自動控制原理試題答案

zidpngkongzhi1閉環(huán)系統(tǒng)（或反饋系統(tǒng)）的特征：采用負反饋，系統(tǒng)的被控變量對控制作用有直接影響，即被控變量對自己有控制作用。2典型閉環(huán)系統(tǒng)的功能框圖。自動控制在沒有人直接參與的情況下，通過控制器使被控對象或過程按照預定的規(guī)律運行。自動控制系統(tǒng)由控制器和被控對象組成，能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制任務的系統(tǒng)。被控制量在控制系統(tǒng)中．按規(guī)定的任務需要加以控制的物理量?？刂屏孔鳛楸豢刂屏康目刂浦噶疃咏o系統(tǒng)的輸入星．也稱控制輸入。擾動量干擾或破壞系統(tǒng)按預定規(guī)律運行的輸入量，也稱擾動輸入或干擾掐入。反饋通過測量變換裝置將系統(tǒng)或元件的輸出量反送到輸入端，與輸入信號相比較。反送到輸入端的信號稱為反饋信號。負反饋反饋信號與輸人信號相減，其差為偏差信號。負反饋控制原理檢測偏差用以消除偏差。將系統(tǒng)的輸出信號引回插入端，與輸入信號相減，形成偏差信號。然后根據(jù)偏差信號產(chǎn)生相應的控制作用，力圖消除或減少偏差的過程。開環(huán)控制系統(tǒng)系統(tǒng)的輸入和輸出之間不存在反饋回路，輸出量對系統(tǒng)的控制作用沒有影響，這樣的系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制又分為無擾動補償和有擾動補償兩種。閉環(huán)控制系統(tǒng)凡是系統(tǒng)輸出端與輸入端存在反饋回路，即輸出量對控制作用有直接影響的系統(tǒng)，叫作閉環(huán)控制系統(tǒng)。自動控制原理課程中所討論的主要是閉環(huán)負反饋控制系統(tǒng)。復合控制系統(tǒng)復合控制系統(tǒng)是一種將開環(huán)控制和閉環(huán)控制結(jié)合在一起的控制系統(tǒng)。它在閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上，用開環(huán)方式提供一個控制輸入信號或擾動輸入信號的順饋通道，用以提高系統(tǒng)的精度。自動控制系統(tǒng)組成閉環(huán)負反饋控制系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)如圖1．2所示。組成一個自動控制系統(tǒng)通常包括以下基本元件．給定元件給出與被控制量希望位相對應的控制輸入信號(給定信號)，這個控制輸入信號的量綱要與主反饋信號的量綱相同。給定元件通常不在閉環(huán)回路中。2．測量元件測量元件也叫傳感器，用于測量被控制量，產(chǎn)生與被控制量有一定函數(shù)關(guān)系的信號。被控制量成比例或與其導數(shù)成比例的信號。測量元件的精度直接影響控制系統(tǒng)的精度應使測量元件的精度高于系統(tǒng)的精度，還要有足夠?qū)挼念l帶。3．比較無件用于比較控制量和反饋量并產(chǎn)生偏差信號。電橋、運算放大器可作為電信號的比較元件。有些比較元件與測量元件是結(jié)合在一起的，如測角位移的旋轉(zhuǎn)變壓器和自整角機等。4．放大元件對信號進行幅值或功率的放大，以及信號形式的變換．如交流變直流的相敏整流或直流變交流的相敏調(diào)制。5．執(zhí)行元件用于操縱被控對象，如機械位移系統(tǒng)中的電動機、液壓伺服馬達、溫度控制系統(tǒng)中的加熱裝置。執(zhí)行元件的選擇應具有足夠大的功率和足夠?qū)挼念l帶。6．校正元件用于改善系統(tǒng)的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能。根據(jù)被控對象特點和性能指標的要求而設(shè)計。校正元件串聯(lián)在由偏差信號到被控制信號間的前向通道中的稱為串聯(lián)校正；校正元件在反饋回路中的稱為反饋校正。7．被控對象控制系統(tǒng)所要控制的對象，例如水箱水位控制系統(tǒng)中的水箱、房間溫度控制系統(tǒng)中的房間、火炮隨動系統(tǒng)中的火炮、電動機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)中電機所帶的負載等。設(shè)計控制系統(tǒng)時，認為被控對象是不可改變的，它的輸出即為控制系統(tǒng)的被控制量。8．能源元件為控制系統(tǒng)提供能源的元件，在方框圖中通常不畫出。對控制系統(tǒng)的基本要求1．穩(wěn)定性穩(wěn)定性是系統(tǒng)正常工作的必要條件。2．準確性要求過渡過程結(jié)束后，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度比較高，穩(wěn)態(tài)誤差比較小．