第10頁共18頁自動控制原理（一）復(fù)習(xí)題一.單項選擇題1、采用負(fù)反饋形式連接后，則()A、一定能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定；B、系統(tǒng)動態(tài)性能一定會提高；C、一定能使干擾引起的誤差逐漸減小，最后完全消除；D、需要調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，才能改善系統(tǒng)性能。2、下列哪種措施對提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有效果()。A、增加開環(huán)極點；B、在積分環(huán)節(jié)外加單位負(fù)反饋；C、增加開環(huán)零點；D、引入串聯(lián)超前校正裝置。3、系統(tǒng)特征方程為，則系統(tǒng)()A、穩(wěn)定；B、單位階躍響應(yīng)曲線為單調(diào)指數(shù)上升；C、臨界穩(wěn)定；D、右半平面閉環(huán)極點數(shù)。4、系統(tǒng)在作用下的穩(wěn)態(tài)誤差，說明()A、型別；B、系統(tǒng)不穩(wěn)定；C、輸入幅值過大；D、閉環(huán)傳遞函數(shù)中有一個積分環(huán)節(jié)。5、對于以下情況應(yīng)繪制0°根軌跡的是()A、主反饋口符號為“-”；B、除外的其他參數(shù)變化時；C、非單位反饋系統(tǒng)；D、根軌跡方程（標(biāo)準(zhǔn)形式）為。6、開環(huán)頻域性能指標(biāo)中的相角裕度對應(yīng)時域性能指標(biāo)()。A、超調(diào)B、穩(wěn)態(tài)誤差C、調(diào)整時間D、峰值時間7、進(jìn)行串聯(lián)滯后校正后，校正前的穿越頻率與校正后的穿越頻率的關(guān)系，通常是()A.B.C.D.與無關(guān)8、若某最小相位系統(tǒng)的相角裕度，則下列說法正確的是()。A、不穩(wěn)定；B、只有當(dāng)幅值裕度時才穩(wěn)定；C、穩(wěn)定；D、不能判用相角裕度判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。9、若某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為，則該校正裝置屬于()。A、超前校正B、滯后校正C、滯后-超前校正D、不能判斷10、下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能在處提供最大相位超前角的是：A、B、C、D、11、反饋控制系統(tǒng)又稱為（）A、開環(huán)控制系統(tǒng)

B、閉環(huán)控制系統(tǒng)B、擾動順饋補(bǔ)償系統(tǒng)

D、輸入順饋補(bǔ)償系統(tǒng)12、位置隨動系統(tǒng)的主反饋環(huán)節(jié)通常是（

）

A、電壓負(fù)反饋

B、電流負(fù)反饋C、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋

D、位置負(fù)反饋13、如果典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為減幅振蕩(又稱阻尼振蕩)，則其阻尼比（）A、ξ<0

B、ξ=0C、0<ξ<1

D、14、G(s)=

1/[(S+1)(S+2)(S+3)(S+4)]環(huán)節(jié)的對數(shù)相頻特性的高頻漸近線斜率為（）A、

-20dB

B、-40dBC、-60dB

D、

-80dB15、某自控系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=1/[(S+1)(S+2)]

，則此系統(tǒng)為（）A、穩(wěn)定系統(tǒng)

B、不穩(wěn)定系統(tǒng)C、穩(wěn)定邊界系統(tǒng)

D、條件穩(wěn)定系統(tǒng)16、若一系統(tǒng)的特征方程式為(s+1)2(s－2)2+3＝0，則此系統(tǒng)是（）A、穩(wěn)定的B、臨界穩(wěn)定的C、不穩(wěn)定的 D、條件穩(wěn)定的17、下列性能指標(biāo)中的(

)為系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)指標(biāo)。A、σP

B、ts

C、N

D、ess18、下列系統(tǒng)中屬于開環(huán)控制的為：(

)A、自動跟蹤雷達(dá)

B、數(shù)控加工中心C、普通車床

D、家用空調(diào)器19、RLC串聯(lián)電路構(gòu)成的系統(tǒng)應(yīng)為(

)環(huán)節(jié)。A、比例

B、.慣性

C.、積分

D、振蕩20、輸出信號與輸入信號的相位差隨頻率變化的關(guān)系是()。A、幅頻特性

B、相頻特性C、傳遞函數(shù)

