自動控制原理八套習(xí)題集.doc

自動控制原理1一、 單項選擇題（每小題1分，共20分）1. 系統(tǒng)和輸入已知，求輸出并對動態(tài)特性進(jìn)行研究，稱為（ c ）A.系統(tǒng)綜合 B.系統(tǒng)辨識 C.系統(tǒng)分析 D.系統(tǒng)設(shè)計 2. 慣性環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的頻率特性在（ d）上相等。A.幅頻特性的斜率 B.最小幅值 C.相位變化率 D.穿越頻率3. 通過測量輸出量，產(chǎn)生一個與輸出信號存在確定函數(shù)比例關(guān)系值的元件稱為（ d ）A.比較元件 B.給定元件 C.反饋元件 D.放大元件4. 從0變化到+時，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5. 當(dāng)忽略電動機的電樞電感后，以電動機的轉(zhuǎn)速為輸出變量，電樞電壓為輸入變量時，電動機可看作一個（ d ）A.比例環(huán)節(jié) B.微分環(huán)節(jié) C.積分環(huán)節(jié) D.慣性環(huán)節(jié)6. 若系統(tǒng)的開環(huán)傳 遞函數(shù)為，則它的開環(huán)增益為（c ）A.1 B.2 C.5 D.107. 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.過阻尼系統(tǒng) D.零阻尼系統(tǒng)8. 若保持二階系統(tǒng)的不變，提高n，則可以（b ）A.提高上升時間和峰值時間 B.減少上升時間和峰值時間C.提高上升時間和調(diào)整時間 D.減少上升時間和超調(diào)量9. 一階微分環(huán)節(jié)，當(dāng)頻率時，則相頻特性為（ a ）A.45 B.-45 C.90 D.-9010.最小相位系統(tǒng)的開環(huán)增益越大，其（ d ）A.振蕩次數(shù)越多 B.穩(wěn)定裕量越大 C.相位變化越小 D.穩(wěn)態(tài)誤差越小11.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為，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。12.某單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：，當(dāng)k=（ ）時，閉環(huán)系統(tǒng)臨界穩(wěn)定。A.10 B.20 C.30 D.4013.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為，則此系統(tǒng)中包含正實部特征的個數(shù)有（ ）A.0 B.1 C.2 D.314.單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，當(dāng)輸入為單位階躍時，則其位置誤差為（ ）A.2 B.0.2 C.0.5 D.0.0515.若已知某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為，則它是一種（ ）A.反饋校正 B.相位超前校正 C.相位滯后超前校正 D.相位滯后校正16.穩(wěn)態(tài)誤差ess與誤差信號E(s)的函數(shù)關(guān)系為（ ）A. B. C. D.17.在對控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度無明確要求時，為提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，最方便的是（ ）A.減小增益 B.超前校正 C.滯后校正 D.滯后-超前18.相位超前校正裝置的奈氏曲線為（ ）A.圓 B.上半圓 C.下半圓 D.45弧線19.開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=,則實軸上的根軌跡為（ ）A.(-3，) B.(0，) C.(-，-3) D.(-3，0)20.在直流電動機調(diào)速系統(tǒng)中，霍爾傳感器是用作（ ）反饋的傳感器。A.電壓 B.電流 C.位移 D.速度二、 填空題（每小題1分，共10分）21.閉環(huán)控制系統(tǒng)又稱為 系統(tǒng)。22.一線性系統(tǒng)，當(dāng)輸入是單位脈沖函數(shù)時，其輸出象函數(shù)與 相同。23.一階系統(tǒng)當(dāng)輸入為單位斜坡函數(shù)時，其響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差恒為 。24.控制系統(tǒng)線性化過程中，線性化的精度和系統(tǒng)變量的 有關(guān)。25.對于最小相位系統(tǒng)一般只要知道系統(tǒng)的 就可以判斷其穩(wěn)定性。26.一般講系統(tǒng)的位置誤差指輸入是 所引起的輸出位置上的誤差。27.超前校正是由于正相移的作用，使截止頻率附近的 明顯上升，從而具有較大的穩(wěn)定裕度。28.