2022年控制工程基础复习资料.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思一、填空题1 掌握系统由掌握对象和 掌握器两部分组成；2. 对于一个自动掌握系统的性能要求可以概括为三个方面：稳固性、快速性和精确性；3 建立系统数学模型的方法有机理法和 辨识法两种；4 经典掌握理论采纳的数学模型主要以传递函数、为基础；现代掌握理论采纳的数学模型主要以为 状态空间方程 基础；k5. I 型系统 G s 在单位阶跃输入下,稳态误差为 0 ,在单位加速度输入下,s s 2 稳态误差为 ；6某线性定常系统的单位斜坡响应为 y t te 其单位阶跃响应为 y t 1 te7.在初始条件为零时,系统 输出量的拉式变换 与输入量的拉式变换 之比称为线性系统（或元件）的传递函数；8.在工程掌握实践中,为使系统有中意的稳固性储备,一般其幅值裕度应满意 大于 6dB或大于 2 ；9.离散信号 f t 的数学表达式为 f t f kT t kT k 010. 判别系统稳固性的动身点是系统特点方程的根必需为 负实根或负实部的复数根,即系统的特点根必需全部在 复平面的左半平面 是系统稳固的充要条件；11 频率响应是系统对正弦输入稳态响应,频率特性包括 幅频和相频 两种特性；12. 假如在系统中只有离散信号而没有连续信号,就称此系统为离散 数字 掌握系统, 其输入、输出关系常用差分方程来描述；13如线性系统的输入信号为rt,输出信号为ct,就系统的传递函数G s C s；R s14环节串联时总的传递函数等于各环节传递函数的乘积 ；15某系统单位脉冲响应函数为12e2t,就系统传递函数为2s；s s216、系统稳固的充要条件是：系统的全部特点根都具有负实部；17、对广义系统,按反馈情形可分为 开环系统、 闭环系统；18 线性掌握系统最重要的特性是可以应用 _叠加 _原理,而非线性掌握系统就不能；19反馈掌握系统是依据输入量和_反馈量 _的偏差进行调剂的掌握系统；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思20在单位斜坡输入信号作用下,0 型系统的稳态误差ess=_；21.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和_反馈_连接；22函数 te-at 的拉氏变换为s1a2；23线性定常系统在正弦信号输入时,稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为 _相频特性 _；24积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线,直线的斜率为_20_dBdec；25二阶系统的阻尼比 为 _ 0_ 时,响应曲线为等幅振荡；w I2w；26在单位斜坡输入信号作用下,型系统的稳态误差ess=_0_；27单位斜坡函数t 的拉氏变换为1；s228. 设系统的频率特性j =R +jI ,就幅频特性 |Gj |=R229. 分析稳态误差时,将系统分为0 型系统、 I 型系统、 II 型系统 ,这是按开环传递函数的 _积分 _环节数来分类的；30. 用频域法分析掌握系统时,最常用的典型输入信号是 _正弦函数 _；31二阶衰减振荡系统的阻尼比 的范畴为 0 1；32Gs= K 的环节称为 _惯性 _环节；Ts 133系统输出量的实际值与 _输出量的期望值 _之间的偏差称为误差；234二阶系统的典型传递函数是 2 w n2；s 2 w n s w n35设系统的频率特性为 G j R j jI ,就 R 称为 实频特性；34.用频率法讨论掌握系统时,采纳的图示法分为乃奎斯特 图示法和 _对数坐标 _图示法；35. 二阶系统的阻尼系数 =_0.707_ 时,为正确阻尼系数；这时系统的平稳性与快速性都较抱负；名师归纳总结 36. f t 0.5t te ,其拉氏变换为z1s12第 2 页,共 12 页2 s137. f tat的 Z 变换Fz为zaT- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思38.反馈掌握又称偏差掌握,其掌握作用是通过 39. 