现代控制技术基础
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习题
【说明】：本课程《现代控制技术基础》（编号为03206）共有单选题,多项选择题,计算题,简答题等多种试题类型，其中，本习题集中有[]等试题类型未进入。
一、单选题
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 K s 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 K s 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 K s 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 （t ）=0.5t +1，则L [f （t ）]=（ B ）
A 、s s 15.02+
B 、s s
1212+ C 、25.0s D 、s s
+221 13. f （t ）=2t +1，则L [f （t ）]=（ B ）
A 、s s 122+
B 、s s
122+ C 、22s D 、s s
+221 14. 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/s
B、L[δ(t)]=1
C、L[t?1(t)]=1/s2
D、L[t2/2]=1/s3
17.单位阶跃信号的拉氏变换为（ A ）
A、L[1(t)]=1/s
B、L[δ(t)]=1
C、L[t?1(t)]=1/s2
D、L[t2/2]=1/s3
18.单位斜坡信号的拉氏变换为（ C ）
A、L[1(t)]=1/s
B、L[δ(t)]=1
C、L[t?1(t)]=1/s2
D、L[t2/2]=1/s3
19.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、1
B、无穷大
C、稳态值
D、零
20.当稳定系统达到稳态后，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=4τ
B、t s=3τ
C、t s=2τ
D、t s=τ
22.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=4τ
B、t s=3τ
C、t s=2τ
D、t s=τ
23.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1
<ξ时，其为（ B ）
0<
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 ξω
B 、022
2=++n n s ωξω
C 、022
2=++n n s s ωξω D 、022=++n n s s ωξω
30. 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
+s
C 、s 50
D 、225
s
32. 过40=c ω且斜率为-20dB/dec 的频率特性是（ C ）
A 、4040+ωj
B 、)40(40
+ωωj j
C 、)101.0(40
+ωωj j D 、)101.0(40
2+-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
+s
C 、1101050
2++s s D 、11.001.050
2++s s
34. 放大器的对数增益为14dB ，其增益K 为（ B ）
A 、2
B 、5
C 、10
D 、50
35. 过40=c ω且斜率为-40dB/dec 的频率特性是（ D ）
A 、4040+ωj
B 、)
40(40+ωωj j C 、)101.0(40+ωωj j D 、)
101.0(16002+-ωωj 36. 下列传递函数中不是．．
最小相位系统的是（ C ） A 、
1020+s B 、20
500+-s C 、1
56502--s s D 、451502+++s s s 37. 伯德图低频段渐近线是20dB 的水平直线，传递函数是（ D ）
A 、1
2100+s B 、5500+s C 、250+s D 、1
10+s 38. 在ω＝20 rad/s 处，相角滞后45° 的传递函数是（ B ）
A 、1
220+s B 、20500+s C 、12050+s D 、1
10+s 39. 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 、-90o
B 、90o
C 、-180o
D 、180o
42. 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 、-90o
B 、90o
C 、-180o
D 、180o
45. 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1
1
)(21++
=s T s T s G c ，若其为滞后校正，则应该（ B ）
A 、T 1>T 2
