《控制工程基础》期末复习题及答案_81251553585744438.pdf

宠辱不惊，看庭前花开花落；去留无意，望天上云卷云舒。洪应明我尽一杯，与君发三愿：一愿世清平，二愿身强健，三愿临老头，数与君相见。白居易控制工程基础期末复习题 一、选择题 1、采用负反馈形式连接后，则()A、一定能使闭环系统稳定；B、系统动态性能一定会提高；C、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；D、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果()。A、增加开环极点；B、在积分环节外加单位负反馈；C、增加开环零点；D、引入串联超前校正装置。3、系统特征方程为 0632)(23ssssD，则系统 ()A、稳定；B、单位阶跃响应曲线为单调指数上升；C、临界稳定；D、右半平面闭环极点数2Z。4、系统在2)(ttr作用下的稳态误差sse，说明()A、型别2v；B、系统不稳定；C、输入幅值过大；D、闭环传递函数中有一个积分环节。5、对于以下情况应绘制 0根轨迹的是()A、主反馈口符号为“-”；B、除rK外的其他参数变化时；C、非单位反馈系统；D、根轨迹方程（标准形式）为1)()(sHsG。6、开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标()。A、超调%B、稳态误差sse C、调整时间st D、峰值时间pt 7、已知开环幅频特性如图2 所示，则图中不稳定的系统是()。云路鹏程九万里，雪窗萤火二十年。王实甫海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。林则徐 系统 系统 系统 图 2 A、系统 B、系统 C、系统 D、都不稳定 8、若某最小相位系统的相角裕度0o，则下列说法正确的是()。A、不稳定；B、只有当幅值裕度1gk 时才稳定；C、稳定；D、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。9、若某串联校正装置的传递函数为1011001ss，则该校正装置属于()。A、超前校正 B、滞后校正 C、滞后-超前校正 D、不能判断 10、下列串联校正装置的传递函数中，能在1c处提供最大相位超前角的是：A、1011ss B、1010.11ss C、210.51ss D、0.11101ss 11、关于传递函数，错误的说法是()A 传递函数只适用于线性定常系统；B 传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响；C 传递函数一般是为复变量s的真分式；D 闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。12、下列哪种措施对改善系统的精度没有效果()。A、增加积分环节 B、提高系统的开环增益 K C、增加微分环节 D、引入扰动补偿 13、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的()。A、准确度越高 B、准确度越低 C、响应速度越快 D、响应速度越慢 14、已知系统的开环传递函数为50(21)(5)ss，则该系统的开环增益为()。A、50 B、25 C、10 D、5 良辰美景奈何天，便赏心乐事谁家院。则为你如花美眷，似水流年。汤显祖百川东到海，何时复西归？少壮不尽力，老大徒伤悲。汉乐府长歌行15、若某系统的根轨迹有两个起点位于原点，则说明该系统()。A、含两个理想微分环节 B、含两个积分环节 C、位置误差系数为 0 D、速度误差系数为 0 16、开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标()。A、超调%B、稳态误差sse C、调整时间st D、峰值时间pt 17、已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是()A、(2)(1)Kss s B、(1)(5K ss s）C、2(1)Ks ss D、(1)(2)Ksss 18、若系统增加合适的开环零点，则下列说法不正确的是 ()。A、可改善系统的快速性及平稳性；B、会增加系统的信噪比；C、会使系统的根轨迹向s 平面的左方弯曲或移动；D、可增加系统的稳定裕度。19、开环对数幅频特性的低频段决定了系统的()。A、稳态精度 B、稳定裕度 C、抗干扰性能 D、快速性 20、下列系统中属于不稳定的系统是()。