自動(dòng)控制原理復(fù)習(xí)題

1、.一、選擇題1. 二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，則該系統(tǒng)是（B ）A.臨界阻尼系統(tǒng) B.欠阻尼系統(tǒng) C.過(guò)阻尼系統(tǒng) D.零阻尼系統(tǒng)2.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為，則此系統(tǒng) （ A ）A.穩(wěn)定 B.臨界穩(wěn)定 C.不穩(wěn)定 D.穩(wěn)定性不確定。3.某單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：，當(dāng)k=（ C）時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)臨界穩(wěn)定。A.10 B.20 C.30 D.404.穩(wěn)態(tài)誤差ess與誤差信號(hào)E(s)的函數(shù)關(guān)系為（ B）A. B. C. D.5. 系統(tǒng)已給出，確定輸入，使輸出盡可能符合給定的最佳要求，稱為（ A ）A.最優(yōu)控制 B.系統(tǒng)辨識(shí) C.系統(tǒng)分析 D.最優(yōu)設(shè)計(jì)6. 與開環(huán)控制系統(tǒng)相比較，閉環(huán)控制系統(tǒng)通常對(duì)（ B）進(jìn)行直接或

2、間接地測(cè)量，通過(guò)反饋環(huán)節(jié)去影響控制信號(hào)。A.輸出量 B.輸入量 C.擾動(dòng)量 D.設(shè)定量7. 在系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)的時(shí)域響應(yīng)中，其調(diào)整時(shí)間的長(zhǎng)短是與（ D）指標(biāo)密切相關(guān)。A.允許的峰值時(shí)間 B.允許的超調(diào)量 C.允許的上升時(shí)間 D.允許的穩(wěn)態(tài)誤差8. 某典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是，則該環(huán)節(jié)是（ C ）A.比例環(huán)節(jié) B.積分環(huán)節(jié) C.慣性環(huán)節(jié) D.微分環(huán)節(jié)9. 引出點(diǎn)前移越過(guò)一個(gè)方塊圖單元時(shí)，應(yīng)在引出線支路上（C ）A.并聯(lián)越過(guò)的方塊圖單元 B.并聯(lián)越過(guò)的方塊圖單元的倒數(shù) C.串聯(lián)越過(guò)的方塊圖單元 D.串聯(lián)越過(guò)的方塊圖單元的倒數(shù)10.時(shí)域分析的性能指標(biāo)，哪個(gè)指標(biāo)是反映相對(duì)穩(wěn)定性的（ D ）A.上升時(shí)間 B.

3、峰值時(shí)間 C.調(diào)整時(shí)間 D.最大超調(diào)量11.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為，則此系統(tǒng)中包含正實(shí)部特征的個(gè)數(shù)為（D ）A.0 B.1 C.2 D.312. 如果被調(diào)量隨著給定量的變化而變化，這種控制系統(tǒng)叫（B ）A.恒值調(diào)節(jié)系統(tǒng) B.隨動(dòng)系統(tǒng) C.連續(xù)控制系統(tǒng) D.數(shù)字控制系統(tǒng)13. 與開環(huán)控制系統(tǒng)相比較，閉環(huán)控制系統(tǒng)通常對(duì)（ B ）進(jìn)行直接或間接地測(cè)量，通過(guò)反饋環(huán)節(jié)去影響控制信號(hào)。A.輸出量 B.輸入量 C.擾動(dòng)量 D.設(shè)定量14. 直接對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行操作的元件稱為（ D）A.給定元件 B.放大元件 C.元件 D.執(zhí)行元件15. 某典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是，則該環(huán)節(jié)是（ C）A.比例環(huán)節(jié) B.慣性環(huán)節(jié) C.積

4、分環(huán)節(jié) D.微分環(huán)節(jié)16. 已知系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)是，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是（ A ）A. B. C. D. 17. 已知二階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)曲線呈現(xiàn)出等幅振蕩，則其阻尼比可能為（C ）A.0.6 B.0.707 C.0 D.118.若系統(tǒng)的傳遞函數(shù)在右半S平面上沒(méi)有零點(diǎn)和極點(diǎn)，則該系統(tǒng)稱作（ B）A.非最小相位系統(tǒng) B.最小相位系統(tǒng) C.不穩(wěn)定系統(tǒng) D.振蕩系統(tǒng)19.某系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：，當(dāng)k=（C ）時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)臨界穩(wěn)定。A.2 B.4 C.6 D.820.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，其系統(tǒng)的增益和型次為 （ B ）A.5，2 B.5/4，2 C.5，4 D.5/4，421. 開環(huán)控制系統(tǒng)的的特征

