1、自動控制原理復習資料一、選擇題1、如果系統輸入的信號大多具有突變性質時，應選用（A）作為實驗信號。A階躍函數 B斜坡函數C拋物線函數 D脈沖函數2、上升時間是指響應曲線從穩態值10%上升到（C）所需要的時間。A50% B60%C90% D100%3、等加速度函數指的是（C）。A階躍函數 B斜坡函數C拋物線函數 D脈沖函數4、（D）是單位階躍信號對時間的一階導數。A開環傳遞函數的極點B開環傳遞函數的零點C閉環傳遞函數的極點 D閉環傳遞函數的零點5、對于高階系統，系統的（D）決定了系統瞬態響應曲線的形狀。A零點 B極點C零點或極點 D零點和極點6、非線性元件的描述函數類似于線性元件的（D）。A幅值

2、特性 B幅頻特性C斜率特性 D頻率特性7、與負反饋系統的根軌跡方程相比，正反饋根軌跡的幅值條件（B），輻角條件（）。A相同，相同 B相同，不同C不同，相同 D不同，不同8、定值控制系統也叫（A）。A恒值控制系統 B隨動控制系統C復合控制系統 D伺服控制系統9、（B）反映系統響應的快速性。A峰值時間 B調節時間C延滯時間 D上升時間10、對于二階系統，調節時間只取決于特征根的（A）。A實部 B虛部C實部和虛部 D不能確定11、相平面圖的對稱性可以從（C）來判斷。A相軌跡 B相軌跡的頻率C相軌跡的斜率 D相軌跡的幅值12、信號流圖中不含有（B）A節點 B方框C支路 D增益13、某系統開環傳遞函數為

3、，則當輸入為時，系統的穩態誤差為（D）。A10 B0.1C2.5 D14、根軌跡的分支數等于特征方程的階次，即（C）。A開環零點數mB開環極點數nC開環零點數m和開環極點數n中的較大者D開環零點數m和開環極點數n中的較小者15、典型環節中，（A）的幅頻特性和相頻特性都是常量。A比例環節 B微分環節C慣性環節 D積分環節16、控制系統開環傳遞函數為，則該系統根軌跡有（B）條漸近線。A1 B2 C3 D4 17、系統中常見的非線性特性，當輸入為（B）時，其輸出一般為同周期的（B）。A正弦函數，余弦函數 B正弦函數，非正弦函數C余弦函數，正弦函數 D余弦函數，非正弦函數18、將連續信號通過采樣開關變

4、換成（C）的過程稱為采樣過程。A數字信號 B模擬信號C離散信號 D脈沖信號19、順饋校正也稱（C）。A串聯校正 B并聯校正C前饋校正 D有源校正20、關于相平面法，下面說法錯誤的是（B）。A相平面法只適用于一階、二階系統B相平面法僅適用于二階系統C相平面法可以分析穩定性D相平面法可以分析系統瞬態響應21、只有輸出支路沒有輸入支路的節點稱為（B）。A輸出節點B輸入節點C混合節點D前向通路22、對于標準二階系統，當系統處于欠阻尼情況時，系統的特征根為（B）。A一對純虛根 B一對共軛復根C一對重實根 D兩個不相等實根23、傳遞函數屬于（C）。A比例環節 B微分環節C慣性環節 D積分環節24、線性系統

5、的穩定性僅與系統（C）的分布有關。A開環傳遞函數的極點 B開環傳遞函數的零點C閉環傳遞函數的極點 D閉環傳遞函數的零點大工電機與拖動課程考試試卷（A） 第4頁 共18頁25、積分環節的傳遞函數為，其對數相頻特性為（B）。A BC D26、等加速度函數指的是( C )。A階躍函數 B斜坡函數C拋物線函數D脈沖函數27、采樣過程從物理意義上可以理解為（ D ）。A信號調制過程 B模數轉換過程C數模轉換過程D脈沖調制過程28、如果系統的開環傳遞函數在復平面的右半面既沒有極點，也沒有零點，則稱該傳遞函數為（A）。A最小相位傳遞函數 B積分環節傳遞函數C慣性環節傳遞函數 D微分環節傳遞函數29、反饋校正

