自動(dòng)控制原理題目參考答案

一、填空題1閉環(huán)控制系統(tǒng)又稱為反饋控制系統(tǒng)。傳遞函數(shù) 相同。時(shí)間常數(shù)傳遞函數(shù) 相同。時(shí)間常數(shù)T。偏移程度有關(guān)。3一階系統(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4控制系統(tǒng)線性化過(guò)程中，線性化的精度和系統(tǒng)變量的5對(duì)于最小相位系統(tǒng)一般只要知道系統(tǒng)的 開(kāi)環(huán)幅頻特性 就可以判斷其穩(wěn)定性。6一般講系統(tǒng)的位置誤差指輸入是 階躍信號(hào) 所引起的輸出位置上的誤差。7超前校正是由于正相移的作用，使截止頻率附近的 相位明顯上升，從而具有較大的穩(wěn)定裕度。8二階系統(tǒng)當(dāng)共軛復(fù)數(shù)極點(diǎn)位于 +-45度 線上時(shí)，對(duì)應(yīng)的阻尼比為 0.707。9PID調(diào)節(jié)中的“P'指的是比例 控制器。10若要求系統(tǒng)的快速性好，則閉環(huán)極點(diǎn)應(yīng)距虛軸越 _遠(yuǎn)越好。TOC\o"1-5"\h\z11在水箱水溫控制系統(tǒng)中，受控對(duì)象為 _水箱 ，被控量為—水溫 。12自動(dòng)控制系統(tǒng)有兩種基本控制方式，當(dāng)控制裝置與受控對(duì)象之間只有順向作用而無(wú)反向聯(lián)系時(shí)，稱為_(kāi)開(kāi)環(huán)控制方式 ；當(dāng)控制裝置與受控對(duì)象之間不但有順向作用而且還有反向聯(lián)系時(shí)，稱為_(kāi)閉環(huán)控制方式 ；含有測(cè)速發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)速度控制系統(tǒng)， 屬于_開(kāi)環(huán)控制方式 。13穩(wěn)定是對(duì)控制系統(tǒng)最基本的要求，若一個(gè)控制系統(tǒng)的響應(yīng)曲線為衰減振蕩，則該系統(tǒng) _穩(wěn)定_。判斷一個(gè)閉環(huán)線性控制系統(tǒng)是否穩(wěn)定，在時(shí)域分析中采用 _勞斯判據(jù)_;在頻域分析中采用? 奈氏判據(jù)_。14、傳遞函數(shù)是指在?零_初始條件下、線性定?？刂葡到y(tǒng)的?輸入拉式變換 _與輸出拉式變換 之比。15設(shè)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 即S“，則其開(kāi)環(huán)幅頻特性為 __ ，相頻特性為\o"CurrentDocument"s2(Ts1) —_-180-arctan(tw-Tw)/1+tTw 。16頻域性能指標(biāo)與時(shí)域性能指標(biāo)有著對(duì)應(yīng)關(guān)系， 開(kāi)環(huán)頻域性能指標(biāo)中的幅值穿越頻率 c對(duì)應(yīng)時(shí)域性能指標(biāo) 調(diào)整時(shí)間t ，它們反映了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程的 _快速性。17復(fù)合控制有兩種基本形式：即按 輸入 的前饋復(fù)合控制和按 擾動(dòng)的前饋復(fù)合控制。18信號(hào)流圖由節(jié)點(diǎn)___和 支路組成。19二階衰減振蕩系統(tǒng)的阻尼比E的范圍為_(kāi)(0,1)___。20兩個(gè)傳遞函數(shù)分別為 G(s)與G2(s)的環(huán)節(jié)，以并聯(lián)方式連接，其等效傳遞函數(shù)為 G(s),則G(s)為—G(s)+_G(s)(用G(s)與G(s)表示)。21PI控制器是一種相位_比例積分___的校正裝置。22最小相位系統(tǒng)是指S右半平面不存在系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)零點(diǎn)和開(kāi)環(huán)極點(diǎn) 。23對(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個(gè)方面：快速性 、_穩(wěn)定性—和準(zhǔn)確性。24如果根軌跡位于實(shí)軸上兩個(gè)相鄰的開(kāi)環(huán)極點(diǎn)之間， 則在這兩個(gè)極點(diǎn)間必定存在一個(gè)分離點(diǎn)_。

25如果要求系統(tǒng)的快速性好，則 _閉環(huán)極點(diǎn)__應(yīng)距離虛軸越遠(yuǎn)越好。26__相角條件=是確定平面上根軌跡的充分必要條件， 而用_模值條件—確定根軌跡上各點(diǎn)的根軌跡增益k*的值。當(dāng)n-m> 2__時(shí),開(kāi)環(huán)n個(gè)極點(diǎn)之和等于閉環(huán)n個(gè)極點(diǎn)之和。27二階振蕩環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)幅頻漸進(jìn)特性的高頻段的斜率為 (db/dec)。28對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求可以概括為三個(gè)方面，即： _穩(wěn)定性___、快速性和—準(zhǔn)確性。29控制系統(tǒng)的 稱為傳遞函數(shù)。一階系統(tǒng)傳函標(biāo)準(zhǔn)形式是 _1/Ts+1_，二階系統(tǒng)傳函標(biāo)準(zhǔn)形式是__書(shū)本P88_(3-11)_。