D、頻率響應(yīng)函數(shù)21.實驗中可以從()獲取頻率特性。A.穩(wěn)定的線性和非線性系統(tǒng)B.不穩(wěn)定的線性和非線性系統(tǒng)C.不穩(wěn)定的線性系統(tǒng)D.穩(wěn)定的線性系統(tǒng)22.傳遞函數(shù)的概念適用于（）系統(tǒng)。A．線性、非線性B.線性非時變C．非線性定常D.線性定常23．系統(tǒng)的動態(tài)性能包括（）。A．穩(wěn)定性、平穩(wěn)性B.平穩(wěn)性、快速性C．快速性、穩(wěn)定性D.穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性24．確定系統(tǒng)根軌跡的充要條件是（）。A．根軌跡的模方程B.根軌跡的相方程C．根軌跡增益D.根軌跡方程的階次25．正弦信號作用于線性系統(tǒng)所產(chǎn)生的頻率響應(yīng)是（）。A．輸出響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)分量B.輸出響應(yīng)的暫態(tài)分量C．輸出響應(yīng)的零輸入分量D.輸出響應(yīng)的零狀態(tài)分量26．系統(tǒng)的傳遞函數(shù)完全決定于系統(tǒng)的()。A．輸入信號B.輸出信號C.結(jié)構(gòu)和參數(shù)D.擾動信號27．控制系統(tǒng)的相位穩(wěn)定裕量反咉了系統(tǒng)的()。A．穩(wěn)定性B.穩(wěn)態(tài)性能C.快速性D.動態(tài)性能28．一般來說，系統(tǒng)增加積分環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性將（）。A．變好B.變壞C.不變D.可能變好也可能變壞29．系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性L(ω)中頻段主要參數(shù)的大小對系統(tǒng)的（）性能無影響。A.動態(tài)B.穩(wěn)態(tài)C.相對穩(wěn)定性D.響應(yīng)的快速性30．反饋控制系統(tǒng)又稱為（）

A．開環(huán)控制系統(tǒng)B．閉環(huán)控制系統(tǒng)

C．?dāng)_動順饋補(bǔ)償系統(tǒng)D．輸入順饋補(bǔ)償系統(tǒng)二.多項選擇題31、自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型包括（）A． 微分方程 B．傳遞函數(shù)C．頻率特性 D．結(jié)構(gòu)圖32、閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出（）A、參與系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)B、不參與系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)C、到輸入有反饋通路D、到輸入無反饋通路33、在開環(huán)傳遞函數(shù)中，適當(dāng)增加一個開環(huán)零點，會引起（）A、根軌跡左移，改善系統(tǒng)動態(tài)性能B、根軌跡左移，改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能C、根軌跡右移，改善系統(tǒng)動態(tài)性能D、系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速性得到改善34、狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的求法及表達(dá)式有（）A、矩陣指數(shù)法B、拉氏變換法C、D、35、已知開環(huán)幅頻特性如圖所示，則下圖中穩(wěn)定的系統(tǒng)是()ω=0ω=0-1ω=∞v=1p=0j[GH]-1-1ω=0ω=∞v=2p=0j[GH]ω=0-1ω=∞v=0p=1j[GH]系統(tǒng)=1\*GB3ω=0-1ω=∞v=0p=1j[GH]-1-1ω=∞v=3p=0j[GH]系統(tǒng)=3\*GB3③系統(tǒng)=4\*GB3④A、系統(tǒng)=1\*GB3①B、系統(tǒng)=2\*GB3②C、系統(tǒng)=3\*GB3③D、系統(tǒng)=4\*GB3④36、閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出（）A、參與系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)B、不參與系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)C、到輸入有反饋通路D、到輸入無反饋通路37、下列系統(tǒng)中屬于閉環(huán)環(huán)控制的為(

)A.自動跟蹤雷達(dá)

