自动控制理论(二)自考试题 (14)
.
全国2007年1月高等教育自学考试
自动控制理论（二）试题
课程代码：02306
一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）
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．单位抛物线输入函数r(t)的数学表达式是r(t)＝（ ）
A ．at 2
B ．21
Rt 2
C ．t 2
D ．
2
1t 2 2．当二阶系统特征方程的根为具有负实部的复数根时，系统的阻尼比为（ ） A ．ζ<0 B ．ζ＝0 C ．0<ζ<1
D ．ζ≥1
3．已知单位反馈控制系统在阶跃函数作用下，稳态误差e ss 为常数，则此系统为（ ） A ．0型系统 B ．I 型系统 C ．Ⅱ型系统
D ．Ⅲ型系统
4．设某环节的传递函数为G(s)＝
1
21
+s ，当ω＝0.5rad ／s 时，其频率特性相位移θ(0.5)= （ ）
A ．－4
π B ．－6
π C ．
6π D ．
4
π 5．超前校正装置的最大超前相角可趋近（ ） A ．－90° B ．－45° C ．45°
D ．90°
6．单位阶跃函数的拉氏变换是（ ）
A ．31s
B ．21s
C ．s
1 D ．1
7．比例微分控制器中，微分时间常数越大，则系统的（ ）
A ．动态偏差越小
B ．动态偏差越大
C ．振荡越小
D ．过渡过程缩短
8．同一系统，不同输入信号和输出信号之间传递函数的特征方程（ ） A ．相同 B ．不同 C ．不存在
D ．不定
9．2型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为（ ） A ．－60dB ／dec B ．－40dB ／dec C ．－20dB ／dec
D ．0dB ／dec
10．已知某单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)＝)
1(2
4+s s ，则相位裕量γ的值为（ ）
A ．30°
B ．45°
C ．60°
D ．90°
11．设开环传递函数为G(s)H(s)＝)3)(2()
1(+++s s s s k ，其根轨迹渐近线与实轴的交点为（ ）
A ．0
B ．－1
C ．－2
D ．－3
12．在串联校正中，校正装置通常（ ） A ．串联在前向通道的高能量段
B ．串联在前向通道的低能量段
C ．串联在反馈通道的高能量段
D ．串联在反馈通道的低能量段
13．设某闭环传递函数为11.010
)()(+=
s s R s Y ，则其频带宽度为（ ） A ．0～10rad ／s B ．0～5rad ／s C ．0～1rad ／s
D ．0～0.1rad ／s
14．若一系统的特征方程式为(s+1)2(s －2)2+3＝0，则此系统是（ ） A ．稳定的 B ．临界稳定的 C ．不稳定的
D ．条件稳定的
15．设系统的状态空间描述为x ＝u x ⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--112110，y ＝[0 1]x ，则该系统为（ ） 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 ．状态不可控但可观测
二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）
请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。
16．从控制系统稳定性要求来看，系统一般是具有_______________反馈形式的系统。
17．惯性环节G(s)＝
1
1
Ts 的对数幅频渐近特性在高频段范围内是一条斜率为－20dB ／dec ，且与ω轴相交于ω＝_______________的渐近线。
18．二阶闭环控制系统稳定的充分必要条件是该系统的特征多项式的系数_____________。 19．根轨迹的分支数等于_______________。
20．状态空间表达式既能描述系统的外部行为，又能描述系统的_______________。 21．正弦函数sin ωt 的拉氏变换为_______________。
22．就线性和非线性而言，实际的自动控制系统的数学模型应该是_______________的。 23．单位脉冲函数又称为δ函数，它的数学表达式是_______________。
24．若线性定常系统输入端作用一个正弦信号，则系统的_______________输出也为正弦信号，且频率与输入信号相同。
25．就相角而言，PI 调节器是一种_______________校正装置。 三、名词解释题（本大题共4小题，每小题3分，共12分） 26．自动控制系统
27．二阶系统的临界阻尼状态 28．截止频率ωb 29．状态可控
四、问答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）
30．在绘制对数坐标图时，总是要把开环传递函数的形式先改写成标准因子相乘的形式，为什么? 31．设系统的奈奎斯特图如题31图所示，试判别闭环系统的稳定性，并简要说明原因。
P －表示开环传递函数中右半S 平面的极点数
32．在发电机励磁控制系统的励磁方式中，晶闸管静止自励方式的特点是什么？ 33．用传递函数来分析，为什么局部反馈校正能改变系统的性能？
五、计算题(本大题共3小题，第34小题8分，第35、36小题每小题10分，共28分)
34．弹簧—质量—阻尼器系统如题34图所示。图中，M —重块的质量，f —阻尼系数，K —弹簧系数，L(t)—重块的
位移，P(t)—加在系统上的外力。求系统输出／输入的传递函数)
()
(s P s L 。
35．设控制系统的方框图如题35图所示，当输入信号r1(t)＝1(t)，r2(t)＝2t同时作用时，试计算系统的稳态误差e ssr。
的值。
百度文库：专注、专心、专一为您服务！
自动控制原理考试试题及答案(整理版)
自动控制原理考试复习题整理 1.开环、闭环系统的最主要区别是（）。 A．反馈 B．输入信号 C．被控对象 D．干扰 参考答案：A 2.下图所示系统属于（）。 A．恒值控制系统 B．开环系统 C．程序控制系统 D．随动系统 参考答案：D 3.系统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 参考答案：D 4.直接对对象进行操作的元件称为（）。 A．比较元件 B．给定元件 C．执行元件 D．放大元件 参考答案：C 5.如果被调量随着给定量的变化而变化，这种控制系统叫（）。 A.恒值调节系统 B.随动系统 C.连续控制系统 D.数字控制系统参考答案：B 6.随动系统对（）要求较高。 A.快速性 B.稳定性 C.准确性 D.振荡次数 参考答案：A 7.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 参考答案：B 8.自动控制系统的主要特征是（）。 A．在结构上具有反馈装置并按负反馈组成系统，以求得偏差信号
B．由偏差产生控制作用以便纠正偏差 C．控制的目的是减少或消除偏差 D．系统开环 参考答案：ABC 9.自动控制系统按输入信号特征可分为（）。 A．恒值控制系统 B．程序控制系统 C．线性系统 D．随动系统 参考答案：ABD 10.自动控制系统按描述元件的动态方程分（）。 A．随动系统 B．恒值控制系统 C．线性系统 D．非线性系统 参考答案：CD 11.自动控制系统的基本要求（）。 A．稳定性 B．快速性 C．准确性 D．安全性 参考答案：ABC 12.人工控制与自动控制系统最大的区别在于控制过程中是否有人参与。（） 参考答案：√ 第二章控制系统的教学模型 1.下图所示电路的微分方程是（）。
