自动控制原理八套习题集.docx

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自动控制原理八套习题集

自动控制原理1

一、单项选择题（每小题1分，共20分）

1.系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（c）

A.系统综合B.系统辨识C.系统分析D.系统设计

2.惯性环节和积分环节的频率特性在（d）上相等。

A.幅频特性的斜率B.最小幅值C.相位变化率D.穿越频率

3.通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（C）

A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.放大元件

4.ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（a）

A.圆B.半圆C.椭圆D.双曲线

5.当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（d）

A.比例环节B.微分环节C.积分环节D.惯性环节

6.若系统的开环传递函数为

，则它的开环增益为（c）

A.1B.2C.5D.10

7.二阶系统的传递函数

，则该系统是（b）

A.临界阻尼系统B.欠阻尼系统C.过阻尼系统D.零阻尼系统

8.若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn，则可以（b）

A.提高上升时间和峰值时间B.减少上升时间和峰值时间

C.提高上升时间和调整时间D.减少上升时间和超调量

9.一阶微分环节

，当频率

时，则相频特性

为（a）

A.45°B.-45°C.90°D.-90°

10.最小相位系统的开环增益越大，其（d）

A.振荡次数越多B.稳定裕量越大

C.相位变化越小D.稳态误差越小

11.设系统的特征方程为

，则此系统（A）

A.稳定B.临界稳定C.不稳定D.稳定性不确定。

12.某单位反馈系统的开环传递函数为：

，当k=（）时，闭环系统临界稳定。

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

13.设系统的特征方程为

，则此系统中包含正实部特征的个数有（）

A.0B.1C.2D.3

14.单位反馈系统开环传递函数为

，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（）

A.2B.0.2C.0.5D.0.05

15.若已知某串联校正装置的传递函数为

，则它是一种（）

A.反馈校正B.相位超前校正

C.相位滞后—超前校正D.相位滞后校正

16.稳态误差ess与误差信号E（s）的函数关系为（）

A.

B.

C.

D.

17.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（）

A.减小增益B.超前校正C.滞后校正D.滞后-超前

18.相位超前校正装置的奈氏曲线为（）

A.圆B.上半圆C.下半圆D.45°弧线

19.开环传递函数为G（s）H（s）=

则实轴上的根轨迹为（）

A.（-3，∞）B.（0，∞）C.（-∞，-3）D.（-3，0）

20.在直流电动机调速系统中，霍尔传感器是用作（）反馈的传感器。

A.电压B.电流C.位移D.速度

二、填空题（每小题1分，共10分）

21.闭环控制系统又称为系统。

22.一线性系统，当输入是单位脉冲函数时，其输出象函数与相同。

23.一阶系统当输入为单位斜坡函数时，其响应的稳态误差恒为。

24.控制系统线性化过程中，线性化的精度和系统变量的有关。

25.对于最小相位系统一般只要知道系统的　　就可以判断其稳定性。

26.一般讲系统的位置误差指输入是所引起的输出位置上的误差。

27.超前校正是由于正相移的作用，使截止频率附近的明显上升，从而具有较大

的稳定裕度。

28.二阶系统当共轭复数极点位于线上时，对应的阻尼比为0.707。

29.PID调节中的“P”指的是控制器。

30.若要求系统的快速性好，则闭环极点应距虚轴越__越好。

三、名词解释（每小题3分，共15分）

31.稳定性

32.理想微分环节

33.调整时间

34.正穿越

35.根轨迹

四、简答题（每小题5分，共25分）

36.为什么说物理性质不同的系统，其传递函数可能相同?

举例说明。

37.一阶惯性系统当输入为单位阶跃函数时，如何用实验方法确定时间常数T？

其调整时间ts和时间常数T有何关系，为什么？

38.什么是主导极点？

主导极点起什么作用，请举例说明。

39.什么是偏差信号？

什么是误差信号？

它们之间有什么关系?