或者對某種典型輸入信號的穩(wěn)態(tài)誤差為零。3．快速性系統(tǒng)的響應速度快、過渡過程時間短、超調(diào)量小。系統(tǒng)的穩(wěn)定性足夠好、頻帶足夠?qū)?，才可能實現(xiàn)快速性的要求。：1、建立系統(tǒng)的微分方程，繪制動態(tài)框圖并求傳遞函數(shù)。3、傳遞函數(shù)在零初始條件下，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比稱為傳遞函數(shù)。傳遞函數(shù)的概念適用于線性定常單輸入、單輸出系統(tǒng)。求傳遞函數(shù)通常有兩種方法：對系統(tǒng)的微分方程取拉氏變換，或化簡系統(tǒng)的動態(tài)方框圖。對于由電阻、電感、電容元件組成的電氣網(wǎng)絡(luò)，一般采用運算阻抗的方法求傳遞函數(shù)。4、結(jié)構(gòu)圖的變換與化簡化簡方框圖是求傳遞函數(shù)的常用方法。對方框圖進行變換和化簡時要遵循等效原則：對任一環(huán)節(jié)進行變換時，變換前后該環(huán)節(jié)的輸人量、輸出量及其相互關(guān)系應保持不變?；喎娇驁D的主要方法就是將串聯(lián)環(huán)節(jié)、并聯(lián)環(huán)節(jié)和基本反饋環(huán)節(jié)用一個等效環(huán)節(jié)代替。化簡方框圖的關(guān)鍵是解除交叉結(jié)構(gòu)，即移動分支點或相加點，使被簡化的環(huán)節(jié)中不存在與外部直接相連的分支點和相加點。5、利用梅森(Mason)公式求傳遞函數(shù)。第i條前向通路傳遞函數(shù)的乘積。流圖的特征式=1-所有回路傳遞函數(shù)乘積之和+每兩個互不接觸回路傳遞函數(shù)乘積之和-每三個….=1-第三章：1、一階系統(tǒng)對典型輸入信號的輸出響應。（單位）階躍函數(shù)（Stepfunction）;（單位）斜坡函數(shù)（Rampfunction）速度;（單位）加速度函數(shù)（Accelerationfunction）拋物線;（單位）脈沖函數(shù)（Impulsefunction）;正弦函數(shù)（Simusoidalfunction）Asinut，當輸入作用具有周期性變化時。2、動態(tài)性能指標：1.延遲時間：（DelayTime）響應曲線第一次達到穩(wěn)態(tài)值的一半所需的時間，叫延遲時間。2.上升時間（RiseTime）響應曲線從穩(wěn)態(tài)值的10%上升到90%，所需的時間。〔5%上升到95%，或從0上升到100%，對于欠阻尼二階系統(tǒng)，通常采用0～100%的上升時間，對于過阻尼系統(tǒng)，通常采用10～90%的上升時間〕，上升時間越短，響應速度越快。3.峰值時間（PeakTime）：響應曲線達到過調(diào)量的第一個峰值所需要的時間。4.調(diào)節(jié)時間（SettlingTime）：在響應曲線的穩(wěn)態(tài)線上，用穩(wěn)態(tài)值的百分數(shù)（通常取5%或2%）作一個允許誤差范圍，響應曲線達到并永遠保持在這一允許誤差范圍內(nèi)，所需的時間。5.最大超調(diào)量（MaximumOvershoot）：指響應的最大偏離量h(tp)于終值之差的百分比，即或評價系統(tǒng)的響應速度；同時反映響應速度和阻尼程度的綜合性指標。評價系統(tǒng)的阻尼程度。一階系統(tǒng)的時域分析單位階躍響應單位階躍函數(shù)的拉氏變換為，則系統(tǒng)的輸出由式為對上式取拉氏反變換，得（3-4）注：R(s)的極點形成系統(tǒng)響應的穩(wěn)態(tài)分量。響應曲線在時的斜率為，如果系統(tǒng)輸出響應的速度恒為，則只要t＝T時，輸出c(t)就能達到其終值。如圖3-4所示。由于c(t)的終值為1，因而系統(tǒng)階躍輸入時的穩(wěn)態(tài)誤差為零。動態(tài)性能指標：4、二階系統(tǒng)時間響應及其動態(tài)性能指標計算。典型傳遞函數(shù)二階系統(tǒng)的單位階躍響應兩個正實部的特征根不穩(wěn)定系統(tǒng)閉環(huán)極點為共扼復根，位于右半S平面，這時的系統(tǒng)叫做欠阻尼系統(tǒng)為兩個相等的根,臨界阻尼系統(tǒng) 兩個不相等的根，過阻尼系統(tǒng)虛軸上，瞬態(tài)響應變?yōu)榈确袷?，無阻尼系統(tǒng)欠阻尼情況二階系統(tǒng)一般取。其它的動態(tài)性能指標，有的可用精確表示，如,有的很難用準確表示，如,可采用近似算法。當0時，特征根s1.2=,⑴時，亦可用⑵（上升時間） 一定，即一定，,響應速度越快⑶⑷超調(diào)量在峰值時間發(fā)生，故即為最大輸出⑸調(diào)節(jié)時間的計算選取誤差帶當較小系統(tǒng)的單位階躍響應為C(t)=1-動態(tài)性能指標計算公式為上升時間峰值時間其中Td是有阻尼振蕩周期，且Td=是有阻尼振蕩頻率。