30在經(jīng)典控制理論中，可采用 __勞斯判據(jù)__、根軌跡法或__奈氏判據(jù)__等方法判斷線性控制系統(tǒng)穩(wěn)定性。31控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，取決于系統(tǒng) _結(jié)構(gòu)—和__參數(shù)__,與外作用及初始條件無(wú)關(guān)。32線性系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性，縱坐標(biāo)取值為 __20lgA(w)_，橫坐標(biāo)為lgw。33奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)中，Z=P-R，其中P是指__極點(diǎn)個(gè)數(shù)—,Z是指_零點(diǎn)個(gè)數(shù)_,R指 。(P186幅角原理)34在二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)圖中， ts定義為 調(diào)節(jié)時(shí)間。 %是超調(diào)量。TOC\o"1-5"\h\z35PI控制規(guī)律的時(shí)域表達(dá)式是 P211(6-12) 。PID控制規(guī)律的傳遞函數(shù)表達(dá)式是 _P219_。K36設(shè)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 K ，則其開(kāi)環(huán)幅頻特性為 —，相頻特性為s(T1S1)(T2s1) —__-90-arctanT1w-arctanT2w__ 。37“經(jīng)典控制理論”的內(nèi)容是以 _傳遞函數(shù)_為基礎(chǔ)的。越咼。_0.5相頻特性越咼。_0.5相頻特性_幅值裕量—來(lái)做出判139某典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是 G(S) ，則系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)是S240延遲環(huán)節(jié)不改變系統(tǒng)的幅頻特性，僅使 發(fā)生變化。41若要全面地評(píng)價(jià)系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性，需要同時(shí)根據(jù)相位裕量和斷。42一般講系統(tǒng)的加速度誤差指輸入是 勻加速度 所引起的輸出位置上的誤差43輸入相同時(shí)，系統(tǒng)型次越高，穩(wěn)態(tài)誤差越小 。44系統(tǒng)主反饋回路中最常見(jiàn)的校正形式是 _串聯(lián)校正_和反饋校正。選擇題選擇題CC)D. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)D. 穿越頻率1.系統(tǒng)和輸入已知，求輸出并對(duì)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究，稱為(A.系統(tǒng)綜合B. 系統(tǒng)辨識(shí) C.系統(tǒng)分析2?慣性環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的頻率特性在( A)上相等。A.幅頻特性的斜率 B.最小幅值 C. 相位變化率通過(guò)測(cè)量輸出量，產(chǎn)生一個(gè)與輸出信號(hào)存在確定函數(shù)比例關(guān)系值的元件稱為( C)A.比較元件 B.給定元件C. 反饋元件 D. 放大元件3從0變化到+8時(shí)，延遲環(huán)節(jié)頻率特性極坐標(biāo)圖為(A)A.圓 B. 半圓 C.橢圓 D. 雙曲線當(dāng)忽略電動(dòng)機(jī)的電樞電感后，以電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為輸出變量，電樞電壓為輸入變量時(shí)，電動(dòng)機(jī)可看作一個(gè)(B)6.7.8.A.比例環(huán)節(jié)B.微分環(huán)節(jié) C. 積分環(huán)節(jié)若系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為s(5s10_2)D.，則它的開(kāi)環(huán)增益為A.1B.2C.5D.10慣性環(huán)節(jié)二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)-^―sA.臨界阻尼系統(tǒng)B.欠阻尼系統(tǒng)

若保持二階系統(tǒng)的Z不變，提高A.提高上升時(shí)間和峰值時(shí)間D.減少上升時(shí)間和超調(diào)量，則該系統(tǒng)是(2s5C. 過(guò)阻尼系統(tǒng)3n則可以(b)B.減少上升時(shí)間和峰值時(shí)間D.C.零阻尼系統(tǒng)提高上升時(shí)間和調(diào)整時(shí)間9.一階微分環(huán)節(jié)G(s)1A.45°45°10.最小相位系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益越大，其(穩(wěn)定裕量越大A.振蕩次數(shù)越多B.-B.1Ts，當(dāng)頻率一時(shí)，則相頻特性TC.90°)DC.相位變化越小G(j)為()D.-90°D.穩(wěn)態(tài)誤差越小11.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為17s216s5則此系統(tǒng)()AA.穩(wěn)定B.臨界穩(wěn)定C.不穩(wěn)定D.穩(wěn)定性不確定。12.