40.根轨迹的分支数如何判断？

举例说明。

五、计算题（第41、42题每小题5分，第43、44题每小题10分，共30分）

41.求图示方块图的传递函数，以Xi（s）为输入，X0（s）为输出。

Xi（s）

+

X0（s）

+

G4

+

G3

G2

G1

+

+

H3

-

-

-

H1

H2

42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。

x0

k1

k2

fi

M

D

43.欲使图所示系统的单位阶跃响应的最大超调量为20%，峰值时间为2秒，试确定K和

K1值。

+

Xi（s）

X0（s）

K

1+K1s

44.系统开环频率特性由实验求得，并已用渐近线表示出。

试求该系统的开环传递函数。

（设系统是最小相位系统）。

自动控制原理2

一、单项选择题（每小题1分，共20分）

1.系统已给出，确定输入，使输出尽可能符合给定的最佳要求，称为（）

A.最优控制B.系统辨识C.系统分析D.最优设计

2.与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。

A.输出量B.输入量C.扰动量D.设定量

3.在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（）指标密切相关。

A.允许的峰值时间B.允许的超调量

C.允许的上升时间D.允许的稳态误差

4.主要用于产生输入信号的元件称为（）

A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.放大元件

5.某典型环节的传递函数是

，则该环节是（）

A.比例环节B.积分环节C.惯性环节D.微分环节

6.已知系统的微分方程为

，则系统的传递函数是（）

A.

B.

C.

D.

7.引出点前移越过一个方块图单元时，应在引出线支路上（）

A.并联越过的方块图单元B.并联越过的方块图单元的倒数

C.串联越过的方块图单元D.串联越过的方块图单元的倒数

8.设一阶系统的传递

，其阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为（）

A.7B.2C.

D.

9.时域分析的性能指标，哪个指标是反映相对稳定性的（）

A.上升时间B.峰值时间C.调整时间D.最大超调量

10.二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为（）

A.谐振频率B.截止频率C.最大相位频率D.固有频率

11.设系统的特征方程为

，则此系统中包含正实部特征的个数为（）

A.0B.1C.2D.3

12.一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量为（）

A.0～15B.15～30C.30～60D.60～90

13.设一阶系统的传递函数是

，且容许误差为5%，则其调整时间为（）

A.1B.2C.3D.4

14.某一系统的速度误差为零，则该系统的开环传递函数可能是（）

A.

B.

C.

D.

15.单位反馈系统开环传递函数为

，当输入为单位斜坡时，其加速度误差为（）

A.0B.0.25C.4D.

16.若已知某串联校正装置的传递函数为

，则它是一种（）

A.相位超前校正B.相位滞后校正C.相位滞后—超前校正D.反馈校正

17.确定根轨迹大致走向，一般需要用（）条件就够了。

A.特征方程B.幅角条件C.幅值条件D.幅值条件+幅角条件

18.某校正环节传递函数

，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（）

A.（0，j0）B.（1，j0）C.（1，j1）D.（10，j0）

19.系统的开环传递函数为

，则实轴上的根轨迹为（）

A.（-2，-1）和（0，∞）B.（-∞，-2）和（-1，0）

C.（0，1）和（2，∞）D.（-∞，0）和（1，2）

20.A、B是高阶系统的二个极点，一般当极点A距离虚轴比极点B距离虚轴大于（）时，分析系统时可忽略极点A。

A.5倍B.4倍C.3倍D.2倍

二、填空题（每小题1分，共10分）

21.“经典控制理论”的内容是以为基础的。

22.控制系统线性化过程中，变量的偏移越小，则线性化的精度。

23.某典型环节的传递函数是

，则系统的时间常数是　　。

24.延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使发生变化。

25.若要全面地评价系统的相对稳定性，需要同时根据相位裕量和来做出判断。

26.一般讲系统的加速度误差指输入是所引起的输出位置上的误差。

27.输入相同时，系统型次越高，稳态误差越。

28.系统主反馈回路中最常见的校正形式是和反馈校正

29.已知超前校正装置的传递函数为

，其最大超前角所对应的频率

。

30.若系统的传递函数在右半S平面上没有，则该系统称作最小相位系统。

三、名词解释（每小题3分，共15分）

31.数学模型

32.反馈元件

33.最大超调量

34.频率响应

35.幅值裕量

四、简答题（每小题5分，共25分）

36.开环控制系统和闭环控制系统的主要特点是什么？

37.如何用实验方法求取系统的频率特性函数？

38.伯德图中幅频特性曲线的首段和传递函数的型次有何关系？

39.根轨迹与虚轴的交点有什么作用?

