山東科技大學(xué)自動(dòng)控制原理期末復(fù)習(xí)題

復(fù)習(xí)思考題一

一.單選題（每題3分，共30分）

1.控制作用通過執(zhí)行元件產(chǎn)生的使被控量保持期望值的物料量或能量稱為1）0

A.被控量B.控制量C.給定量D.反饋量

2.下圖RC網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為（）。

A.RCs+1

B.—!—

RCs+\

C.RCs

3.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)（）o

A.比例環(huán)節(jié)B"散分環(huán)節(jié)C.積分環(huán)節(jié)D.一階慣性環(huán)節(jié)

4.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為￡）（$）=$4+8/+17/+16s+5=0,則此系統(tǒng)（）。

A.穩(wěn)定B.臨界穩(wěn)定C.不穩(wěn)定D.穩(wěn)定性不確定

5.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)①（s）=-r^——，則該系統(tǒng)是（）o

s~+25+5

A.臨界阻尼系統(tǒng)B.欠阻尼系統(tǒng)C.過阻尼系統(tǒng)D.零阻尼系統(tǒng)

6.若兩個(gè)系統(tǒng)的根軌跡相同，則有相同的（）。

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.閉環(huán)零點(diǎn)

7.奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)是利用系統(tǒng)的（）來判據(jù)閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個(gè)判別

準(zhǔn)則。

A.開環(huán)幅頻特性B.開環(huán)幅相特性C.閉環(huán)幅頻特性D.閉環(huán)幅相特性

8.頻率特性反映（）信號(hào)作用下系統(tǒng)響應(yīng)的性能。

A.階躍B.斜坡C.加速度D.正弦

9.根據(jù)以下最小相位系統(tǒng)的相角裕量相對(duì)穩(wěn)定性最好的系統(tǒng)為（）o

A./=60°B./=30°C./=10°D./=-10°

10.若系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為一蛆一，則它的開環(huán)增益為（）。

5（55+2）

A.lB.2C.5D.10

二.判斷對(duì)錯(cuò)題（每題2分，共20分）

1.開環(huán)傳遞函數(shù)只與前向通道傳遞函數(shù)有關(guān)，與反饋通道傳遞函數(shù)無關(guān)。（）

2.單容水箱系統(tǒng)是非線性系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行線性化后可以用一階慣性環(huán)節(jié)描述其

傳遞函數(shù)。（）

3.線性微分方程求解時(shí)不需要考慮初始條件。（）

4.閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（）

5.上升時(shí)間指輸出響應(yīng)超過終值達(dá)到第一個(gè)峰值所需要的時(shí)間。（）

6.頻率特性反映階躍信號(hào)作用卜系統(tǒng)響應(yīng)的性能。（）

7.因?yàn)槔L制根軌跡要標(biāo)出開環(huán)極點(diǎn)，所以根軌跡是開環(huán)極點(diǎn)的根軌跡。（）

8.正弦輸入作用下，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出相角與輸入相角之差為相頻特性。（）

9.開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性的低頻段反映系統(tǒng)的抗干擾能力。（）

10.PI控制規(guī)律中比例系數(shù)的大小會(huì)影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。（）

三.多選題（每題4分，共20分）

1.若某最小相位系統(tǒng)的相角裕度7>0°,則下列說法正確的是（）o

A.閉環(huán)不穩(wěn)定B.當(dāng)幅值裕度h>\時(shí)閉環(huán)系統(tǒng)才穩(wěn)定

C.閉環(huán)穩(wěn)定D.不能單獨(dú)用相角裕度判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

2.下述說法正確的是（）。

A.開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性的低頻段反映系統(tǒng)的抗干擾能力

B.開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性的低頻段越高，說明開環(huán)增益越大

C開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性的低頻段反映系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度

D.開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性的低頻段反映系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能