6、也稱（B）。A串聯校正 B并聯校正C前饋校正 D有源校正30、單位階躍函數的變換為（C）。A BC D二、判斷題1、采用消元處理后能形象直觀地表明輸入信號以及各中間變量在系統的傳遞過程。（ ）A正確 B錯誤 2、任何復雜系統的結構圖都不外乎由串聯、并聯和反饋3種基本結構交織組成。（ ）A正確 B錯誤 3、在工程實際中機械動力系統可以近似為一階系統（ ）A正確 B錯誤 4、過阻尼系統反應遲鈍，動作緩慢，所以一般控制系統都不設計成過阻尼系統。（ ）A正確 B錯誤 5、閉環零點的分布決定了瞬態響應曲線的形狀及指標。（ ）A正確 B錯誤 6、在s平面上，凡能滿足幅值條件的點都是系統的特征根。（ ）A正

7、確 B錯誤 7、Z變換只能表征連續時間信號在采樣時刻上的信息。（ ）A正確 B錯誤 8、研究非線性系統的穩定性時，只需要明確給定系統的初始狀態即可。（）A正確 B錯誤 9、等傾斜線法是一種常用的繪制相平面圖的圖解法。（ ）A正確 B錯誤 10、極限環可以使系統性能變好。（ ）A正確 B錯誤 11、在離散系統中，一個采樣周期也稱為一拍。（ ）A正確 B錯誤12、相平面內的所有封閉曲線都是極限環。（ ）A正確 B錯誤13、負反饋可增強參數變化對系統性能的影響。（ ）A正確 B錯誤14、通常稱正反饋系統的根軌跡為180°根軌跡。（ ）A正確 B錯誤15、運動方程為二階微分方程的系統稱為二階

8、系統。（ ）A正確 B錯誤16、非線性系統只有一個平衡狀態。（ ）A正確 B錯誤17、傳遞函數是在初始條件為零時定義的。（ ）A正確 B錯誤18、拋物線函數可由對斜坡函數的微分而得到。（ ）A正確 B錯誤19、根軌跡與虛軸的交點坐標可以應用勞斯判據列表的方法確定。（ ）A正確 B錯誤20、反饋校正可以消除不可變部分的參數波動。（ ）A正確 B錯誤21、傳遞函數既能表示輸入與輸出的函數關系，又能反映中間變量。（ ）A正確 B錯誤 22、如果勞斯陣列表中第一列系數均為正數，則該系統是不穩定的。（ ）A正確 B錯誤 23、根軌跡與虛軸的交點坐標可以應用勞斯判據的方法確定。（ ）A正確 B錯誤 24、

9、從s域到z域的映射關系是由確定的。（ ）A正確 B錯誤 25、根軌跡是連續的，且以虛軸為對稱的曲線。（ ）A正確 B錯誤 26、一個系統或者一個部件，其結構圖是唯一的。（ ）A正確 B錯誤 27、開環極點是滿足開環傳遞函數分子等于零的點。（ ）A正確 B錯誤 28、如果勞斯表中代替為0的很小正數上下元素符號相同，表明特征方程具有一對虛根。（）A正確 B錯誤 29、當串聯環節之間無采樣開關時，系統的脈沖傳遞函數等于各環節傳遞函數之積的Z變換。（ ）A正確 B錯誤 30、采用演繹法時，能夠滿足觀測數據的系統模型有無窮多個。（ ）A正確 B錯誤 31、傳遞函數和微分方程一樣，都可以表征系統的動態特性