举例说明。

40.系统闭环零点、极点和性能指标的关系。

五、计算题（第41、42题每小题5分，第43、44题每小题10分，共30分）

41.根据图示系统结构图，求系统传递函数C（s）/R（s）。

C（s）

+

R（s）

−

G2（s）

G1（s）

+

+

−

G3（s）

-

H3（s）

H1（s）

42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。

y0（t）

43.已知系统的传递函数

，试分析系统由哪些环节组成并画出系统的Bode图。

44.电子心率起搏器心率控制系统结构如图所示，其中模仿心脏的传递函数相当于一个纯积分环节，要求：

（1）若

，对应最佳响应，问起搏器增益K应取多大。

（2）若期望心速为60次/min，并突然接通起搏器，问1s后实际心速为多少？

瞬时的最大心速多大。

自动控制原理3

1.如果被调量随着给定量的变化而变化，这种控制系统叫（）

A.恒值调节系统B.随动系统C.连续控制系统D.数字控制系统

2.与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。

A.输出量B.输入量C.扰动量D.设定量

3.直接对控制对象进行操作的元件称为（）

A.给定元件B.放大元件C.比较元件D.执行元件

4.某典型环节的传递函数是

，则该环节是（）

A.比例环节B.惯性环节C.积分环节D.微分环节

5.已知系统的单位脉冲响应函数是

，则系统的传递函数是（）

A.

B.

C.

D.

6.梅逊公式主要用来（）

A.判断稳定性B.计算输入误差

C.求系统的传递函数D.求系统的根轨迹

7.已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，则其阻尼比可能为（）

A.0.6B.0.707C.0D.1

8.在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（）指标密切相关。

A.允许的稳态误差B.允许的超调量

C.允许的上升时间D.允许的峰值时间

9.设一阶系统的传递

，其阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为（）

A.7B.2C.

D.

10.若系统的传递函数在右半S平面上没有零点和极点，则该系统称作（）

A.非最小相位系统B.最小相位系统C.不稳定系统D.振荡系统

11.一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量为（）

A.0～15B.15～30C.30～60D.60～90

12.某系统的闭环传递函数为：

，当k=（）时，闭环系统临界稳定。

A.2B.4C.6D.8

13.开环传递函数为

，则实轴上的根轨迹为（）

A.（－4，∞）B.（－4，0）C.（－∞，－4）D.（0，∞）

14.单位反馈系统开环传递函数为

，当输入为单位斜坡时，其加速度误差为（）

A.0B.0.25C.4D.

15.系统的传递函数

，其系统的增益和型次为（）

A.5，2B.5/4，2C.5，4D.5/4，4

16.若已知某串联校正装置的传递函数为

，则它是一种（）

A.相位滞后校正B.相位超前校正C.相位滞后—超前校正D.反馈校正

17.进行串联超前校正前的穿越频率

与校正后的穿越频率

的关系，通常是（）

A.

=

B.

>

C.

<

D.

与

无关

18.已知系统开环传递函数

，则与虚轴交点处的K*=（）

A.0B.2C.4D.6

19.某校正环节传递函数

，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（）

A.（0，j0）B.（1，j0）C.（1，j1）D.（10，j0）

20.A、B是高阶系统的二个极点，一般当极点A距离虚轴比极点B距离虚轴大于（）时，分析系统时可忽略极点A。

A.5倍B.4倍C.3倍D.2倍

21.对控制系统的首要要求是系统具有。

22.在驱动力矩一定的条件下，机电系统的转动惯量越小，其越好。

23.某典型环节的传递函数是

，则系统的时间常数是　　。

24.延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使发生变化。

25.二阶系统当输入为单位斜坡函数时，其响应的稳态误差恒为。

26.反馈控制原理是原理。

27.已知超前校正装置的传递函数为

，其最大超前角所对应的频率

。

28.在扰动作用点与偏差信号之间加上能使静态误差降为0。

29.超前校正主要是用于改善稳定性和。

30.一般讲系统的加速度误差指输入是所引起的输出位置上的误差。

31.自动控制

32.传递函数

33.瞬态响应

34.最小相位传递函数

35.复现频率

36.方块图变换要遵守什么原则，举例说明。

37.试说明延迟环节

的频率特性，并画出其频率特性极坐标图。

38.如何减少系统的误差?