B 、T 1 C 、T 1=T 2 D 、T 1≠T 2 47. 若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1 1 )(21++=s T s T s G c ，若其为超前校正，则应该（ B ） A 、T 1>T 2 B 、T 1 C 、T 1=T 2 D 、T 1≠T 2 50. 若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101.01 1.0++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 、1 B 、z 1 C 、1-z z D 、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 、1 B 、z 1 C 、1-z z D 、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、2～4ωmax B、3～5ωmax C、5～10ωmax D、8～12ωmax 66.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n B、秩为n C、列数为n D、行列式值为n 72.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n B、秩为n C、列数为n D、行列式值为n 75.一个状态变量为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 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 即 112442k g k f M L M ML θθθ??=-+++ ??? && 212 44k k g M M L θθθ??=-+ ??? && （2）定义状态变量 11x θ=，21x θ=&，32 x θ=，42x θ=& 则 一．（本题满分10分） 如图所示为一个摆杆系统，两摆杆长度均为L ，摆杆的质量忽略不计，摆杆末端两个质量块（质量均为M ）视为质点，两摆杆中点处连接一条弹簧，1θ与2θ分别为两摆杆与竖直方向的夹角。当12θθ=时，弹簧没有伸长和压缩。水平向右的外力()f t 作用在左杆中点处，假设摆杆与支点之间没有摩擦与阻尼，而且位移足够小，满足近似式sin θθ=，cos 1θ=。 （1）写出系统的运动微分方程； （2）写出系统的状态方程。 【解】 （1）对左边的质量块，有 ()2111211 cos sin sin cos sin 222 L L L ML f k MgL θθθθθθ=?-?-?-&& 对右边的质量块，有 ()221222 sin sin cos sin 22 L L ML k MgL θθθθθ=?-?-&& 在位移足够小的条件下，近似写成： ()1121 24f kL ML Mg θθθθ=---&& ()2122 4kL ML Mg θθθθ=--&& 2 / 7 1221 334413 44244x x k g k f x x x M L M ML x x k k g x x x M M L =?? ???=-+++ ???? ? =????=-+? ????? &&&& 或写成 11 223 34401 000014420001000044x x k g k x x M L M f ML x x x x k k g M M L ? ? ?? ?????????? ??-+???? ???????????=+???? ????? ??????????????????? ????-+?? ? ? ?????? ? &&&& 二．（本题满分10分） 设一个线性定常系统的状态方程为=x Ax &，其中22R ?∈A 。 若1(0)1?? =??-??x 时，状态响应为22()t t e t e --??=??-?? x ；2(0)1??=??-??x 时，状态响应为 2()t t e t e --?? =??-?? x 。试求当1(0)3??=????x 时的状态响应()t x 。 【解答】系统的状态转移矩阵为()t t e =A Φ，根据题意有 221()1t t t e t e e --????==????--???? A x 22()1t t t e t e e --????==????--???? A x 合并得 2212211t t t t t e e e e e ----????=????----?? ??A 求得状态转移矩阵为 1 22221212221111t t t t t t t t t e e e e e e e e e -----------?????? ?? ==????????------???? ????A 22222222t t t t t t t t e e e e e e e e --------?? -+-+=??--?? 实验报告 ( 2016-2017年度第二学期) 名称：《现代控制理论基础》 题目：状态空间模型分析 院系：控制科学与工程学院 班级： ___ 学号： __ 学生姓名： ______ 指导教师： _______ 成绩： 日期： 2017年 4月 15日 线控实验报告 一、实验目的： l.加强对现代控制理论相关知识的理解； 2.