5、是沒(méi)有（ C ）A.執(zhí)行環(huán)節(jié) B.給定環(huán)節(jié) C.反饋環(huán)節(jié) D.放大環(huán)節(jié)22. 主要用來(lái)產(chǎn)生偏差的元件稱為（ A）A.比較元件 B.給定元件 C.反饋元件 D.放大元件23. 某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是，則該可看成由（ C ）環(huán)節(jié)串聯(lián)而成。A.比例、延時(shí) B.慣性、導(dǎo)前 C.慣性、延時(shí) D.慣性、比例24 .設(shè)一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是，且容許誤差為2%，則其調(diào)整時(shí)間為（ C ）A.1 B.1.5 C.2 D.325. 若保持二階系統(tǒng)的不變，提高n，則可以（B ）A.提高上升時(shí)間和峰值時(shí)間 B.減少上升時(shí)間和峰值時(shí)間C.提高上升時(shí)間和調(diào)整時(shí)間 D.減少上升時(shí)間和超調(diào)量26.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為，則此系統(tǒng)中包含正

6、實(shí)部特征的個(gè)數(shù)有（ C ）A.0 B.1 C.2 D.327.根據(jù)系統(tǒng)的特征方程，可以判斷系統(tǒng)為（ B）A.穩(wěn)定 B.不穩(wěn)定 C.臨界穩(wěn)定 D.穩(wěn)定性不確定28.某反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：，當(dāng)（ B ）時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。A. B. C. D.任意T1和t229. 隨動(dòng)系統(tǒng)對(duì)（A ）要求較高。A.快速性 B.穩(wěn)定性 C.準(zhǔn)確性 D.振蕩次數(shù)30.“現(xiàn)代控制理論”的主要內(nèi)容是以（ B ）為基礎(chǔ)，研究多輸入、多輸出等控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)問(wèn)題。A.傳遞函數(shù)模型 B.狀態(tài)空間模型 C.復(fù)變函數(shù)模型 D.線性空間模型31. 主要用于穩(wěn)定控制系統(tǒng)，提高性能的元件稱為（ D ）A.比較元件 B.給定元件 C

7、.反饋元件 D.校正元件32. 某環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是，則該環(huán)節(jié)可看成由（B ）環(huán)節(jié)串聯(lián)而組成。A.比例、積分、滯后 B.比例、慣性、微分 C.比例、微分、滯后 D.比例、積分、微分33. 已知系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)函數(shù)是，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是（ B ）A. B. C. D. 34. 若二階系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)，則說(shuō)明（ B ）；若二階系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間短，則說(shuō)明（A ）。A.系統(tǒng)響應(yīng)快 B.系統(tǒng)響應(yīng)慢 C.系統(tǒng)的穩(wěn)定性差 D.系統(tǒng)的精度差36.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，其阻尼比是（ C ）A.0.5 B.1 C.2 D.437.系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條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

8、分 C.實(shí)軸上 D.虛軸上38.一閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)為（ C ）A.0型系統(tǒng)，開環(huán)放大系數(shù)K為2 B.I型系統(tǒng)，開環(huán)放大系數(shù)K為2C.I型系統(tǒng)，開環(huán)放大系數(shù)K為1 D.0型系統(tǒng)，開環(huán)放大系數(shù)K為139 .系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是指（ C ）的數(shù)學(xué)表達(dá)式。A.輸入信號(hào) B.輸出信號(hào) C.系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 D.系統(tǒng)的特征方程40 .某典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是，則該環(huán)節(jié)是（C ）A.比例環(huán)節(jié) B.積分環(huán)節(jié) C.慣性環(huán)節(jié) D.微分環(huán)節(jié)41 .已知系統(tǒng)的微分方程為，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是（ A ）A. B. C. D.42.設(shè)一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是，且容許誤差為5%，則其調(diào)整時(shí)間為（ C ）A.1 B.2

9、C.3 D.443 .二階欠阻尼系統(tǒng)的性能指標(biāo)中只與阻尼比有關(guān)的是 （ D ）A.上升時(shí)間 B.峰值時(shí)間 C.調(diào)整時(shí)間 D.最大超調(diào)量44.系統(tǒng)特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系統(tǒng)穩(wěn)定的（C ）A.充分條件 B.必要條件 C.充分必要條件 D.以上都不是45.某一系統(tǒng)的速度誤差為零，則該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)可能是（ D ）A. B. C. D.46.常用的比例、積分與微分控制規(guī)律的另一種表示方法是（ D ）A.PDI B.PDI C.IPD D.PID46. 對(duì)于代表兩個(gè)或兩個(gè)以上輸入信號(hào)進(jìn)行（ C）的元件又稱比較器。A.微分 B.相乘 C.加減 D.相除48. 某環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是，則該