2020年10月全国自考自动控制理论(二)试题及答案解析
1 全国2018年10月高等教育自学考试 自动控制理论(二)试题 课程代码：02306 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分） 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．控制系统中,基本环节的划分，是根据（ ） A ．元件或设备的形式 B ．系统的物理结构 C ．环节的连接方式 D ．环节的数学模型 2．单位斜坡函数r(t)的数学表达式是r(t)=（ ） A ．a 2t B ．t 2 C ．t D ．vt 3．在实际中很少单独使用的校正方式是（ ） A ．串联校正 B ．并联校正 C ．局部反馈校正 D ．前馈校正 4．滞后校正装置的最大滞后相角可趋近（ ） A ．-90° B ．-45° C ．45° D ．90° 5．若受控对象存在较大的延迟和惯性，效果较好的控制方式是（ ） A ．比例控制 B ．积分控制 C ．比例微分控制 D ．比例积分控制 6．当二阶系统的根分布在根平面的虚轴上时，系统的阻尼比ζ为（ ） A ．ζ<0 B ．ζ=0 C ．0<ζ<1 D ．ζ≥1 7．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角频率为（ ） A ．2rad/s B ．4rad/s C ．8rad/s D ．16rad/s 8．设某环节频率特性为G(j ω)14j 2+ω= ，当ω∞→，其频率特性相位移)(ωθ为（ ） A ．-180° B ．-90°
2 C ．0° D ．45° 9．控制系统的稳态误差e ss 反映了系统的（ ） A ．稳态控制精度 B ．相对稳定性 C ．快速性 D ．平稳性 10．已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为) 5s )(1s (s )1s (10)s (G +-+=，该系统闭环系统是 （ ） A ．稳定的 B ．条件稳定的 C ．临界稳定的 D ．不稳定的 11．系统的开环传递函数为)1TS (s 2 )s (G k +=，当T=1s 时，系统的相位裕量为（ ） A ．30° B ．45° C ．60° D ．90° 12．开环传递函数为)35.0(s ) 2s 5.0)(1s 5.0(k )s (G +++=,其根轨迹的起点为( ) A ．0，-3 B ．-1，-2 C ．0，-6 D ．-2，-4 13．设系统?x =[]x 01y ,u 10x 1010=??? ?????+???? ????-,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 14．函数t cos e at ω-的拉氏变换是（ ） A ．22)a s (ω++ω B ．22)a s (a ω++ C ．22)a s (1ω++ D ．22)a s (a s ω+++ 15．设某闭环传递函数为1s 101 )s (R )s (Y +=，则其频带宽度为（ ） A ．0～10 rad/s B ．0～1 rad/s C ．0～0.1 rad/s D ．0～0.01 rad/s 二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 16．常规控制器中放大元件的作用是把_________放大，并为反馈信号提供信号源。
最新1月全国自考自动控制理论(二)试卷及答案解析
1 全国2018年1月自考自动控制理论(二)试卷 课程代码：02306 一、单项选择题(本大题共15小题，每小题2分，共30分) 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.在比例积分控制器中，若积分时间Ti 取得过大，则( ) A.动态偏差较小 B.被控量产生激烈振荡 C.动态偏差过大 D.积分控制作用增强 2.一阶系统G(s)=1+Ts K 的时间常数T 愈大，则系统响应到达稳态值的时间( ) A.愈短 B.愈长 C.不变 D.不定 3.若劳斯阵列表中第一列的系数为(3，-2，1，-2，4)T ，则在根平面的右半部分的特征根有 ( ) A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 4.在伯德图中反映系统的稳态性能的是( ) A.低频段 B.中频段 C.高频段 D.超高频段 5.设系统[]x y u x x 10,111110=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=&则( ) 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.状态不可控但可观测 6.传递函数只适合于( ) A.线性系统 B.线性定常系统 C.线性时变系统 D.非线性系统
2 7.单位脉冲输入函数r(t)的数学表达式是r(t)=( ) A.1 B.1(t) C.δ(t) D.Δ(t) 8.当二阶系统的特征根为不相等的负实数时，系统的阻尼比为( ) A.ζ<0 B.ζ=0 C.0<ζ<1 D.ζ>1 9.若某校正环节传递函数为Gc(s)=1100110++s s ，则其频率特性当ω变化至∞时，相位移θ(∞)= ( ) A.-90° B.0° C.90° D.180° 10.已知积分环节G(j ω)=ωj 1 的对数幅频特性曲线为一直线，其斜率为( ) A.-40dB ／dec B.-20dB ／dec C.20dB ／dec D.40dB ／dec 11.设开环传递函数为G(s)=)35.0() 25.0)(15.0(+++s s s s K ，其根轨迹的终点为( ) A.0，-3 B.0，-6 C.-1，-2 D.-2，-4 12.系统开环传递函数由G(s)H(s)=)3)(2() 1(+++s s s s K ，其根轨迹渐近线的倾角为( ) A.±30° B.±45° C ±60° D.±90° 13.由电子线路构成的控制器如题13图所示，它是( ) A.P 控制器 B.PI 控制器 C.PD 控制器 D.PID 控制器 14.稳态速度误差系数Kv=( )
自动控制理论(二)自考试题 (14)
. 全国2007年1月高等教育自学考试 自动控制理论（二）试题 课程代码：02306 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分） 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．单位抛物线输入函数r(t)的数学表达式是r(t)＝（ ） A ．at 2 B ．21 Rt 2 C ．t 2 D ． 2 1t 2 2．当二阶系统特征方程的根为具有负实部的复数根时，系统的阻尼比为（ ） A ．ζ<0 B ．ζ＝0 C ．0<ζ<1 D ．ζ≥1 3．已知单位反馈控制系统在阶跃函数作用下，稳态误差e ss 为常数，则此系统为（ ） A ．0型系统 B ．I 型系统 C ．Ⅱ型系统 D ．Ⅲ型系统 4．设某环节的传递函数为G(s)＝ 1 21 +s ，当ω＝0.5rad ／s 时，其频率特性相位移θ(0.5)= （ ） A ．－4 π B ．－6 π C ． 6π D ． 4 π 5．超前校正装置的最大超前相角可趋近（ ） A ．－90° B ．－45° C ．45° D ．90° 6．单位阶跃函数的拉氏变换是（ ） A ．31s B ．21s C ．s 1 D ．1 7．比例微分控制器中，微分时间常数越大，则系统的（ ）