3.已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為GG）”（s）二——y——右，下述有關(guān)

s（s+4）（5+2）

根軌跡正確的是（）。

A.漸近線與實(shí)軸交點(diǎn)為-2

B.根軌跡越過虛軸進(jìn)入5右半平面

C.漸近線有2條

D.根軌跡分離點(diǎn)在-2和（）之間

4.系統(tǒng)特征方程為D（J）=+2J2++7=0,則閉環(huán)系統(tǒng)（）。

A.穩(wěn)定B.不穩(wěn)定C.臨界穩(wěn)定D.右半平面閉環(huán)極點(diǎn)數(shù)為2

5.下列控制方式中，（）是閉環(huán)控制方式。

A.電冰箱溫度控制B.交通燈定時(shí)控制

C.農(nóng)業(yè)大棚的濕度控制D.發(fā)電廠鍋爐水位控制

四.簡(jiǎn)答題（每題5分，共10分）

1.（5分）什么是閉環(huán)控制方式？特點(diǎn)是什么？

2.（5分）對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求看哪些？評(píng)價(jià)控制系統(tǒng)的時(shí)域性能指標(biāo)主

要有哪些？

五.計(jì)算題（10分）

系統(tǒng)信號(hào)流圖如圖所示，求出系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)

R（s）

-G6

六.綜合題（10分）

70

某開環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)為Go（s）=*—,要求:

s（s+l）

（1）繪制該開環(huán)系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻漸近特性曲線；

（2）求該開環(huán)系統(tǒng)的截止頻率”和相角裕度人

復(fù)習(xí)思考題一答案

一、單選題（每題3分，共30分）

1.B2.B3.D4.A5.B6.C7.B8.D9.A10.C

二、判斷對(duì)錯(cuò)題（每題2分，共20分）

1.錯(cuò)2.對(duì)3.錯(cuò)4.對(duì)5.錯(cuò)6.錯(cuò)7.錯(cuò)8.對(duì)9.錯(cuò)1（）.對(duì)

三、多選題（每題4分，共20分）

1.BD2.BC3.ABD4.BD5.ACD

四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共10分）

1.什么是閉環(huán)控制方式？特點(diǎn)是什么？

答：既有前向通路又有反饋通路的控制方式稱為閉環(huán)控制方式，特點(diǎn)：被控量的

輸出對(duì)控制作用產(chǎn)生影響。

2.對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求有哪些？評(píng)價(jià)控制系統(tǒng)的時(shí)域性能指標(biāo)主要有哪

些？

答：對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求在穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性。評(píng)價(jià)控制系統(tǒng)的

時(shí)域性能指標(biāo)主要有調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量。

五、計(jì)算題（10分）

一條前向通路：4=GG2G3G4A=l,（2分）

三個(gè)單獨(dú)回路，無互不接觸回路，

L\=-G2G3GL2=-G3G4G,L3=-G,G2G3G4G7（4分）

①⑸=2----------些坐----------（4分）

R（s）1+G>G3G6+G3G4G5+GG>G3G4G?

六、綜合題（10分）

起始段斜率為-20dB/dec,i，=l,201gK=26,%=1時(shí)，斜率變化-20dB/dec（3

分）

（繪圖3分）

（2）①<=4.46rad/s（2分），/=180-90-arctg（oe=12.6（2分）

復(fù)習(xí)思考題二

一.單選題(每題3分，共30分)

11.開環(huán)控制系統(tǒng)的特征是沒有()o

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)

12.下列系統(tǒng)中屬于不穩(wěn)定的系統(tǒng)是()。

A.閉環(huán)極點(diǎn)為“2=-1+。的系統(tǒng)R閉環(huán)特征方程為$2+2$+1=0的系統(tǒng)

C.階躍響應(yīng)為cQ)=20(l+e44「)的系統(tǒng)D.脈沖響應(yīng)為〃⑺=8e°』的系統(tǒng)

13.傳遞函數(shù)G(S)=K/1+-!-]描述的是()o

AIs)

A.PID控制B.PD控制C.PI控制D.P控制

14.某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：G(s)=--------當(dāng)KT)時(shí),

s(s+l)(s+5)

閉環(huán)系統(tǒng)臨界穩(wěn)定。

A.10B.20C.30D.40

15.單位負(fù)反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(S)=K17TT，當(dāng)輸入為單位階躍時(shí)，

其穩(wěn)態(tài)誤差為()o

A.2B.1/6C.0.2D.().05

16.閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為二—，實(shí)驗(yàn)測(cè)得當(dāng)/=2s時(shí)，系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)的