根轨迹起始于开环极点；终止于开环零点二、挑选题与反馈量的差值进行的；1、关于反馈的说法,正确选项（ D ） A 反馈实质上就是信号的并联 B反馈都是人为加入的 C 正反馈就是输入信号与反馈相加 D反馈就是输出以不同方式作用于系统2、关于系统模型的说法,正确选项（ B ） A 每个系统只有一种数据模型 B动态模型在肯定条件下可简化为静态模型 C 动态模型比静态模型好 D静态模型比动态模型好3、某环节的传递函数为 1s,就该环节为（ B ） A. 惯性环节 B. 积分环节 C 微分环节 D比例环节4、系统的传递函数（ A ） A 与外界无关 B反映了系统、输出、输入三者之间的关系 C 完全反映了系统的动态特性 D. 与系统的初始状态有关5、二阶欠阻尼系统的上升时间为（ C ） A 阶跃响应曲线第一次达到稳固值的98%的时间 B 阶跃响应曲线达到稳固值的时间 C 阶跃响应曲线第一次达到稳固值的时间 D阶跃响应曲线达到稳固值的98%的时间名师归纳总结 6、一阶系统的传递函数为31；其单位阶跃响应为（B ） A ）5 stttt（A）1e5；（B）33 e5；（C）55e5；（D）3e57、系统的单位脉冲响应函数为wt3e0. 2t,就系统的传递函数为（ A Gs S32 B. Gs0.20 .S3第 3 页,共 12 页 C Gs S0 .62 DGs0.60 .S38、以下系统中,属于最小相位系统的是（ B ）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思 A Gs 11 BGs 11S 平面的上0. 01 s0. 01 s C Gs 0 .11 DGs s 111.s 01 s09、一个线性系统稳固与否取决于（ A ） A 系统的结构和参数 B系统的输入 C 系统的干扰 D系统的初始状态10、一个系统稳固的充要条件是（ C ） A 系统的全部极点都在S 平面的右半平面内 B 系统的全部极点都在半平面内 C 系统的全部极点都在S 平面的左半平面内 D 系统的全部极点都在S 平面的下半平面内名师归纳总结 11脉冲函数的拉氏变换为（C）第 4 页,共 12 页A. 0 B. ；C.常数；D.变量12与开环掌握相比较闭环掌握的特点是系统有 D A执行元件B放大元件C掌握器D反馈元件13单位斜坡信号f t 12 t 的拉氏变换Fs是 B 21111AsBs3Cs2Ds114系统开环传递函数为Gs 10s2,此系统为型系统； B s s5 A.0 B.I C. IID. III15 下面关于微分环节的掌握作用描述中正确选项： D A 使相位滞后 B减小系统的阻尼 C抗高频干扰 D使相位超前16稳态误差除了与系统的型别、传递函数有关外,仍与下述哪一项有关？ D A 阶次 B 振荡频率 C 阻尼比 D 输入信号类型17二阶振荡系统幅值衰减的快慢取决于： C A d Bn C 特点根实部肯定值 D 特点根虚部的分布情形18系统输出的拉氏变换完全取决于： B - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思名师归纳总结 A 系统的传递函数的极点位置 B系统的初始状态、输入及其传递函数A 第 5 页,共 12 页C 系统的传递函数 D系统的固有特性19相位滞后校正环节相当于： （A）低通滤波器（B）高通滤波器（C）带通滤波器（D） 带阻滤波器- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思20. PI 掌握类似于：（C）A 增益调整 B 相位超前校正 C 相位滞后校正 D 相位滞后 - 超前校正21某单位反馈系统的闭环传递函数为 G s 1 s 2 ,就输入 r t 2 sin 2 t 时稳态输出的幅值为 : （D ）（A）2（B）2 / 2（ C）2 （D）1 22. 拉氏变换将时间函数变换成（D ）A 正弦函数 B单位阶跃函数C单位脉冲函数 D复变函数23.微分环节的频率特性相位移 = A A.90°B. -90°C. 0°D. -180°24、正弦函数 sin t 的拉氏变换是（ B ）1A. B. 2 2s ss 1C. 2 2 D. 2 2s s25. 比例环节的频率特性相位移 = （C）A.90°B.-90°C.0°D.-180°26. 一阶系统的阶跃响应,（ D ）A.当时间常数 T 较大时有振荡 B.当时间常数 T 较小时有振荡C.有振荡 D.无振荡27. 