掌握用 matlab 进行系统李雅普诺夫稳定性分析、能控能观性分析； 二、实验内容 1 第一题：已知某系统的传递函数为G (s) S23S2 求解下列问题： （1）用 matlab 表示系统传递函数 num=[1]; den=[1 3 2]; sys=tf(num,den); sys1=zpk([],[-1 -2],1); 结果： sys = 1 ------------- s^2 + 3 s + 2 sys1 = 1 ----------- (s+1) (s+2) （2）求该系统状态空间表达式： [A1,B1,C1,D1]=tf2ss(num,den); A = -3-2 10 B = 1 C = 0 1 第二题：已知某系统的状态空间表达式为： 321 A ,B,C 01：10 求解下列问题： （1）求该系统的传递函数矩阵： （2）该系统的能观性和能空性： （3）求该系统的对角标准型： （4）求该系统能控标准型： （5）求该系统能观标准型： （6）求该系统的单位阶跃状态响应以及零输入响应：解题过程： 程序： A=[-3 -2;1 0];B=[1 0]';C=[0 1];D=0; [num,den]=ss2tf(A,B,C,D); co=ctrb(A,B); t1=rank(co); ob=obsv(A,C); t2=rank(ob); [At,Bt,Ct,Dt,T]=canon(A,B,C,D, 'modal' ); [Ac,Bc,Cc,Dc,Tc]=canon(A,B,C,D, 'companion' ); Ao=Ac'; Bo=Cc'; Co=Bc'; 结果： （1） num = 0 01 den = 1 32 （2）能控判别矩阵为： co = 1-3 0 1 能控判别矩阵的秩为： t1 = 2 故系统能控。 （3）能观判别矩阵为： ob = 0 1 工厂电气控制技术复习资料 、单选题 1. 某调速系统调速范围为150 —1500转/分，要求静差率为 0.02，此时该系统的静态转 速降是（A ）。 = 1500 n max、 150 10n（仁） n 二n max、二1500 0.02 _ 3 n ~ D（1 —、）一10（1-0.02）一3 A. 3 B . 5 C . 10 D . 30 2. 某直流调速系统最高理想转速为 1450转/分，最低理想空载转速 250转/分，额定负载 静态速降为50转/分，该系统调速范围为（ C ）。 A . 3 B . 6 C . 7 D . 8 6-n N - n02 50 150 二 0.2 D n max6 n N (1450-50) 0.2 二7 n n N(1-、) 50(1-0.2) 3.某直流调速系统额定最高转速为1450转/分, 该系统调速范围为10,静差率为0.1 , 额疋负载时转速降洛为（C ）。 A . 5.11 B .10.11 C .16.11 D .20.11 n 二n max、_ D(1-、) 1450 0.1 - 10(1-0.1) 16.1 1 4 ?双闭环调速系统在启动过程中调节作用主要靠（ D ）的作用。 A. P调节器 B . I调节器 C .速度调节器 D .电流调节器 5 .采用晶闸管通断控制法的交流电路（ B ）。 A .存在高次谐波 B .不存在高次谐波 C .存在少量的高次谐 D .有时存在高次谐波有时不存在高次谐波 6 .晶闸管调速系统中，PI调节器中的电容元件发生短路就会出现（ A ）。 A .调速性能下降 B .超速运行 C .无法调速 D .低速运行 7 .异步电机串级调速采用的电路是（ B ）电路。 A .无源逆变 B .有源逆变 C .普通逆变 D .整流 8 .为了保持小容量调速系统晶闸管不受冲击电流的损坏，在系统中应采用（ D ）。 A .电压反馈 B .电流正反馈 C .转速负反馈 D .电流截止负反馈 9.转速负反馈调速系统在稳定运行过程中，转速反馈线突然断开，电动机的转速会（A ）。D 工业电气控制技术 第一章思想方法及知识 使用电气设备时安全是第一原则。 一，查找问题基本原则 查找电气设备故障原因一般有以下步骤： １故障调查 （１）问电气设备发生故障后，首先应向操作者了解故障发生的前后情况， 这样有利于根据电气设备的工作原理来分析发生故障的原因。 （２）看熔断器内熔丝是否熔断，他电子元件有无烧坏；发热；断线；导线 连接螺钉是否松动；电机转速是否正常。 （３）听电动机变压器及有些电气元件在运行时声音是否正常，可帮助寻找 故障的部位。 （４）摸电动机，变压器和电气元件的线圈发生短路故障时，温度显著上升， 可切断电源后，用手去触摸。 ２电路分析 根据故障调查结果，参考电气设备的电气原理图进行分析，初步判断出故障产生的部位，然后逐步缩小故障范围，直到找到故障点并加以排除。 分析故障时，应有针对性，如接地故障一般先考虑电气柜外的电气装置，后考虑 电气柜内的电气元件，断路和短路故障，应先考虑动作频繁的元件，后考虑元器 件。 ３断电检查 检查前先断开机床总电源。检查时，应先查电源进线处有无因碰伤而引起的电源 接地，短路现象螺旋式熔断器的熔断指示器是否弹出，热继电器是否动作。然后 再检查外部有无损坏，连接导线有无断路，松动绝缘是否过热或烧焦。 ４通电检查 在断电检查仍没找到故障时，可对电气设备进行通电检查。在通电检查 时，要尽量使电动机和其所传动的机械部分脱开，将转换开关和控制器置于零位， 行程开关还原到原来位置，用校灯或万用表检查电源电压是否正常，是否有严重 缺相和严重不平衡。 再进行触电检查，检查的顺序为：先检查控制电路，后检查主电路；先检查调整 系统，后检查主传动系统；先检查交流系统，后检查直流系统。或断开所有开关， 取下所有熔断器，然后按顺序逐一插入欲要检查部位的熔断器，合上开关，观察 各电气元件是否按要求动作，是否出现冒火，冒烟，熔断器是否熔断等现象，直到找到发生故障的部位。 