10、。（ ）A正確 B錯誤 32、對于一階系統，無論輸入何種信號，其輸出響應都不會振蕩。（ ）A正確 B錯誤 33、信號流圖可以經過等效變換求出輸出量與輸入量之間的傳遞函數。（ ）A正確 B錯誤 34、由于能量有限、飽和限制等，積分環節的輸出不會無限增加。（ ）A正確 B錯誤 35、線性系統的傳遞函數只取決于系統和部件的結構和參數，與外作用函數及初始條件無關。（ ）A正確 B錯誤 36、相平面法是一種圖解法，適用于分析任何具有嚴重非線性特性的系統。（ ）A正確 B錯誤 37、只有輸入支路的節點稱為輸出節點，它一般表示系統的輸出信號。（ ）A正確 B錯誤 38、在工程實際中機械動力系統可以近似為一階

11、系統。（ ）A正確 B錯誤 39、過阻尼系統反應遲鈍，動作緩慢，所以一般控制系統都不設計成過阻尼系統。（ ）A正確 B錯誤 40、Z變換只能表征連續時間信號在采樣時刻上的信息。（ ）A正確 B錯誤 41、同一個物理系統，可以用不同的數學模型來表達。（ ）A正確 B錯誤42、采用演繹法時，能夠滿足觀測數據的系統模型有無窮多個。（ ）A正確 B錯誤 43、比例環節不失真也不延滯，故又稱為放大環節。（ ）A正確 B錯誤44、控制系統在穩定的情況下，一般都存在一定的穩態誤差。（ ）A正確 B錯誤45、勞斯陣列表第一列有負數，說明系統是穩定的。（ ）A正確 B錯誤46、根軌跡是以實軸為對稱的，故根軌跡的

12、分離、會合點均位于實軸上。（ ）A正確 B錯誤47、相位差隨頻率變化的特性稱為相頻特性。（ ）A正確 B錯誤48、在正弦輸入信號作用下，線性定常系統的穩態輸出也是一個同頻率的正弦信號，所以幅值和相位不變。（ ）A正確 B錯誤49、前饋校正是在系統主反饋回路之外采用的校正方式。（ ）A正確 B錯誤50、保持器的外推作用表現為過去時刻的輸出信號是當前時刻離散信號的外推。（ ）A正確 B錯誤答案：1 B 2 A 3 B 4 A 5 B 6 B 7 A 8 B 9 A 10 B 11 A 12 B 13 B 14 B 15 A 16 B 17 A 18 B 19 A 20 A 21 B 22 B 23

13、 A 24 A 25 B26 B 27 2B 8 A 29 A 30 B31 A 32 B 33 A 34 A 35 A 36 B 37 A 38 B 39 A 40 A 41 A 42 B 43 A 44 A 45 B 46 B 47 A 48 B 49 A 50 B 三、簡答題1、 最小相位系統的定義是什么？答：如果系統開環傳遞函數在復平面s的右半面既沒有極點，也沒有零點，則稱該傳遞函數為最小相位傳遞函數，具有最小相位傳遞函數的系統稱為最小相位系統。2、控制系統的穩定裕量用什么衡量？答：幅值裕量和相角裕量3、模數轉換器的定義是什么？答：將連續信號經過采樣并變換成離散的數字信號的轉換環節稱為

14、模數轉換器。4、簡述Shannon定理的主要內容。答：如果對一個具有有限頻譜的連續信號進行采樣，當采樣角頻率或采樣頻率時，則由采樣得到的離散信號能夠無失真地恢復到原來的連續信號。5、閉環頻域性能指標有哪幾種？答：諧振峰值、諧振頻率和帶寬頻率。6、對數頻率特性曲線由哪兩部分組成？答：對數幅頻特性和對數相頻特性。7、針對開環頻率特性所提出的指標有哪幾種？答：剪切頻率、相角裕度和幅值裕度。8、試概述非線性系統在工程上常用的三種分析方法。答：相平面法、描述函數法和逆系統法。9、針對閉環幅頻特性所提出的指標有哪幾種？答：閉環諧振峰值、諧振角頻率和帶寬頻率。10、應用勞斯判據可以判別系統的哪幾部分性能？答