Ts+\

輸出為0.632,則T=()0

A.2sB.IsC.0.5sD.4s

17.繪制根軌跡()o

A.只依據(jù)相角條件B.只依據(jù)模值條件

C.依據(jù)相角條件和模值條件D.依據(jù)相角條件或模值條件

18.已知負(fù)反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)"(s)=則根軌跡

s(s+2)(5+3)

分離點(diǎn)位于()之間。

A.LO,-1JB.L-I,-2JC.L-2,-3JD.L-3,-oo]

19.已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）”（s）=-------------,K7，T,>0,則開環(huán)

件+1）（4+1）

幅相曲線起始點(diǎn)位于（）。

A.正實(shí)軸B.負(fù)實(shí)軸C.正虛軸D.負(fù)虛軸

2（）.開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性的（）反映系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度。

A.低頻段B.中頻段C.高頻段D.中頻段和高頻段

二.判斷對(duì)錯(cuò)題（每題2分，共20分）

1.閉環(huán)傳遞函數(shù)的零點(diǎn)決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（）

2.峰值時(shí)間指輸出響應(yīng)超過終值達(dá)到第一個(gè)峰值所需要的時(shí)間。（）

3.動(dòng)態(tài)過程是指系統(tǒng)在典型信號(hào)作用下，系統(tǒng)輸出量從初始狀態(tài)到最終狀態(tài)的

響應(yīng)過程。（）

4.最小相位系統(tǒng)和其對(duì)應(yīng)的非最小相位系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線相同.（）

5.采用串聯(lián)超前校正使校正后系統(tǒng)截止頻率減小。（）

6.開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性的低頻段越高，說明開環(huán)增益越大。（）

7.積分作用主要是用來改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能。（）

8.電冰箱溫度控制是閉環(huán)控制。（）

9.對(duì)于18（）度根軌跡，若某區(qū)域右側(cè)的實(shí)數(shù)開環(huán)零.極點(diǎn)個(gè)數(shù)之和為偶數(shù)，則

該區(qū)域?yàn)楦壽E。（）

10.傳遞函數(shù)是輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。（）

三.多選題（每題4分，共20分）

1.自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型包括（）。

A.微分方程B.信號(hào)流圖C.結(jié)構(gòu)圖D.傳遞函數(shù)

2.控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)包括（）。

A.一階慣性環(huán)節(jié)B.一階微分環(huán)節(jié)C,積分環(huán)節(jié)D.正弦環(huán)節(jié)

3.下述屬于最小相位系統(tǒng)的是（）。

AKQ-S）口K（s+1）rKnK（l-S）

s（s+l）s（s+5）s（s2-5+1）s（2-s）

4.已知開環(huán)幅相特性曲線如圖所示，則正確的是（）o

A.系統(tǒng)1穩(wěn)定B.系統(tǒng)2穩(wěn)定C.系統(tǒng)1不穩(wěn)定D.系統(tǒng)2不穩(wěn)定

系統(tǒng)1系統(tǒng)2

5.若某系統(tǒng)的根軌跡有一個(gè)起點(diǎn)位于原點(diǎn)，則說明該開環(huán)系統(tǒng)（）。

A.含一個(gè)微分環(huán)節(jié)B.含一個(gè)積分環(huán)節(jié)

C.穩(wěn)定D.有一個(gè)開環(huán)極點(diǎn)在原點(diǎn)

四.簡(jiǎn)答題（每題5分，共10分）

1.（5分）PID控制規(guī)律中，說明比例作用的特點(diǎn)及其對(duì)控制系統(tǒng)性能的影響。

2.（5分）什么是系統(tǒng)穩(wěn)定性？說出兩種判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的判據(jù)。

五.計(jì)算題（10分）

某控制系統(tǒng)的方框圖如圖所示，試求：

（1）若使系統(tǒng)阻尼比4=0.5,確定7■值；

（2）求系統(tǒng)阻尼比4=0.5時(shí)調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量，誤差帶D=?5%。

火”roc（5）

--1+T5-

六.綜合題（共10分）

I.（10分）最小相位開環(huán)系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如圖所示:

（1）寫出開環(huán)傳遞函數(shù)G0（s）；

（2）計(jì)算系統(tǒng)的截止頻率和相角裕度;