二设计基本原则 设计电气控制电路图时，必须遵循以下几个原则： （１）最大限度地实现生产机械各工艺对电气控制电路的要求。 一般控制电路只要求满足启动，反向和制动就可以了，有些则要求在一定范围内 平滑调速和按规定和规律改变转速，出现事故时，需要有必要的保护及信号预报， 各部分运动要有一定的配合和联锁关系等。 （２）在满足生产要求的前提下，控制电路应力求安全，可靠，经济，实用，使用维护方便，尽量选用标准的，常用的，或经过实际考验过的电路和 （３）电路图中的图形符号及文字符号一律按国家标准绘制。 三调试基本原则 电气设备试车之前，电气工作人员应带上电气原理图，按线图及欧表，万用表等必要的测试仪表，进行下列准备工作： １）检查各电气元件有无损坏，接线端有无脱落和松动。 ２）用500V欧表测量交直流电动机，电气元件带电部份与金属外壳及线路的对 地绝缘电阻， 《现代控制技术基础》课程习题集西南科技大学成人、网络教育学院版权所有 习题 【说明】：本课程《现代控制技术基础》（编号为03206）共有单选题,多项选择题,计算题,简答题等多种试题类型，其中，本习题集中有[]等试题类型未进入。 一、单选题 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 K s 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 K s 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 K s 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 （t ）=0.5t +1，则L [f （t ）]=（ B ） A 、s s 15.02+ B 、s s 1 212+ C 、25.0s D 、s s +221 13. f （t ）=2t +1，则L [f （t ）]=（ B ） A 、s s 122+ B 、s s 1 22+ C 、22s D 、s s +221 14. 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 华北电力大学 实验报告| | 实验名称状态空间模型分析 课程名称现代控制理论 | | 专业班级：自动化1201 学生姓名：马铭远 学号：2 成绩： 指导教师：刘鑫屏实验日期：4月25日 状态空间模型分析 一、实验目的 1.加强对现代控制理论相关知识的理解； 2.掌握用 matlab 进行系统李雅普诺夫稳定性分析、能控能观性分析； 二、实验仪器与软件 1. MATLAB7.6 环境 三、实验内容 1 、模型转换 图 1、模型转换示意图及所用命令 传递函数一般形式： MATLAB 表示为： G=tf(num,den)，，其中 num,den 分别是上式中分子，分母系数矩阵。 零极点形式： MATLAB 表示为：G=zpk(Z,P,K) ，其中 Z，P ，K 分别表示上式中的零点矩阵，极点矩阵和增益。 传递函数向状态空间转换：[A,B,C,D] = TF2SS(NUM,DEN)； 状态空间转换向传递函数：[NUM,DEN] = SS2TF(A,B,C,D,iu)---iu 表示对系统的第 iu 个输入量求传递函数；对单输入 iu 为 1。 例1：已知系统的传递函数为G（S）= 2 2 3 24 11611 s s s s s ++ +++ ,利用matlab将传递函数 和状态空间相互转换。 解：1.传递函数转换为状态空间模型： NUM=[1 2 4];DEN=[1 11 6 11]; [A,B,C,D] = tf2ss(NUM,DEN) 2.状态空间模型转换为传递函数： A=[-11 -6 -11;1 0 0;0 1 0];B=[1;0;0];C=[1 2 4];D=[0];iu=1; [NUM,DEN] = ss2tf(A,B,C,D,iu); G=tf(NUM,DEN) 2 、状态方程状态解和输出解 单位阶跃输入作用下的状态响应： G=ss(A,B,C,D);[y,t,x]=step(G);plot(t,x). 零输入响应 [y,t,x]=initial(G,x0)其中，x0 为状态初值。 工厂电气控制技术测试题 1电磁机构的吸力特性与反力特性的配合关系是()。 A、反力特性曲线应在吸力特性曲线的下方且被此靠近; B、反力特性曲线应在吸力特性曲线的上方且彼此靠近; C、反力特性曲线应在远离吸力特性曲线的下方； D、反力特性曲线应在远离吸力特性曲线的上方。正确答案：A 2关于接触电阻，下列说法中不正确的是()。 A、由于接触电阻的存在，会导致电压损失 B、由于接触电阻的存在，触点的温度降低 C、由于接触电阻的存在，触点容易产生熔焊现象 D、由接触电阻的存在，触点工作不可靠 正确答案：B 3为了减小接触电阻，下列做法中不正确的是()。 A、在静铁芯的表面上嵌有短路环； B、加一个触点弹簧； C、接触面xx; D、在触点上镶一块纯银块 正确答案：A 4由于电弧的存在，将导致()。 A、电路的分断时间加长; B、电路的分断时间缩短; C、电路的分断时间不变; D、电路的分断能力提高 正确答案：A 5在接触器的铭牌上常见到AC3 AC4等字样，它们代表()。 A、生产厂家代号 B、使用类别代号； C、国标代号； D、名称代号。 