B.數(shù)控加工機(jī)床C.恒溫電爐箱

D.普通電風(fēng)扇38、對于下面的描述是正確的為（）A、拉普拉斯變換的位移定理為L[f(t-τ0)=e-sF(τ0+S)B、在任意線性形式下L[af1(t)+bf2(t)]=aF1(s)+bF2(s)C、原函數(shù)為.則象函數(shù)F（S）=D、勞斯判拒判斷系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是特斯方程各項系數(shù)大于零39、開環(huán)傳遞函數(shù)為，，其相位裕量過小，欲增大相位裕量，可采取的措施有（）A、減小KB、增大KC、減小D、減小40、控制系統(tǒng)常用的校正方法有（）A．串聯(lián)校正 B．反饋校正C．狀態(tài)反饋 D．并聯(lián)校正41、用狀態(tài)變量描述同一系統(tǒng)時（）A．狀態(tài)變量選擇唯一 ，狀態(tài)空間表達(dá)式也唯一B．狀態(tài)變量選擇非唯一 ，狀態(tài)空間表達(dá)式非唯一C．狀態(tài)空間表達(dá)式可以不同，但特征方程式是相同的D．狀態(tài)空間表達(dá)式可以不同，特征方程式也可以不同的42、下圖是溫度自動控制系統(tǒng)原理示意圖。對該系統(tǒng)以下正確的是（）電壓電壓放大器功率放大器Eru+_+_爐子熱電偶電熱絲給定信號電動機(jī)減速器調(diào)壓器220+_A、該系統(tǒng)是閉環(huán)系統(tǒng)B、被控量是電阻絲C、該系統(tǒng)采用偏差控制D、系統(tǒng)是穩(wěn)定的43、關(guān)于系統(tǒng)的輸出誤差，以下正確的是（）A、和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)B、和輸入信號的形式和大小有關(guān)C、擾動引起的輸出是誤差D、和輸入作用于系統(tǒng)的位置有關(guān)44、對于下面的描述是正確的為（）A、系統(tǒng)的特征方程為則該系統(tǒng)穩(wěn)定B、單位負(fù)反饋系統(tǒng)中當(dāng)時C、系統(tǒng)輸出的振幅與輸入振幅之比稱為幅頻特性D、頻率特性只對系統(tǒng)適用，對控制元件，部件，控制裝置不適用45、已知開環(huán)幅頻特性如圖所示，則下圖中穩(wěn)定的系統(tǒng)是()0)(L系統(tǒng)①系統(tǒng)②-1ω-1ω=∞v=3p=0+j+1ω=0-1ω=∞v=0p=1+j+1系統(tǒng)③系統(tǒng)=4\*GB3④A、系統(tǒng)①B、系統(tǒng)②C、系統(tǒng)③D、系統(tǒng)=4\*GB3④46、在開環(huán)傳遞函數(shù)中，適當(dāng)增加一個開環(huán)零點，會引起（）A、根軌跡左移，改善系統(tǒng)動態(tài)性能B、根軌跡左移，改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能C、根軌跡右移，改善系統(tǒng)動態(tài)性能D、系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速性得到改善三.名詞解釋47、傳遞函數(shù)：傳遞函數(shù)是指在零初始條件下，系統(tǒng)輸出量的拉式變換與系統(tǒng)輸入量的拉式變換之比。48、系統(tǒng)校正：為了使系統(tǒng)達(dá)到我們的要求，給系統(tǒng)加入特定的環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)達(dá)到我們的要求，這個過程叫系統(tǒng)校正。49、主導(dǎo)極點：如果系統(tǒng)閉環(huán)極點中有一個極點或一對復(fù)數(shù)極點據(jù)虛軸最近且附近沒有其他閉環(huán)零點，則它在響應(yīng)中起主導(dǎo)作用稱為主導(dǎo)極點。50、香農(nóng)定理：要求離散頻譜各分量不出現(xiàn)重疊,即要求采樣角頻率滿足如下關(guān)系：ωs≥2ωmax。51、狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣：，描述系統(tǒng)從某一初始時刻向任一時刻的轉(zhuǎn)移。52、峰值時間：系統(tǒng)輸出超過穩(wěn)態(tài)值達(dá)到第一個峰值所需的時間為峰值時間。53、動態(tài)結(jié)構(gòu)圖：把系統(tǒng)中所有環(huán)節(jié)或元件的傳遞函數(shù)填在系統(tǒng)原理方塊圖的方塊中，并把相應(yīng)的輸入、輸出信號分別以拉氏變換來表示，從而得到的傳遞函數(shù)方塊圖就稱為動態(tài)結(jié)構(gòu)圖。54、根軌跡的漸近線：當(dāng)開環(huán)極點數(shù)n大于開環(huán)零點數(shù)m時，系統(tǒng)有n-m條根軌跡終止于S平面的無窮遠(yuǎn)處，且它們交于實軸上的一點，這n-m條根軌跡變化趨向的直線叫做根軌跡的漸近線。55、脈沖傳遞函數(shù)：零初始條件下，輸出離散時間信號的z變換與輸入離散信號的z變換之比，即。