自動(dòng)控制原理復(fù)習(xí)題題庫

1、自動(dòng)控制原理考試說明一、 題型1 填空題（重點(diǎn)考查對(duì)基本概念的掌握情況）18%2 選擇題（重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)課程基本知識(shí)點(diǎn)的掌握情況）20%3 簡(jiǎn)答題（考查學(xué)生對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行定性分析的能力）20%4 計(jì)算分析題（考查學(xué)生對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行定量分析的能力，重點(diǎn)考查系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、二階系統(tǒng)的時(shí)域分析、根軌跡分析、頻域分析、PID控制算法、離散控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析等內(nèi)容）42%二、復(fù)習(xí)題（一）選擇題1單位反饋控制系統(tǒng)由輸入信號(hào)引起的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中的下列哪個(gè)環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)有關(guān)?( )A微分環(huán)節(jié)B慣性環(huán)節(jié)C積分環(huán)節(jié)D振蕩環(huán)節(jié)2 設(shè)二階微分環(huán)節(jié)G(s)=s2+2s+4，則其對(duì)數(shù)幅頻特性的高頻段漸

2、近線斜率為( )A-40dBdecB-20dBdecC20dBdecD40dBdec3設(shè)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=，其根軌跡( )A有分離點(diǎn)有會(huì)合點(diǎn)B有分離點(diǎn)無會(huì)合點(diǎn)C無分離點(diǎn)有會(huì)合點(diǎn)D無分離點(diǎn)無會(huì)合點(diǎn)4 如果輸入信號(hào)為單位斜坡函數(shù)時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess為無窮大，則此系統(tǒng)為( )A0型系統(tǒng)BI型系統(tǒng)C型系統(tǒng)D型系統(tǒng)5 信號(hào)流圖中，信號(hào)傳遞的方向?yàn)? )A支路的箭頭方向B支路逆箭頭方向C任意方向D源點(diǎn)向陷點(diǎn)的方向6 描述RLC電路的線性常系數(shù)微分方程的階次是( )A.零階B.一階C.二階D.三階7 方框圖的轉(zhuǎn)換，所遵循的原則為( )A.結(jié)構(gòu)不變B.等效C.環(huán)節(jié)個(gè)數(shù)不變D.每個(gè)環(huán)節(jié)的輸入輸

3、出變量不變8 階躍輸入函數(shù)r(t)的定義是( )A.r(t)=l(t)B.r(t)=x0C.r(t)=x0·1(t)D.r(t)=x0.(t)9 設(shè)單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G0(s)=，則系統(tǒng)的特征方程為( )A.G0(s)=0B.A(s)=0C.B(s)=0D.A(s)+B(s)=010 改善系統(tǒng)在參考輸入作用下的穩(wěn)態(tài)性能的方法是增加( )A.振蕩環(huán)節(jié)B.慣性環(huán)節(jié)C.積分環(huán)節(jié)D.微分環(huán)節(jié)11當(dāng)輸入信號(hào)為階躍、斜坡函數(shù)的組合時(shí)，為了滿足穩(wěn)態(tài)誤差為某值或等于零，系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中的積分環(huán)節(jié)數(shù)N至少應(yīng)為( )A.N0B.N1C.N2D.N312 設(shè)開環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=

4、，則其頻率特性極坐標(biāo)圖與實(shí)軸交點(diǎn)的幅值|G(j)|=( )A.2.0B.1.0C.0.8D.0.1613設(shè)某開環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=,則其相頻特性()=( )A.B.C.D.14設(shè)某校正環(huán)節(jié)頻率特性Gc（j）=，則其對(duì)數(shù)幅頻特性漸近線高頻段斜率為( )A.0dBdecB.-20dBdecC.-40dBdecD.-60dBdec15 二階振蕩環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)幅頻特性的低頻段的漸近線斜率為( )A.0dBdecB.-20dBdecC.-40dBdeCD.-60dBdec16 根軌跡法是一種( )A.解析分析法B.時(shí)域分析法C.頻域分析法D.時(shí)頻分析法17 PID控制器是一種( )A.超前校正裝置B

5、.滯后校正裝置C.滯后超前校正裝置D.超前滯后校正裝置18 穩(wěn)態(tài)位置誤差系數(shù)K為（ ）AB. C. D. 19 若系統(tǒng)存在臨界穩(wěn)定狀態(tài)，則根軌跡必定與之相交的為（ ）A實(shí)軸B虛軸C漸近線D阻尼線20 下列開環(huán)傳遞函數(shù)中為最小相位傳遞函數(shù)的是（ ）A.B.C. D. 21 當(dāng)二階系統(tǒng)的阻尼比在0<<l時(shí)，特征根為（ ）A一對(duì)實(shí)部為負(fù)的共軛復(fù)根B一對(duì)實(shí)部為正的共軛復(fù)根C一對(duì)共軛虛根D一對(duì)負(fù)的等根22 二階振蕩環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)幅頻特性高頻段的漸近線斜率為（ ）A-40dBdecB-20dBdecC0dBdecD20dBdec23 已知單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=，則該閉環(huán)系統(tǒng)為(