二階系統(tǒng)當(dāng)共軛復(fù)數(shù)極點位于 線上時，對應(yīng)的阻尼比為0.707。29.PID調(diào)節(jié)中的“P”指的是 控制器。30.若要求系統(tǒng)的快速性好，則閉環(huán)極點應(yīng)距虛軸越_ _越好。三、 名詞解釋（每小題3分，共15分）31.穩(wěn)定性32.理想微分環(huán)節(jié)33.調(diào)整時間34.正穿越35.根軌跡四、 簡答題（每小題5分，共25分）36.為什么說物理性質(zhì)不同的系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)可能相同 ? 舉例說明。37.一階慣性系統(tǒng)當(dāng)輸入為單位階躍函數(shù)時，如何用實驗方法確定時間常數(shù)T ？其調(diào)整時間ts和時間常數(shù)T有何關(guān)系，為什么？38.什么是主導(dǎo)極點？主導(dǎo)極點起什么作用，請舉例說明。39.什么是偏差信號？什么是誤差信號？它們之間有什么關(guān)系?40.根軌跡的分支數(shù)如何判斷？舉例說明。五、 計算題（第41、42題每小題5分，第43 、44題每小題10分，共30分）41.求圖示方塊圖的傳遞函數(shù)，以Xi (s)為輸入，X0 (s)為輸出。 Xi(s)+X0(s)+G4+G3G2G1+H3-H1H242.建立圖示系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并以傳遞函數(shù)形式表示。x0k1k2fiMD43.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%，峰值時間為2秒，試確定K和K1值。+ Xi(s)X0(s)K1+K1s44.系統(tǒng)開環(huán)頻率特性由實驗求得，并已用漸近線表示出。試求該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。(設(shè)系統(tǒng)是最小相位系統(tǒng))。自動控制原理2一、 單項選擇題（每小題1分，共20分）1. 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.最優(yōu)控制 B.系統(tǒng)辨識 C.系統(tǒng)分析 D.最優(yōu)設(shè)計2. 與開環(huán)控制系統(tǒng)相比較，閉環(huán)控制系統(tǒng)通常對（ ）進(jìn)行直接或間接地測量，通過反饋環(huán)節(jié)去影響控制信號。A.輸出量 B.輸入量 C.擾動量 D.設(shè)定量3. 在系統(tǒng)對輸入信號的時域響應(yīng)中，其調(diào)整時間的長短是與（ ）指標(biāo)密切相關(guān)。A.允許的峰值時間 B.允許的超調(diào)量 C.允許的上升時間 D.允許的穩(wěn)態(tài)誤差4. 主要用于產(chǎn)生輸入信號的元件稱為（ ）A.比較元件 B.給定元件 C.反饋元件 D.放大元件5. 某典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是，則該環(huán)節(jié)是（ ）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)6. 已知系統(tǒng)的微分方程為，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是（ ）A. B. C. D.7. 引出點前移越過一個方塊圖單元時，應(yīng)在引出線支路上（ ）A.并聯(lián)越過的方塊圖單元 B.并聯(lián)越過的方塊圖單元的倒數(shù) C.串聯(lián)越過的方塊圖單元 D.串聯(lián)越過的方塊圖單元的倒數(shù)8. 設(shè)一階系統(tǒng)的傳遞，其階躍響應(yīng)曲線在t=0處的切線斜率為（ ）A.7 B.2 C. D. 9. 時域分析的性能指標(biāo)，哪個指標(biāo)是反映相對穩(wěn)定性的（ ）A.上升時間 B.峰值時間 C.調(diào)整時間 D.最大超調(diào)量10. 二階振蕩環(huán)節(jié)乃奎斯特圖中與虛軸交點的頻率為（ ）A.諧振頻率 B.截止頻率 C.最大相位頻率 D.固有頻率11. 設(shè)系統(tǒng)的特征方程為，則此系統(tǒng)中包含正實部特征的個數(shù)為（ ）A.0 B.1 C.2 D.312. 一般為使系統(tǒng)有較好的穩(wěn)定性,希望相位裕量g為（ ）A.015 B.1530 C.3060 D.6090 13. 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)整時間為（ ）A.1 B.2 C.3 D.414. 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（ ）A. B. C. D.15. 單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，當(dāng)輸入為單位斜坡時，其加速度誤差為（ ）A.0 B.0.25 C.4 D.16. 