39.开环不稳定的系统，其闭环是否稳定？

举例说明。

40.高阶系统简化为低阶系统的合理方法是什么？

41.求如下方块图的传递函数。

G1

G3

G4

−

−

+

+

+

+

X0（S）

Xi（S）

H

G2

Δ

42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。

Fi（t）

43.设单位反馈开环传递函数为

，求出闭环阻尼比为

时所对应的K值，并计算此K值下的

。

44.单位反馈开环传递函数为

，

（1）试确定使系统稳定的a值；

（2）使系统特征值均落在S平面中

这条线左边的a值。

自动控制原理4

1.系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（）

A.系统综合B.系统辨识C.系统分析D.系统设计

2.开环控制系统的的特征是没有（）

A.执行环节B.给定环节

C.反馈环节D.放大环节

3.主要用来产生偏差的元件称为（）

A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.放大元件

4.某系统的传递函数是

，则该可看成由（）环节串联而成。

A.比例、延时B.惯性、导前C.惯性、延时D.惯性、比例

5.已知

，其原函数的终值

（）

A.0B.∞C.0.75D.3

6.在信号流图中，在支路上标明的是（）

A.输入B.引出点C.比较点D.传递函数

7.设一阶系统的传递函数是

，且容许误差为2%，则其调整时间为（）

A.1B.1.5C.2D.3

8.惯性环节和积分环节的频率特性在（）上相等。

A.幅频特性的斜率B.最小幅值C.相位变化率D.穿越频率

9.若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn，则可以（）

A.提高上升时间和峰值时间B.减少上升时间和峰值时间

C.提高上升时间和调整时间D.减少上升时间和超调量

10.二阶欠阻尼系统的有阻尼固有频率ωd、无阻尼固有频率ωn和谐振频率ωr比较（）

A.ωr＞ωd＞ωnB.ωr＞ωn＞ωdC.ωn＞ωr＞ωdD.ωn＞ωd＞ωr

11.设系统的特征方程为

，则此系统中包含正实部特征的个数有（）

A.0B.1C.2D.3

12.根据系统的特征方程

，可以判断系统为（）

A.稳定B.不稳定C.临界稳定D.稳定性不确定

13.某反馈系统的开环传递函数为：

，当（）时，闭环系统稳定。

A.

B.

C.

D.任意T1和2

14.单位反馈系统开环传递函数为

，当输入为单位阶跃时，其位置误差为（）

A.2B.0.2C.0.25D.3

15.当输入为单位斜坡且系统为单位反馈时，对于II型系统其稳态误差为（）

A.0B.0.1/kC.1/kD.

16.若已知某串联校正装置的传递函数为

，则它是一种（）

A.相位滞后校正B.相位超前校正C.微分调节器D.积分调节器

17.相位超前校正装置的奈氏曲线为（）

A.圆B.上半圆C.下半圆D.45°弧线

18.在系统中串联PD调节器，以下那一种说法是错误的（）

A.是一种相位超前校正装置B.能影响系统开环幅频特性的高频段

C.使系统的稳定性能得到改善D.使系统的稳态精度得到改善

19.根轨迹渐近线与实轴的交点公式为（）

A.

B.

C.

D.