超調(diào)量調(diào)整時間振蕩次數(shù)N=（=0.05）或N=（=0.02）5、系統(tǒng)穩(wěn)定性分析特征根必須全部分布在S平面的左半部，即具有負實部。已知系統(tǒng)的特征方程時，可采用Routh穩(wěn)定判據(jù)或Hurwitz穩(wěn)定判據(jù)判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。特征多項式各項系數(shù)均大于零(或同符號)是系統(tǒng)穩(wěn)定的必要條件。Routh判據(jù)：由特征方程各項系數(shù)列出Routh表，如果表中第一列各項嚴格為正，則系統(tǒng)穩(wěn)定；第一列出現(xiàn)負數(shù)，則系統(tǒng)不穩(wěn)定，且第一列各項數(shù)值符號改變的次數(shù)就是正實部特征根的數(shù)目。Hurwitz判據(jù)：由特征方程各項系數(shù)構(gòu)成的各階Hurwitz行列式全部為正，則系統(tǒng)穩(wěn)定。勞斯穩(wěn)定判據(jù)是根據(jù)所列勞斯表第一列系數(shù)符號的變化，去判別特征方程式根在S平面上的具體分布，過程如下：如果勞斯表中第一列的系數(shù)均為正值，則其特征方程式的根都在S的左半平面，相應的系統(tǒng)是穩(wěn)定的。如果勞斯表中第一列系數(shù)的符號有變化，其變化的次數(shù)等于該特征方程式的根在S的右半平面上的個數(shù)，相應的系統(tǒng)為不穩(wěn)定。在應用勞斯判據(jù)時，有可能會碰到以下兩種特殊情況。·勞斯表某一行中的第一項等于零，而該行的其余各項不等于零或沒有余項，這種情況的出現(xiàn)使勞斯表無法繼續(xù)往下排列。解決的辦法是以一個很小的正數(shù)來代替為零的這項，據(jù)此算出其余的各項，完成勞斯表的排列。·勞斯表中出現(xiàn)全零行則表示相應方程中含有一些大小相等符號相反的實根或共軛虛根。這種情況，可利用系數(shù)全為零行的上一行系數(shù)構(gòu)造一個輔助多項式，并以這個輔助多項式導數(shù)的系數(shù)來代替表中系數(shù)為全零的行。完成勞斯表的排列。穩(wěn)態(tài)誤差的計算令系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為誤差系數(shù)類型靜態(tài)位置誤差系數(shù)速度加速度0型K00Ⅰ型∞K0Ⅱ型∞∞K輸入類型0型∞∞Ⅰ型0∞Ⅱ型00：知識點1、根軌跡中，開環(huán)傳遞函數(shù)G（s）H(s)的標準形式是2、根軌跡方程是．相角條件：繪制根軌跡的充要條件幅值條件：根軌跡法的繪制規(guī)則。能用根軌跡法分析系統(tǒng)的主要性能，掌握閉環(huán)主導極點與動態(tài)性能指標之間的關(guān)系。能定性分析閉環(huán)主導極點以外的零、極點對動態(tài)性能的影響。：知識點頻率特性基本概念和其幾何表示法。頻率特性的定義如下：穩(wěn)定的線性定常系統(tǒng)，其對正弦函數(shù)輸入的穩(wěn)態(tài)響應，稱為頻率響應。輸出與輸入的振幅比，稱為系統(tǒng)的幅頻特性。它描述了系統(tǒng)對不同頻率的正弦函數(shù)輸入信號在穩(wěn)態(tài)情況下的衰減(或放大)特性；輸出與輸入的相位差，稱為系統(tǒng)的相頻特性。相頻特性描述了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出對不同頻率的正弦輸入信號在相應上產(chǎn)生的相角遲后（對應（）〈0〉或相角超前（對應）的特性；幅頻特性及相頻特性，或者說，在正弦輸入下，線性定常系數(shù)或環(huán)節(jié)、其輸出的穩(wěn)態(tài)分量的復數(shù)比、稱為系統(tǒng)或環(huán)節(jié)的頻率特性，記為，用式子表示頻率特性與傳遞函數(shù)間的關(guān)系圖形表示法工程上常用圖形來表示頻率特性，常用的有極坐標圖也稱奈斯特(Nyquist)圖、幅相頻率特性圖2．伯德(Rode)圖伯德圖又稱為數(shù)頻率特性圖、它由兩張圖組成：—張是對數(shù)幅頻圖，另一張是對數(shù)相頻圖，兩張圖的橫向坐標相同，表示頻率典型環(huán)節(jié)的頻率特性和開環(huán)系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)分解及其頻率特征曲線的繪制。系統(tǒng)開環(huán)頻率特性繪制極坐標圖伯德圖4、奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)這一判據(jù)可表示為：函數(shù)在右半s平面內(nèi)的零點數(shù)對-1+j0點順時針包圍的次數(shù)函數(shù)在右半s平面內(nèi)的極點數(shù)如果P不等于零，對于穩(wěn)定的控制系統(tǒng)，必須或，這意味著必須反時針方向包圍-1+j0點P次。