某單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為:，當(dāng)k=()時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)s(s1)(s5)臨界穩(wěn)定。CA.10 B.20C.30D.4013.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為3s410s35s22 0,則此系統(tǒng)中包含正實(shí)部特征的個(gè)數(shù)有()CA.0 B.1C.214.單位反饋系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為D.356ss，當(dāng)輸入為單位階躍時(shí)，則其位置誤差為()CA.2B.0.2C.0.515.若已知某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為 Gc(s)D.0.05s1上丄，則它是一種(10s1A.反饋校正B. 相位超前校正 C.相位滯后一超前校正 D.16.穩(wěn)態(tài)誤差ess與誤差信號(hào)E(s)的函數(shù)關(guān)系為( )B相位滯后校正A.ess limE(s) B.ess lim sE(s)C.ess lim E(s)D.s0 s0 -limsE(s)s在對(duì)控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度無(wú)明確要求時(shí),A.減小增益 B. 超前校正相位超前校正裝置的奈氏曲線為(A.圓 B. 上半圓為提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,C.)C.滯后校正B下半圓最方便的是(滯后-超前D.D.45弧線19.開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=3 ,則實(shí)軸上的根軌跡為(s(s3),,0),,0)A.（-3 ） B.（0 ）C.（-在直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，霍爾傳感器是用作（A.電壓 B. 電流C.傳遞函數(shù)的概念適用于（ ）系統(tǒng)。DA.線性、非線性B .線性時(shí)變 C位移g,-3） D.（-3）反饋的傳感器。D.B速度?非線性定常高階系統(tǒng)的主導(dǎo)閉環(huán)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.線性定常。DD、響應(yīng)速度越慢23.某單位反饋系統(tǒng)對(duì)速度輸入信號(hào)t1（t）的穩(wěn)態(tài)誤差為0.1，則該系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù) （A）。A.沒(méi)有積分環(huán)節(jié)且開(kāi)環(huán)放大倍數(shù) K=10B.有1個(gè)積分環(huán)節(jié)且開(kāi)環(huán)放大倍數(shù) K=10C.有1個(gè)積分環(huán)節(jié)且開(kāi)環(huán)放大倍數(shù) K=0.1D.有2個(gè)積分環(huán)節(jié)且開(kāi)環(huán)放大倍數(shù) K=0.124.一個(gè)穩(wěn)定的二階系統(tǒng)的阻尼比滿足（C）的條件時(shí)，系統(tǒng)的響應(yīng)具有衰減震蕩的特征。A.25.當(dāng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的根軌跡增益變化時(shí)，閉環(huán)根軌跡（B）。26.A27.A.起于開(kāi)環(huán)零點(diǎn)，終于開(kāi)環(huán)極點(diǎn)C.起于閉環(huán)極點(diǎn)，終于閉環(huán)零點(diǎn)I型系統(tǒng)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻漸近特性的低頻段斜率為（.-20（dB/dec）B.-40（dB/dec）求取系統(tǒng)頻率特性的方法有（ C）。A.脈沖響應(yīng)法B.根軌跡法B.起于開(kāi)環(huán)極點(diǎn)，終于開(kāi)環(huán)零點(diǎn)D.起于閉環(huán)零點(diǎn)，終于閉環(huán)極點(diǎn)28.已知某系統(tǒng)串聯(lián)校正環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為A.超前校正.滯后校正29.已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為50(2s1)(sA、50B 、30.一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，（A.有超調(diào)B.當(dāng)時(shí)間常數(shù)T較大時(shí)有超調(diào)25)。B31.設(shè)某環(huán)節(jié)頻率特性為G（jA.-180B.-9032.設(shè)二階振蕩環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)G(s)D)。.0(dB/dec)D.+20(dB/dec).解析法和實(shí)驗(yàn)法Ts1/Gc(s) (aaTs1C?超前-滯后校正D.單位階躍響應(yīng)法1)，，則該系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益為5）、10則該校正環(huán)節(jié)屬于.滯后-超前校正C.當(dāng)時(shí)間常數(shù)T較小時(shí)有超調(diào)D.