正确答案：B 6电压继电器的线圈与电流继电器的线圈相比，具有的特点是( A、电压继电器的线圈匝数多、导线细、电阻小； B、电压继电器的线圈匝数多、导线细、电阻大； C、电压继电器的线圈匝数少、导线粗、电阻小； D、电压继电器的线圈匝数少，导线粗，电阻大。 正确答案：B 7增大电压继电器的返回系数，应采的办法是()。 A、减小非磁性垫片的厚度； B、增大非磁性垫片的厚度； C、减小衔铁吸合后的气隙； D、增大衔铁释放后的气隙。)。正确答案：B 8在延时精度要求不高，电源电压波动较大的场合，应选用() 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)(0t x 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。 （×） 烟台汽车工程职业学院 <<工厂电气控制>> 课程标准 专业带头人：杜俊贤 系主任：林治熙 教学中心：信息自动化教研室 批准日期：二〇一一年八月 二〇一一年八月 目录 一、课程概述 (1) （一）课程性质.............................................................. 错误！未定义书签。（二）课程基本理念...................................................... 错误！未定义书签。（三）课程设计思路...................................................... 错误！未定义书签。 二、课程目标..................................................................... 错误！未定义书签。（一）总体目标.............................................................. 错误！未定义书签。（二）具体目标.............................................................. 错误！未定义书签。 三、内容标准 (4) （一）学习目标 (4) （二）活动安排 (4) （三）知识要点 (9) （四）技能要点 (9) 四、实施建议 (10) （一）教学建议 (10) （二）考核评价建议 (10) （三）教材编写建议 (11) （四）实验实训设备配置建议 (12) （五）课程资源开发与利用建议 (18) 五、其它说明 (19) 《现代控制技术基础》 一、单选题 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 K s 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 K s 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 K s 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 （t ）=0.5t +1，则L [f （t ）]=（ B ） A 、s s 15.02 + B 、 s s 1 212 + C 、2 5.0s D 、 s s +221 13. f （t ）=2t +1，则L [f （t ）]=（ B ） A 、s s 122 + B 、 s s 122+ C 、2 2s D 、 s s +221 14. 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/s B 、L [δ(t )]=1 C 、L [t ?1(t )]=1/s 2 D 、L [t 2/2]=1/s 3 17. 单位阶跃信号的拉氏变换为（ A ） A 、L [1(t )]=1/s B 、L [δ(t )]=1 C 、L [t ?1(t )]=1/s 2 D 、L [t 2/2]=1/s 3 18. 单位斜坡信号的拉氏变换为（ C ） A 、L [1(t )]=1/s B 、L [δ(t )]=1 C 、L [t ?1(t )]=1/s 2 D 、L [t 2/2]=1/s 3 19. 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 、1 B 、无穷大 C 、稳态值 D 、零 20. 当稳定系统达到稳态后，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 现代控制理论实验报告 实验一系统能控性与能观性分析 一、实验目的 1.理解系统的能控和可观性。 二、实验设备 1.THBCC-1型信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台； 三、实验内容 二阶系统能控性和能观性的分析 四、实验原理 系统的能控性是指输入信号u对各状态变量x的控制能力，如果对于系统任意的初始状态，可以找到一个容许的输入量，在有限的时间内把系统所有的状态引向状态空间的坐标原点，则称系统是能控的。 对于图21-1所示的电路系统，设iL和uc分别为系统的两个状态变量，如果电桥中 则输入电压ur能控制iL和uc状态变量的变化，此时，状态是能控的。反之，当 时，电桥中的A点和B点的电位始终相等，因而uc不受输入ur的控制，ur只能改变iL的大小，故系统不能控。 系统的能观性是指由系统的输出量确定所有初始状态的能力，如果在有限的时间内根据系统的输出能唯一地确定系统的初始状态，则称系统能观。