如果函數(shù)在右半s平面內(nèi)無任何極點，則。因此，為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定，的軌跡必須不包圍-1+j0點。伯德圖設(shè)N為對數(shù)幅頻特性曲線在0dB以上的頻段內(nèi)，對數(shù)相頻特性對-180度線正.負穿越次數(shù)之差，則z=P-2N.z=0時閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。5、穩(wěn)定裕度1.）穩(wěn)定裕度相角裕度為2.）幅值裕度為6、閉環(huán)系統(tǒng)頻域性能指標和時域指標的轉(zhuǎn)換。自測題第一章自動控制的一般概念1．自動控制是在人不直接的情況下，利用外部裝置使被控對象的某個參數(shù)（被控量）按的要求變化。2．由被控和自動按一定的方式連接起來，完成一定的自動控制任務，并具有預定性能的動力學系統(tǒng)，稱為自動控制系統(tǒng)。3．閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點是：在控制器與被控對象之間不僅有正向控制作用，而且還有控制作用。此種系統(tǒng)高，但穩(wěn)定性較差。4．開環(huán)控制系統(tǒng)的特點是：在控制器與被控對象之間只有作用，沒有反饋控制作用。此種系統(tǒng)低，但穩(wěn)定性較高。5．在經(jīng)典控制理論中，廣泛使用的分析方法有__________和__________。6．溫度控制系統(tǒng)是一種控制系統(tǒng)，一般對系統(tǒng)的指標要求比較嚴格。7．對于一個自動控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個方面：________、快速性和________。8．火炮跟蹤系統(tǒng)是一種控制系統(tǒng)，一般對系統(tǒng)的指標要求較高。9．反饋控制系統(tǒng)是根據(jù)給定值和__________的偏差進行調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)。第二章自動控制的數(shù)學模型1．數(shù)學模型的形式很多，常用的有微分方程、_____________和狀態(tài)方程等。2．線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是在__________條件下，系統(tǒng)輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換的比。3．傳遞函數(shù)只取決于系統(tǒng)的參數(shù)，與外作用無關(guān)。4．根據(jù)歐拉公式和拉普拉斯變換的線性法則，可以示出的拉氏變換為，的拉氏變換為。5．根據(jù)拉普拉斯變換的定義，單位斜坡函數(shù)t的拉普拉斯變換為，指數(shù)函數(shù)的拉普拉斯變換為。6．二階振蕩環(huán)節(jié)的標準傳遞函數(shù)是。7．多個環(huán)節(jié)的并聯(lián)連接，其等效傳遞函數(shù)等于各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的________。8．正弦函數(shù)sinωt的拉氏變換為__________。函數(shù)的拉氏變換為__________。9．利用__________公式可以根據(jù)復雜的信號流圖直接求出系統(tǒng)總的傳遞函數(shù)。10．比較點從輸入端移到輸出端，“加倒數(shù)”；引出點從輸入端移到輸出端，“加本身”。（）11．比較點從輸出端移到輸入端，“加本身”；引出點從輸出端移到輸入端，“加倒數(shù)”。（）12．梅遜公式可用來求系統(tǒng)的輸入量到系統(tǒng)中任何內(nèi)部變量的傳遞函數(shù)。（）13．梅遜公式可用來求系統(tǒng)任意兩個內(nèi)部變量C1(s)到C2(s)之間的傳遞函數(shù)。（）13．正弦函數(shù)sin的拉氏變換是（）14．傳遞函數(shù)反映了系統(tǒng)的動態(tài)性能，它與下列哪項因素有關(guān)？（）A.輸入信號 B.初始條件C.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)D.輸入信號和初始條件15．當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（）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)16．