無(wú)超調(diào)1,當(dāng)，其頻率特性相位移（）為（A）。.0° 16s24s.45°—，則其對(duì)數(shù)幅頻特性漸近線的轉(zhuǎn)角頻率16為（）。CA.2rad/s B.8rad/s33.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A(yù).0型系統(tǒng)B.I型系統(tǒng)C.n型系統(tǒng)D.4rad/s.16rad/sess為常數(shù)，則此系統(tǒng)為（川型系統(tǒng)A)。34.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)。4646在伯德圖中反映系統(tǒng)抗高頻干擾能力的是 B)A.相同B.不同.不存在D.不定353從0變化到+R時(shí)，遲延環(huán)節(jié)頻率特性極坐標(biāo)圖為(A)A.圓 B.半圓C.橢圓 D.雙曲線36傳遞函數(shù)反映了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，它與下列哪項(xiàng)因素有關(guān)？( C)A.輸入信號(hào) B.初始條件C.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù) D.輸入信號(hào)和初始條件37適合應(yīng)用傳遞函數(shù)描述的系統(tǒng)是 (A)A.單輸入,單輸出的線性定常系統(tǒng).單輸入，單輸出的線性時(shí)變系統(tǒng)C.單輸入,單輸出的定常系統(tǒng).非線性系統(tǒng)38開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)G(s)H(s)(sK(s:Pi)(s，其中pA.單輸入,單輸出的線性定常系統(tǒng).單輸入，單輸出的線性時(shí)變系統(tǒng)C.單輸入,單輸出的定常系統(tǒng).非線性系統(tǒng)38開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)G(s)H(s)(sK(s:Pi)(s，其中p2 zi pi0,則實(shí)軸上的根軌跡A.( ,P2],[Zi,Pi]B.(,P2]C.[pi,D.[Zi,Pi]39設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)i25s25si，則系統(tǒng)的阻尼比為B)i iA.25B.5C.40i型系統(tǒng)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻漸近特性的低頻段斜率為(D)A.-40(dB/dec)B.-20(dB/dec)C.0(dB/dec)D.+20(dB/dec)4i求取系統(tǒng)頻率特性的方法有(C)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42一階系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)越靠近S平面原點(diǎn)，則(D)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43一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，(B)A.無(wú)超調(diào)B .當(dāng)時(shí)間常數(shù)T較大時(shí)有超調(diào)C.當(dāng)時(shí)間常數(shù)T較小時(shí)有超調(diào) D.有超調(diào)44設(shè)G(s)H(s)K(s ，當(dāng)k增大時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)()B(s2)(s5)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45設(shè)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)上^耳 ，其根軌跡漸近線與實(shí)軸的交點(diǎn)為( C)s(s2)(s3)A.0A.低頻段A.低頻段B.高頻段C.中頻段D.無(wú)法反映47若兩個(gè)系統(tǒng)的根軌跡相同，則有相同的( D)A.閉環(huán)零點(diǎn)和極點(diǎn) B.A.閉環(huán)零點(diǎn)和極點(diǎn) B.開(kāi)環(huán)零點(diǎn)C.閉環(huán)極點(diǎn)D. 階躍響應(yīng)48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 (B)A.充分條件 B. 充分必要條件 C.必要條件 D.以上都不是四、綜合題1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示，試求該系統(tǒng)的輸入輸出傳遞函數(shù)。提示：根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn) 列寫(xiě)方程，然后解出傳遞函數(shù)2?已知某系統(tǒng)在零初始條件下的單位階躍響應(yīng)為c(t)1 0.2e七1.2e求傳遞函數(shù)c(s)r(s)和系統(tǒng)的脈沖響應(yīng) g(t)提示：求得C(s)R(s)然后得到傳遞函數(shù)，再根據(jù)脈沖激勵(lì)拉式變換，得到脈沖響應(yīng)拉式變換，然后逆變換!3?試建立如下圖所示電路的動(dòng)態(tài)微分方程，并求傳遞函數(shù)。u1,列出方程，解得拉式變換U1(S)與Uo(s)關(guān)系，再根據(jù)U