6、 )A穩(wěn)定B條件穩(wěn)定C臨界穩(wěn)定DBIBO穩(wěn)定24 設(shè)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s) =，其在根軌跡法中用到的開環(huán)放大系數(shù)為（ ）AK2BKC2KD4K25 PI控制器屬于下列哪一種校正裝置的特例（ ）A超前B滯后C滯后超前D超前滯后26 設(shè)系統(tǒng)的G(s)=，則系統(tǒng)的阻尼比為（ ）A BC D127 設(shè)某系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)= ，則其頻率特性的奈氏圖起點(diǎn)坐標(biāo)為（ ）A(0，j10)B(1，j0)C(10，j0)D(0，j1)28 單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)= ，K>0，T>0，則閉環(huán)控制系統(tǒng)穩(wěn)定的條件是（ ）A(2K+1)>TB2(2K+2)>TC3

7、(2K+1)>TDK>T+1，T>229 設(shè)積分環(huán)節(jié)頻率特性為G(j)=，當(dāng)頻率從0變化至?xí)r，其極坐標(biāo)中的奈氏曲線是( )A正實(shí)軸B負(fù)實(shí)軸C正虛軸D負(fù)虛軸30 控制系統(tǒng)的最大超調(diào)量p反映了系統(tǒng)的( )A相對(duì)穩(wěn)定性B絕對(duì)穩(wěn)定性C快速性D穩(wěn)態(tài)性能31 當(dāng)二階系統(tǒng)的阻尼比>1時(shí)，特征根為( )A兩個(gè)不等的負(fù)實(shí)數(shù)B兩個(gè)相等的負(fù)實(shí)數(shù)C兩個(gè)相等的正實(shí)數(shù)D兩個(gè)不等的正實(shí)數(shù)32 穩(wěn)態(tài)加速度誤差數(shù)Ka=( )ABCD33 信號(hào)流圖中，輸出節(jié)點(diǎn)又稱為( )A源點(diǎn)B陷點(diǎn)C混合節(jié)點(diǎn)D零節(jié)點(diǎn)34 設(shè)慣性環(huán)節(jié)頻率特性為G(j)=，則其對(duì)數(shù)幅頻漸近特性的轉(zhuǎn)角頻率為= ( )A0.01radsB0.1

8、radsC1radsD10rads35 下列開環(huán)傳遞函數(shù)中為非最小相位傳遞函數(shù)的是( )AB CD 36 利用開環(huán)奈奎斯特圖可以分析閉環(huán)控制系統(tǒng)的( )A穩(wěn)態(tài)性能B動(dòng)態(tài)性能C精確性D穩(wěn)定性37 要求系統(tǒng)快速性好，則閉環(huán)極點(diǎn)應(yīng)距( )A虛軸遠(yuǎn)B虛軸近C實(shí)軸近D實(shí)軸遠(yuǎn)38 已知開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)= (>0)的單位負(fù)反饋系統(tǒng)，則閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)k的范圍為( )A0<k<20B3<k<25C0<k<30Dk>2039 設(shè)單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為Go(s)=，則系統(tǒng)的阻尼比等于( )AB1C2D440 開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)H(s)=，當(dāng)k增大時(shí)，

9、閉環(huán)系統(tǒng)( )A穩(wěn)定性變好，快速性變差B穩(wěn)定性變差，快速性變好C穩(wěn)定性變好，快速性變好D穩(wěn)定性變差，快速性變差41 一階系統(tǒng)G（s）=的單位階躍響應(yīng)是y（t）=（ ）A.K（1-）B.1-C.D.K42 當(dāng)二階系統(tǒng)的根為一對(duì)相等的負(fù)實(shí)數(shù)時(shí)，系統(tǒng)的阻尼比為（ ）A. =0B. =-1C. =1D.0<<143 當(dāng)輸入信號(hào)為階躍、斜坡、拋物線函數(shù)的組合時(shí)，為了使穩(wěn)態(tài)誤差為某值或等于零，系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中的積分環(huán)節(jié)數(shù)N至少應(yīng)為（ ）A.N0B.NlC.N2D.N344 設(shè)二階振蕩環(huán)節(jié)的頻率特性為，則其極坐標(biāo)圖的奈氏曲線與負(fù)虛軸交點(diǎn)頻率值 （ ）A.2B.4C.8D.1645 設(shè)開環(huán)系統(tǒng)頻