若已知某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為，則它是一種（ ）A.相位超前校正 B.相位滯后校正 C.相位滯后超前校正 D.反饋校正17. 確定根軌跡大致走向，一般需要用（ ）條件就夠了。A.特征方程 B.幅角條件 C.幅值條件 D.幅值條件+幅角條件18. 某校正環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)，則其頻率特性的奈氏圖終點坐標(biāo)為（ ）A.(0，j0) B.(1，j0) C.(1，j1) D.(10，j0)19. 系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則實軸上的根軌跡為（ ）A.(-2，-1)和（0，） B.(-，-2)和(-1，0)C.(0，1)和(2，) D.(-，0)和(1，2)20. A、B是高階系統(tǒng)的二個極點，一般當(dāng)極點A距離虛軸比極點B距離虛軸大于（ ）時，分析系統(tǒng)時可忽略極點A。A.5倍 B.4倍 C.3倍 D.2倍二、 填空題（每小題1分，共10分）21.“經(jīng)典控制理論”的內(nèi)容是以 為基礎(chǔ)的。22.控制系統(tǒng)線性化過程中，變量的偏移越小，則線性化的精度 。23.某典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是，則系統(tǒng)的時間常數(shù)是 。24.延遲環(huán)節(jié)不改變系統(tǒng)的幅頻特性，僅使 發(fā)生變化。25.若要全面地評價系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性，需要同時根據(jù)相位裕量和 來做出判斷。26.一般講系統(tǒng)的加速度誤差指輸入是 所引起的輸出位置上的誤差。27.輸入相同時，系統(tǒng)型次越高，穩(wěn)態(tài)誤差越 。28.系統(tǒng)主反饋回路中最常見的校正形式是 和反饋校正29.已知超前校正裝置的傳遞函數(shù)為，其最大超前角所對應(yīng)的頻率 。30.若系統(tǒng)的傳遞函數(shù)在右半S平面上沒有 ，則該系統(tǒng)稱作最小相位系統(tǒng)。三、 名詞解釋（每小題3分，共15分）31.數(shù)學(xué)模型32.反饋元件33.最大超調(diào)量34.頻率響應(yīng)35.幅值裕量四、 簡答題（每小題5分，共25分）36.開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的主要特點是什么？37.如何用實驗方法求取系統(tǒng)的頻率特性函數(shù)？38.伯德圖中幅頻特性曲線的首段和傳遞函數(shù)的型次有何關(guān)系？39.根軌跡與虛軸的交點有什么作用? 舉例說明。40.系統(tǒng)閉環(huán)零點、極點和性能指標(biāo)的關(guān)系。五、 計算題（第41、42題每小題5分，第43 、44題每小題10分，共30分）41.根據(jù)圖示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，求系統(tǒng)傳遞函數(shù)C(s)/R(s)。 C(s)+R(s)G2(s)G1(s)+G3(s)-H3(s)H1(s)42.建立圖示系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并以傳遞函數(shù)形式表示。y0(t) 43.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，試分析系統(tǒng)由哪些環(huán)節(jié)組成并畫出系統(tǒng)的Bode圖。44.電子心率起搏器心率控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，其中模仿心臟的傳遞函數(shù)相當(dāng)于一個純積分環(huán)節(jié)，要求：(1)若，對應(yīng)最佳響應(yīng)，問起搏器增益K應(yīng)取多大。(2)若期望心速為60次/min，并突然接通起搏器，問1s后實際心速為多少？瞬時的最大心速多大。 自動控制原理31. 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（ ）A.恒值調(diào)節(jié)系統(tǒng) B.隨動系統(tǒng) C.連續(xù)控制系統(tǒng) D.數(shù)字控制系統(tǒng)2. 與開環(huán)控制系統(tǒng)相比較，閉環(huán)控制系統(tǒng)通常對（ ）進(jìn)行直接或間接地測量，通過反饋環(huán)節(jié)去影響控制信號。A.輸出量 B.輸入量 C.擾動量 D.設(shè)定量3. 直接對控制對象進(jìn)行操作的元件稱為（ ）A.給定元件 B.放大元件 C.比較元件 D.執(zhí)行元件4. 某典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是，則該環(huán)節(jié)是（ ）A.比例環(huán)節(jié) B.