A ．动态偏差越小 B ．动态偏差越大 C ．振荡越小 D ．过渡过程缩短 8．同一系统，不同输入信号和输出信号之间传递函数的特征方程（ ） A ．相同 B ．不同 C ．不存在 D ．不定 9．2型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为（ ） A ．－60dB ／dec B ．－40dB ／dec C ．－20dB ／dec D ．0dB ／dec 10．已知某单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)＝) 1(2 4+s s ，则相位裕量γ的值为（ ） A ．30° B ．45° C ．60° D ．90° 11．设开环传递函数为G(s)H(s)＝)3)(2() 1(+++s s s s k ，其根轨迹渐近线与实轴的交点为（ ） A ．0 B ．－1 C ．－2 D ．－3 12．在串联校正中，校正装置通常（ ） A ．串联在前向通道的高能量段 B ．串联在前向通道的低能量段 C ．串联在反馈通道的高能量段 D ．串联在反馈通道的低能量段 13．设某闭环传递函数为11.010 )()(+= s s R s Y ，则其频带宽度为（ ） A ．0～10rad ／s B ．0～5rad ／s C ．0～1rad ／s D ．0～0.1rad ／s 14．若一系统的特征方程式为(s+1)2(s －2)2+3＝0，则此系统是（ ） A ．稳定的 B ．临界稳定的 C ．不稳定的 D ．条件稳定的 15．设系统的状态空间描述为x ＝u x ?? ? ???-+??????--112110，y ＝[0 1]x ，则该系统为（ ） 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 ．状态不可控但可观测 二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 16．从控制系统稳定性要求来看，系统一般是具有_______________反馈形式的系统。
自动控制理论(二)自考试题 (3)
. 浙江省2002年1月自动控制理论(二)试题参考答案 课程代码：02306 一、单选择题(1—5小题每小题2分，6—15小题每小题1分，共20分) 1.B 2.B 3.A 4.C 5.A 6.C 7.B 8.A 9.C 10.B 11.C 12.D 13.B 14.A 15.B 二、填空题(每小题1分，共10分) 1.线性，非线性 2.准确性 3.输入支路，输出支路 4.正弦函数 1 5. Tβ 2 6.ωn122 -ξ 7. υ(t)X(0)+∫t0υ(t-τ)Bu(τ)dτ 8.分离点 9.动态 10.闭环极点 三、名词解释(每小题2分，共10分) 1.反馈控制系统根据被控量与给定值的偏差进行调节，最后使系统消除偏差，达到被控量等于给定值的目的， 是一种闭环控制系统。 2.系统在扰动消失后，由初始偏差状态恢复到原来平衡状态的性能。 3.校正装置G c(s)反并接在前向通道的一个或几个环节的两端，形成局部反馈回路。 4.开环传递函数的极点和零点均位于s左半平面的系统，称为最小相位系统。 5.离虚轴最近的闭环极点对系统的动态性能影响最大，起着决定性的主导作用，称为主导极点。 四、1简答题(每小题4分，共24分) 1.闭环频率特性性能指标有： (1)谐振幅值M r； (2)谐振频率ωr; (3)截止频率ωb； (4)频带宽度0～ωb。 2.(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，输出响应为等幅振荡过程； (3)ξ≥1时，输出响应为非周期过程。 (注：或用图示说明也可)
3.惯性环节G(s)= 11Ts +的频率特性为： G(j ω)=11112 +=+j T T)e j ωω?ω(() ? (ω)=-tg -1ωΤ 惯性环节频率特性的极坐标图如下图所示 4.将G(s)化成时间常数表示形式： G(s)=05051011.(.)(.) s s ++ G(j ω)= 05051011.(.)(.)j j ωω++ G(j ω)极坐标图起点：(0.5，j0) G(j ω)极坐标图终点：(0,j0), lim ω→∞∠G(j ω)=-180°，lim ω→∞ |G(j ω)|=0 5.PID 控制器的传递函数为G(s)=K p [1+1T s i +T d s]。 6.rank ［B AB ］=rank 1224--????? ?=1 . 全国2006年1月高等教育自学考试 自动控制理论（二）试题 课程代码：02306 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分） 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．设控制系统的开环传递函数为G(s)=)2s )(1s (s 10 ++，该系统为( ) A ．0型系统 B ．1型系统 C ．2型系统 D ．3型系统 2．若系统的特征方程式为s 3+4s+1=0，则此系统的稳定性为( ) A ．稳定 B ．临界稳定 C ．不稳定 D ．无法判断 3．确定根轨迹与虚轴的交点，可用( ) A ．劳斯判据 B ．幅角条件 C ．幅值条件 D ．0ds dk = 4．PI 控制器的传递函数形式是( ) A ．5+3s B ．5+4s C ．s 41s 51++ D ．)s 31 1(+- 5．设一单位反馈控制系统的开环传递函数为G 0(s)=)2s (s K 4+，要求K V =20，则K=( ) A ．10 B ．20 C ．30 D ．40 6．设系统的状态方程为u 10x 2310x .??? ???+??? ???--=，则其特征方程式为( ) A ．s 2-3s+2=0 B ．s 2-3s-2=0 C ．s 2+2s+3=0 D ．s 2-2s+3=0 7．决定系统静态性能和动态性能的是系统传递函数的( ) A ．零点和极点 B ．零点和传递系数 C ．极点和传递系数 D ．零点、极点和传递系数 8．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( ) A ．代数方程 B ．特征方程 C ．差分方程 D ．状态方程 9．过阻尼系统的动态性能指标是调整时间t s 和( ) A ．峰值时间t p B ．最大超调量σp C ．上升时间t r D ．衰减比σp ／σp ′ 10．二阶振荡环节的相频特性)(ωθ，当∞→ω时，其相位移)(∞θ为( ) A ．-270° B ．-180° C ．-90° D ．0° 11．设某系统开环传递函数为G(s)=)1s )(10s s (10 2+++，则其频率特性奈氏图起点坐标为 ( ) A ．(-10，j0) B ．(-1，j0) C ．(1，j0) D ．(10，j0) 12．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( ) 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 - 13．一阶系统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 ．越长 B ．越短 C ．不变 D ．不定 14．开环传递函数为)6+s (s K ，则根轨迹上的点为( ) A ．