10、率特性為，當(dāng)頻率從0變化至?xí)r，其相角變化范圍為（ ）A.0°-180°B.-90°-180°C.-90°-270°D.-90°90°46 幅值條件公式可寫為（ ）A.B. C. D. 47 當(dāng)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)G（s）H（s）的分母多項(xiàng)式的階次n大于分子多項(xiàng)式的階次m時(shí)，趨向s平面的無窮遠(yuǎn)處的根軌跡有（ ）A.nm條B.n+m條C.n條D.m條48 設(shè)開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）H（s）=，其根軌跡（ ）A.有會(huì)合點(diǎn)，無分離點(diǎn)B.無會(huì)合點(diǎn)，有分離點(diǎn)C.無會(huì)合點(diǎn)，無分離點(diǎn)D.有會(huì)合點(diǎn)，有分離點(diǎn)49 采用超前校正對(duì)系統(tǒng)抗噪聲干

11、擾能力的影響是（ ）A.能力上升B.能力下降C.能力不變D.能力不定50 單位階躍函數(shù)r（t）的定義是（ ）A.r（t）=1B.r（t）=1（t）C.r（t） =（t）D.r（t）=（t）51 設(shè)慣性環(huán)節(jié)的頻率特性，則其對(duì)數(shù)幅頻漸近特性的轉(zhuǎn)角頻率為（ ）A.0.01radsB.0.1radsC.1radsD.10rads52 遲延環(huán)節(jié)的頻率特性為，其幅頻特性M（）=（ ）A.1B.2C.3D.453 計(jì)算根軌跡漸近線的傾角的公式為（ ）A.B. C. D. 54 已知開環(huán)傳遞函數(shù)為的單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)，若系統(tǒng)穩(wěn)定，k的范圍應(yīng)為（ ）A.k<0B.k>0C.k<1D.k>

12、155 設(shè)二階系統(tǒng)的，則系統(tǒng)的阻尼比和自然振蕩頻率為（ ）A.B. C. D. 56 一階系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)y（t）=（ ）A.1-e-t/TB.e-t/TC.t-T+Te-t/TD.e-t/T57 根軌跡與虛軸交點(diǎn)處滿足（ ）A.B. C. D. 58 開環(huán)傳遞函數(shù)為，討論p從0變到時(shí)閉環(huán)根軌跡，可將開環(huán)傳遞函數(shù)化為（ ）A.B. C. D. 59 對(duì)于一個(gè)比例環(huán)節(jié)，當(dāng)其輸入信號(hào)是一個(gè)階躍函數(shù)時(shí)，其輸出是（ ）A.同幅值的階躍函數(shù)B.與輸入信號(hào)幅值成比例的階躍函數(shù)C.同幅值的正弦函數(shù)D.不同幅值的正弦函數(shù)60 對(duì)超前校正裝置，當(dāng)m=38°時(shí)，值為（）A2.5B3C4.17D561

13、決定系統(tǒng)傳遞函數(shù)的是系統(tǒng)的（）A結(jié)構(gòu)B參數(shù)C輸入信號(hào)D結(jié)構(gòu)和參數(shù)62 終值定理的數(shù)學(xué)表達(dá)式為（）ABCD63 梅森公式為（）ABCD64 斜坡輸入函數(shù)r(t)的定義是（）ABCD65 一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T越小，則系統(tǒng)的響應(yīng)曲線達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間（）A越短B越長(zhǎng)C不變D不定66 設(shè)微分環(huán)節(jié)的頻率特性為，當(dāng)頻率從0變化至?xí)r，其極坐標(biāo)平面上的奈氏曲線是（）A正虛軸B負(fù)虛軸C正實(shí)軸D負(fù)實(shí)軸67 設(shè)某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，則其頻率特性的實(shí)部（）ABCD68 若勞斯陣列表中第一列的系數(shù)為（3，1，2-，12）T，則此系統(tǒng)的穩(wěn)定性為（）A穩(wěn)定B臨界穩(wěn)定C不穩(wěn)定D無法判斷69 設(shè)慣性環(huán)節(jié)的頻率特性為，當(dāng)頻率從0變化至

14、時(shí)，則其幅相頻率特性曲線是一個(gè)半圓，位于極坐標(biāo)平面的（）A第一象限B第二象限C第三象限D(zhuǎn)第四象限70 開環(huán)傳遞函數(shù)為的根軌跡的彎曲部分軌跡是（）A半圓B整圓C拋物線D不規(guī)則曲線71 開環(huán)傳遞函數(shù)為，其根軌跡漸近線與實(shí)軸的交點(diǎn)為（）ABCD72 頻率法和根軌跡法的基礎(chǔ)是（ ）A正弦函數(shù)B階躍函數(shù)C斜坡函數(shù)D傳遞函數(shù)73 方框圖化簡(jiǎn)時(shí)，并聯(lián)連接方框總的輸出量為各方框輸出量的（ ）A乘積B代數(shù)和C加權(quán)平均D平均值74 求取系統(tǒng)頻率特性的方法有（ ）A脈沖響應(yīng)法B根軌跡法C解析法和實(shí)驗(yàn)法D單位階躍響應(yīng)法75 設(shè)開環(huán)系統(tǒng)頻率特性為G（j）=，則其頻率特性的奈氏圖與負(fù)實(shí)軸交點(diǎn)的頻率值為（ ）A/sB1ra