10、環(huán)節(jié)可看成由（ D ）環(huán)節(jié)串聯(lián)而組成。A.比例、積分、滯后 B.比例、慣性、微分 C.比例、微分、滯后 D.比例、積分、微分49. 已知系統(tǒng)的微分方程為，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是（A ）A. B. C. D.50. 一階系統(tǒng)G(s)=的放大系數(shù)K愈小，則系統(tǒng)的輸出響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)值（C ）A.不變 B.不定 C.愈小 D.愈大二、填空題1. 自動(dòng)控制系統(tǒng)最基本的控制方式是 反饋控制 。2. 閉環(huán)控制系統(tǒng)又稱為 反饋控制 系統(tǒng)。3. 閉環(huán)控制系統(tǒng)中，真正對(duì)輸出信號(hào)起控制作用的是偏差信號(hào)。4. 反饋控制原理是檢測(cè)偏差并糾正偏差的 原理。5. 對(duì)單位反饋系統(tǒng)來(lái)講，偏差信號(hào)和誤差信號(hào) 相同 。6. 對(duì)控制系統(tǒng)的首

11、要要求是系統(tǒng)具有 穩(wěn)定性 。7. 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的 零極點(diǎn) 分布決定系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。8. 某典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是，則系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù) 0.5s，當(dāng)容許誤差為5%時(shí)調(diào)整時(shí)間1.5s。9. 一線性系統(tǒng)，當(dāng)輸入是單位脈沖函數(shù)時(shí)，其輸出象函數(shù)與 傳遞函數(shù) 相同。10. 一階系統(tǒng)當(dāng)輸入為單位斜坡函數(shù)時(shí)，其響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差恒為 時(shí)間常數(shù) 。11. 二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=4/(s2+2s+4) ，其固有頻率wn 2 。12. PID調(diào)節(jié)中的“P”指的是 比例 控制器。13. 輸入相同時(shí)，系統(tǒng)型次越高，穩(wěn)態(tài)誤差越 小 。14. 二階系統(tǒng)當(dāng)共軛復(fù)數(shù)極點(diǎn)位于45 線上時(shí)，對(duì)應(yīng)的阻尼比為0.707。15. 若要求

12、系統(tǒng)的快速性好，則閉環(huán)極點(diǎn)應(yīng)距虛軸越_ 遠(yuǎn) _越好。三、名詞解釋1.自動(dòng)控制：在沒(méi)有人直接參與的情況下，使被控對(duì)象的某些物理量準(zhǔn)確地按照預(yù)期規(guī)律變化。2.反饋元件：用于測(cè)量被調(diào)量或輸出量，產(chǎn)生主反饋信號(hào)的元件。3.隨動(dòng)系統(tǒng)：被調(diào)量隨著給定量(或輸入量)的變化而變化的系統(tǒng)就稱為隨動(dòng)系統(tǒng)。4.快速性：指當(dāng)系統(tǒng)輸出量與給定的輸入量之間產(chǎn)生偏差時(shí)，消除這種偏差過(guò)程的快速程度。 5.穩(wěn)定性：指動(dòng)態(tài)過(guò)程的振蕩傾向和系統(tǒng)能夠恢復(fù)平穩(wěn)狀態(tài)的能力。 6.數(shù)學(xué)模型：如果一物理系統(tǒng)在信號(hào)傳遞過(guò)程中的動(dòng)態(tài)特性能用數(shù)學(xué)表達(dá)式描述出來(lái)，該數(shù)學(xué)表達(dá)式就稱為數(shù)學(xué)模型。7.傳遞函數(shù)：對(duì)于線性定常系統(tǒng),在零初始條件下，系統(tǒng)輸出量

