现代控制技术基础复习题.docx
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现代控制技术基础复习题
一、单向选择题
1.如果被调量随着给定量的变化而变化,这种控制系统叫【B】
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.已知系统的单位脉冲响应函数是
,则系统的传递函数是【A】
A.
B.
C.
D.
3.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
4.若二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡,其阻尼比可能是【A】
A.0B.0.6C.0.707D.1
5.某典型环节的传递函数是
,则该环节是【B】
A.比例环节B.惯性环节C.积分环节D.微分环节
6.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
7.一阶微分环节
,当频率
时,则相频特性
为【A】
A.45°B.-45°C.90°D.-90°
8.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
9.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【B】
A.右半部分B.左半部分C.实轴上D.虚轴上
10.闭环系统的开环传递函数为
,则系统为【C】
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
11.PI控制器的传递函数形式是【D】
A.5+3sB.5+4s
C.
D.
12.某串联校正装置的传递函数为
,则该校正装置属于【B】
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
13.采样定理中,对于采样角频率
和连续信号频谱的上限频率
,它们之间的关系【D】
A.
B.
C.
D.
14.一个状态变量为n维的单输入,单输出系统,下面说法正确的是【A】
A.系数阵A为n×n维B.控制阵B为1×n维
C.输出阵C为n×1维D.A,B,C三个阵均为n×n维
15.MATLAB中求连续系统的单位阶跃响应的命令是【C】
A.cloopB.seriesC.stepD.zp2tf
16.开环控制系统没有【C】
A.执行环节B.给定环节C.反馈环节D.放大环节
17.已知
,其原函数的终值
【C】
A.0B.∞C.0.75D.3
18.若系统的开环传递函数为
,则开环增益为【B】
A.5B.20C.100D.1000
19.二阶系统的传递函数
,其阻尼比ζ是【A】
A.0.5B.1C.2D.4
20.比例环节的传递函数是【B】
A.G(s)=K/(Ts+1)B.G(s)=K
C.G(s)=1/(Ts)D.G(s)=Ts
21.对一阶系统的单位阶跃响应,当误差范围取2%时,调整时间为【D】
A.ts=1τB.ts=2τC.ts=3τD.ts=4τ
22.设积分环节的传递函数为
,则其频率特性幅值A(
)=【A】
A.
B.
C.
D.
23.设二阶振荡环节的传递函数G(s)=
,则其对数幅频特性渐近线的转折频率为【B】
A.2rad/sB.4rad/sC.8rad/sD.16rad/s
24.根据线性定常系统稳定的充要条件,必须全部位于s平面左半部的为系统全部的【D】
A.频率特性曲线B.临界点C.零点D.极点
25.二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为【D】
A.最大相位频率B.截止频率C.谐振频率D.固有频率
26.常用的比例、积分与微分控制规律的另一种表示方法是【C】
A.PDIB.PDIC.PIDD.IPD
27.某串联校正装置的传递函数为
,则它是一种【A】
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
28.在计算机控制系统中,把实现量化和编码处理的环节称为【B】
A.A/D转换器B.D/A转换器
C.采样保持器D.控制器
29.“现代控制理论”主要采用【B】
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
30.MATLAB中将传递函数转换为状态模型的命令是【D】
A.lookforB.helpC.plotD.tf2ss
二、判断题,对的打√,错的打×。
1.由一个状态空间模型可以确定惟一一个传递函数。
【√】
2.闭环传递函数中积分环节的个数决定了系统的类型。
【X】
3.G1(S)和G2(S)为串联连接则等效后的结构为G1(S)·G2(S)。
【√】
4.0型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为-20(dB/dec)。
【X】
5.对于最小相位系统,相位裕量γ<0,相应的闭环系统不稳定。
【√】
6.如果一个状态空间模型是状态能控的,则也一定是输出能控的。
【X】
7.积分或比例积分调节器的输出具有记忆和保持功能。
【√】
8.系统输出超过稳态值达到第一个峰值所需的时间为峰值时间。
【√】
9.Ⅰ型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为-40(dB/dec)。
【X】
10.谐振峰值反映了系统的相对稳定性。
【√】
三、简答题
1.自动控制系统需要分析哪三个方面的问题?
答:
1)稳定性问题;
(2)稳态响应问题;3)暂态响应问题。
2.评价控制系统的优劣的时域性能指标常用的有哪些?
答:
1)最大超调量;2)调整时间;3)峰值时间;)4)上升时间。
3.方块图变换要遵守什么原则?
答:
1)变换前与变换后前向通道中传递函数的乘积必须保持不变;
4.什么是校正?
根据校正环节在系统中的联结方式,校正可分为几类?
答:
校正是指在系统增加新的环节以改善系统的性能的方法(2分)。
根据校正环节在系统中的联结方式,校正可分为串联校正、反馈校正、顺馈校正三类。
(3分)
5.什么是系统的传递函数?
答:
对线性定常系统,在初始条件为零的条件下,系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比,称为系统的传递函数。
6.时域分析的性能指标,哪些反映快速性,哪些反映相对稳定性?
答:
上升时间、峰值时间、调整时间反映快速性。
最大超调量反映相对稳定性。
7.为什么二阶振荡环节的阻尼比取0.707较好?
。
答:
当固有频率一定时,求调整时间的极小值,可得当=0.707时,调整时间最短,也就是响应最快);又当=0.707时,称为二阶开环最佳模型,其特点是稳定储备大,静态误差系数是无穷大。
8.采样定理的内容是什么?
答:
对采样控制系统,如果采样角频率
大于两倍的连续信号频谱的上限频率
,即满足:
则采样后的离散信号
有可能无失真的恢复为原来的连续信号。
四、计算题
1.下图为机械位移系统。
试列写质量m在外力F作用下位移y(t)的运动方程。
1.解:
对质量块进行受力分析,画受力图:
(3分)
有:
即:
(2分)
整理,得:
(3分)
2.知单位反馈系统的开环传递函数为
,试求:
静态位置误差系数、静态速度误差系数、静态加速度误差系数;
解:
这是个0型系统,系统的静态误差系数为
(2分)
(2分)
(2分)
系统的给定稳态误差终值为
(2分)
3.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)
K
1+K1s
X0(s)
(2分)
4.单位反馈开环传递函数为
,试确定使系统稳定的a值。
解:
特征方程为:
(2分)
S3130
S21210a(4分)
S1(360-10a)/12
S010a
得:
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