對復雜的信號流圖直接求出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)可以采用()A.終值定理B.初值定理C.梅森公式D.方框圖變換17．采用系統(tǒng)的輸入、輸出微分方程對系統(tǒng)進行數(shù)學描述是（）A.系統(tǒng)各變量的動態(tài)描述B.系統(tǒng)的外部描述C.系統(tǒng)的內(nèi)部描述 D.系統(tǒng)的內(nèi)部和外部描述18．拉氏變換將時間函數(shù)變換成（）A．正弦函數(shù) B．單位階躍函數(shù)C．單位脈沖函數(shù) D．復變函數(shù)19．線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是在零初始條件下（）A．系統(tǒng)輸出信號與輸入信號之比B．系統(tǒng)輸入信號與輸出信號之比C．系統(tǒng)輸入信號的拉氏變換與輸出信號的拉氏變換之比D．系統(tǒng)輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換之比20．方框圖化簡時，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21．由電子線路構(gòu)成的控制器如圖，它是（）A．PI控制器B．PD控制器C．PID控制器D．P控制器22．PID控制器的傳遞函數(shù)形式是（）A．5+3s B．5+3/sC．5+3s+3/sD．5+1/(s+1)23．PID控制器中，積分控制的作用是（）A．克服對象的延遲和慣性 B．能使控制過程為無差控制C．減少控制過程的動態(tài)偏差 D．使過程較快達到穩(wěn)定24．終值定理的數(shù)學表達式為（）A．B．C． D．25．梅森公式為（）A．B．C． 26．函數(shù)的拉氏變換是（）[例1]．求出下圖所示電路的傳遞函數(shù)、比例系數(shù)和時間常數(shù)。[例2]．求出下圖所示電路的傳遞函數(shù)、比例系數(shù)和時間常數(shù)。[例3]．求出下圖所示電路的傳遞函數(shù)、分度系數(shù)和時間常數(shù)。解：應用復阻抗法得[例4]．求出下圖所示電路的傳遞函數(shù)、分度系數(shù)和時間常數(shù)。第三章時域分析法三、自測題1．線性定常系統(tǒng)的響應曲線僅取決于輸入信號的______________和系統(tǒng)的特性，與輸入信號施加的時間無關(guān)。2．一階系統(tǒng)1/（TS+1）的單位階躍響應為。3．二階系統(tǒng)兩個重要參數(shù)是，系統(tǒng)的輸出響應特性完全由這兩個參數(shù)來描述。4．二階系統(tǒng)的主要指標有超調(diào)量MP%、調(diào)節(jié)時間ts和穩(wěn)態(tài)輸出C(∞)，其中MP%和ts是系統(tǒng)的指標，C(∞)是系統(tǒng)的指標。5．在單位斜坡輸入信號的作用下，0型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess=__________。6．時域動態(tài)指標主要有上升時間、峰值時間、最大超調(diào)量和__________。7．線性系統(tǒng)穩(wěn)定性是系統(tǒng)__________特性，與系統(tǒng)的__________無關(guān)。8．時域性能指標中所定義的最大超調(diào)量Mp的數(shù)學表達式是__________。9．系統(tǒng)輸出響應的穩(wěn)態(tài)值與___________之間的偏差稱為穩(wěn)態(tài)誤差ess。10．二階系統(tǒng)的阻尼比ξ在______范圍時，響應曲線為非周期過程。11．在單位斜坡輸入信號作用下，Ⅱ型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess=______。12．響應曲線達到過調(diào)量的________所需的時間，稱為峰值時間tp。13．在單位斜坡輸入信號作用下，I型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess=__________。14．二階閉環(huán)控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是該系統(tǒng)的特征多項式的系數(shù)_____________。15．引入附加零點，可以改善系統(tǒng)的_____________性能。16．如果增加系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中積分環(huán)節(jié)的個數(shù)，則閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度將提高，相對穩(wěn)定性將________________。