-6+j B ．-3+j C ．-j D ．j 15．若系统u 10x 2001x .??? ???+??? ???--=，y=[b 1]x 具有可观测性，则常数b 取值应为( ) A ．b=l B ．b≠l C ．b=0 D ．b≠0 二、填空题(本大题共10小题。每小题1分。共10分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 16．反馈控制系统是根据给定值和__________的偏差进行调节的控制系统。 17．在单位斜坡输入信号作用下，I 型系统的稳态误差e ss =__________。 自动控制原理复习题（二） 一、选择题 1、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 ++ C. 210.51s s ++ B. 1010.11s s ++ D. 0.11101s s ++ 2、一阶系统的闭环极点越靠近S 平面原点： A. 准确度越高 C. 响应速度越快 B. 准确度越低 D. 响应速度越慢 3、已知系统的传递函数为 1 s K e TS τ-+，其幅频特性()G j ω应为： A. 1K e T τ ω-+ τω - B. 1K e T τω ω-+ 4、梅逊公式主要用来（ ） A. 判断稳定性 C. 求系统的传递函数 B. 计算输入误差 D. 求系统的根轨迹 5、 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。 6、对于代表两个或两个以上输入信号进行（ ）的元件又称比较器。 A. 微分 C. 加减 B. 相乘 D. 相除 7、直接对控制对象进行操作的元件称为（ ） A. 比较元件C. 执行元件 B.给定元件D. 放大元件 8、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C. 调整时间 B.峰值时间D. 最大超调量 9、在用实验法求取系统的幅频特性时，一般是通过改变输入信号的（）来求得输出信号的幅值。 A. 相位 C. 稳定裕量B.频率 D. 时间常数 10、已知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. 0.707 C. 1 B.0.6 D. 0 11、非单位反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)， 则输入端定义的误差E(S)与输出端定义的误差 *() E S之间有如下关系： A. * ()()() E S H S E S =? C. * ()()()() E S G S H S E S =?? B. *()()() E S H S E S =? D. *()()()() E S G S H S E S =?? 12、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的： A. 闭环零点和极点C. 闭环极点 B.开环零点D. 阶跃响应 13、已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是： A. *(2) (1) K s s s - + C. * 2 (31) K s s s+ － B. * (1)(5 K s s s -+） D. *(1) (2) K s s s - - 14、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C. 高频段 B.开环增益D. 中频段 自动控制理论（二）试题（2011年10月） 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分） 1.描述RLC 电路的线性常系数微分方程的阶次是(C) A.零阶 B.一阶 C.二阶 D.三阶 2.由于运算放大器采用反相放大器方式，其输出端具有输出阻抗特性为(B) A.高 B.低 C.中等 D.零 3.方框图的转换，所遵循的原则为(B) A.结构不变 B.等效 C.环节个数不变 D.每个环节的输入输出变量不变 4.阶跃输入函数r (t )的定义是(C) A.r (t )=l(t ) B.r (t )=x 0 C.r (t )=x 0·1(t ) D.r (t )=x 0.δ(t ) 5.设单位负反馈控制系统的开环传递函数为G 0(s)=()() B s A s ，则系统的特征方程为(D) A.G 0(s)=0 B.A(s)=0 C.B(s)=0 D.A(s)+B(s)=0 6.改善系统在参考输入作用下的稳态性能的方法是增加(C) A.振荡环节 B.惯性环节 C.积分环节 D.微分环节 7.当输入信号为阶跃、斜坡函数的组合时，为了满足稳态误差为某值或等于零，系统开环传递函数中的积分环节数N 至少应为(C) A.N ≥0 B.N ≥1 C.N ≥2 D.N ≥3 8.设开环系统的传递函数为G(s)=1(0.21)(0.81) s s s ++，则其频率特性极坐标图与实轴交点的幅值|G (j ω)|=(D) A.2.0 B.1.0 C.0.8 D.0.16 9.设某开环系统的传递函数为G (s )= 210(0.251)(0.250.41)s s s +++,则其相频特性 θ(ω)=(A) A.1124tg 0.25tg 10.25ωωω----- B.1120.4tg 0.25tg 10.25ωωω---+- C.1120.4tg 0.25tg 10.25ωωω---++ D.112 0.4tg 0.25tg 10.25ωωω----+ 10.设某校正环节频率特性G c （j ω）= 1011j j ωω++，则其对数幅频特性渐近线高频段斜率为(A) A.0dB ／dec B.-20dB ／dec C.-40dB ／dec D.-60dB ／dec 11.二阶振荡环节的对数幅频特性的低频段的渐近线斜率为(A) A.0dB ／dec B.-20dB ／dec C.-40dB ／dec D.-60dB ／dec 12.根轨迹法是一种(B) A.解析分析法 B.时域分析法 C.频域分析法 D.时频分析法 13.根轨迹法出射角公式为(D) 《自动控制理论》课程习题集 一、单选题 1.下列不属于自动控制基本方式的是（ B ）。 A．开环控制B．随动控制 C．复合控制D．闭环控制 2.自动控制系统的（ A ）是系统工作的必要条件。 A．稳定性B．动态特性 C．稳态特性D．瞬态特性 3.在（ D ）的情况下应尽量采用开环控制系统。 A. 系统的扰动量影响不大 B. 系统的扰动量大且无法预计 C. 闭环系统不稳定 D. 系统的扰动量可以 预计并能进行补偿 4.系统的其传递函数（ B ）。 A. 与输入信号有关 B. 只取决于系统结构和元件的参数 C. 闭环系统不稳定 D. 系统的扰动量可以预计并能进行补偿 5.建立在传递函数概念基础上的是（ C ）。 A. 经典理论 B. 控制理论 C. 经典控制理论 D. 现代控制理论 6.构成振荡环节的必要条件是当（ C ）时。 A. ζ=1 B. ζ=0 C. 0<ζ<1 D. 0≤ζ≤1 7.当（ B ）时，输出C(t)等幅自由振荡，称为无阻尼振荡。A. ζ=1 B. ζ=0 C. 0<ζ<1 D. 0≤ζ≤1 8.若二阶系统的阶跃响应曲线无超调达到稳态值，则两个极点位于位于（ D ）。 A. 虚轴正半轴 B. 实正半轴 C. 虚轴负半轴 D. 实轴负半轴 9.线性系统稳定的充分必要条件是闭环系统特征方程的所有根都具有（ B ）。 A. 实部为正 B. 实部为负 C. 虚部为正 D. 虚部为负 10.