为了说明图21-1所示电路的能观性，分别列出电桥不平衡和平衡时的状态空间表达式： 平衡时： 由式（2）可知，状态变量iL和uc没有耦合关系，外施信号u只能控制iL的变化，不会改变uc的大小，所以uc不能控。基于输出是uc，而uc与iL无关连，即输出uc中不含有iL的信息，因此对uc的检测不能确定iL。反之式（1）中iL与uc有耦合关系，即ur的改变将同时控制iL和uc的大小。由于iL与uc的耦合关系，因而输出uc的检测，能得到iL的信息，即根据uc的观测能确定iL（ω） 五、实验步骤 1．用2号导线将该单元中的一端接到阶跃信号发生器中输出2上，另一端接到地上。将阶跃信号发生器选择负输出。 2．将短路帽接到2K处，调节RP2，将Uab和Ucd的数据填在下面的表格中。然后将阶跃信号发生器选择正输出使调节RP1，记录Uab和Ucd。此时为非能控系统，Uab和Ucd没有关系（Ucd始终为0）。 3．将短路帽分别接到1K、3K处，重复上面的实验。 六、实验结果 表20－1Uab与Ucd的关系 《现代工业设备电气控制技术》课程整体教学设计（2019～2020学年第一学期） 课程名称：现代工业设备电气控制技术 所属系部：机电工程系 制定人：宁玉伟 合作人：王俊豪 制定时间： 2019年9月15日 许昌职业技术学院 课程整体教学设计 一、课程基本信息 二、课程目标设计 总体目标： 通过本课程理实一体化教学，使学生掌握三相异步电动机结构与应用、电气控制电路的分析与设计，对机床电气设备具有较强的分析、应用和维护能力，能从事机床电气设备的安装、调试、操作等工作，熟练掌握维修电工使用技能的高素质、高技能应用型技术人才。在课程建设中注重将相关职业资格标准融入课程标准，经过本课程学习的学生，99%以上能通过职业考证。 能力目标： 学生通过本课程五个模块（15个子项目）的学习和实际操作，能运用已掌握的电机与电气控制的知识和技能，根据IEC国际电工标准和机电行业规范进行电器元件、电气控制线路图（原理图、安装图、接线图）的设计和安装接线、使用常用电工仪器、仪表，对所连接的电路进行检查和故障判断。 知识目标： 1.知道低压电器对电机控制的基础知识。 2.了解三相异步电动机和特种电机的基本结构和工作原理。 3.理解低压电器的基本工作原理、作用、应用场合、主要技术参数、典型产品、图形符号和文字符号，电气原理图的绘制原则。 4.掌握低压电器的的选择、应用和维护方法； 5.掌握三相异步电动机电气控制基本环节的线路板制作方法； 6.掌握典型机床的电气原理图、接线图，并会设计、安装、维修电气控制控制柜。 素质目标： 1.锻炼学生的团队合作能力 2.专业技术交流的表达能力； 3.制定工作计划的方法能力； 4.获取新知识、新技能的学习能力； 5.解决实际问题的工作能力等。 三、课程内容设计： 四、能力训练项目设计 现代控制技术基础 一、单选题 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 K s 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 K s 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 K s 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 （t ）=0.5t +1，则L [f （t ）]=（ B ） A 、s s 15.02 + B 、 s s 1212+ C 、25.0s D 、 s s +221 13. f （t ）=2t +1，则L [f （t ）]=（ B ） A 、s s 122 + B 、 s s 122+ C 、22s D 、 s s +221 14. 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/s B 、L [δ(t )]=1 C 、L [t ?1(t )]=1/s 2 D 、L [t 2/2]=1/s 3 17. 单位阶跃信号的拉氏变换为（ A ） A 、L [1(t )]=1/s B 、L [δ(t )]=1 C 、L [t ?1(t )]=1/s 2 D 、L [t 2/2]=1/s 3 18. 单位斜坡信号的拉氏变换为（ C ） A 、L [1(t )]=1/s B 、L [δ(t )]=1 C 、L [t ?1(t )]=1/s 2 D 、L [t 2/2]=1/s 3 19. 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 、1 B 、无穷大 C 、稳态值 D 、零 20. 当稳定系统达到稳态后，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 一、选择题 （每题4个选项，只有1个是正确的，将正确的选项填入括号内） 1.电气图中，断路器的符号为（）。 （A）K （B）D （C）L （D）DL 2.不属于笼型异步电动机降压启动方法的是（）启动。 （A）自耦变压器降压（B）星形一三角形换接 （C）延边三角形（D）在转子电路中串联变阻器 3.中小容量异步电动机的过载保护一般采用（）。 （A）熔断器（B）磁力启动器 （C）热继电器（D）电压继电器 4.笼型异步电动机的延边三角形启动方法，是变更（）接法。