15、：系統的相對穩定性、系統的絕對穩定性、求解系統穩定的臨界參數、分析系統參數對穩定性的影響。四、計算題1、某單位負反饋系統的開環傳遞函數為試用勞斯判據判別系統的穩定性。解： 系統的閉環傳遞函數為： 4分因此，系統的特征方程為：列寫勞斯陣列表如下： 第一列系數都是正數，故系統是穩定的。 2、某負反饋控制系統開環傳遞函數為。試確定使閉環系統穩定的T值范圍。解：閉環特征方程： 由第1列元素符號大于0，得使閉環系統穩定的T值范圍：0<T<4 。3、下列兩串聯環節和之間無采樣開關，試求串聯環節等效的脈沖傳遞函數。 解：串聯系統的脈沖傳遞函數為 根據線性定理我們可知 4、設單位反饋控制系統的開環

16、傳遞函數為。已知系統的誤差響應為 ，試求系統的阻尼比、自然振蕩頻率。解：閉環特征方程為 由已知誤差響應看出，輸入必為，且系統為過阻尼二階系統。故 系統時間常數為 , 令 得 ， 將代入上式得 ， 5、已知最小相位系統Bode圖的幅頻特性如下圖所示，試求當時，系統的開環傳遞函數。解：由圖可知，起始斜率為零，因此系統開環傳遞函數中應不含積分環節；應為兩個慣性環節的轉折頻率。由此可寫出系統的開環傳遞函數為 （1） 其中開環增益由圖幅頻特性低頻起始斜率為零求得： , 再將，代入（1）式，得到系統的開環傳遞函數為： 6、設單位負反饋控制系統的開環傳遞函數為，試求系統階躍響應性能指標、和。解：系統開環傳遞

17、函數為 由上式可以得到： 則可以求得： 7、按步驟化簡如下圖所示系統結構圖，并求傳遞函數。解：步驟1：首先將前面的綜合點后移，后面引出點前移得到如下圖所示結構。 步驟2：再將以及組成的小回路實行反饋變換，得到如下結構圖。 再將上圖實行串聯及反饋變換，得到總的傳遞函數為 8、如下圖（a）所示系統的單位階躍響應如圖(b)所示。試確定系統參數K和。（計算結果保留到小數點后1位。） (a) (b)解：系統傳函：由圖知：百分比超調量峰值時間因此：，。所以，9、已知單位負反饋控制系統的開環傳遞函數為，若要求閉環極點的實部均小于，試確定的取值范圍。Ph148解：系統的閉環特征方程為： 由題意可令，即將代入閉

18、環特征方程，有 整理得： 列勞斯表如下： 1 2 5 0 則使系統穩定的的取值范圍為：， 解得 10、某最小相位系統的開環對數幅頻特性如圖所示。（1）寫出系統開環傳遞函數；（2）試求系統的相位裕度，并判斷系統的穩定性。解：（1）設開環傳遞函數為： 由系統的開環對數幅頻特性曲線可知，兩個轉角頻率分別為 由，求得K=10。 所以： （2）由，得 所以， 系統是穩定的，但裕度很小。 11. 二階離散系統如下圖所示。試求使系統穩定的最大K值。設采樣周期T=0.5s。 解:開環脈沖傳遞函數 閉環特征方程為 對上式進行W變換，簡化后得 由勞斯判據知，若使系統穩定，則要求 所以，系統穩定。 五、綜合題1、設單位負反饋系統的開環傳遞函數為，若要求系統截止頻率，試求相應的值及相角裕度。解：由題意可列： 其幅頻特性與相頻特性為： 令，有 于是相角裕度 由代入以上式子得到： ， 2、已知最小相位系統Bode圖的漸近幅頻特性如下圖所示，試計算該系統在作用下的穩定誤差和相角裕度。解：由題圖可確定系統開環傳遞函數： 其中滿足方程 即，系統開環傳遞函數為： 由系統開環傳遞函數可以看出系統為型，且開環增益。則當作用下系統的穩態誤差為： 由題意我們可得剪切頻率滿足方程 則相角裕度為 3、已知單位負反饋系統的開環傳遞函數為，試求：（1） 使系統幅值裕度