（3）判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

L（3）

復(fù)習(xí)思考題二答案

一.單選題（每題3分，共30分）

I.C2.D3.C4.C5.B6.A7.A8.C9.A10.A

二,判斷對(duì)錯(cuò)題（每題2分，共20分）

1.錯(cuò)2.對(duì)3.對(duì)4.對(duì)5.錯(cuò)6.對(duì)7.錯(cuò)8.對(duì)9.錯(cuò)10.錯(cuò)

三.多選題（每題4分，共20分）

1.ABCD2.ABC3.BC4.AB5.BD

四.簡(jiǎn)答題（每題5分，共10分）

1.（5分）PID控制規(guī)律中，說明比例作用的特點(diǎn)及其對(duì)控制系統(tǒng)性能的影響。

答：特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、及時(shí)（或比例控制對(duì)于偏差立即響應(yīng)），但不能完全消除穩(wěn)態(tài)

誤差。比例系數(shù)適當(dāng)增大，系統(tǒng)響應(yīng)速度加快，相對(duì)穩(wěn)定性變差（或超調(diào)增大），

穩(wěn)態(tài)誤差減小C

2.（5分）什么是系統(tǒng)穩(wěn)定性？說出兩種判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的判據(jù)。

答：系統(tǒng)在擾動(dòng)作用下偏離了原來的平衡狀態(tài)，當(dāng)擾動(dòng)消失后，系統(tǒng)以足夠的精

度恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)，則稱系統(tǒng)穩(wěn)定；否則系統(tǒng)不穩(wěn)定。穩(wěn)定性判定方法:

勞斯判據(jù)，赫爾維茨判據(jù)，奈氏判據(jù)，頻率域判據(jù)（寫出其中兩種即可得滿分）。

五.計(jì)算題（10分）

系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為①（s）=——，（2分）

+10資+9

可得：?jiǎn)?3（2分）

而2xwn=10r,所以。=（）.3（2分）

（3）s="皿后？100%16.3%（2分）

35

/,=—=2.33,s（D=?5%）（2分）

x嗎

六.綜合題（10分）

（1）起始段斜率為-20dB/dec,v=l,201gK=32.04,所以K=40°

叼=5,斜率變化-20dB/dec,對(duì)應(yīng)一階慣性環(huán)節(jié)一!一，

0.2s+1

e二10,斜率變化-20dB/dec,對(duì)應(yīng)一階慣性環(huán)節(jié)------

~0.15+1

40

G（）（s）二（4分）

5(0.15+1)(0.25+1)

（2）圖中，對(duì)數(shù)幅頻特性曲線與實(shí)軸交點(diǎn)頻率為截止頻率llrad/s（2分）

y=180-90-arctan0.1x11-arctan0.2x11=-23.28(2分)

（3）相角裕度，/<0,閉環(huán)不穩(wěn)定。（2分）注明：也可以利用勞斯判據(jù)判斷。

復(fù)習(xí)思考題三

一.單選題(每題3分，共30分)

21.與開環(huán)控制系統(tǒng)相比較，閉環(huán)控制系統(tǒng)通常對(duì)()進(jìn)行直接或間接地測(cè)量，

通過反饋環(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

22.單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=k」一,則閉環(huán)極點(diǎn)為()o

S+25+1

B.1,1C.-l±jD.1±jy/2

23.某系統(tǒng)零極點(diǎn)圖如圖所示，根軌跡增益K=l,則其傳遞函數(shù)為()。

A.———B.———C.———D.———

(5+3)(5+2)(5+2)(5+1)(s-3)(s-l)(S+3)(s+l)

J

-X—e—X———

-3-2-1

24.若二階系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)為-1土j,則按±5%誤差帶計(jì)算，該系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間是

()So

A.3B.3.5C.4D.4.4

25.若保持無零點(diǎn)的二階系統(tǒng)的阻尼比不變，提高自然振蕩頻率，則可以使()。

A.超調(diào)量增加

B.超調(diào)量減小

C.調(diào)節(jié)時(shí)間增加

D.調(diào)節(jié)時(shí)間減小

26.開環(huán)傳遞函數(shù)為G[s)"(s)=-----------，其根軌跡漸近線與實(shí)軸的交點(diǎn)

s(s+1)(5+2)

