二阶系统具有相同的超调量，则这两个系统具有大致相同的阻尼比 。

58.惯性环节的对数幅频特性的高频渐近线斜率为 －20dB/dec 。

59.在单位阶跃输入下，Ⅰ型系统的给定稳态误差为 0 。

60.某单位负反馈系统的开环传递函数为)

2()1(100)(++=s s s s G ，则该系统是 Ⅰ 型系统。

二、判断

1．自动控制中的基本的控制方式有开环控制、闭环控制和复合控制。 正确

2．系统的动态性能指标主要有调节时间和超调量，稳态性能指标为稳态误差。 正确

3．如果系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响时，

这样的系统就称为开环控制系统。 正确

4．凡是系统的输出端与输入端间存在反馈回路，即输出量对控制作用能有直接影响的系统，

叫做闭环系统。 正确

5．无静差系统的特点是当被控制量与给定值不相等时，系统才能稳定。 错误

6．对于一个闭环自动控制系统，如果其暂态过程不稳定，系统可以工作。 错误

7．叠加性和齐次性是鉴别系统是否为线性系统的根据。 正确

8．线性微分方程的各项系数为常数时，称为定常系统。 正确

9．劳斯稳定判据能判断线性定常系统的稳定性。 （正确 ）

10. 微分环节传递函数为5s ，则它的幅频特性的数学表达式是5ω，相频特性的数学表达式

是- 90o 。 错误

11．一个线性定常系统是稳定的,则其闭环极点均位于s 平面的左半平面。 （正确 ）

12. 控制系统的稳态误差大小取决于系统结构参数和外输入。 正确

13．两个二阶系统具有相同的阻尼比，则这两个系统具有相同的超调量和调节时间。错误

14. 线性系统稳定，其闭环极点均应在s 平面的左半平面。 正确

15. 用劳斯表判断连续系统的稳定性，当它的第一列系数全部为正数系统是稳定的。 正确

16．系统的稳定性取决于系统闭环极点的分布。 正确

17. 闭环传递函数中积分环节的个数决定了系统的类型。 错误

18. 若二阶系统的阻尼比大于1，则其阶跃响应不会出现超调，最佳工程常数为阻尼比等于

0.707 。 正确

19. 某二阶系统的特征根为两个具有负实部的共轭复根，则该系统的单位阶跃响应曲线表现

为等幅振荡。 （ 错误 ）

20．最大超调量只决定于阻尼比ζ。ζ越小，最大超调量越大。 正确

21．单位阶跃函数的拉氏变换为1。 错误

22．若二阶系统的阻尼比为0-1之间，则系统的阶跃响应是衰减振荡 。 正确

23．单位脉冲函数的拉氏变换为0.5。 错误

24．0型系统（其开环增益为K ）在单位阶跃输入下，系统的稳态误差为

K +11 。正确 25.t e -2的拉氏变换为1

2+s 。 正确 26. 若二阶系统的阻尼比为0.8，则系统的阶跃响应表现为等幅振荡。 错误

27．一阶系统的传递函数为

5

.05.0+s ，则其时间常数为2。 正确

28.一阶系统的传递函数为1

35)(+=s s G ，其时间常数为5。 错误 29．线性系统稳定的充分必要条件是：系统特征方程的根（系统闭环传递函数的极点）全部

具有负实部，也就是所有闭环传递函数的极点都位于s 平面的左侧。 正确

30．PI 校正为相位滞后校正。 （ 正确 ）

31．系统如图所示，)(s G c 为一个并联校正装置，实现起来比较简单。 正确

32．传递函数()s

s G 1=表示微分环节。错误 33．在复数平面内，一定的传递函数有一定的零，极点分布图与之相对应。正确

34．频率特性是线性系统在三角信号输入作用下的稳态响应。错误

35. 系统的频率特性是由)(ωj G 描述的，)(ωj G 称为系统的幅频特性；)(ωj G ∠称为系

统的相频特性。 正确

36．根轨迹法就是利用已知的开环极、零点的位置，根据闭环特征方程所确定的几何条件，

通过图解法求出g K 由0→∞时的所有闭环极点。 正确

37. 根据Nyquist 稳定性判据的描述，如果开环是不稳定的，且有P 个不稳定极点，那么闭

环稳定的条件是：当w 由-∞→∞时，W k (jw )的轨迹应该逆时针绕（-1，j 0）点P 圈。正确

38. 根轨迹是根据系统开环零极点分布而绘制出的闭环极点运动轨迹。 正确

39．系统的传递函数为)