15、d/sCrad/sD2rad/s76 某單位反饋控制系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=，若使相位裕量=45°，的值應(yīng)為多少？（ ）ABCD77 已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=,若系統(tǒng)以n=2rad/s的頻率作等幅振蕩，則a的值應(yīng)為（ ）A0.4B0.5C0.75D178 設(shè)G(s)H(s)=，當(dāng)k增大時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)（ ）A由穩(wěn)定到不穩(wěn)定B由不穩(wěn)定到穩(wěn)定C始終穩(wěn)定D始終不穩(wěn)定79 設(shè)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=，在根軌跡的分離點(diǎn)處，其對(duì)應(yīng)的k值應(yīng)為（ ）ABC1D480 單位拋物線輸入函數(shù)r(t)的數(shù)學(xué)表達(dá)式是r(t)（）Aat2BRt2Ct2Dt281 當(dāng)二階系統(tǒng)特征方程的根為具有負(fù)

16、實(shí)部的復(fù)數(shù)根時(shí)，系統(tǒng)的阻尼比為（）A<0B0C0<<1D182 已知單位反饋控制系統(tǒng)在階躍函數(shù)作用下，穩(wěn)態(tài)誤差ess為常數(shù)，則此系統(tǒng)為（）A0型系統(tǒng)BI型系統(tǒng)C型系統(tǒng)D型系統(tǒng)83 設(shè)某環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s)，當(dāng)0.5rads時(shí)，其頻率特性相位移(0.5)=（）ABCD84 超前校正裝置的最大超前相角可趨近（）A90°B45°C45°D90°85 單位階躍函數(shù)的拉氏變換是（）ABCD186 同一系統(tǒng)，不同輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間傳遞函數(shù)的特征方程（）A相同B不同C不存在D不定87 2型系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性的低頻段漸近線斜率為（）A60dBde

17、cB40dBdecC20dBdecD0dBdec88 已知某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)，則相位裕量的值為（）A30°B45°C60°D90°89 設(shè)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)，其根軌跡漸近線與實(shí)軸的交點(diǎn)為（）A0B1C2D390 慣性環(huán)節(jié)又稱為（）A積分環(huán)節(jié)B微分環(huán)節(jié)C一階滯后環(huán)節(jié)D振蕩環(huán)節(jié)91 沒有穩(wěn)態(tài)誤差的系統(tǒng)稱為（）A恒值系統(tǒng)B無差系統(tǒng)C有差系統(tǒng)D隨動(dòng)系統(tǒng)92 根軌跡終止于（）A閉環(huán)零點(diǎn)B閉環(huán)極點(diǎn)C開環(huán)零點(diǎn)D開環(huán)極點(diǎn)93 若某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G（s）=，則相應(yīng)的頻率特性G（j）為（）ABCD94 若勞斯陣列表中某一行的參數(shù)全為零，或

18、只有等于零的一項(xiàng)，則說明在根平面內(nèi)存在的共軛虛根或共軛復(fù)根對(duì)稱于（）A實(shí)軸B虛軸C原點(diǎn)D對(duì)角線95 滯后校正裝置最大滯后相角處的頻率m為（）ABCD96 已知+j是根軌跡上的一點(diǎn)，則必在根軌跡上的點(diǎn)是（）A-+jB-jC-jD+j97 當(dāng)原有控制系統(tǒng)已具有滿意的動(dòng)態(tài)性能，但穩(wěn)態(tài)性能不能滿足要求時(shí)，可采用串聯(lián)（）A超前校正B滯后校正C反饋校正D前饋校正98 設(shè)l型系統(tǒng)開環(huán)頻率特性為G（j）=，則其對(duì)數(shù)幅頻漸近特性低頻段（）的L（）為（）A-20-20lgB20-20lgC40-20lgD20+20lg99 設(shè)某開環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G（s）=，頻率特性的相位移（）為（）A-tg-10.25-tg-

19、1Btg-10.25+tg-1Ctg-10.25-tg-1D-tg-10.25+tg-1100 線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)的變換基礎(chǔ)是A.齊次變換B.拉氏變換C.富里哀變換D.Z變換101 在電氣環(huán)節(jié)中，可直接在復(fù)域中推導(dǎo)出傳遞函數(shù)的概念是A.反饋B.負(fù)載效應(yīng)C.復(fù)阻抗D.等效變換102 不同的物理系統(tǒng)，若可以用同一個(gè)方框圖表示，那么它們的A.元件個(gè)數(shù)相同B.環(huán)節(jié)數(shù)相同C.輸入與輸出的變量相同D.數(shù)學(xué)模型相同103 設(shè)某函數(shù)x(t)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為，式中x0為常數(shù)，則x(t)是A.單位階躍函數(shù)B.階躍函數(shù)C.比例系數(shù)D.常系數(shù)104 通常定義當(dāng)tts以后，系統(tǒng)的響應(yīng)曲線不超出穩(wěn)態(tài)值的范圍是A.