A、闭环极点为1,212sj 的系统 B、闭环特征方程为2210ss 的系统 C、阶跃响应为0.4()20(1)tc te的系统 D、脉冲响应为0.4()8th te的系统 31、关于线性系统稳态误差，正确的说法是：()A、一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差；B、稳态误差计算的通用公式是20()lim1()()ssss R seG s H s；C、增大系统开环增益 K 可以减小稳态误差；D、增加积分环节可以消除稳态误差，而且不会影响系统稳定性。32、适合应用传递函数描述的系统是()。A、单输入，单输出的线性定常系统；B、单输入，单输出的线性时变系统；C、单输入，单输出的定常系统；D、非线性系统。老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志。唐王勃非淡泊无以明志，非宁静无以致远。诸葛亮33、若某负反馈控制系统的开环传递函数为5(1)s s，则该系统的闭环特征方程为()。A、(1)0s s B、(1)50s s C、(1)10s s D、与是否为单位反馈系统有关 34、非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，当输入信号为R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为()A、()()()E SR SG S B、()()()()E SR SG SH S C、()()()()E SR SG SH S D、()()()()E SR SG S H S 35、已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是()。A、*(2)(1)Kss s B、*(1)(5Ks ss）C、*2(31)Ks ss D、*(1)(2)Ksss 36、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的：A、低频段 B、开环增益 C、高频段 D、中频段 37、已知单位反馈系统的开环传递函数为2210(21)()(6100)sG ssss，当输入信号是2()22r ttt时，系统的稳态误差是()A、0 ；B、；C、10 ；D、20 38、关于系统零极点位置对系统性能的影响，下列观点中正确的是()A、如果闭环极点全部位于 S 左半平面，则系统一定是稳定的。稳定性与闭环零点位置无关；B、如果闭环系统无零点，且闭环极点均为负实数极点，则时间响应一定是衰减振荡的；C、超调量仅取决于闭环复数主导极点的衰减率，与其它零极点位置无关；D、如果系统有开环极点处于 S 右半平面，则系统不稳定。41、关于奈氏判据及其辅助函数 F(s)=1+G(s)H(s)，错误的说法是()百川东到海，何时复西归？少壮不尽力，老大徒伤悲。汉乐府长歌行穷则独善其身，达则兼善天下。孟子A、F(s)的零点就是开环传递函数的极点 B、F(s)的极点就是开环传递函数的极点 C、F(s)的零点数与极点数相同 D、F(s)的零点就是闭环传递函数的极点 42、已知负反馈系统的开环传递函数为221()6100sG sss，则该系统的闭环特征方程为()。A、261000ss B、2(6100)(21)0sss C、2610010ss D、与是否为单位反馈系统有关 43、一阶系统的闭环极点越靠近S平面原点，则()。A、准确度越高 B、准确度越低 C、响应速度越快 D、响应速度越慢 44、已知系统的开环传递函数为100(0.11)(5)ss，则该系统的开环增益为()。A、100 B、1000 C、20 D、不能确定 45、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的：A、闭环零点和极点 B、开环零点 C、闭环极点 D、阶跃响应 46、下列串联校正装置的传递函数中，能在1c处提供最大相位超前角的是()。A、1011ss B、1010.11ss C、210.51ss D、0.11101ss 47、关于 P I 控制器作用，下列观点正确的有()A、可使系统开环传函的型别提高，消除或减小稳态误差；B、积分部分主要是用来改善系统动态性能的；C、比例系数无论正负、大小如何变化，都不会影响系统稳定性；D、只要应用 P I 控制规律，系统的稳态误差就为零。48、关于线性系统稳定性的判定，下列观点正确的是()。A、线性系统稳定的充分必要条件是：系统闭环特征方程的各项系数都为正数；B、无论是开环极点或是闭环极点处于右半 S 平面，系统不稳定；C、如果系统闭环系统特征方程某项系数为负数，系统不稳定；D、当系统的相角裕度大于零，幅值裕度大于 1 时，系统不稳定。49、关于系统频域校正，下列观点错误的是()百川东到海，何时复西归？少壮不尽力，老大徒伤悲。汉乐府长歌行以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。