系统特点方程式的全部根均在根平面的左半部分是系统稳固的（C）A. 充分条件 B.必要条件 C.充分必要条件 D.以上都不是28.时域分析法讨论自动掌握系统时最常用的典型输入信号是（D ）A 脉冲函数 B斜坡函数C抛物线函数 D阶跃函数29.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零,就可得到系统的（ B ）A 代数方程 B特点方程C差分方程 D状态方程30. 线性系统和非线性系统的根本区分在于 C A线性系统有外加输入,非线性系统无外加输入；B线性系统无外加输入,非线性系统有外加输入；C线性系统满意迭加原理,非线性系统不满意迭加原理；D线性系统不满意迭加原理,非线性系统满意迭加原理；名师归纳总结 31 时域分析法讨论自动掌握系统时最常用的典型输入信号是（D ）第 6 页,共 12 页A 脉冲函数B斜坡函数（ B ）C抛物线函数D阶跃函数32设掌握系统的开环传递函数为Gs=s s10s2 ,该系统为1 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思A 0 型系统BI 型系统Hs,就CII 型系统DIII 型系统33采纳负反馈连接时,如前向通道的传递函数为Gs,反馈通道的传递函数为其等效传递函数为 C A 1GsB1G1HsG ssC1G s sD1G s sG s HGsH34 一阶系统Gs=K1的时间常数T 越大,就系统的输出响应达到稳态值的时间Ts+ A 名师归纳总结 A 越长B越短第 7 页,共 12 页C不变D不定35拉氏变换将时间函数变换成（ D ）A 正弦函数B单位阶跃函数C单位脉冲函数D复变函数36如某系统的传递函数为Gs=K1,就其频率特性的实部R 是 A TsA 1K2T2B-1K2T2C1KTD-1KT37.传递函数反映了系统的动态性能,它与以下哪项因素有关？ C A. 输入信号B.初始条件C.系统的结构参数D.输入信号和初始条件38. 系统特点方程式的全部根均在根平面的左半部分是系统稳固的 C A. 充分条件B.必要条件C.充分必要条件D.以上都不是39. 有一线性系统,其输入分别为u1t 和 u2t时,输出分别为y1t 和 y2t ；当输入为a1u1t+a 2u2t时a1,a2为常数 ,输出应为（B）A. a1y1t+y 2t B. a1y1t+a 2y2t C. a1y1t-a 2y2t D. y 1t+a 2y2t 40.I 型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为（B）A. -40dB/dec B. -20dB/dec C. 0dB/dec D. +20dB/dec 41余弦函数cost 的拉氏变换是（C ）A.s1B.s22C.s2s2D. s21242.设积分环节的传递函数为Gs=1 ,就其频率特性幅值 sM= （C ）A.KB.K2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思C.1 D.1 2 43.奈奎斯特稳固性判据是利用系统的C 来判据闭环系统稳固性的一个判别准就；A. 开环幅值频率特性B.开环相角频率特性C.开环幅相频率特性D.闭环幅相频率特性44. 系统的传递函数 C A. 与输入信号有关B.与输出信号有关C.完全由系统的结构和参数打算D.既由系统的结构和参数打算,也与输入信号有关45. 一阶系统的阶跃响应,B.当时间常数T 较小时有振荡 D A.当时间常数T 较大时有振荡C.有振荡D.无振荡三、简答1、什么是反馈？为什么要进行反馈掌握？答：反馈是指人们为了达到肯定的目的,有意加入的反馈, 闭环掌握系统的工作是基于系统的实际输出与输入间的偏差之上的,在系统存在扰动的情形下,这种偏差就会显现；进行适当的反馈掌握正好能检测出这种偏差,并力图减小这种偏差,而最终使得偏差为零,事实上,反馈掌握仅仅需为无法估计的扰动设计,由于对可以预知的扰动,总可以在系统中加以校正；2、什么是系统？什么是线性系统？答：系统是由相互联系,相互作用的如干部分构成而且有肯定的目的或肯定的运动规律的一个整体；当系统的数学模型能用线性微分方程描述时,系统称为线性系统；3、系统稳固性的定义是什么？