20、7;1或±3B.±1或±4C.±3或±4D.±2或±5105 若要改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，可以增加A.微分環(huán)節(jié)B.積分環(huán)節(jié)C.振蕩環(huán)節(jié)D.慣性環(huán)節(jié)106 當(dāng)輸入信號(hào)為階躍、拋物線函數(shù)的組合時(shí)，為了使穩(wěn)態(tài)誤差為某值或等于零，系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中的積分環(huán)節(jié)數(shù)N至少應(yīng)為A.N0B.N1C.N2D.N3107 設(shè)開環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)為，則其頻率特性的奈氏圖與負(fù)實(shí)軸交點(diǎn)的頻率值=A.0.1rad/sB.0.5 rad/sC.1 rad/sD.10 rad/s108 設(shè)某開環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，其頻率特性的相位移()=A.-90°+tg-

21、1- tg -110B. -90°+ tg -1+ tg -110C. -180°- tg -110+ tg -1D. -180°+ tg -110- tg -1109 設(shè)II型系統(tǒng)開環(huán)幅相頻率特性為，則其對(duì)數(shù)幅頻漸近特性與軸交點(diǎn)頻率為A.0.01 rad/sB.0.1 rad/sC.1 rad/sD.10 rad/s110 0型系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性的低頻段漸近線斜率為A.-60 dB/decB.-40 dB/decC.-20 dB/decD.0 dB/dec111 系統(tǒng)的根軌跡關(guān)于A.虛軸對(duì)稱B.原點(diǎn)對(duì)稱C.實(shí)軸對(duì)稱D.漸近線對(duì)稱112 PD控制器具有的相位特征是A

22、.超前B.滯后C.滯后-超前D.超前一滯后113 控制系統(tǒng)采用負(fù)反饋形式連接后，下列說法正確的是（ ）A 一定能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定 B 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能一定會(huì)提高 C 一定能使干擾引起的誤差逐漸減少，最后完全消除 D 一般需要調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，才能改善系統(tǒng)的性能114 單輸入單輸出的線性系統(tǒng)其傳遞函數(shù)與下列哪些因素有關(guān)（ ）A 系統(tǒng)的外作用信號(hào) B 系統(tǒng)或元件的結(jié)構(gòu)和參數(shù)C 系統(tǒng)的初始狀態(tài) D 作用于系統(tǒng)的干擾信號(hào)115 一階系統(tǒng)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（ ）A 不變B 不定 C 愈小D 愈大116 當(dāng)二階系統(tǒng)的根分布在根平面的虛軸上時(shí)，則系統(tǒng)的阻尼比為（ ）A <0B

23、0<<1 C =0 D >1117 高階系統(tǒng)的主導(dǎo)極點(diǎn)越靠近虛軸，則系統(tǒng)的（ ） A 準(zhǔn)確度越高 B 準(zhǔn)確度越低 C 響應(yīng)速度越快 D 響應(yīng)速度越慢118 下列哪種措施達(dá)不到提高系統(tǒng)控制精度的目的（ ） A 增加積分環(huán)節(jié) B 提高系統(tǒng)的開環(huán)增益K C 增加微分環(huán)節(jié) D 引入擾動(dòng)補(bǔ)償119 若二個(gè)系統(tǒng)的根軌跡相同，則二個(gè)系統(tǒng)有相同的（ ） A 閉環(huán)零點(diǎn)和極點(diǎn) B 開環(huán)零點(diǎn) C 閉環(huán)極點(diǎn) D 階躍響應(yīng)120 若某最小相位系統(tǒng)的相角裕度00，則下列說法正確的是（ ） A 系統(tǒng)不穩(wěn)定 B 只有當(dāng)幅值裕度kg 1 時(shí)系統(tǒng)才穩(wěn)定C 系統(tǒng)穩(wěn)定 D 不能用相角裕度判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性121 進(jìn)行