管子牧民A、一个设计良好的系统，相角裕度应为 45 度左右；B、开环频率特性，在中频段对数幅频特性斜率应为20/dB dec；C、低频段，系统的开环增益主要由系统动态性能要求决定；D、利用超前网络进行串联校正，是利用超前网络的相角超前特性。50、已知单位反馈系统的开环传递函数为2210(21)()(6100)sG ssss，当输入信号是2()22r ttt时，系统的稳态误差是()A、0 B、C、10 D、20 二、(8 分)试建立如图 3 所示电路的动态微分方程，并求传递函数。图 3 三、（共 20 分）系统结构图如图 4 所示：1、写出闭环传递函数()()()C ssR s表达式；（4 分）2、要使系统满足条件：707.0,2n,试确定相应的参数K和；（4 分）3、求此时系统的动态性能指标st,00；（4分）4、ttr2)(时，求系统由()r t产生的稳态误差sse；（4 分）5、确定)(sGn，使干扰)(tn对系统输出)(tc无影响。（4 分）图 4 常将有日思无日，莫待无时思有时。增广贤文人之为学，不日进则日退，独学无友，则孤陋而难成；久处一方，则习染而不自觉。顾炎武 四、（共 22 分）某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线0()L如图 5所示：1、写出该系统的开环传递函数)(0sG；（8 分）2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性。（3 分）3、求系统的相角裕度。（7 分）4、若系统的稳定裕度不够大，可以采用什么措施提高系统的稳定裕度（4 分）五、(8 分)写出下图所示系统的传递函数()()C sR s（结构图化简，梅逊公式均可）。云路鹏程九万里，雪窗萤火二十年。王实甫好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。中庸六、（共 20 分）设系统闭环传递函数 22()1()()21C ssR sT sTs，试求：1、0.2；sT08.0；0.8；sT08.0时单位阶跃响应的超调量%、调节时间st及峰值时间pt。（7 分）2、4.0；sT04.0和4.0；sT16.0时单位阶跃响应的超调量%、调节时间st和峰值时间pt。（7 分）3、根据计算结果，讨论参数、T对阶跃响应的影响。（6 分）七、（共 22 分）已知反馈系统的开环传递函数为()()(1)KG s H ss s，试：1、用奈奎斯特判据判断系统的稳定性；（10 分）2、若给定输入 r(t)=2t2 时，要求系统的稳态误差为，问开环增益K应取何值。（7 分）3、求系统满足上面要求的相角裕度。（5 分）八、(16 分)已知系统的结构如图所示，其中(0.51)()(1)(21)ksG ss ss，输入信号为单位斜坡函数，求系统的稳态误差(8 分)。分析能否通过调节增益 k，使稳态误差小于 (8分)。九、已知系统开环传递函数为(1)()(),(1)ksG s H skTs Ts均大于 0，试用奈奎斯特稳定判据判断系统稳定性。(16 分)一 G(s)R(s)C(s)八图 宠辱不惊，看庭前花开花落；去留无意，望天上云卷云舒。洪应明谋事在人，成事在天！增广贤文 十、已知最小相位系统的对数幅频特性如图所示。试求系统的开环传递函数。(16 分)十一、设控制系统如图，要求校正后系统在输入信号是单位斜坡时的稳态误差不大于，相角裕度不小于 40o，幅值裕度不小于 10 dB，试设计串联校正网络。(16 分)十二、写出下图所示系统的传递函数()()C sR s（结构图化简，梅逊公式均可）。G1（S）G2（S）G3（S）H2（S）H3（S）H1（S）C（S）R（S）11 图 一(1)Ks s R(s)C(s)L(1 1 10 20 2-20-40-40 十图 -10 dB 宠辱不惊，看庭前花开花落；去留无意，望天上云卷云舒。洪应明勿以恶小而为之，勿以善小而不为。刘备 十三、系统结构如下图所示，求系统的超调量%和调节时间st。（12分）十四、已知最小相位系统的开环对数幅频特性0()L和串联校正装置的对数幅频特性()cL如下图所示，原系统的幅值穿越频率为24.3/crad s：（共 30 分）1、写出原系统的开环传递函数0()G s,并求其相角裕度0，判断系统的稳定性；（10 分）2、写出校正装置的传递函数()cG s；（5 分）3、写出校正后的开环传递函数0()()cG s G s，画出校正后系统的开环对数幅频特性()GCL，并用劳斯判据判断系统的稳定性。（15 分）R(s)C(s)25(5)s s 1 10 100 20 40-20dB/dec-20dB/dec-40dB/dec-60dB/dec L()L0 Lc 大丈夫处世，不能立功建业，几与草木同腐乎？罗贯中好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。中庸