下列说法正确的是：系统的开环增益（ B ）。 A. 越大系统的动态特性越好 B. 越大系统的稳态特性越好 C. 越大系统的阻尼越小 D. 越小系统的稳态特性越好 11.根轨迹是指开环系统某个参数由0变化到∞，（ D ）在s平面上移动的轨迹。 A. 开环零点 B. 开环极点 C. 闭环零点 D. 闭环极点 12.闭环极点若为实数，则位于[s]平面实轴；若为复数，则共轭出现。所以根轨迹（ A ）。 A. 对称于实轴 B. 对称于虚轴 C. 位于左半[s]平面 D. 位于右半[s]平面 13.系统的开环传递函数 )4 )( 2 ( )3 )(1 ( ) ( * 0+ + + + = s s s s s K s G，则全根轨迹的分支数是（ C ）。 1 全国2019年10月高等教育自学考试 自动控制理论（二）试题 课程代码：02306 一、单项选择题（本大题共15小题，1—10小题每小题1分，11—15小题每小题2分，共 20分）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.ω从0变化到+∞时，迟延环节频率特性极坐标图为（ ） A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线 2.时域分析中最常用的典型输入信号是（ ） A.脉冲函数 B.斜坡函数 C.阶跃函数 D.正弦函数 3.计算根轨迹渐近线倾角的公式为（ ） A.m n )12(+π+=?l μ B. m n )12(-π+-= ?l C. m n )12(+π+=?l D. m n )12(-π+=?l μ 4.传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？（ ） 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 5.滞后校正装置的最大滞后相位趋近（ ） A.-90° B. -45° C.45° D.90° 6.状态转移矩阵φ(t)的重要性质有（ ） A. φ（t 2-t 1）·φ(t 1-t 0)= φ(t 2-t 1)+ φ(t 1-t 0) B. φ（t 2-t 1）·φ(t 1-t 0)= φ(t 2-t 0) C. φ（t 2-t 1）·φ(t 1-t 0)= φ(t 1-t 2)·φ(t 0-t 1) D. φ（t 2-t 1）·φ(t 1-t 0)= φ(t 1-t 2)+ φ(t 0-t 1) 7.采用系统的输入、输出微分方程对系统进行数学描述是（ ） A.系统各变量的动态描述 B.系统的外部描述 C.系统的内部描述 D.系统的内部和外部描述 8.利用奈奎斯特图可以分析闭环控制系统的（ ） A.稳态性能 B.动态性能 C.稳态和动态性能 D.抗扰性能 9.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)。当输入为a 1u 1(t)+a 2u 2(t)时(a 1,a 2为常数)，输出应为（ ） A.a 1y 1(t)+y 2(t) B.a 1y 1(t)+a 2y 2(t) C.a 1y 1(t)-a 2y 2(t) D.y 1(t)+a 2y 2(t) 10.某串联校正装置的传递函数为G c (S)=K S S T 1T 1+β+(0<β<1)，则该装置是（ ） 2017秋17春北理工《自动控制理论II》在线作业 一、单选题（共10 道试题，共30 分。） 1. 对于初始松驰系统，任何有界输入，其输出也是有界的，称为（）。 A. 渐近稳定 B. BIBO稳定 C. 平衡状态 D. 大范围渐近稳定 正确答案： 2. 线性系统的系数矩阵A如果是奇异的，则系统存在（）平衡点。 A. 一个 B. 两个 C. 三个 D. 无穷多个 正确答案： 3. 线性定常连续系统状态方程的解由（）部分相加组成。 A. 一个 B. 两个 C. 三个 D. 四个 正确答案： 4. 可控性用来分析（）对状态的控制能力。 A. 输入 B. 输出 C. 状态 D. 系统 正确答案： 5. 由初始状态所引起的自由运动称为状态的（）。 A. 零输入响应 B. 零状态响应 C. 输入响应 D. 输出响应 正确答案： 6. 齐次状态方程就是指状态方程中不考虑（）的作用。 A. 输入 B. 输出 C. 状态 D. 系统 正确答案： 7. 能够完整的描述系统运动状态的最小个数的一组变量称为（）。 A. 状态变量 B. 状态空间 C. 状态方程 D. 输出方程 正确答案： 8. 齐次状态方程的解就是系统在无外力作用下由初始条件引起的（）。 A. 自由运动 B. 强迫运动 C. 离心运动 D. 旋转运动 正确答案： 9. 系统的输出是y,状态为x,输入为u,状态反馈控制律的形式是（）。 A. u=Ky B. u=Kx C. u=Ku D. u=K/y 正确答案： 10. 描述系统输出与状态之间的函数关系的代数方程称为系统的（）。 A. 状态变量 B. 状态空间 C. 状态方程 D. 输出方程 正确答案： 北理工《自动控制理论II》在线作业 二、多选题（共10 道试题，共30 分。） 1. 线性定常连续系统的可控性判据有（）。 A. 格拉姆矩阵判据 B. 秩判据 C. PBH判据 D. 对角线规范型判据 正确答案： 2. 对于确定性线性连续时不变系统，设计的线性观测器输入信号有（）。 1 全国2018年10月高等教育自学考试 自动控制理论(二)试题 课程代码：02306 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分） 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．研究自动控制系统时常用的典型输入信号是（ ） A ．脉冲函数 B ．斜坡函数 C ．抛物线函数 D ．阶跃函数 2．实轴上根轨迹右端的开环实数零点、极点的个数之和为（ ） A ．零 B ．大于零 C ．奇数 D ．偶数 3．PID 控制器的传递函数形式是（ ） A ．5+3s B ．5+3s 1 C ．5+3s+3s 1 D ．5+1 s 1 + 4．拉氏变换将时间函数变换成（ ） A ．正弦函数 B ．单位阶跃函数 C ．单位脉冲函数 D ．复变函数 5．线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下（ ） A ．系统输出信号与输入信号之比 B ．系统输入信号与输出信号之比 C ．系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 D ．系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比 6．PID 控制器中，积分控制的作用是（ ） A ．克服对象的延迟和惯性 B ．能使控制过程为无差控制 C ．减少控制过程的动态偏差 D ．使过程较快达到稳定 7．当二阶系统的根分布在右半根平面时，系统的阻尼比ξ为（ ） A ．ξ<0 B ．ξ=0 C ．0<ξ1 D ．ξ>1 8．若某系统的传递函数为G(s)= 1 Ts K +，则其频率特性的实部R(ω)是（ ） 2 A ． 22T 1K ω+ B ．- 2 2T 1K ω+ C ．T 1K ω+ D ．-T 1K ω+ 9．已知系统的特征方程为(s+1)(s+2)(s+3)=s+4，则此系统的稳定性为（ ） A ．稳定 B ．临界稳定 C ．不稳定 D ．无法判断 10．已知系统前向通道和反馈通道的传递函数分别为G （s ）=s K 1)s (H ,)1s (s 10 h +=-，当闭 环临界稳定时，K h 值应为（ ） A ．