24、串聯(lián)超前校正后，校正前的穿越頻率c與校正后的穿越頻率的關(guān)系，通常是( ) A c = B c > C c < D c與無關(guān)(二)簡(jiǎn)答題1-3 題1-3圖為工業(yè)爐溫自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理圖。分析系統(tǒng)的工作原理，指出被控對(duì)象、被控量和給定量，畫出系統(tǒng)方框圖。題1-3圖 爐溫自動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖解 加熱爐采用電加熱方式運(yùn)行，加熱器所產(chǎn)生的熱量與調(diào)壓器電壓的平方成正比，增高，爐溫就上升，的高低由調(diào)壓器滑動(dòng)觸點(diǎn)的位置所控制，該觸點(diǎn)由可逆轉(zhuǎn)的直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。爐子的實(shí)際溫度用熱電偶測(cè)量，輸出電壓。作為系統(tǒng)的反饋電壓與給定電壓進(jìn)行比較，得出偏差電壓，經(jīng)電壓放大器、功率放大器放大成后，作為控制電動(dòng)機(jī)的

25、電樞電壓。 在正常情況下，爐溫等于某個(gè)期望值°C，熱電偶的輸出電壓正好等于給定電壓。此時(shí)，故，可逆電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)壓器的滑動(dòng)觸點(diǎn)停留在某個(gè)合適的位置上，使保持一定的數(shù)值。這時(shí)，爐子散失的熱量正好等于從加熱器吸取的熱量，形成穩(wěn)定的熱平衡狀態(tài)，溫度保持恒定。當(dāng)爐膛溫度°C由于某種原因突然下降(例如爐門打開造成的熱量流失)，則出現(xiàn)以下的控制過程：控制的結(jié)果是使?fàn)t膛溫度回升，直至°C的實(shí)際值等于期望值為止。CC 系統(tǒng)中，加熱爐是被控對(duì)象，爐溫是被控量，給定量是由給定電位器設(shè)定的電壓（表征爐溫的希望值）。系統(tǒng)方框圖見圖解1-3。1-8 題1-8圖為水溫控制系統(tǒng)示意圖。冷水在

26、熱交換器中由通入的蒸汽加熱，從而得到一定溫度的熱水。冷水流量變化用流量計(jì)測(cè)量。試?yán)L制系統(tǒng)方塊圖，并說明為了保持熱水溫度為期望值，系統(tǒng)是如何工作的？系統(tǒng)的被控對(duì)象和控制裝置各是什么？解 工作原理：溫度傳感器不斷測(cè)量交換器出口處的實(shí)際水溫，并在溫度控制器中與給定溫度相比較，若低于給定溫度，其偏差值使蒸汽閥門開大，進(jìn)入熱交換器的蒸汽量加大，熱水溫度升高，直至偏差為零。如果由于某種原因，冷水流量加大，則流量值由流量計(jì)測(cè)得，通過溫度控制器，開大閥門，使蒸汽量增加，提前進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)按冷水流量進(jìn)行順饋補(bǔ)償，保證熱交換器出口的水溫不發(fā)生大的波動(dòng)。 其中，熱交換器是被控對(duì)象，實(shí)際熱水溫度為被控量，給定量（希望

27、溫度）在控制器中設(shè)定；冷水流量是干擾量。題1-8圖 水溫控制系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)方塊圖如圖解1-8所示。這是一個(gè)按干擾補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制系統(tǒng)。1-11 題1-11圖為谷物濕度控制系統(tǒng)示意圖。在谷物磨粉的生產(chǎn)過程中，有一個(gè)出粉最多的濕度，因此磨粉之前要給谷物加水以得到給定的濕度。圖中，谷物用傳送裝置按一定流量通過加水點(diǎn)，加水量由自動(dòng)閥門控制。加水過程中，谷物流量、加水前谷物濕度以及水壓都是對(duì)谷物濕度控制的擾動(dòng)作用。為了提高控制精度，系統(tǒng)中采用了谷物濕度的順饋控制，試畫出系統(tǒng)方塊圖。題1-11圖 谷物濕度控制系統(tǒng)示意圖解 系統(tǒng)中，傳送裝置是被控對(duì)象；輸出谷物濕度是被控量；希望的谷物濕度是給定量。系統(tǒng)方框圖

28、如圖解1-11 所示。這是一個(gè)按干擾補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制系統(tǒng)。1-5 采用離心調(diào)速器的蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)如題1-5圖所示。其工作原理是：當(dāng)蒸汽機(jī)帶動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，通過圓錐齒輪帶動(dòng)一對(duì)飛錘作水平旋轉(zhuǎn)。飛錘通過鉸鏈可帶動(dòng)套筒上下滑動(dòng)，套筒內(nèi)裝有平衡彈簧，套筒上下滑動(dòng)時(shí)可撥動(dòng)杠桿，杠桿另一端通過連桿調(diào)節(jié)供汽閥門的開度。在蒸汽機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，飛錘旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力與彈簧的反彈力相平衡，套筒保持某個(gè)高度，使閥門處于一個(gè)平衡位置。如果由于負(fù)載增大使蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速下降，則飛錘因離心力減小而使套筒向下滑動(dòng)，并通過杠桿增大供汽閥門的開度，從而使蒸汽機(jī)的轉(zhuǎn)速回升。同理，如果由于負(fù)載減小使蒸汽機(jī)的轉(zhuǎn)速增加，則飛錘因離心力增加