3()2(++s s s K ，则该系统零点为2 ，极点为0，3。 错误 40. 根轨迹是根据系统开环传递函数中的某个参数为参变量而画出的开环极点的 根轨迹图。 错误

41．若一个动态环节的传递函数乘以1/s ，说明对该系统串联了一个微分环节。 错误

42．设某系统阶微分方程：

)(2)(23522t r dt dr t c dt dc dt

c d +=++ 该系统的传递函数为：2

3512)()(2+++=s s s s R s C 正确 43．已知系统的动态结构图如图2所示，

图2

系统传递函数M M M M M s R s C 21211)()(+= ， M

M M M s Q s C 2121)()(-=。 错误 44． 某环节的输出量与输入量的关系为()()t Kx t y =，K 是一个常数，则称其为惯性环节。

错误

45．雷达自动跟踪系统，火炮自动瞄准系统，各种电信号笔记录仪属于随动系统。 正确

46．负反馈结构的系统，其前向通道上的传递函数为121+s ，反馈通道的传递函数为131+s ，则该系统的开环传递函数为)

13)(12(1++s s 。 正确 47．绘制根轨迹时，我们通常是从g K ＝ 0时的闭环极点画起，即开环极点是闭环根轨迹曲线的起点。起点数n 就是根轨迹曲线的条数。 正确

48．系统的开环传递函数为)

5(15+s s 则该系统有2个极点，有2条根轨迹分支。正确 49．传递函数)

12)(1(2)(+++=s s s s s G 的极点为 0，1，0.5 。 错误 50.开环)(s G K 对数幅频特性对数相频特性如图所示，当K 增大时，L(ω)下移)(ωφ不变。

错误

ω ω

π-

51．系统的频率特性可直接由G(j ω)=X c (j ω)/X r (j ω)求得。只要把线性系统传递函数G(s)中的算子s 换成j ω，就可以得到系统的频率特性G(j ω)。正确

52.根据Nyquist 稳定性判据的描述，如果开环是不稳定的，且有P 个不稳定极点，那么闭环稳定的条件是：当w 由-∞→∞时，W k (jw )的轨迹应该顺时针绕（-1，j 0）点P 圈。（ 错误 ）

53.对于电容元件，若以其两端的电压为输入，通过电容的电流为输出，则电容可看成一个积分环节。 错误

54．一个纯微分环节的幅频特性，其幅值与频率成正比关系。 正确

55．比例环节的A(ω)和?(ω)均与频率无关。 正确

56．当ω由0→∞时，积分环节幅频特性与相频特性与频率无关，为一常值。 错误

57．时滞环节的幅相频率特性为一个以原点为圆心的圆。 正确

58. 系统的对数幅频特性和相频指性有一一对应关系，则它必是最小相位系统。 正确

59．凡是在s 左半平面上没有极、零点的系统，称为最小相位系统， 错误

60．若系统的开环稳定，且在L(ω)＞0的所有频率范围内，相频?(ω)＞-1800，则其闭环状态是稳定的。 正确

61.频率特性是指系统的幅频特性不包括系统的相频特性。 错误

62．对数频率特性是将频率特性表示在对数坐标中，对数坐标横坐标为频率ω，频率每变化2倍，横坐标轴上就变化一个单位长度。 错误

63．微分环节的幅频特性，其幅值与频率成正比关系。 正确

64．相位超前校正装置的传递函数为Ts

aTs s G c ++=11)(，系数a 大于1。 正确 65．假设下图中输入信号源的输出阻抗为零，输出端负载阻抗为无穷大，则此网络一定是一个无源滞后校正网络。 错误

66．下图中网络是一个无源滞后校正网络。 正确