答：系统的稳固性是指系统在初始状态的作用下,由它引起的系统的时间响应随时间的推移,逐步衰减并趋向与零的才能；如随时间的推移,系统能回到平稳位置,就系统是稳固的；如随时间的推移,系统偏离平稳位置愈来愈远,就系统是不稳固的；4、相位超前校正与相位滞后校正在应用方面有何不同？答：5、系统稳固性：答：指掌握系统在任何足够小的初始偏差的作用下,其过渡过程随着时间的推移,是否具有逐步复原原平稳状态的性能；6、根轨迹定义：答：指系统增益从0 趋向于无穷大连续变化时,闭环系统的特点方程的根在复平面上的轨迹；7、掌握工程系统中的瞬态响应指标包括哪些？名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思8、 简述建立系统微分方程的步骤是什么？（提示答案,不完整）答：（1）确定系统和各元件的输入量和输出量；量；（4）将该方程整理成标准形式（2）列写它们的微分方程； （3）消去中间变四、化简图示方框图,并确定其闭环传递函数C s；R s1、答案：C s 1G G G G4G G4（ 2 分）R s G G 2G G 32、系统结构图如下图所示,求B Ys（15分）Cs Ds RsGs 1AsBs Cs DAs s C s D s s As Bs B s Cs 3、如下图所示,将方框图化简,并求出其传递函数；H 1RS 一G1一G2CS H 2 提示答案RS G1G2CS 1+ G2H 2+G1H 1五、劳斯 -赫尔维茨稳固判据名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思1、设系统特点方程为4 s3 5 s22 s4s30试用劳斯 -赫尔维茨稳固判据判别该系统的稳固性；解：用劳斯 -赫尔维茨稳固判据判别,且有454001230054001231234所以,此系统是不稳固的；2、设系统特点方程为a4=1,a3=5, a2=2,a1=4,a0=3 均大于零,2 s34s26s10试用劳斯 -赫尔维茨稳固判据判别该系统的稳固性；解：（1）用劳斯 -赫尔维茨稳固判据判别,3410260041123 所以,此系统是稳固的；3、 系统的特点方程为a3=2,a2=4,a1=6,a0=1 均大于零,且有5 s24 ss33 s24s50试用劳斯判据判定系统的稳固性；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思解 运算劳斯表中各元素的数值,并排列成下表5 s114s42353 s0s201 ss0系统是不稳固的；六、对数幅频特性曲线 1、设系统开环传递函数如下,试绘制系统的对数幅频特性曲线；Gs s 0 .1 s100. 01s1 1 0解：提示答案 系统对数幅频特性曲线如下所示；40L/dB-20 dB / dec-40 dB / dec0110100rad/s-60 dB / dec2、设系统开环传递函数如下,试绘制系统的对数幅频特性曲线；Gs s0.301 02s解：提示答案L /dB20lg3001-20 dB/dec50/rad/s-40 dB / dec名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思七、运算题1、已知单位反馈系统的闭环传递函数 s 2,试求系统的相位裕量；10 分 s 3解：系统的开环传递函数为 G s W s 21 W s s 1| G j c | 22c 1 1,解得 c 31180 c 180 tg c 180 60 1202 、 系 统 在 静 止 平 衡 状 态 下 , 加 入 输 入 信 号 r t 1 t, 测 得 响 应 为10tC t t .0 9 e .0 9,试求系统的传递函数；R S 1 12 S2 1S S SC S 12 0 . 9 0 . 9 102 S 1 S S 10 S S S 10 10G S S 103、某单位反馈的电液反馈伺服系统,其开环传递函数为：G（S）=10（0.4S+1）S 2（0.04S+1）（0.2S+1）试分别求出该系统的单位阶跃、等速、等加速输入时的稳态误差；解:系统静态误差系数 K P=lim G （S）s-0 K v=limsG（ S）s-0 K a=limS 2 G（ S）s-0 名师归纳总结 位置稳态误差essp = 1/1+ KP 第 12 页,共 12 页速度稳态误差essv =1/ Kv 加速度稳态误差essa=1/ K a- - - - - - -