29、而使套筒上滑，并通過杠桿減小供汽閥門的開度，迫使蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速回落。這樣，離心調(diào)速器就能自動(dòng)地抵制負(fù)載變化對(duì)轉(zhuǎn)速的影響，使蒸汽機(jī)的轉(zhuǎn)速保持在某個(gè)期望值附近。指出系統(tǒng)中的被控對(duì)象、被控量和給定量，畫出系統(tǒng)的方框圖。題1-5圖 蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制系統(tǒng)解 在本系統(tǒng)中，蒸汽機(jī)是被控對(duì)象，蒸汽機(jī)的轉(zhuǎn)速是被控量，給定量是設(shè)定的蒸汽機(jī)希望轉(zhuǎn)速。離心調(diào)速器感受轉(zhuǎn)速大小并轉(zhuǎn)換成套筒的位移量，經(jīng)杠桿傳調(diào)節(jié)供汽閥門，控制蒸汽機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)方框圖如圖解1-5所示。三、分析圖示水位系統(tǒng)的控制過程，說明系統(tǒng)的給定信號(hào)、被控對(duì)象、被控量、干擾信號(hào)，畫出系統(tǒng)的組成框圖。 解：水位的控制過程如下：直至Q1=Q

30、2,H =C時(shí)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)為止。系統(tǒng)的給定信號(hào)、被控對(duì)象、被控量、干擾信號(hào)分別為ur、水箱、水箱的水位、進(jìn)水的壓力及用水量等。系統(tǒng)的組成框圖為：（三）分析計(jì)算題四、如圖所示的電路，其輸入信號(hào)為電壓，輸出信號(hào)為電壓，試求該電路的傳遞函數(shù)和該電路的時(shí)域數(shù)學(xué)模型（微分方程）。 解：由圖可寫出 （1） （2） （3）聯(lián)立式（1）、（2）、（3），消去中間變量和，可得： 微分方程為 2-8 求題2-8圖所示各有源網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)。解 (a) 根據(jù)運(yùn)算放大器 “虛地”概念，可寫出(b) (c) 四、求圖示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。 解：上圖可化為：由上圖可求出系統(tǒng)傳遞函數(shù)為：2-12 試用結(jié)構(gòu)圖等效化簡(jiǎn)求題2-12圖

31、所示各系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。解 （a）所以： （b）所以： （c） 所以： （d）所以： （e）所以： 一、如圖所示的隨動(dòng)系統(tǒng)，為使系統(tǒng)的阻尼比=0.5，試求：1 的值。2 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)和。 解：1.系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為： 與二階系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)型式對(duì)比有： 2.系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)可求出為： 3-7 設(shè)角速度指示隨動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如題3-7圖。若要求系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)無超調(diào)，且調(diào)節(jié)時(shí)間盡可能短，問開環(huán)增益應(yīng)取何值，調(diào)節(jié)時(shí)間是多少？解 依題意應(yīng)取 ，這時(shí)可設(shè)閉環(huán)極點(diǎn)為。寫出系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù) 閉環(huán)特征多項(xiàng)式 比較系數(shù)有 聯(lián)立求解得 因此有 3-10 機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如題3-10圖所示

32、。試確定參數(shù)值，使系統(tǒng)階躍響應(yīng)的峰值時(shí)間（s），超調(diào)量%。 解 依題，系統(tǒng)傳遞函數(shù)為 由 聯(lián)立求解得 比較分母系數(shù)得 3-11 某典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)如題3-11圖所示。試確定系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。 解 依題，系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)形式應(yīng)為由階躍響應(yīng)曲線有： 聯(lián)立求解得 ，所以有 3-13 設(shè)題3-13圖（a）所示系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)如題3-13圖（b）所示。試確定系統(tǒng)參數(shù)和a。解 由系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線有 系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為 （1）由 聯(lián)立求解得 由式（1）另外 3-17 單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為為使系統(tǒng)特征根的實(shí)部不大于-1，試確定開環(huán)增益的取值范圍。解 系統(tǒng)開環(huán)增益 。特征方程為： 做代換