為()o

A.-1B.1C.-2D.2

27.PID控制規(guī)律中，()消除穩(wěn)態(tài)誤差。

A.比例B.積分C.微分D.比例和微分

28.關(guān)于反饋控制系統(tǒng)的幅值穿越頻率已，下列說法正確的是（）o

A.開環(huán)幅相曲線與負(fù)實(shí)軸交點(diǎn)頻率B.閉環(huán)幅相曲線與負(fù)實(shí)軸交點(diǎn)頻率

C.開環(huán)幅相曲線與單位圓交點(diǎn)頻率D.閉環(huán)幅相曲線與單位圓交點(diǎn)頻率

29.閉環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性下降到頻率為0時(shí)分貝值以下3dB時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率，稱為

（）。

A.截止頻率B.交接頻率C.穿越頻率D.帶寬頻率

3（）.一階微分環(huán)節(jié)G（s）=l+Ts,當(dāng)頻率"時(shí)，則相頻特性NG（"o）為（）o

A.45°B.-450C.90°D.-900

二.判斷對(duì)錯(cuò)題（每題2分，共20分）

1.閉環(huán)傳遞函數(shù)的零點(diǎn)決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（）

2.系統(tǒng)帶寬大，表明系統(tǒng)抑制輸入端高頻干擾的能力強(qiáng)。（）

3.開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性的低頻段反映系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度。（）

4.積分作用可使系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的型別提高，消除或減小穩(wěn)態(tài)誤差。（）

5.信號(hào)流圖不是數(shù)學(xué)模型。（）

6.相角裕度是開環(huán)頻域性能指標(biāo)。（）

7.只要有一條根軌跡位于s右半平面，閉環(huán)系統(tǒng)就一定不穩(wěn)定。（）

8.一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)7越小，其響應(yīng)速度越慢。（）

9.在電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)中被控量為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。（）

10.開環(huán)穩(wěn)定系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)不一定穩(wěn)定。（）

三.多選題（每題4分，共20分）

1.下述控制規(guī)律中，（）具有超前作用的特點(diǎn)。

A.比例B.微分C.積分D.比例微分

2.理想微分環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型可以表示為（）0

A.—B.sC.w（z）=-\）D.u（t）=J

3.關(guān)于反饋控制系統(tǒng)的截止頻率勺，下列說法正確的是（）。

A.開環(huán)幅相曲線與負(fù)實(shí)軸交點(diǎn)頻率

B.開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線與OdB線交點(diǎn)頻率

C.開環(huán)幅相曲線與單位圓交點(diǎn)頻率

D.閉環(huán)幅相曲線與單位圓交點(diǎn)頻率

4.下述二階系統(tǒng)阻尼比在（）范圍內(nèi)系統(tǒng)穩(wěn)定。

A.<<0B.<=0C.0<<<1D,（；>\

5.已知閉環(huán)傳遞函數(shù)為F（s）=——222——,則其自由運(yùn)動(dòng)的模態(tài)有（）。

（s+1）（$+3）（$+4）

A.G'B.e"c.ewD，*

四.簡(jiǎn)答題（共10分）

1.（4分）自動(dòng)控制系統(tǒng)的3種控制方式是什么？其中哪種是應(yīng)用最廣泛的控制

方式？

2.（6分）串聯(lián)超前校正有何特點(diǎn)？

五.計(jì)算題（10分）

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，求：

（1）閉環(huán)傳遞函數(shù)；

（2）單位階躍信號(hào)作用下的超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間。

六.綜合題（10分）

已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為,要求:

（1）繪制開環(huán)幅相特性曲線（要求確定起點(diǎn)，終點(diǎn)及與實(shí)軸的交點(diǎn)）;

（2）利用奈氏判據(jù)判定閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性。

復(fù)習(xí)思考題三答案

一.單選題（每題3分，共30分）

I.A2.C3.D4.B5.D6.A7.B8.A9.D10.A

二,判斷對(duì)錯(cuò)題（每題2分，共20分）

1.錯(cuò)2.錯(cuò)3.對(duì)4.對(duì)5.錯(cuò)6.對(duì)7.對(duì)8.錯(cuò)9.對(duì)10.對(duì)