-1 B ．-0.1 C ．0.1 D ．1 11．闭环系统特征方程为G(s)H(s)=-1,其中G(s)H(s)的矢量表示为（ ） A ．1/（2l+1）π B ．1/±(2l+1)π C ．1/（±2l π） D ．1/(±l π) （各备选项中l =0,1,2……） 12．某串联校正装置的传递函数为G c (s)=k 1,Ts 1Ts 1>β+β+，该校正装置为（ ） A ．滞后校正装置 B ．超前校正装置 C ．滞后—超前校正装置 D ．超前—滞后校正装置 13．若系统的状态方程为u 10x 2001x ⎥⎦⎤ ⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=• ，则该系统的特征根为（ ） A ．s 1=-1,s 2=-2 B ．s 1=0,s 2=1 C ．s 1=1,s 2=2 D ．s 1=0,s 2=-1 14．若系统[]11y ,x 210a x =⎥⎦ ⎤ ⎢⎣⎡=•x 具有可观测性，则常数a 取值为（ ） A ．a ≠1 B ．a=1 C ．a ≠2 D ．a=2 15．设开环系统频率特性G(j ) 1.0j 1)(10j 1(j 1 )ω+ω+ω=ω，则其对数幅频特性的渐近线中频 段斜率为（ ） A ．-60dB/dec B ．-40dB/dec C ．-20dB/dec D ．0dB/dec 二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 16．在发电机开环励磁控制系统的基础上，增加______和反馈元件就构成了闭环励磁控制系统。 17．二阶系统的阻尼比ξ在______范围时，响应曲线为非周期过程。 浙江省2018年1月高等教育自学考试 自动控制理论（二）试题 课程代码：02306 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填 在题干的括号内。1—5小题每小题2分，6—15小题每小题1分，共20分) 1.根据给定值信号的特点分类，控制系统可分为( )。 A.恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统 B.反馈控制系统、前馈控制系统前馈—反馈复合控制系统 C.最优控制系统和模糊控制系统 D.连续控制系统和离散控制系统 2.开环系统频率特性G(jω )= 3 ) j 1( 3 ω + ，当ω=1rad/s时，其频率特性相角θ(1)=( )。 A.－45° B.－90° C.－135° D.－270° 3.奈奎斯特稳定性判据是利用系统的( )来判据闭环系统稳定性的一个判别准则。 A.开环幅值频率特性 B.开环相角频率特性 C.开环幅相频率特性 D.闭环幅相频率特性 4.根轨迹上的点应满足的幅角条件为∠G(s)H(s)=( )。 A.－1 B.1 C.±(2l+1)π/2(l=0,1,2,…) D.±(2l+1)π(l=0,1,2,…) 5.由电子线路构成的控制器如图，它是( )。 A.超前校正装置 B.滞后校正装置 C.超前—滞后校正装置 D.滞后—超前校正装置 6.系统的传递函数( )。 A.与输入信号有关 B.与输出信号有关 C.完全由系统的结构和参数决定 D.既由系统的结构和参数决定，也与输入信号有关 7.一阶系统的阶跃响应，( )。 1 2 A.当时间常数T 较大时有超调 B.当时间常数T 较小时有超调 C.有超调 D.无超调 8.输入为阶跃信号时，如果( )，则积分环节的输出信号的上升速度越快。 A.输入信号的幅度越小，积分时间常数越小 B.输入信号的幅度越小，积分时间常数越大 C.输入信号的幅度越大，积分时间常数越小 D.输入信号的幅度越大，积分时间常数越大 9.二阶振荡环节的对数频率特性相位移θ(ω)在( )之间。 A.0°和90° B.0°和－90° C.0°和180° D.0°和－180° 10.伯德图中的低频段反映了系统的( )。 A.稳态性能 B.动态性能 C.抗高频干扰能力 D.以上都不是 11.系统的开环传递函数由1)s(s K +变为2) 1)(s s(s K ++，则新系统( )。 A.稳定性变好 B.稳定性变坏 C.稳定性不变 D.相对稳定性变好 12.系统的开环传递函数为2) 1)(s s(s K ++，则实轴上的根轨迹为( )。 A.［－2,－1］和［0,∞］ B.［－∞,－2］和［－1,0］ C.［0,1］和［2,∞］ D.［－∞,0］和［1,2］ 13.超前校正装置的频率特性为)1(j T 1j T 122>βω+ωβ+，其最大超前相位角Φm 为( )。 A.sin -111+β-β B.sin -11T 1-T 2 2+ C.sin -11T 1T 22+β-β D.sin -11T 1T 2 2+ωβ-ωβ 14.状态空间描述，( )。 A.只能描述系统内部状态和行为 B.只能描述系统的外部行为 C.既能描述系统内部状态和行为，又能描述系统的外部行为 D.既不能描述系统内部状态和行为，也不能描述系统的外部行为 15.状态转移矩阵φ(t)的重要性质有( )。 A.φ(0)=0 B.φ-1(t)=φ(－t) C.φk (t)=φ(t k ) D.φ(t 1+t 2)=φ(t 1)+φ(t 2) 二、填空题(每小题1分，共10分) 1.根据自动控制系统是否形成闭合回路来分类，控制系统可分为__________控制系统、__________控制系统。 2.线性控制系统的特点是可以应用__________原理，而非线性控制系统则不能。 3.方框图的基本连接方式有串联连接、并联连接和__________连接。 4.分析稳态误差时，将系统分为0型系统、1型系统、2型系统…，这是按开环传递函数的__________环节数来分类的。 自动控制：指在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使被控对象（机器设备或生产过程）的某个参数（称被控量）自动地按照预定的规律运行的控制过程。 自动控制理论按期发展过程分成经典控制理论和现代控制理论两大部分。 经典控制理论在20世纪50年代形成比较完整的体系，采用的主要研究方法有时域分析法、根轨迹法、和频率法；现代控制理论在20世纪50年代发展起来。 被控对象：是指要求实现自动控制的机器、设备或生产过程。 系统输出量：控制系统的被控量叫做系统输出量。 系统输入量：影响系统输出的外界输入叫做系统输入量。 系统的输入有两类：给定输入和扰动输入。 开环控制：在控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向作用的控制过程。在开环控制系统中，对于每一个输入信号，必有一个固定的工作状态和一个系统的输出量与之对应。系统的控制精度将取决于控制器及被控对象的参数稳定性。 扰动量：在系统中有许多因素会使系统的输出量偏离输出的期望值，这些因素称为扰动量。闭环控制：控制装置与被控对象之间既有顺向作用，又有反向作用的控制过程。 偏差量：给定量与反馈量反向串联得到的减差。执行元件：在系统中起着执行控制任务的作用的装置。 反馈控制实质：是一个按偏差进行控制的过程，因此它也称为按偏差的控制。 开环控制与闭环控制的比较：一般来说，开环控制结构简单，成本低廉，工作稳定。对干扰造成的误差无自动修正能力，精度完全取决于元件本身的抗干扰措施。闭环的优点是不管什么原因引起的输出量偏离预期值而产生偏差时，就一定会有相应的控制作用产生，使输出量重新回到预期值上。 闭环控制系统的组成：测量元件、比较元件、放大元件、执行机构、被控对象、校正补偿装置。 