20.直流伺服电动机—测速机机组（型号为70SZD01F24MB）实际的机电时间常数为（）

A.8.4msB.9.4msC.11.4msD.12.4ms

21.根据采用的信号处理技术的不同，控制系统分为模拟控制系统和。

22.闭环控制系统中，真正对输出信号起控制作用的是　　　。

23.控制系统线性化过程中，线性化的精度和系统变量的有关。

24.描述系统的微分方程为

，则频率特性

。

25.一般开环频率特性的低频段表征了闭环系统的性能。

26.二阶系统的传递函数G（s）=4/（s2+2s+4），其固有频率n＝。

27.对单位反馈系统来讲，偏差信号和误差信号。

28.PID调节中的“P”指的是控制器。

29.二阶系统当共轭复数极点位于45线上时，对应的阻尼比为。

30.误差平方积分性能指标的特点是：

。

31.最优滤波

32.积分环节

33.极坐标图

34.相位裕量

35.根轨迹的起始角

36.简要论述自动控制理论的分类及其研究基础、研究的方法。

37.二阶系统的性能指标中，如要减小最大超调量，对其它性能有何影响？

38.用文字表述系统稳定的充要条件。

并举例说明。

39.在保证系统稳定的前提下，如何来减小由输入和干扰引起的误差？

40.根轨迹的渐近线如何确定？

41.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。

Fi（t）

42.求如下方块图的传递函数。

G4

+

+

X0（S）

G3

+

G2

+

Xi（S）

G1

Δ

−

−

H

43.已知给定系统的传递函数

，分析系统由哪些环节组成，并画出系统的Bode图。

44.已知单位反馈系统的开环传递函数

，

（l）求使系统稳定的开环增益k的取值范围；

（2）求k=1时的幅值裕量；

（3）求k=1.2，输入x（t）=1+0.06t时的系统的稳态误差值ess。

自动控制原理5

1.随动系统对（）要求较高。

A.快速性B.稳定性C.准确性D.振荡次数

2.“现代控制理论”的主要内容是以（）为基础，研究多输入、多输出等控制系统的分析和设计问题。

A.传递函数模型B.状态空间模型C.复变函数模型D.线性空间模型

3.主要用于稳定控制系统，提高性能的元件称为（）

A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.校正元件

4.某环节的传递函数是

，则该环节可看成由（）环节串联而组成。

A.比例、积分、滞后B.比例、惯性、微分

C.比例、微分、滞后D.比例、积分、微分

5.已知

，其原函数的终值

（）

A.0B.∞C.0.75D.3

6.已知系统的单位阶跃响应函数是

，则系统的传递函数是（）

A.

B.

C.

D.

7.在信号流图中，在支路上标明的是（）

A.输入B.引出点C.比较点D.传递函数

8.已知系统的单位斜坡响应函数是

，则系统的稳态误差是（）

A.0.5B.1C.1.5D.2

9.若二阶系统的调整时间长，则说明（）

A.系统响应快B.系统响应慢

C.系统的稳定性差D.系统的精度差

10.某环节的传递函数为

，它的对数幅频率特性L（

）随K值增加而（）

A.上移B.下移C.左移D.右移

11.设积分环节的传递函数为

，则其频率特性幅值A（

）=（）

A.

B.

C.

D.

12.根据系统的特征方程

，可以判断系统为（）

A.稳定B.不稳定C.临界稳定D.稳定性不确定

13.二阶系统的传递函数

，其阻尼比ζ是（）

A.0.5B.1C.2D.4

14.系统稳定的充分必要条件是其特征方程式的所有根均在根平面的（）

A.右半部分B.左半部分C.实轴上D.虚轴上

15.一闭环系统的开环传递函数为

，则该系统为（）

A.0型系统，开环放大系数K为2B.I型系统，开环放大系数K为2

C.I型系统，开环放大系数K为1D.0型系统，开环放大系数K为1

16.进行串联滞后校正后，校正前的穿越频率

与校正后的穿越频率

之间的关系，通常是（）

A.

=

B.

>

C.

<

D.与

、

无关

17.在系统中串联PD调节器，以下那一种说法是错误的（）

A.是一种相位超前校正装置B.能影响系统开环幅频特性的高频段

C.使系统的稳定性能得到改善D.使系统的稳态精度得到改善

18.滞后校正装置的最大滞后相位趋近（）

A.-45°B.45°C.-90°D.90°

19.实轴上分离点的分离角恒为（）

A.45B.60C.90D.120

20.在电压—位置随动系统的前向通道中加入（）校正，使系统成为II型系统，可以消除常值干扰力矩带来的静态误差。

A.比例微分B.比例积分

C.积分微分D.微分积分

21.闭环控制系统中，真正对输出信号起控制作用的是　　　。

22.系统的传递函数的分布决定系统的动态特性。

23.二阶系统的传递函数G（s）=4/（s2+2s+4），其固有频率n＝。

24.用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标图示法和_______图示法。

25.描述系统的微分方程为

，则频率特性

。

26.乃氏图中当ω等