17．為了便于求解和研究控制系統(tǒng)的輸出響應，輸入信號一般采用__________輸入信號。18．當系統(tǒng)的輸入具有突變性質(zhì)時，可選擇階躍函數(shù)為典型輸入信號。（）19．暫態(tài)響應是指當時間t趨于無窮大時，系統(tǒng)的輸出狀態(tài)。（）20．在欠阻尼0＜ζ＜1情況下工作時，若ζ過小，則超調(diào)量大。（）21．遠離虛軸的極點對系統(tǒng)的影響很小。（）22．當系統(tǒng)的輸入是隨時間增長變化時，可選擇斜坡函數(shù)為典型輸入信號。（）23．穩(wěn)態(tài)響應是指系統(tǒng)從剛加入輸入信號后，到系統(tǒng)輸出量達到穩(wěn)定值前（）24．閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是系統(tǒng)所有特征根必須位于S平面的左半平（）25．若要求系統(tǒng)快速性好，則閉環(huán)極點應靠近虛軸。（）1．控制系統(tǒng)的上升時間tr、調(diào)整時間ts等反映出系統(tǒng)的()A.相對穩(wěn)定性B.絕對穩(wěn)定C.快速性D.平穩(wěn)性2．時域分析中最常用的典型輸入信號是（）A.脈沖函數(shù) B.斜坡函數(shù)C.階躍函數(shù)D.正弦函數(shù)3．一階系統(tǒng)G(s)=K/(TS+1)的放大系數(shù)K愈小，則系統(tǒng)的輸出響應的穩(wěn)態(tài)值（）A.不變 B.不定C.愈小 D.愈大4．一階系統(tǒng)G(s)=K/(TS+1)的時間常數(shù)T越大，則系統(tǒng)的輸出響應達到穩(wěn)態(tài)值的時間()A．越長 B．越短C．不變D．不定5．二階系統(tǒng)當0<ζ<1時，如果增加ζ，則輸出響應的最大超調(diào)量將Mp（）A.增加 B.減小C.不變 D.不定6．當二階系統(tǒng)特征方程的根為具有負實部的復數(shù)根時，系統(tǒng)的阻尼比為（）A．ζ<0 B．ζ＝0C．0<ζ<1 D．ζ≥17．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（）A．0型系統(tǒng) B．I型系統(tǒng)C．Ⅱ型系統(tǒng) D．Ⅲ型系統(tǒng)8．若一系統(tǒng)的特征方程式為(s+1)2(s－2)2+3＝0，則此系統(tǒng)是（）A．穩(wěn)定的 B．臨界穩(wěn)定的C．不穩(wěn)定的 D．條件穩(wěn)定的9．一般講，如果開環(huán)系統(tǒng)增加積分環(huán)節(jié)，則其閉環(huán)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性將()A.變好B.變壞C.不變D.不定10．控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess反映了系統(tǒng)的（）A．穩(wěn)態(tài)控制精度B．相對穩(wěn)定性C．快速性 D．平穩(wěn)性11．已知單位負反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，該系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)是（）A．穩(wěn)定的 B．條件穩(wěn)定的C．臨界穩(wěn)定的 D．不穩(wěn)定的12．下列判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法中，哪一個是在頻域里判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的判據(jù)（）A.勞斯判據(jù) B.赫爾維茨判據(jù)C.奈奎斯特判據(jù) D.根軌跡法13．已知系統(tǒng)的特征方程為(s+1)(s+2)(s+3)=s+4，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14．令線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母多項式為零，則可得到系統(tǒng)的()A．代數(shù)方程 B．特征方程C．差分方程D．狀態(tài)方程15．設(shè)一單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G0(s)=，要求KV=20，則K=()A．10 B．20C．30 D．4016．設(shè)G(s)H(s)=，當k增大時，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17．過阻尼系統(tǒng)的動態(tài)性能指標是調(diào)整時間ts和()A．