慣性環(huán)節(jié) C.積分環(huán)節(jié) D.微分環(huán)節(jié)5. 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. B. C. D. 6. 梅遜公式主要用來（ ）A.判斷穩(wěn)定性 B.計算輸入誤差 C.求系統(tǒng)的傳遞函數(shù) D.求系統(tǒng)的根軌跡7. 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（ ）A.0.6 B.0.707 C.0 D.18. 在系統(tǒng)對輸入信號的時域響應(yīng)中，其調(diào)整時間的長短是與（ ）指標(biāo)密切相關(guān)。A.允許的穩(wěn)態(tài)誤差 B.允許的超調(diào)量 C.允許的上升時間 D.允許的峰值時間9. 設(shè)一階系統(tǒng)的傳遞，其階躍響應(yīng)曲線在t =0處的切線斜率為（ ）A.7 B.2 C. D.10.若系統(tǒng)的傳遞函數(shù)在右半S平面上沒有零點和極點，則該系統(tǒng)稱作（ ）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)11.一般為使系統(tǒng)有較好的穩(wěn)定性,希望相位裕量g為（ ）A.015 B.1530 C.3060 D.6090 12.某系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：，當(dāng)k=（ ）時，閉環(huán)系統(tǒng)臨界穩(wěn)定。A.2 B.4 C.6 D.813.開環(huán)傳遞函數(shù)為，則實軸上的根軌跡為（ ）A.(4，) B.(4，0） C.(，4) D.( 0，)14.單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，當(dāng)輸入為單位斜坡時，其加速度誤差為（ ）A.0 B.0.25 C.4 D.15.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，其系統(tǒng)的增益和型次為 （ ）A.5，2 B.5/4，2 C.5，4 D.5/4，416.若已知某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為，則它是一種（ ）A.相位滯后校正 B.相位超前校正 C.相位滯后超前校正 D.反饋校正17.進(jìn)行串聯(lián)超前校正前的穿越頻率與校正后的穿越頻率的關(guān)系，通常是（ ）A.= B. C. C. C. D.與、無關(guān)17.超前校正裝置的頻率特性為，其最大超前相位角為（ ）A. B. C. D.18.開環(huán)傳遞函數(shù)為，則實軸上的根軌跡為（ ）A.（-2，） B.（-5，2） C.（-，-5） D.（2，） 19.在對控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度無明確要求時，為提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，最方便的是（ ）A.減小增益 B.超前校正 C.滯后校正 D.滯后-超前20.PWM功率放大器在直流電動機調(diào)速系統(tǒng)中的作用是（ ）A.脈沖寬度調(diào)制 B.幅度調(diào)制 C.脈沖頻率調(diào)制 D.直流調(diào)制21.一線性系統(tǒng)，當(dāng)輸入是單位脈沖函數(shù)時，其輸出象函數(shù)與 相同。22.輸入信號和反饋信號之間的比較結(jié)果稱為 。23.對于最小相位系統(tǒng)一般只要知道系統(tǒng)的 就可以判斷其穩(wěn)定性。24.設(shè)一階系統(tǒng)的傳遞G(s)=7/(s+2)，其階躍響應(yīng)曲線在t=0處的切線斜率為 。25.當(dāng)輸入為正弦函數(shù)時，頻率特性G(j)與傳遞函數(shù)G(s)的關(guān)系為 。26.機械結(jié)構(gòu)動柔度的倒數(shù)稱為 。27.當(dāng)乃氏圖逆時針從第二象限越過負(fù)實軸到第三象限去時稱為 。28.二階系統(tǒng)對加速度信號響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差為 。即不能跟蹤加速度信號。29.根軌跡法是通過 直接尋找閉環(huán)根軌跡。30.若要求系統(tǒng)的快速性好，則閉環(huán)極點應(yīng)距虛軸越 越好。31.奇點32.比較元件33.上升時間34.負(fù)反饋35.加速度誤差36.時域分析的性能指標(biāo)，哪些反映快速性，哪些反映相對穩(wěn)定性？37.作乃氏圖時，考慮傳遞函數(shù)的型次對作圖有何幫助？38.試證明型系統(tǒng)在穩(wěn)定條件下不能跟蹤加速度輸入信號。39.什么是校正？根據(jù)校正環(huán)節(jié)在系統(tǒng)中的聯(lián)結(jié)方式，校正可分為幾類?40.計算機控制系統(tǒng)按功能和控制方式可以分為哪幾類？41.求如下方塊圖的傳遞函數(shù)。H