湖南師范大學(xué)控制工程基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料

機(jī)械控制工程基礎(chǔ)復(fù)習(xí)控制工程基礎(chǔ)金耀第一章緒論1．選擇題（1）以下例子中，屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)的是（B）A．洗衣機(jī)B.空調(diào)C.調(diào)級(jí)電風(fēng)扇D.普通車(chē)床（2）下列不屬于對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)基本要求的是（C）A．穩(wěn)定性B.快速性C.連續(xù)性D.準(zhǔn)確性（3）以下關(guān)于反饋的描述,正確的是(C)A．只有自然控制系統(tǒng)才存在反饋B.只是一種人為地把輸出信號(hào)回輸?shù)捷斎攵说男畔鬟f方式C.人類(lèi)簡(jiǎn)單地行動(dòng),如取物,行走等都存在著信息的反饋（4）不屬于開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)的是(AD)A．構(gòu)造簡(jiǎn)單,維護(hù)容易存在反饋B.成本比響應(yīng)的閉環(huán)控制系統(tǒng)低C.不存在穩(wěn)定性問(wèn)題D.可根據(jù)輸出量,隨時(shí)對(duì)輸入量進(jìn)行修正.（5）表示系統(tǒng)快速性的性能指標(biāo)是(C)A．超調(diào)量B.振蕩次數(shù)C.調(diào)整時(shí)間D.穩(wěn)態(tài)誤差

（6）表示系統(tǒng)平穩(wěn)性的性能指標(biāo)是(A)A．超調(diào)量B.上升時(shí)間C.調(diào)整時(shí)間D.穩(wěn)態(tài)誤差（7）表示系統(tǒng)準(zhǔn)確性的性能指標(biāo)是(D)A．超調(diào)量B.上升時(shí)間C.調(diào)整時(shí)間D.穩(wěn)態(tài)誤差（8）開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的控制信號(hào)取決于(A)A．給定的輸入信號(hào)B.輸出信號(hào)C.反饋信號(hào)D.參考輸入信號(hào)和反饋信號(hào)之差（9）閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制信號(hào)取決于(D)A．給定的輸入信號(hào)B.輸出信號(hào)C.反饋信號(hào)D.參考輸入信號(hào)和反饋信號(hào)之差（10）閉環(huán)控制系統(tǒng)中,(C)反饋?zhàn)饔肁．依輸入信號(hào)的大小而存在B.一定不存在C.必然存在D.不一定存在11.根據(jù)控制系統(tǒng)元件的特性，控制系統(tǒng)可分為(

B

)A.反饋控制系統(tǒng)和前饋控制系統(tǒng)B.線性控制系統(tǒng)和非線性控制系統(tǒng)C.定值控制系統(tǒng)和隨動(dòng)控制系統(tǒng)D.連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)12.控制系統(tǒng)中的模擬電子線路屬于(D)元件。A.執(zhí)行元件B.放大元件C.測(cè)量元件D.補(bǔ)償元件13.直流測(cè)速發(fā)電機(jī)是自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的一種(A)元件。A.測(cè)量B.執(zhí)行C.控制D.比較14.控制系統(tǒng)中的熱敏電阻屬于(C)元件。A.執(zhí)行元件B.放大元件C.測(cè)量元件D.補(bǔ)償元件15.控制系統(tǒng)中的功率放大器屬于(B)元件。A.執(zhí)行元件B.放大元件C.測(cè)量元件D.補(bǔ)償元件16.控制系統(tǒng)中的直流伺服電機(jī)屬于(A)元件。A.執(zhí)行元件B.放大元件C.測(cè)量元件D.補(bǔ)償元件17.下述說(shuō)法不正確的為：自動(dòng)控制系統(tǒng)按控制方式和策略分(D)(A)開(kāi)環(huán)控制

(B)閉環(huán)控制

(C)復(fù)合控制

(D)位置控制18.下述說(shuō)法不正確的為：按輸入信號(hào)分類(lèi)：分(D)(A)定值控制系統(tǒng)

(B)伺服系統(tǒng)（隨動(dòng)系統(tǒng)）

(C)程序控制系統(tǒng)