峰值時間tp B．最大超調(diào)量MpC．上升時間tr D．衰減比Mp／Mp′18．設(shè)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=，該系統(tǒng)為()A．0型系統(tǒng) B．1型系統(tǒng)C．2型系統(tǒng) D．3型系統(tǒng)[例1]已知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示，單位階躍響應的超調(diào)量σ%=16.3%，峰值時間tp=1s。試求：(1)開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)；(2)閉環(huán)傳遞函數(shù)Φ(s)；(3)根據(jù)已知性能指標Mp%、tp確定參數(shù)K及τ；(4)計算等速輸入（恒速值R=1.5）時系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。[例2]已知控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示。（1）當b=0時，試確定單位階躍輸入時系統(tǒng)的阻尼系數(shù)、自然頻率、最大超調(diào)量，以及由單位斜波輸入所引起的穩(wěn)態(tài)誤差。（2）確定系統(tǒng)的阻尼比等于0.8時的速度反饋常數(shù)b的值，并確定在單位輸入時的最大超調(diào)量和單位斜波輸入所引起的穩(wěn)態(tài)誤差。（3）怎樣使第（2）問的ζ=0.8保持不變而使其穩(wěn)態(tài)誤差等于第（1）問的穩(wěn)態(tài)誤差值？（3）怎樣使第（2）問的ζ=0.8保持不變而使其穩(wěn)態(tài)誤差等于第（1）問的穩(wěn)態(tài)誤差值？用比例加微分串聯(lián)校正可以達到目的，如上圖所示。第四章根軌跡法1．若根軌跡位于實軸上兩個相鄰的開環(huán)極點之間，則這兩個極點之間必定存在點。2．根軌跡圖必對稱于根平面的__________。3．如果實軸上某一段右邊的開環(huán)實數(shù)零點、極點總個數(shù)為_____________，則這一段就是根軌跡的一部分。4已知-2+j0點在開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=的系統(tǒng)的根軌跡上，則該點對應的k值為_________________。5．確定根軌跡大致走向，用以下哪個條件一般就夠了?()A.特征方程B.幅角條件C.幅值條件D.幅值條件+幅角條件6．計算根軌跡漸近線傾角的公式為（）A.B.C.D.7．根軌跡漸近線與實軸的交點公式為()A.B.C.D.8．開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)H(s)=其中p2>z1>p1>0，則實軸上的根軌跡為（）A.（-∞，-p2],[-z1,-p1]B.(-∞,-p2]C.[-p1,+∞)D.[-z1,-p1]9．實軸上根軌跡右端的開環(huán)實數(shù)零點、極點的個數(shù)之和為（）A．零 B．大于零C．奇數(shù) D．偶數(shù)10．當二階系統(tǒng)的根分布在右半根平面時，系統(tǒng)的阻尼比ξ為（）A．ξ<0B．ξ=0C．0<ξ1D．ξ>111．當二階系統(tǒng)的根分布在根平面的虛軸上時，系統(tǒng)的阻尼比為（）A．ξ<0 B．ξ=0C．0<ξ<1 D．ξ≥112．開環(huán)傳遞函數(shù)為,其根軌跡的起點為()A．0，-3 B．-1，-2C．0，-6 D．-2，-413．開環(huán)傳遞函數(shù)為，則根軌跡上的點為()A．-6+j B．-3+jC．-j D．j14．設(shè)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)＝，其根軌跡漸近線與實軸的交點為（）A．0 B．－1C．－2 D．－315．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16.、開環(huán)傳遞函數(shù)為，其根軌跡漸近線與實軸的交點為（）A．-5/3 B．-3/5C．3/5 D．5/317．設(shè)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=，在根軌跡的分離點處，其對應的k值應為（）A．1/4 B．1/2C．1 D．4第五章頻率分析法1．線性定常系統(tǒng)在正弦信號輸入時，穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的相位移隨頻率而變化的函數(shù)關(guān)系稱為__________。2．積分環(huán)節(jié)的幅相頻率特性圖為；而微分環(huán)節(jié)的幅相頻率特性圖為。