三.多選題（每題4分，共20分）

1.BD2.BC3.BC4.CD5.ACD

四.簡(jiǎn)答題（共10分）

1.（4分）自動(dòng)控制系統(tǒng)的3種控制方式是什么？其中哪種是應(yīng)用最廣泛的控制

方式？

答：開環(huán)控制、閉環(huán)控制和復(fù)合控制方式；閉環(huán)控制是應(yīng)用最廣泛的控制方式。

2.（6分）串聯(lián)超前校TF有何特點(diǎn)？

答：利用超前校正裝置的相角超前特性，使校正后系統(tǒng)相角裕度和截止頻率增加,

提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的平穩(wěn)性和快速性；由于頻率特性高頻段幅值的提高，降低了

系統(tǒng)抗干擾能力。需提高放大系數(shù)，以補(bǔ)償超前網(wǎng)絡(luò)增益的衰減。

五.計(jì)算題（10分）

(1)G(S)=F-----(2分)

/+1.2s

①G)=——!----(2分)

/+].2s+l

(01=J

(2)f口=1，1=0.6,(2分)

2弧=1.2

。％=eXAEoo%=9.5%,（2分）

—=5.835(2分)

弧

六.綜合題（10分）

(1)起點(diǎn)：G(j0)H(j0)=-90?,(2分)

終點(diǎn)：G(j^)H(j)=0?270?,(2分)

與實(shí)軸的交點(diǎn)：（-1.67,j0）,穿越頻率：wx=亞（2分）

概略開環(huán)幅相特性曲線為：(2分)

(2)由奈氏判據(jù)N+=0,N.=l,P=0,Z=P-2(N+-N.)=2,閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。(2分)

復(fù)習(xí)思考題四

一.單選題(每題3分，共30分)

31.主要用于產(chǎn)生輸入信號(hào)的元件稱為()o

A.比較元件B.給定元件C.反饋元件D.放大元件

32.某典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是G(s)=,，則該環(huán)節(jié)是()o

Ts

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)

33.閉環(huán)特征方程由()決定。

A.由反饋通道傳遞函數(shù)

B.由前向通道傳遞函數(shù)

C.由前向通道和反饋通道傳遞函數(shù)

D.由前向通道、反饋通道傳遞函數(shù)和反饋符號(hào)

34.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乂B.OJcOJD.0J

51$2$4

35.穩(wěn)定控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差出與誤差信號(hào)￡(s)的函數(shù)關(guān)系為()。

A.=limE(s)B.，、=limsE⑸

s->05->0

C.ess=limE(s)D.esx=limsE⑸

5—>005—

36.設(shè)一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是G(s)=^—,且容許誤差帶為±5%,則其調(diào)節(jié)時(shí)間

3s+1

為()o

A.3B.6C.9D.12

37.開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=4則實(shí)軸上的根軌跡為()。

￡(S+3)

A.(-3,oo)B.(0,oo)C.(-oo,-3)D.(-3,0)

38.開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性的()反映系統(tǒng)的抗干擾能力。

A.低頻段B.中頻段C.高頻段D.低.中頻段

39.下述()為非線性時(shí)變系統(tǒng)。

A.r^^+c(r)=r(r)B.+=

drdr

萬de⑺，/、/、-dc（r）/、/、

C.——+r（/）=r（r）D,——+c（r）=r（/）

drdr

40.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D.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

二.判斷題（每題2分，共20分）

1.PD控制規(guī)律一定使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為零。（）

2.開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性的低頻段反映系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。（）

3.頻率特性是數(shù)學(xué)模型。（）

4.增大擾動(dòng)點(diǎn)之后的前向通道增益可以減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。（）

5.由于閉環(huán)特征根是實(shí)根或共筑復(fù)根，故根軌跡對(duì)稱于實(shí)軸。（）

6.二階系統(tǒng)的阻尼比小于（），閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。（）

7.動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)是在單位階躍信號(hào)作用下定義的.（）

8.非線性系統(tǒng)也可以用傳遞函數(shù)表示。（）

9.輸入作用下的閉環(huán)傳遞函數(shù)和擾動(dòng)作用下的閉環(huán)傳遞函數(shù)的分母相同。（）

10.在水箱水溫控制系統(tǒng)中，被控量為液位。（）

三.多選題（每題4分，共20分）

1.有關(guān)頻率特性說法正確的是（）o

A.給穩(wěn)定的線性定常系統(tǒng)輸入一個(gè)正弦信號(hào)，其穩(wěn)態(tài)輸出是與輸入同頻率的正

弦信號(hào)