(D)線性系統(tǒng)1．選擇題（1）正弦函數(shù)的拉普拉斯變換為（A）A．B.C.D.（2）函數(shù)的拉氏變換式為（A）A．B.C.D.（3）已知，其拉氏反變換為（B）A．B.C.D.（4）已知象函數(shù)，其原函數(shù)的終值=（D）A．∞B．0C．0.6D．0.3（5）線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)就是（D）A．輸出的拉氏變換比輸入的拉氏變換；B．零初始條件下，輸出與輸入之比；C．零初始條件下，輸入的拉氏變換比輸出的拉氏變換D．零初始條件下，輸出的拉氏變換比輸入的拉氏變換（6）線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)與（

A

）有關(guān)。A.本身的結(jié)構(gòu)、參數(shù)

B.初始條件

C.本身的結(jié)構(gòu)、參數(shù)與外作用信號(hào)

D.外作用信號(hào)（7）用包絡(luò)線取代響應(yīng)曲線,可近似求出典型二階振蕩系統(tǒng)的(B)A．上升時(shí)間B.調(diào)整時(shí)間C.峰值時(shí)間D.最大超調(diào)量（8）典型二接振蕩環(huán)節(jié)的阻尼比和固有頻率兩者都與(C)A．超調(diào)量有關(guān)B.超調(diào)量無(wú)關(guān)C.峰值時(shí)間有關(guān)D.峰值時(shí)間無(wú)關(guān)第二章簡(jiǎn)答題1．定義傳遞函數(shù)時(shí)的前提條件是什么？為什么要附加這個(gè)條件？答：傳遞函數(shù)定義為：在初始條件為零時(shí)，輸出量的拉氏變換式與輸入量的拉氏變換式之比。這里所謂初始條件為零，一般是輸入量在t=0時(shí)刻以后才作用于系統(tǒng)，系統(tǒng)的輸入量和輸出量及其各階導(dǎo)數(shù)在t≤0時(shí)的值也均為零?，F(xiàn)實(shí)的控制系統(tǒng)多屬于這種情況。在研究一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，通常總是假定該系統(tǒng)原來(lái)處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)，若不加輸入量，系統(tǒng)就不會(huì)發(fā)生任何變化。系統(tǒng)中的各個(gè)變量都可用輸入量作用前的穩(wěn)定值作為起算點(diǎn)，因此，一般都能滿足零初始條件。2．慣性環(huán)節(jié)在什么條件下可近似為比例環(huán)節(jié)？在什么條件下可近似為積分環(huán)節(jié)？答：在時(shí)候Ts>>1時(shí)候可以近似為積分環(huán)節(jié)。4．方框圖等效變換的原則是什么？答：（1）環(huán)節(jié)前后比較點(diǎn)的移動(dòng)：根據(jù)保持比較點(diǎn)移動(dòng)前后系統(tǒng)的輸入/輸出關(guān)系不變的等效原則，可以將比較點(diǎn)向環(huán)節(jié)前或后移動(dòng)。（2）環(huán)節(jié)前后引出點(diǎn)的移動(dòng)：根據(jù)保持引出點(diǎn)移動(dòng)前后系統(tǒng)的輸入/輸出關(guān)系不變的等效原則，可以將引出點(diǎn)向環(huán)節(jié)前或后移動(dòng)。（3）連續(xù)比較點(diǎn)、連續(xù)引出點(diǎn)的移動(dòng)：由于信號(hào)具有線性性質(zhì)，它們的相加次序可以任意交換，因而它們的引出點(diǎn)也可以任意交換。已知在零初始條件下，系統(tǒng)的單位階躍為，試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和脈沖響應(yīng)。解單位階躍輸入時(shí)，有，依題意

8．已知系統(tǒng)傳遞函數(shù)，且初始條件為：

試求系統(tǒng)在輸入作用下的輸出。

解系統(tǒng)的微分方程為：

考慮初始條件，對(duì)式（1）進(jìn)行拉氏變換，得

（2）

（1）下圖所示系統(tǒng)，求+W1W2HXcXr。XrW1(Xr–XCH)W2Xc=XrW1-(Xr–XCH)W2Xc（1-HW2)=XrW1-XrW2+W1W2HXcXr第3章時(shí)域分析法