56、Nyquist判據(jù)（或奈氏判據(jù)）：當(dāng)ω由-∞變化到+∞時，Nyquist曲線（極坐標(biāo)圖）逆時針包圍（-1，j0）點的圈數(shù)N，等于系統(tǒng)G(s)H(s)位于s右半平面的極點數(shù)P，即N=P，則閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定；否則（N≠P）閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定，且閉環(huán)系統(tǒng)位于s右半平面的極點數(shù)Z為：Z=∣P-N∣57、程序控制系統(tǒng):輸入信號是一個已知的函數(shù)，系統(tǒng)的控制過程按預(yù)定的程序進(jìn)行，要求被控量能迅速準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)輸入，這樣的自動控制系統(tǒng)稱為程序控制系統(tǒng)。58、穩(wěn)態(tài)誤差：對單位負(fù)反饋系統(tǒng)，當(dāng)時間t趨于無窮大時，系統(tǒng)對輸入信號響應(yīng)的實際值與期望值（即輸入量）之差的極限值，稱為穩(wěn)態(tài)誤差，它反映系統(tǒng)復(fù)現(xiàn)輸入信號的（穩(wěn)態(tài)）精度。59、尼柯爾斯圖（Nichocls圖）：將對數(shù)幅頻特性和對數(shù)相頻特性畫在一個圖上，即以（度）為線性分度的橫軸，以l(ω)=20lgA(ω)（db）為線性分度的縱軸，以ω為參變量繪制的φ(ω)曲線，稱為對數(shù)幅相頻率特性，或稱作尼柯爾斯圖（Nichols圖）60、零階保持器：零階保持器是將離散信號恢復(fù)到相應(yīng)的連續(xù)信號的環(huán)節(jié)，它把采樣時刻的采樣值恒定不變地保持（或外推）到下一采樣時刻。61、狀態(tài)反饋設(shè)系統(tǒng)方程為，若對狀態(tài)方程的輸入量取，則稱狀態(tài)反饋控制。四.簡答題62、常見的建立數(shù)學(xué)模型的方法有哪幾種？各有什么特點？有以下三種：(1)機(jī)理分析法：機(jī)理明確，應(yīng)用面廣，但需要對象特性清晰,(2)實驗測試法：不需要對象特性清晰，只要有輸入輸出數(shù)據(jù)即可，但適用面受限,(3)以上兩種方法的結(jié)合:通常是機(jī)理分析確定結(jié)構(gòu)，實驗測試法確定參數(shù)，發(fā)揮了各自的優(yōu)點，克服了相應(yīng)的缺點63、PD屬于什么性質(zhì)的校正？它具有什么特點？超前校正。可以提高系統(tǒng)的快速性，改善穩(wěn)定性64、幅值裕度，相位裕度各是如何定義的？,65、典型的非線性特性有哪些？飽和特性、回環(huán)特性、死區(qū)特性、繼電器特性66、舉例說明什么是閉環(huán)系統(tǒng)？它具有什么特點？既有前項通道，又有反饋通道，輸出信號對輸入信號有影響，存在系統(tǒng)穩(wěn)定性問題。67.簡要畫出二階系統(tǒng)特征根的位置與單位階躍響應(yīng)曲線之間的關(guān)系。單調(diào)發(fā)散單調(diào)收斂振蕩發(fā)散等幅振蕩振蕩收斂單調(diào)發(fā)散單調(diào)收斂振蕩發(fā)散等幅振蕩振蕩收斂68、減小系統(tǒng)在給定信號或擾動信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差的方法主要有那些？=1\*GB3①、保證系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)（或元件）的參數(shù)具有一定的精度及線性性；=2\*GB3②、適當(dāng)增加開環(huán)增益或增大擾動作用前系統(tǒng)前向通道的增益；=3\*GB3③、適當(dāng)增加系統(tǒng)前向通道中積分環(huán)節(jié)的數(shù)目；=4\*GB3④、采用前饋控制（或復(fù)合控制）。69、連續(xù)控制系統(tǒng)或離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是什么？連續(xù)控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是閉環(huán)極點都位于S平面左側(cè)；離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件系統(tǒng)的特性方程的根都在Z平面上以原點為圓心的單位圓內(nèi)。70、非線性系統(tǒng)和線性系統(tǒng)相比，有哪些特點?非線性系統(tǒng)的輸入和輸出之間不存在比例關(guān)系，也不適用疊加定理；非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性不僅與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)，而且也與它的初始信號的大小有關(guān)；非線性系統(tǒng)常常會產(chǎn)生自振蕩。71、自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有哪些?