（A）电源相序（B）电动机端子 （C）电动机定子绕组（D）电动机转子绕组 5.属双速异步电动机接线方法的是（）。 （A）YY/YY （B）YY/△ （C）YY/Y （D）△△/Y 6.异步电动机的反接制动是指改变（）。 （A）电源电压（B）电源电流 （C）电源相序（D）电源频率 7.异步电动机的能耗制动采用的设备是（）装置。 （A）电磁抱闸（B）直流电源 （C）开关与继电器（D）电阻器 8. 在电动机的连续运转控制中，其控制关键是。 ①自锁触点②互锁触点 ③复合按钮④机械联锁 9. 下列低压电器中可以实现过载保护的有。 ①热继电器②速度继电器 ③接触器④低压断路器⑤时间继电器 10. Y－△降压启动可使启动电流减少到直接启动时的。 ① 1/2 ② 1/3 1 ③ 1/4 ④3 11. 下列属于低压配电电器的是。 ①接触器②继电器 ③刀开关④时间继电器 12. 表示电路中各个电气元件连接关系和电气工作原理的图称为。 ①电路图②电气互联图 ③系统图④电气安装图 13. 交流接触器是利用配合动作的一种自动控制电器。 ①电动力与弹簧弹力②外施压力与弹簧弹力 ③电磁力与空气阻尼力④电磁力与弹簧弹力 14.对绕线型电动机而言，一般利用（）方法进行调速。 （A）改变电源频率（B）改变定子极对数 概述 电器与电气的区别 计划授课时间：2013.9.10 电器 泛指所有用电的器具，比如：电视机、电冰箱、风扇、电脑，从专业角度上来讲，主要指用于对电路进行接通、分断，对电路参数进行变换，以实现对电路或用电设备的控制、调节、切换、检测和保护等作用的电工装置、设备和元件。 按工作原理分类。 1）电磁式电器依据电磁感应原理来工作，如接触器、各种类型的电磁式继电器等。 2）非电量控制电器依靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、温度继电器等。 按动作原理分类 (1)手动电器用手或依靠机械力进行操作的电器，如手动开关、控制按钮、行程开关等主令电器。 (2)自动电器借助于电磁力或某个物理量的变化自动进行操作的电器，如接触器、各种类型的继电器、电磁阀等。 电气 电气就是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学，涵盖电能的转换、利用和研究三方面，包括基础理论，应用技术，设施设备等。 电气含义 电气是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造的/维持于改善限制空间空间和环境的一门科学，叫“电气”只要是以电能传输以及使用的途径只要有两种：一是直接的电的联系，每个电压等级内的所有用电设备，通过导线、断路器或者隔离开关等，均有电的直接联系。二是没有电的直接联系，而是通过气隙内的磁场进行能量交换（传输），比如说变压器的各绕组之间，就是通过气隙联系的。比如电机定子之间也都是通过气隙来联系的。 电气是指电气工程的弱电部分，只要研究信息的处理、变换；电子又可分为两块：电子电路和电子系统。电子电器（电子原件：制作电路板和电子设计的电子零部件，如二极管、三极管、硅类、LED灯。电子器件：有单个和多个电路板组成的一个电子功能器件），电子系统：由电子设备组成的一个系统即——弱电工程系统 电气之于电器，该怎么理解呢？电气/电气工程(EE)，其外延涵盖了微电子，光子学，以及微机应用技术。但似乎又与我们谈论的电气有所偏差。但，可以肯定一点，大家所认同的是，电器是具体的物体形象，电气是不可触摸的分类概念！电气包含电器。“电气”者,外文翻译之词也，盖西方工业之初，动力机械均由蒸汽轮机驱动，后来则有了电，故“电气”者，开始泛指工业动力者也，然现在也无蒸汽轮机了，故干脆以电气泛指电了。 电气：根据字面的含义，感觉就是不可触摸的东西而有些却是能看到摸不着的，上面提到的以前的蒸汽机驱动，还有以前的蒸汽机火车。 从字面上的意思我认为电气在汽车上所包括的：汽车空调系统、汽车气囊、以及汽车上的一些辅助设备，空气净化器等一些设备原件。还包括一些用空气来来连接的一些开关。 电气：电气是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学。电气设备指的是使用强电的设备，电子设备指的是使用弱电的设备。 电器：凡是根据外界特定的信号和要求，自动或手动接通或断开电路，继续或连续地改变电路参数，实现对电路的切换、控制、保护、检测及调节的电气设备均称为电器。 电器的范围要狭隘一些，而电气更为宽泛，与电有关的一切相关事物都可用电气表述，而电器一般是指保证用电设备与电网接通或关断的开关器件。电器侧重于个体，是元件和设备，而电气则涉及到整个系统或者系统集成。电气是广义词，指一种行业，一种专业，不具体指某种产品。电气也指一种技术，比如电气自动化专业，包括工厂电气（如变压器，供电线路）、建筑电气等；电器是实物词，指有具体的物质，比如电视机，空调等。 低压电器的作用与分类 控制电器按其工作电压的高低，以交流1200V、直流1500V为界，可划分为高压控制电器和低压控制电器两大类。 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.2 2 .0s 3．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.1 B.2 C.5 D.10 4．