B.幅頻特性是①的函數(shù)

C.相頻特性是①的函數(shù)

D.幅頻特性和相頻特性合稱為頻率特性

2.開環(huán)Bode圖如圖所示，則下述說法正確的是（）。

A.開環(huán)傳遞函數(shù)含有兩個(gè)積分環(huán)節(jié)

B.開環(huán)增益為1（）

C.截止頻率3c在4~1OOrad/s之間

D.中頻段斜率為?20dB/dec

3.下述屬于超前校正的有（）0

5s+1-2,s+1心3s+1-5+1

A.-----B.-----C.-----u.-----

s+27s+25+13s+1

4.下述關(guān)于系統(tǒng)校正說法正確的是（）o

A.串聯(lián)滯后校正利用滯后網(wǎng)絡(luò)的高頻衰減特性

B.期望開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性在中頻段斜率為-20dB；dec

C.開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性的低頻段反映系統(tǒng)的抗干擾能力

D.串聯(lián)超前校正利用超前網(wǎng)絡(luò)的相角超前特性

5.當(dāng)二階系統(tǒng)的在單位階躍信號(hào)作用下的過渡過程為非周期過程時(shí)，系統(tǒng)阻尼

比（）。

A.0<f<1B.<>1C.<=1D.：=0

四.簡(jiǎn)答題（每題5分，共10分）

1.（5分）負(fù)反饋控制的基本原理是什么？

2.（5分）串聯(lián)滯后校正有何特點(diǎn)？

五.計(jì)算題（10分）

設(shè)單位負(fù)反饋隨動(dòng)控制系統(tǒng)如圖所示：

（1）求系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)。

（2）當(dāng)K=4,7=1時(shí)，求超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間。

（3）在7=1情況下，若要求阻尼比?（）.5,確定K值。

R（s）/（s）」K~~C（s）

rs（rs+i）a

六.作圖題（10分）

已知某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=——--------,試?yán)L制概略閉環(huán)

s(s+2)(5+4)

根軌跡。

復(fù)習(xí)思考題四答案

一.單選題（每題3分，共30分）

1.B2.B3.D4.B5.B6.C7.D8.C9.B10.C

二.判斷對(duì)錯(cuò)題（每題2分，共20分）

1.錯(cuò)2.錯(cuò)3.對(duì)4.錯(cuò)5.對(duì)6.錯(cuò)7.對(duì)8.錯(cuò)9.對(duì)1（）.錯(cuò)

三.多選題（每題4分，共20分）

1.ABCD2.ACD3.AC4.ABD5.BC

四.簡(jiǎn)答題（每題5分，共10分）

L（5分）負(fù)反饋控制的基本原理是什么？

答：系統(tǒng)的被控量經(jīng)測(cè)量后反饋到輸入端，與給定量比較得到偏差信號(hào)，由偏差

信號(hào)產(chǎn)生控制作用經(jīng)執(zhí)行元件施加到被控對(duì)象上，從而達(dá)到減少偏差或消除偏差

的目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的任務(wù).

2.（5分）串聯(lián)滯后校正有何特點(diǎn)？

答：利用滯后校正裝置的高頻幅值衰減特性，使校正后系統(tǒng)的相向裕度增加，提

高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的平穩(wěn)性，但截止頻率下降，使響應(yīng)速度減小，由于校正裝置的

高頻段幅值衰減，系統(tǒng)抗高頻噪聲能力提高。

五.計(jì)算題（10分）

（1）系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)①⑸=一^—（2分）

Ts+s+K

（2）系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)①一,4=2,2g=lT<=0.25（2分）

5+5+4

s=￡3斤？100%44%（2分）rv=—=7s（2分）

g

（3）23fl=174=1,K=或=1（2分）

六.作圖題（10分）

漸近線與實(shí)軸夾角為JDP,k=0,1,2,j1=gj2=p,j3=-g

J—J

漸近線與實(shí)軸交點(diǎn)為"T>2（2分）

根軌跡與虛軸交點(diǎn)用勞思判據(jù)，閉環(huán)特征方程為/+6/+8S+r=o

S3180

S26K*

cl48-K*

6

S°K*

r=48,6?+r=（）,s=?y/sjt根軌跡與虛軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為±20）（3分）