A．2，1/2B．1/2，2C．2，2D．1/2，1（2）兩個(gè)二階系統(tǒng)的最大超調(diào)量δ相等，則此二系統(tǒng)具有相同的(B)A．ωnB．ξC．kD．ωd（3）一個(gè)單位反饋系統(tǒng)為I型系統(tǒng)，開(kāi)環(huán)增益為k，則在r(t)=t輸入下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為(A)．B．0C．D．∞，其極點(diǎn)是(C)B．

C．D．（5）二階最佳系統(tǒng)的阻尼比ζ為（

D

）A.1

B.2

C.0.1

D.0.7071．選擇題（1）二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)為則其ξ,ωn依次為(B)A（4）某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為A．（6）對(duì)于欠阻尼系統(tǒng),為提高系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性,可以(C)A．增大系統(tǒng)的固有頻率;B.減小系統(tǒng)固有頻率

C.增加阻尼

D.減小阻尼（7）在ζ不變的情況下,增加二階系統(tǒng)的無(wú)阻尼固有頻率,系統(tǒng)的快速性將(A)A.提高

B.降低

C.基本不變

D.無(wú)法得知（8）一系統(tǒng)對(duì)斜坡輸入的穩(wěn)態(tài)誤差為零,則該系統(tǒng)是(C)A.0型系統(tǒng)

B.Ⅰ型系統(tǒng)

CⅡ型系統(tǒng)

D.無(wú)法確定

（9）系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為0,它的輸入可能是()A.單位階躍

B.2t

C.D.正弦信號(hào)（10）系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳函為,則該系統(tǒng)為()系統(tǒng)A.0型系統(tǒng)

B.Ⅰ型系統(tǒng)

CⅡ型系統(tǒng)

D.Ⅲ型系統(tǒng)11當(dāng)輸入量發(fā)生突變時(shí)，輸出量不能突變，只能按指數(shù)規(guī)律逐漸變化的環(huán)節(jié)是()。A.積分B.比例.C慣性D.振蕩12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(

)A.實(shí)軸上B.虛軸上C.左半部分D.右半部分主導(dǎo)極點(diǎn)的特點(diǎn)是（）A．距離實(shí)軸很遠(yuǎn)B．距離實(shí)軸很近C．距離虛軸很遠(yuǎn)D．距離虛軸很近13.在系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)中增加零點(diǎn)，將使系統(tǒng)的超調(diào)量σp()A.增加B.減小C.不變D.不定14增大開(kāi)環(huán)增益K，將使二階系統(tǒng)穩(wěn)定性()。A.改善B.變差C.不變D.具體問(wèn)題具體分析15.以同等精度元件組成的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)，其精度比較為()A.開(kāi)環(huán)高B.閉環(huán)高C.相差不多D.一樣高答案ABCBBB

電子心臟起博器心律控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如題圖所示，其中模仿心臟的傳遞函數(shù)相當(dāng)于一純積分環(huán)節(jié)。

若對(duì)應(yīng)最佳響應(yīng)，問(wèn)起博器增益K應(yīng)取多大？2.若期望心速為60次/min，并突然接通起博器，問(wèn)1s鐘后實(shí)際心速為多少？瞬時(shí)最大心速多大？解

依題，系統(tǒng)傳遞函數(shù)為

令可解出

將t=1s代入二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)公式可得

時(shí)，系統(tǒng)超調(diào)量

最大心速為控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：已知

試選擇參數(shù)a、b、c的值，使系統(tǒng)響應(yīng)速度信號(hào)時(shí)無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差。+G1(s)G2(s)-R(s)C(s)

解：要求系統(tǒng)為Ⅱ型，得G(s)-R(s)C(s)a

s--R(s)C(s)E(s)、和2.確定時(shí)的速度反饋常數(shù)a

值，并確定的穩(wěn)態(tài)誤差。已知控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下所示：1.當(dāng)不存在速度反饋(a=0)時(shí)，試確定單位階躍輸入時(shí)的解：

；；；；。時(shí)1、一單位反饋控制系統(tǒng)，若要求：(1)跟蹤單位斜坡輸