33、有：Routh ： S3 1 2 S2 5 K-8 S S0 K-8 使系統(tǒng)穩(wěn)定的開環(huán)增益范圍為： 。3-24 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如題3-24圖所示。已知，試分別計(jì)算作用時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差，并說明積分環(huán)節(jié)設(shè)置位置對(duì)減小輸入和干擾作用下的穩(wěn)態(tài)誤差的影響。 解 時(shí)， ；時(shí)， 時(shí)， 在反饋比較點(diǎn)到干擾作用點(diǎn)之間的前向通道中設(shè)置積分環(huán)節(jié)，可以同時(shí)減小由輸入和干擾因引起的穩(wěn)態(tài)誤差。3-30 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如題3-30圖所示。其中，。試分析：（1）值變化(增大)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響；（2）值變化(增大)對(duì)動(dòng)態(tài)性能（%，）的影響；（3）值變化(增大)對(duì)作用下穩(wěn)態(tài)誤差的影響。解 系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為 （1）由 表達(dá)式可知，當(dāng)時(shí)

34、系統(tǒng)不穩(wěn)定，時(shí)系統(tǒng)總是穩(wěn)定的。（1） 由 可知， （2）3-38 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如題3-38圖所示。已知系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的超調(diào)量%，峰值時(shí)間（秒）（1） 求系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)；（2） 求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)；（3） 根據(jù)已知的性能指標(biāo)%、確定系統(tǒng)參數(shù)及；（4） 計(jì)算等速輸入（度/秒）時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。 解 （1） （2） （3）由 聯(lián)立解出 由（2） ，得出 。（4） 4-3 單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試概略繪出系統(tǒng)根軌跡。 解 =系統(tǒng)有三個(gè)開環(huán)極點(diǎn)：,= -2, = -5 實(shí)軸上的根軌跡： , 漸近線： 分離點(diǎn)：解之得：，(舍去)。 與虛軸的交點(diǎn)：特征方程為 D(s)=令 解得與虛軸的交點(diǎn)（

35、0，）。根軌跡如圖解4-3(a)所示。 根軌跡繪制如下： 實(shí)軸上的根軌跡：, 漸近線： 分離點(diǎn)： 用試探法可得 。根軌跡如圖解4-3(b)所示。 =根軌跡繪制如下： 實(shí)軸上的根軌跡：, 分離點(diǎn)： 解之得：d= -0.293,d= -1.707。根軌跡如圖解4-3(c)所示。圖解4-12 根軌跡圖4-13 設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為試?yán)L制其根軌跡，并求出使系統(tǒng)產(chǎn)生重實(shí)根和純虛根的值。解 由開環(huán)傳遞函數(shù)的表達(dá)式知需繪制根軌跡。 實(shí)軸上的根軌跡： ； 分離點(diǎn)： 解得： = -0.732 , = 2.732將s= -0.732,s= = 2.732 代入幅值條件得= 0.54 , =7.46 與虛

36、軸交點(diǎn)：閉環(huán)特征方程為圖解4-13 根軌跡圖把s=j代入上方程，整理，令實(shí)虛部分別為零得：解得： 根軌跡如圖解4-13所示，復(fù)平面上的根軌跡為以開環(huán)零點(diǎn)為圓心，開環(huán)零點(diǎn)到分離點(diǎn)的距離為半徑的圓 。系統(tǒng)產(chǎn)生重實(shí)根的為0.54，7.46，產(chǎn)生純虛根的為2。 5-2 某系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如題5-2圖所示，試根據(jù)頻率特性的物理意義，求下列輸入信號(hào)作用時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出和穩(wěn)態(tài)誤差 （1） （2） 題5-2圖 反饋控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 解 系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為: 頻率特性: 幅頻特性: 相頻特性: 系統(tǒng)誤差傳遞函數(shù): 則 （1）當(dāng)時(shí), ，rm=1則 （2） 當(dāng) 時(shí): 六、設(shè)某最小相位系統(tǒng)的開環(huán)漸近對(duì)數(shù)幅頻特性如圖所示，試

37、求系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。 解：低頻段曲線的斜率為-40dB/dec，則開環(huán)系統(tǒng)應(yīng)該有二個(gè)積分環(huán)節(jié)，所以低頻段曲線的傳遞函數(shù)為：，在頻率=0.5處曲線發(fā)生了一次轉(zhuǎn)折，斜率變化為+20dB/dec，所以在該處引入了一一階微分環(huán)節(jié)，在頻率=2處曲線發(fā)生了一次轉(zhuǎn)折，斜率變化為-20dB/dec，所以在該處引入了一慣性環(huán)節(jié)，所以開環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的形式為：，其中 又，在頻率=1處慣性環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)幅值為零，所以此時(shí)對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)為：，所以開環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為。 5-11 三個(gè)最小相角系統(tǒng)傳遞函數(shù)的近似對(duì)數(shù)幅頻曲線分別如題5-11圖(a)、(b)和(c)所示。要求： （1）寫出對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)；（2）概略繪制對(duì)應(yīng)的對(duì)數(shù)幅頻和對(duì)數(shù)相頻曲線。題5-11圖解 (a) 依圖可寫出：其中參數(shù)： ，則： 圖解5-11（a）