测量元件：对系统的输出量进行测量，也称敏感元件 比较元件：对系统输出量与输入量进行加减运算，给出偏差信号 放大元件：对微弱的偏差信号进行放大和变换，输出足够的功率和要求的物理量。 执行机构：根据放大后的偏差信号，对被控对象执行控制任务，使输出量与预期值趋于一致。被控对象：自动控制系统需要进行控制的机器、设备或生产过程。 被控对象内要求实现自动控制的物理量成为系统的输出量或被控制量。 校正补偿装置：参数或结构便于调整的元件，用串联或反馈的方式连接在系统中以改善系统的性能。 前向通道：信号从输入端到达输出端的传输通路。 主反馈通路：系统输出量经测量元件反馈到输入端的传输通路。 主回路：前向通道和主反馈通路共同构成。 复合控制：将开缓和闭环控制结合在一起，构成的控制方式。实质是在闭环的基础上，附加一个输入信号或扰动作用的前馈通道。 补偿装置按照不变性原理设计。 线性系统和非线性系统 线性系统：组成系统元件的特性均是线性的，其输入输出的关系都能用线性微分方程描述的系统。 非线性系统：组成系统的元件中，有一个或多个元件的特性是用非线性微分方程来描述的系统。 随动系统：（伺服系统）输入量是预先未知的随时间任意变化的函数，要求系统的输出量能够以一定的准确度跟踪输入量的变化。 恒值系统：输入量保持为常量，要求输出量等于一个常值，但由于扰动的存在，将使输出量偏离期望值，控制系统能根据偏差产生控制作用，使输出量恢复到期望值，以克服扰动的影响。 程序控制系统：输入量是按照预定规律随时间变化的函数，要求输出量迅速、准确地复现输入量。恒值系统可以视为程序控制系统的特例。连续系统：系统各部分的信号都是连续函数形式的模拟量。 离散系统：某一处或多处的信号是以脉冲列或数码的形式传递的系统。 系统分析：已知系统的结构和参数时，研究它在某种典型输入信号作用下输出量变化的全过程，从这个变化过程得出其性能指标与系统的结构，参数的关系，这类问题叫做。。。 阶跃信号加入后输出量的变化过程为暂态过程，时间足够长以后，输出量趋于新的稳态值的 变化过程为稳态过程。 用阻尼程度、反应输入信号的速度等来描述系统 的暂态过程性能（过渡性能），用稳态误差来描述 稳态性能。 对一般反馈系统的基本要求：1、系统必须是稳 定的。2、暂态过程的进行情况和性能指标，最大 超调量、上升时间、调节时间等都应满足一定的 要求。3、稳态时的情况，一般用稳态误差来描述， 所谓稳态误差是稳态过程中时间趋于无穷大时系 统输出量和期望值之差，他也应满足要求。 控制系统的数学模型：就是描述系统变量之间关 系的数学表达式。分静态模型和动态模型。 编写系统微分方程的一般步骤：1.首先确定系统 的输入量和输出量；2.将系统分解为各个环节， 依次确定各环节的输入量与输出量，根据各环节 的物理规律写出各环节的微分方程。3.消去中间 变量，就可以得到系统的微分方程。 线性化问题：在一定条件下作某种近似，或者缩 小一些研究问题的范围，从而将大部分非线性微 分方程近似作为线性微分方程来处理，可以应用 线性控制理论去分析和设计系统。 传递函数的概念只适用于线性定常系统或线性 元件。 线性定常系统的传递函数：在初始条件为零时， 系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之 比。 传递函数的性质：1.传递函数是复变量s的有理 真分式函数，即m≤N，且所有系数均为实数。 2.传递函数只取决于系统和元件的结构，与外作 用形式无关。3.传递函数的拉氏反变换是系统的 单位脉冲响应。4.系统的传递函数可在拉氏变换 基础上进行等效变换。 典型环节的传递函数：1.比例环节：又称放大环 节，他的输入量与输出量之间，在任何时候都是 一个固定的比例关系。2.惯性环节：3.积分环节： 4.微分环节： 5.振荡环节： 6.延迟环节： 结构图的组成：1、信号线2、引出点3、相加点 4、方框 系统的结构图的求取：1.确定系统的输入量与输 出量，然后按照系统的结构和工作原理，分别写 出各环节的传递函数，并绘出方框图。2.依照由 输入到输出的顺序，按信号的传递方向把各环节 的方框图依次连接起来，就构成了系统的结构图。 系统的结构图也是系统的数学模型，是复域中的 数学模型。 常用的结构图变换方法：1环节的合并2.信号引 出点或比较点的移动。 结构图变换必须遵循的原则是：变换前、后的数 学关系保持不变。1.前向通道中传递函数的乘积 必须保持不变。2.各反馈回路中传递函数的乘积 必须保持不变。 环节的连接：1.串联2.并联3.反馈联接 开环传递函数：前向通道和反馈通道的传递函数 的乘积。 闭环特征根或闭环极点：闭环系统的特征方程的 根即闭环传递函数分母等于零的根。 对控制系统性能的要求：1系统应稳定2.系统在 暂态过程中应满足暂态品质的要求。3.系统达到 稳态时，应满足给定的稳态误差要求。 典型输入信号：1.函数脉冲2.阶跃函数3.斜坡函 数4.抛物线函数5.正弦函数 暂态过程：指系统在典型输入信号作用下，系统 输出量从初始状态到最终状态的响应过程。 稳态过程：指系统在典型输入信号作用下，当时 间趋于无穷时，系统输出量的表现方式。 暂态性能指标：1.延迟时间2.上升时间3.峰值时 间4.调节时间5.最大超调量6.振荡次数 延迟时间Td：指响应曲线第一次达到稳态值一半 所需的时间。 上升时间Tr：对于衰减振荡的单位阶跃响应，上 升时间是指响应曲线第一次达到稳态值所需的时 间；对于单调变化的单位阶跃响应，上升时间是 指响应曲线由稳态值的10%上升到稳态值的90% 所需的时间。 峰值时间tp：指响应超过其稳态值到达第一个峰 值所需的时间。 调节时间ts：也称过渡过程时间，指响应到达并 保持在稳态值±5%（或2%）内所需的最短时间。 最大超调量σ%：指响应的最大值超过稳态值的 百分数。 振荡次数n：指在调节时间内，ht偏离h∞振荡 的次数。 快速性指标：峰值时间、上升时间、调节时间表 示暂态过程进行的快慢。 震荡性能指标：超调量、振荡次数反映暂态过程 震荡的激烈程度。 一阶系统的暂态性能指标：1.延迟时间td＝0.69T 2.上升时间tr＝2.2T 3.调节时间ts＝3T(5%) 系统对输入信号导数的响应等于系统对该输入信 号响应的导数；系统对输入信号积分的响应等于 系统对该输入信号响应的积分，而积分常数由输 出的初始条件决定。这个重要特征，对任何阶的 线性定常系统都是适用的。 自然频率：在无阻尼状态下，典型二阶系统的 特征根为一对共轭虚根，单位阶跃响应是一不 衰减的等幅振荡曲线，振荡频率为wN,称为无 阻尼振荡频率。 主导极点：在高阶系统中，对暂态响应起主导 作用的闭环极点叫主导极点。主导极点：是指 那些靠近虚轴而远离零点的闭环极点，如果系 统具有一对复数主导极点，则其品质可由二阶 系统来近似表示。 线性系统的稳定性：设系统处于某一起始的平 衡状态，在外作用的影响下，他离开了平衡状 态，当外作用消失后，如果经过足够长的时间 他能回到原来的起始平衡状态，则称这样的系 统为稳定的系统。 线性系统稳定的充要条件是：闭环系统特征方 程的所有根均具有负实部，或者说闭环系统的 特征根全部位于复平面的左侧。 劳斯稳定判据：系统稳定的充要条件是特征方 程的全部系数为正值，并且由特征方程式系数 组成的劳斯阵的第一列系数也为正值。 劳斯稳定判据补充说明：1.用一个正整数同时乘 以或除以某一行的各项，不改变稳定性的结论。 2.对于不稳定的系统，说明有特征根位于复平面 的右侧，在复平面右侧特征根的数目，就等于 劳斯阵中第一列系数符号改变的次数。3.劳斯阵 中出现某一行的第一列项为零，而其余各项不 全为零，这时可以用一个有限小的正数来代替 为零的那一项，然后按照通常方法计算劳斯阵 中的其余各项。4.劳斯阵中出现全零行，表明系 统存在一些大小相等，符号相反的实根或一些 共轭虚根。