3．一階慣性環(huán)節(jié)G(s)=1/(1+Ts)的相頻特性為ψ(ω)=_______________，比例微分環(huán)節(jié)G(s)=1+Ts的相頻特性為ψ(ω)=_______________。4．常用的頻率特性圖示方法有極坐標圖示法和__________圖示法。5．頻率特性的極坐標圖又稱_____________圖。6．利用代數(shù)方法判別閉環(huán)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法有____________和赫爾維茨判據(jù)兩種。7．設(shè)系統(tǒng)的頻率特性為，則稱為。8．ω從0變化到+∞時，慣性環(huán)節(jié)的頻率特性極坐標圖在___________象限，形狀為___________圓。9．頻率特性可以由微分方程或傳遞函數(shù)求得，還可以用___________方法測定。10．0型系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性低頻段漸近線的斜率為______dB/dec，高度為20lgKp。11．型系統(tǒng)極坐標圖的奈氏曲線的起點是在相角為______的無限遠處。12．積分環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性曲線是一條直線，直線的斜率為_______dB／dec。13．慣性環(huán)節(jié)G(s)＝1/(Ts+1)的對數(shù)幅頻漸近特性在高頻段范圍內(nèi)是一條斜率為－20dB／dec，且與ω軸相交于ω＝_______________的漸近線。14．設(shè)積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s)=K/s，則其頻率特性幅值M(ω)=（）A.K/ωB.K/ω2C.1/ωD.1/ω215．ω從0變化到+∞時，遲延環(huán)節(jié)頻率特性極坐標圖為（）A.圓B.半圓 C.橢圓D.雙曲線16．二階振蕩環(huán)節(jié)的相頻特性ψ(ω)，當時ω→∞，其相位移ψ(ω)為()A．-270° B．-180°C．-90° D．0°17．某校正環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)Gc(s)=，則其頻率特性的奈氏圖終點坐標為（）A.(0,j0) B.(1,j0)C.(1,j1)D.(10,j0)18．利用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.動態(tài)性能C.穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能 D.抗擾性能19．若某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=K/(Ts+1)，則其頻率特性的實部R(ω)是（）A． B．-C． D．-20．設(shè)某系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=，則其頻率特性奈氏圖起點坐標為()A．(-10，j0) B．(-1，j0)C．(1，j0) D．(10，j0)21．設(shè)微分環(huán)節(jié)的頻率特性為G(jω)，當頻率ω從0變化至∞時，其極坐標平面上的奈氏曲線是（）A．正虛軸 B．負虛軸C．正實軸 D．負實軸22．設(shè)某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=10/(s+1)，則其頻率特性的實部（）A．B．C．D.23．設(shè)慣性環(huán)節(jié)的頻率特性為G(jω)=10/(jω+1)，當頻率ω從0變化至∞時，則其幅相頻率特性曲線是一個半圓，位于極坐標平面的（）A．第一象限 B．第二象限C．第三象限 D．第四象限20．設(shè)某系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=，則其頻率特性奈氏圖起點坐標為()A．(-10，j0) B．(-1，j0)C．(1，j0) D．(10，j0)21．設(shè)微分環(huán)節(jié)的頻率特性為G(jω)，當頻率ω從0變化至∞時，其極坐標平面上的奈氏曲線是（）A．正虛軸 B．負虛軸C．正實軸 D．負實軸22．設(shè)某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=10/(s+1)，則其頻率特性的實部（）A．B．C．D．23．設(shè)慣性環(huán)節(jié)的頻率特性為G(jω)=10/(jω+1)，當頻率ω從0變化至∞時，則其幅相頻率特性曲線是一個半圓，位于極坐標平面的（）A．第一象限 B．第二象限C