_1_]1

求分離點(diǎn)：Z+d+2+d+4-（2分）

d=-0.7

根軌跡如圖所示。（3分）

zA,匕Gcocms'）

復(fù)習(xí)思考題五

一.單選題（每題3分，共30分）

41.采用負(fù)反饋形式連接后，則（）o

A.一定能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定

B.系統(tǒng)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小，最后完全消除

D.需要調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)閡參數(shù)，才能改善系統(tǒng)性能

42.系統(tǒng)的給定值中）=2,則該系統(tǒng)為（）控制系統(tǒng)。

A.恒值B.隨動(dòng)C.程序D.無法確定

43.閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為一匚,當(dāng)t=ls時(shí)，系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)的輸出為（）o

$+1

A.0.632R.O.X7C.0.95D.1

44.傳遞函數(shù)是（）信號(hào)作用下輸出響應(yīng)的拉氏變換。

A.階躍B.斜坡C,加速度D.脈沖

45.已知系統(tǒng)的微分方程為攵a）+6a/）+2cQ）=24r）,則對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是

（）。

A.——B.———C.——D.———

3s2+6s+23s~+6s+22/+6s+32s~+65+3

46.一階慣性環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為（）。

A.75+1

B.—

Ts+\

c.-4—

TS2+\

D.7J2+1

47.設(shè)系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為"5）=3『+10『+5『+$+2=0,則此系統(tǒng)中包含正實(shí)部

特征的個(gè)數(shù)有（）o

A.0B.IC.2D.3

48.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（）0

A.0.6B.0.707C.OD.1

49.開環(huán)頻域性能指標(biāo)中的相角裕度/對(duì)應(yīng)時(shí)域性能指標(biāo)（）o

A.穩(wěn)態(tài)誤差B,超調(diào)量C.調(diào)節(jié)時(shí)間D.峰值時(shí)間

5（）.控制器的傳遞函數(shù)為3（1+7＞）,則該控制器的控制規(guī)律是（）。

A.比例B.比例積分C.比例微分D.比例積分微分

二.判斷對(duì)錯(cuò)題（每題2分，共20分）

1.正弦輸入作用下，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出幅值與輸入幅值之比為幅頻特性。（）

2.采用串聯(lián)滯后校正可以使校正后系統(tǒng)截止頻率增加。（）

3.串聯(lián)PD校正是超前校正方式。（）

4.傳遞函數(shù)的極點(diǎn)形成運(yùn)動(dòng)的模態(tài)。（）

5.根軌跡上的點(diǎn)一定滿足相角條件。（）

6.雙容水箱構(gòu)成的被控對(duì)象是二階對(duì)象。（）

7.動(dòng)態(tài)過程包含系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差等信息。（）

8.PD校正可以提高校正后系統(tǒng)的相角裕度。（）

9.控制系統(tǒng)校正時(shí)期望的中頻段斜率為-40dB/dec.（）

10.穩(wěn)態(tài)誤差是描述系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的指標(biāo)，只能在階躍函數(shù)作用下進(jìn)行測(cè)定或計(jì)

算。（）

三.多選題（每題4分，共20分）

1.某單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G（s）=「一1（）（）（V+5）----，則下述

52（0.k4-2）（0.025+4）

說法正確的是（）0

A.閉環(huán)系統(tǒng)為2階系統(tǒng)

B.系統(tǒng)的型別為2

C.系統(tǒng)有4個(gè)閉環(huán)極點(diǎn)

D.系統(tǒng)有I個(gè)閉環(huán)零點(diǎn)

2.已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（S）”（S）=」F，貝ij（）o

（s+1）-

A.相角裕度約為30B.相角裕度約為6（）

C.截止頻率為Grad/sD.截止頻率為應(yīng)rad/s

3.常用的典型輸入信號(hào)有()。

A.脈沖函數(shù)B.斜坡函數(shù)C.階躍函數(shù)D.正弦函數(shù)

4.自動(dòng)控制系統(tǒng)按照給定量的變化規(guī)律不同分為()o

A.恒值控制系統(tǒng)

B.隨動(dòng)控制系統(tǒng)

C.連續(xù)控制系統(tǒng)

D.離散控制系統(tǒng)

5.已知負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)G(s)=，下述有關(guān)根