13、的拉氏變換與輸入的拉氏變換之比。8.最大超調(diào)量：二階欠阻尼系統(tǒng)在單位階躍輸入時(shí)，響應(yīng)曲線的最大峰值與穩(wěn)態(tài)值的差。 9.調(diào)整時(shí)間：響應(yīng)曲線從零上升到進(jìn)入穩(wěn)態(tài)值的所需要的時(shí)間。 10.瞬態(tài)響應(yīng)：系統(tǒng)在某一輸入信號(hào)的作用下其輸出量從初始狀態(tài)到穩(wěn)定狀態(tài)的響應(yīng)過(guò)程。 11.穩(wěn)態(tài)響應(yīng)：時(shí)間t趨于無(wú)窮大時(shí)，系統(tǒng)輸出的狀態(tài)，稱為系統(tǒng)的的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。 12.比例環(huán)節(jié)：在時(shí)間域里，輸入函數(shù)成比例，即：四、簡(jiǎn)答題1. 開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是什么？答：開環(huán)控制系統(tǒng)：是沒(méi)有輸出反饋的一類控制系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低，易維修。精度低、易受干擾。 閉環(huán)控制系統(tǒng)：又稱為反饋控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格高，不易維修

14、。但精度高，抗干擾能力強(qiáng)，動(dòng)態(tài)特性好。2. 方塊圖變換要遵守什么原則。答：1)各前向通路傳遞函數(shù)的乘積保持不變；2)各回路傳遞函數(shù)的乘積保持不變。 3. 為什么說(shuō)物理性質(zhì)不同的系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)可能相同 ? 舉例說(shuō)明。答：.傳遞函數(shù)是線性定常系統(tǒng)輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換之比，它通常不能表明系統(tǒng)的物理特性和物理結(jié)構(gòu)，因此說(shuō)物理性質(zhì)不同的系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)可能相同。4. 如何減少系統(tǒng)的誤差?答：可采用以下途徑：1)提高反饋通道的精度，避免引入干擾； 2)在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，對(duì)于輸入引起的誤差，可通過(guò)增大系統(tǒng)開環(huán)放大倍數(shù)和提高系統(tǒng)型次減小。對(duì)于干擾引起的誤差，可通過(guò)在系統(tǒng)前向通道干擾點(diǎn)前加積分

15、增大放大倍數(shù)來(lái)減??；3）采用復(fù)合控制對(duì)誤差進(jìn)行補(bǔ)償。5. 為什么二階振蕩環(huán)節(jié)的阻尼比取x=0.707較好，請(qǐng)說(shuō)明理由。答：當(dāng)固有頻率一定時(shí)，求調(diào)整時(shí)間的極小值，可得當(dāng)x=0.707時(shí)，調(diào)整時(shí)間最短，也就是響應(yīng)最快；又當(dāng)x=0.707時(shí)，稱為二階開環(huán)最佳模型，其特點(diǎn)是穩(wěn)定儲(chǔ)備大，靜態(tài)誤差系數(shù)是無(wú)窮大。6. .二階系統(tǒng)的性能指標(biāo)中，如要減小最大超調(diào)量，對(duì)其它性能有何影響？答：要減小最大超調(diào)量就要增大阻尼比。會(huì)引起上升時(shí)間、峰值時(shí)間變大，影響系統(tǒng)的快速性。 7. 用文字表述系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件。答：系統(tǒng)特征方程式的所有根均為負(fù)實(shí)數(shù)或具有負(fù)的實(shí)部?；?特征方程的根均在根平面（復(fù)平面、s平面）的左半部。或

16、:系統(tǒng)的極點(diǎn)位于根平面（復(fù)平面、s平面）的左半部五、計(jì)算題1.一反饋控制系統(tǒng)如圖所示，求：當(dāng)x=0.7時(shí)，a=? K1+K1s+ R(s)C(s)-a+C(s)+R(s)解：系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)： 得 ， 當(dāng) 。 2.欲使圖所示系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)的最大超調(diào)量為20%，峰值時(shí)間為2秒，試確定K和K1值。解：系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù) , . 3.單位反饋開環(huán)傳遞函數(shù)為，試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的a值。解:（1）求系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù) （2）得特征方程為： （3）列勞斯表 S3 1 30S2 12 10aS1 (360-10a)/12S0 10a得:(360-10a)0，10a0，從而得0 a0，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess就增大，說(shuō)明利用局部負(fù)反饋改善系統(tǒng)穩(wěn)定性是以犧牲系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度為代價(jià)的。 7.求出下列系統(tǒng)的跟隨穩(wěn)態(tài)誤差和擾動(dòng)穩(wěn)態(tài)誤差。N(s)=4/s+100.01s+120.5s+1-R(s)=10/s+解:1）給定信號(hào)的穩(wěn)態(tài)誤差 系統(tǒng)的開環(huán)傳