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()1 51 += 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T 1 = 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2 B.I 型系统，开环放大系数K 为2 C.I 型系统，开环放大系数K 为1 D.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 】 一．（本题满分10分） 请写出如图所示电路当开关闭合后系统的状态方程和输出方程。其中状态变量的设置如图所示，系统的输出变量为流经电感2L 的电流强度。 【解答】根据基尔霍夫定律得： 1113222332 1L x Rx x u L x Rx x Cx x x ++=?? +=??+=? 改写为1 13111 22 322 312 11111R x x x u L L L R x x x L L x x x C C ? =--+?? ?=-+???=-?? ，输出方程为2y x = 写成矩阵形式为 []11 111222 2 331231011000110010R L L x x L R x x u L L x x C C x y x x ??? --???????????????? ???????=-+???? ??????? ??????????????? ? ???-?????? ? ? ??? ?? ?=??? ?????? 二．（本题满分10分） 单输入单输出离散时间系统的差分方程为 (2)5(1)3()(1)2()y k y k y k r k r k ++++=++ 回答下列问题： （1）求系统的脉冲传递函数； （2）分析系统的稳定性； （3）取状态变量为1()()x k y k =，21()(1)()x k x k r k =+-，求系统的状态空间表达式； （4）分析系统的状态能观性。 【解答】 （1）在零初始条件下进行z 变换有： ()()253()2()z z Y z z R z ++=+ 系统的脉冲传递函数： 2()2 ()53 Y z z R z z z +=++ （2）系统的特征方程为 2()530D z z z =++= 特征根为1 4.3z =-，20.7z =-，11z >，所以离散系统不稳定。 （3）由1()()x k y k =，21()(1)()x k x k r k =+-，可以得到 21(1)(2)(1)(2)(1)x k x k r k y k r k +=+-+=+-+ 由已知得 (2)(1)2()5(1)3()y k r k r k y k y k +-+=-+-112()5(1)3()r k x k x k =-+- []212()5()()3()r k x k r k x k =-+-123()5()3()x k x k r k =--- 于是有： 212(1)3()5()3()x k x k x k r k +=--- 又因为 12(1)()()x k x k r k +=+ 所以状态空间表达式为 1、 交流和直流电磁铁的区别？ 直流电磁铁没有铁心消耗，瘦长型，吸合过程电流不变，磁通变大。 交流电磁铁有铁心消耗，矮胖型，吸合过程磁通不变，电流变小。 2、什么是吸力特性？什么是反力特性？吸力特性和反力特性如何配合？什么是返回系数？ 电磁机构的吸引线圈通电后，铁心吸引衔铁的电磁吸力与气隙的关系曲线称为吸力特性。 电磁机构使衔铁释放的力与气隙的关系曲线称为反力特性。 配合：（1）吸合过程中，吸力必须大于反力。（2）释放衔铁时，反力必须大于剩磁吸力。 复归值r χ与动作值o χ之比称为返回系数或恢复系数f χ。 3、影响接触电阻的因素？ （1）接触元件的材料。触头材料的电阻系数越大接触电阻越大，材料屈服点越小接触电阻越小。 （2）表面粗糙度。接触面越粗糙，越容易被污染和氧化，也越容易生成膜电阻，因而接触电阻也就越大。 （3）接触压力。接触面受压后总有弹性及塑性形变，使接触面积增大。 （4）接触形式。接触形式分为点接触、线接触和面接触。 4、桥式触点灭弧有什么好处？常用的典型灭弧装置？ 桥式触电灭弧的好处：一方面使电弧拉长，另一方面使电弧温度降低，有助于电弧熄灭。 常用的典型灭弧装置：简单灭弧、弧罩与纵缝灭弧装置、栅片灭弧装置、、固体产气灭弧装置、石英砂灭弧装置、磁吹灭弧装置、油吹灭弧装置、气吹灭弧装置、真空灭弧装置、无弧分断。 5 6、交流接收器有何用途？主要由哪几部分组成，各起什么作用？ 交流接触器用于频繁地接通或断开交流主电路，大容量控制电路等大电流电路的自动切换电器。具有远距离操作功能和失压(欠压)保护功能。 主要有电磁机构、主触头及灭弧罩、辅助触头、反力装置、支架和底座等几部分组成。 接触器的执行机构用来接通或者断开被控制电路，主触头接通或断开主电路，辅助触头接通或断开控制电路。接触器的判断部分为反力装置，它由释放弹簧和触点弹簧组成，支架和底座用于接触器的固定和安装，灭弧室起分断时熄灭电弧的作用。 7、什么是主令电器？常用的主令电器主要有哪几种？ 主令电器是一种机械操作的控制电器。它对各种电气系统发出控制指令，使继电器和接触器动作，控制电力拖动系统中电动机的起动、停车、制动以及调速。 常用的主令电器有：控制按钮、指示灯、行程开关、接近开关、转换开关、万能转换开现代控制理论基础考试题A卷及答案
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