自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有微分方程、傳遞函數(shù)、頻率特性、結(jié)構(gòu)圖。72、定值控制系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)各有什么特點？定值控制系統(tǒng)為給定值恒定，反饋信號和給定信號比較后控制輸出信號；伺服控制系統(tǒng)為輸入信號是時刻變化的，輸入信號的變化以適應(yīng)輸出信號的變化。73、從元件的功能分類，控制元件主要包括哪些類型的元件？控制元件主要包括放大元件、執(zhí)行元件、測量元件、補(bǔ)償元件。74、對于最小相位系統(tǒng)而言，若采用頻率特性法實現(xiàn)控制系統(tǒng)的動靜態(tài)校正，靜態(tài)校正的理論依據(jù)是什么？動校正的理論依據(jù)是什么？靜態(tài)校正的理論依據(jù)：通過改變低頻特性，提高系統(tǒng)型別和開換增益，以達(dá)到滿足系統(tǒng)靜態(tài)性能指標(biāo)要求的目的。動校正的理論依據(jù)：通過改變中頻段特性，使穿越頻率和相角裕量足夠大，以達(dá)到滿足系統(tǒng)動態(tài)性能要求的目的。75、在經(jīng)典控制理論中用來分析系統(tǒng)性能的常用工程方法有那些？分析內(nèi)容有那些？常用的工程方法：時域分析法、根軌跡法、頻率特性法；分析內(nèi)容：瞬態(tài)性能、穩(wěn)態(tài)性能、穩(wěn)定性。76、用狀態(tài)空間分析法和用傳遞函數(shù)描述系統(tǒng)有何不同？傳遞函數(shù)用于單變量的線性定常系統(tǒng)，屬于輸入、輸出的外部描述，著重于頻域分析；狀態(tài)空間法可描述多變量、非線性、時變系統(tǒng)，屬于內(nèi)部描述，使用時域分析。五.計算題77、試建立下圖所示電路的動態(tài)微分方程，并求傳遞函數(shù)。解：（1）、建立電路的動態(tài)微分方程根據(jù)KCL有：即：（2）、求傳遞函數(shù)對微分方程進(jìn)行拉氏變換得得傳遞函數(shù)：78、某單位負(fù)反饋系統(tǒng)，其開環(huán)傳遞函數(shù)的零極點分布如下圖所示。如果開環(huán)增益為，則求閉環(huán)系統(tǒng)的阻尼比；如果希望系統(tǒng)工作在欠阻尼狀態(tài)，求開環(huán)增益的變化范圍。解：根據(jù)上圖可以寫出系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為：因此系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：因此系統(tǒng)的參數(shù)可由下式計算：若系統(tǒng)工作在欠阻尼狀態(tài)，從根軌跡圖上來看，系統(tǒng)應(yīng)該工作在分離點之后，從上圖可得分離點,，或者由：代入因此開環(huán)增益的變化范圍為79、已知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，繪制開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線（Bode圖）。轉(zhuǎn)折頻率低頻漸近線：斜率為-40dB/dec，延長線過（1，20lg40）點，斜率為-60dB/dec，斜率為-40dB/dec相頻特性：低頻漸近線為：高頻漸近線為：80、采樣系統(tǒng)如下圖所示，采樣周期T=0.1s。要使系統(tǒng)穩(wěn)定，K的取值范圍為多少？--r(t)c(t)T解:（1）系統(tǒng)的開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為：系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為：（2）列勞斯表為:w20.632K2.736-0.632Kw11.2640w02.736-0.632K0由勞斯表可知,K>0,2.736-0.632K>0即81、如圖所示的單位反饋隨動系統(tǒng)。K=16，T=0.25，試求=1\*GB3①使系統(tǒng)阻尼比時的τ值。=2\*GB3②當(dāng)輸入u(t)=1時，求系統(tǒng)輸出y(t)的超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間。=3\*GB3③當(dāng)輸入u(t)=2+2t+2t2時，求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。解：（1），（2）（3）82、已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，=1\*GB3①繪制系統(tǒng)的根軌跡。=2\*GB3②K處在什么范圍，會導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定？解：（1）、開環(huán)極點a、b、實軸上根軌跡為[－∞，0]段c、漸近線d、與虛軸交點，解出e、出