为继续计算劳斯阵，将不为零的最 后一行的各项组成一个辅助方程，由该方程对s 求导数，用求导得到的各项系数来代替为零行 的各项，然后继续计算。 胡尔维茨稳定判据：设系统特征方程的一般形 式为a3S+a2S+a1S+a0=0,则系统稳定的充要条 件为：ai>0(i=0,1…,n),且由特征方程系数组成的 胡尔维茨行列式的各阶主子行列式全部为正 值。 系统误差：系统输出量的期望值和实际值之差。 稳态误差：当时间趋于无穷时，系统的误差称 为稳态误差。 影响系统稳态误差的因素有很多，如系统结构、 参数以及输入量的形式等。具有稳态误差的系 统称为有差系统，否则为无差系统。 稳态误差又分为：一种是给定输入信号作用引 起的误差，称为给定误差；另一种是扰动输入 信号作用引起的误差，称为扰动稳态误差。 影响稳态误差的因素有：系统型别v、开环增仪 k、输入信号R(S)的形式和幅值。 减小稳态误差的措施有：1.增大系统开环增益或 扰动作用点之前系统的前向通道增益，但开环 增益不能过大，否则会造成系统不稳定。2.在系 统的前向通道上或偏差到扰动作用点之间增加 积分环节个数，但一般系统积分环节不能超过 2.否则会不稳定。 3.采用复合控制方法。 阶跃信号作用在0型系统上时，系统的输出量 能够跟随输入量的变化，但存在稳态误差。阶 跃信号作用在1型以上系统上时，稳态误差都 为零，表明1型以上的随动系统能够无差的跟 踪阶跃输入。在斜坡输入情况下，0型系统的稳 态误差为∞，说明0型系统的输出量不能跟随 按时间变化的斜坡输入，而1型系统能够跟踪， 但有稳态误差，稳态误差的大小与开环增益成 反比。2型系统能够准确的跟踪，稳态误差为零。 在加速度输入情况下，0型和1型系统的稳态误 差为∞，说明0型和1型系统的输出量不能跟 随加速度输入，而2型系统能够跟踪，但存在 稳态误差，大小与开环增益成反比。 扰动误差：扰动作用产生的误差称为系统的扰 动误差。 根轨迹：系统开环传递函数的某一个参数从零 变化到无穷时，闭环特征根在s平面上变化的轨 迹。根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。 根轨迹都对称于实轴。实轴上根轨迹存在的区 间是其右侧开环零、极点数目的总和为奇数。 无限零点：根轨迹有n个起点，有m个有限终 点。另有n-m个根轨迹的终点趋向无穷远，称 为无限零点。 通过求解特征方程来绘制根轨迹的方法，称为 解析法。 由幅值条件和相角条件可知，若s是系统的特征 根，则s一定满足幅值条件和相角条件。反过来， 满足相角条件的s值，一定是系统的特征根，即 闭环极点。 会合点或分离点：两条或两条以上的根轨迹在 复平面上相遇后又分开的点。这些点是根轨迹 方程出现重根的点。一般来说，如果实轴上两 相邻的开环极点之间有根轨迹，则这两相邻极 点之间必有分离点，如果实轴上两相邻开环零 点（其中一个可为无限零点）之间有根轨迹， 则这两相邻零点之间必有会合点。 根轨迹的渐近线：渐近线是用来研究随着k趋 于无穷，n-m条趋向无限零点的根轨迹的走向。 渐近线包含两个内容：渐近线的倾角和渐近线 的交点。渐近线的交点在实轴上。 参数根轨迹：除根轨迹增益K外，把开环系统 的其他参数从零变化到无穷或在某一范围内 变化时，闭环系统特征根的轨迹。 零度根轨迹：根轨迹方程的相角条件是180度 等相角条件的根轨迹为常规根轨迹或180度根 轨迹，轨迹方程的相角条件是0度等相角条件 的根轨迹为零度根轨迹。 零度根轨迹的绘制法则： 1.迹的起点、终点和条数同常规根轨迹。 2.实 轴上的根轨迹存在的区间为其右侧实轴上的 开环零点和极点个数之和为偶数。3.根轨迹的 分离点和会合点的计算方法同常规根轨迹。4. 根轨迹的渐近线与实轴的交点的计算方法同 常规根轨迹。倾角的计算公式为：ф= （±180*2μ）/（n-m）μ=0,1,2, 5.根 轨迹的出射角和入射角的计算公式为（详见） 6.根轨迹与虚轴的交点计算方法同常规根轨 迹。 稳定的系统，其闭环特征根必须全部位于s平 面左半侧，而且在s平面左半侧距虚轴距离越 远，其相对稳定性越好。 条件稳定系统：参数在一定范围内取值才能稳 定的系统。 偶极子：设在开环系统中增加一对极点比零点 更接近原点的实数极、零点，这对极零点。 频率特性：又称频率响应，它是系统（或元件） 对不同频率正弦输入信号的响应特性。 幅频特性：正弦输出量与正弦输入量的幅值之 比。，他描述系统对不同频率输入信号，在稳 态情况下的衰减（或放大）特性。 相频特性：输出量与输入量的相角之差为相频 特性，它描述系统的稳态输出对不同频率正弦 输入信号在相位上产生的相角迟后或相角超 前的特性。 幅相曲线：幅相频率特性曲线简称幅相曲线， 也叫极坐标频率特性曲线。 对数频率特性曲线：伯德曲线，包括对数幅频 和对数相频两条曲线。 十倍频：频率轴上每一线性单位表示频率的十 倍变化称十倍频程，用符号dec表示。 采用对数坐标轴的优点是：1.可以将幅值的乘 除化为加减。2.可以采用简便方法绘制近似的 对数幅频曲线。3.将试验获得的频率特性数据 画成对数频率特性曲线，能方便的确定频率特 性的函数表达式或传递函数。 典型环节的频率特性：1.比例环节的幅相曲线 为实轴上的点，对数幅频特性为平行于频率轴 的一条直线，相频特性为零度线。2.积分环节 的幅相曲线重合于负虚轴。频率从0到∞时， 特性曲线由虚轴的-∞处趋向原点。积分环节的 对数幅频特性的频率是以logw分度， -20db/dec是直线的斜率。3.惯性环节的幅相 曲线是一个半圆，对数频率特性曲线在低频段 w<<1/T时，是一条纵坐标为20logk，平行于 横轴的直线，称为低频渐近线。在高频段，w 很大时，〉〉1/T时，是一条斜率为-20db/dec 的直线，当w=1/T时，这一条直线的分贝值为 20logk,称为高频渐近线。低频和高频渐近线 的交点的频率为1/t，称为交接频率或转折频 率。4.振荡环节的幅相特性曲线当阻尼系数较 小时，幅频特性有极大值，称为谐振峰值。 开环幅相特性的特点：1.起点与系统的类型有 关：0型系统，幅值等于开环增益，曲线由实 轴上的（A(0)=K,j0）点开始。对于1型系统： 曲线开始于负虚轴的无穷远处。对于2型系统， 曲线起始于负实轴的无穷远处。2.终点：对于 最小相位系统来说，相位将由-vX90°变化到- （N-M）X90°。3.开环幅相特性曲线与虚、实 轴的交点：由P(w)求得w值，它就是特性曲线 和虚轴相交时的频率。用此w值求得的Q，即 可得曲线与虚轴的交点值。 奈氏判据：反馈控制系统稳定的充要条件是奈 氏曲线反时针包围临界点的圈数R等于开环传 递函数在右半S平面的极点数P,即R=P,Z=0; 否则闭环系统不稳定，Z≠0,存在闭环正实部 的特征根，闭环正实部特征根的个数Z=P-R。 （当w由0变化到无穷大，辅助函数对坐标原 点的转角增量应为Pπ，则系统闭环稳定，P 为开环不稳定极点个数） 辅助函数：闭环和开环特征多项式之比，这个 函数仍是复变量S的函数。 幅角原理：如果封闭曲线内有Z个F(s)的零点、 P个F(s)的极点，则S沿封闭曲线顺时针转一 圈时，在F(s)平面上，F(s)曲线绕其原点反时 针转过的圈数R为P和Z之差。R若为负，表 示曲线绕原点顺时针转过的圈数。 最小相位系统：若系统的开环传递函数在右半 S平面无零、极点，称为最小相位系统。否则 称为非最小相位系统。如果两个系统有相同的自动控制理论(二)自考试题 (13)
自动控制原理复习题(二)
3套自动控制理论自考题真题及答案
自动控制理论-习题集(含答案)
10月全国自动控制理论(二)自考试题及答案解析
17春北理工《自动控制理论II》在线作业
10月全国自考自动控制理论(二)试题及答案解析
浙江1月自考自动控制理论(二)试题及答案解析
自考 自动控制原理复习题