公用设备工程师-专业基础（暖通空调、动力）-自动控制-4.5控制系统的误差分析.docx

公用设备工程师-专业基础（暖通空调、动力）-自动控制-4.5控制系统的误差分析单选题1.减小闭环控制系统稳态误差的方法有()。2018年真题A.提高开环增益B.降低开环（江南博哥）增益C.增加微分环节和降低开环增益D.减少微分环节和降低开环增益 正确答案：A参考解析：稳定的控制系统在输入变量的作用下，动态过程结束后，进入稳定状态的误差，称为稳态误差ess。稳态误差ess的公式为：开环传递函数G0（s）H（s）表示为：式中，K为系统的开环放大系数或开环增益；N表示开环传递函数所包含的积分环节数。则提高开环增益，增加积分环节数目，可以减小稳态误差。单选题2.关于单位反馈控制系统的稳态误差，下列表示不正确的是()。2010年真题A.稳态误差是系统调节过程中其输出信号与输入信号之间的误差B.稳态误差在实际中可以测量，具有一定的物理意义C.稳态误差由系统开环传递函数和输入信号决定D.系统的结构和参数不同，输入信号的形式和大小差异，都会引起稳态误差的变化 正确答案：A参考解析：稳态误差是指当系统从一个稳态过渡到新的稳态，或系统受扰动作用又重新平衡后，系统可能会出现的偏差，而不是输出信号与输入信号之间的误差，可以在实际中测量。控制系统的稳态误差不仅仅是由系统本身的特性（开环传递函数）决定的，还与输入函数（输入信号）有关。同一个系统在输入信号不同时，可能有不同的稳态误差。单选题3.若单位负反馈系统的开环传递函数G（s）10（15s）/s（s5）（2s1），则该系统为()。2017年真题A.0型系统B.型系统C.型系统D.高阶型系统 正确答案：B参考解析：系统的类型由开环传递函数中的积分环节（分母）中v的个数决定，分母为：对于v0，1，2的系统，分别称之为0型、型、型系统。该开环传递函数v1，则该系统为型系统。单选题4.设单位负反馈系统的开环传递函数G（s）10（15s）/（s2s5），则系统的稳态位置误差系数为()。2019年真题A.Kp0B.KpC.Kp10D.Kp2 正确答案：D参考解析：开环传递函数可表示为：该系统v0，因此属于0型系统。稳态位置误差系数Kp的计算公式为：单选题5.设单位负反馈系统的开环传递函数为G（s）10（15s）/s（s2s5）时，系统的稳态速度误差系数为()。2016年真题A.Kv2B.KvC.Kv5D.Kv10 正确答案：A参考解析：将题设函数中的参数代入单位负反馈系统，H（s）1，稳态速度误差计算公式为：单选题6.单位负反馈系统的开环传递函数为G（s）20/s2（s4），当参考输入为u（t）46t3t2时，稳态加速度误差系数为()。2014年真题A.Ka0B.KaC.Ka5D.Ka20 正确答案：C参考解析：单位负反馈系统，H（s）1，由题意可知，输入函数为抛物线，则在抛物线输入函数作用下系统的稳态加速度误差系数的计算公式为：单选题7.设单位反馈（即负反馈传递函数为1的闭环系统）的开环传递函数为G（s）10/s（0.1s1）（2s1），在参考输入为r（t）2t时系统的稳态误差为()。2008年真题A.10B.0.1C.0.2D.2 正确答案：C参考解析：单位斜坡函数输入下即r（t）t时，控制系统的稳态误差ess1/Kv。式中，Kv为速度误差系数。因此，当输入函数为r（t）2t时，稳态误差的公式ess2/Kv。该系统的速度误差系数Kv为：所以，稳态误差ess2/Kv2/100.2。单选题8.由环节G（s）K/s（s24s200）组成的单位反馈系统（即负反馈传递函数为1的闭环系统）单位斜坡输入的稳态速度误差系数为()。2005年真题A.K/200B.1/KC.KD.0 正确答案：A参考解析：传递函数的表达式为：。当N1时，该闭环系统为型系统，则单位反馈系统的速度误差系数Kv的计算公式为：单选题9.G（s）2/s（6s1）（3s2）的单位负反馈系统的单位斜坡输入的稳态误差应为()。2006年真题A.1B.1/4C.0D.2 正确答案：A参考解析：开环传递函数的形式为：因此，该闭环系统N1，为型系统。则速度误差系数Kv的计算公式为：单位斜坡输入的稳态速度误差ess的定义可知，稳态误差ess1/Kv1。单选题10.某闭环系统的开环传递函数为G（s）5（12s）/s2（s23s5），其加速度误差系数为()。2007年真题A.1B.5C.0D. 正确答案：A参考解析：开环传递函数的形式为：因此，该闭环系统N2，为型系统，则静态加速度误差系数的计算公式为：单选题11.0型系统、型系统、型系统对应的静态位置误差系数分别为()。2013年真题A.K，B.，K，0C.，KD.0， 正确答案：A参考解析：传递函数的公式为：当v0时，系统为0型系统；当v1时，系统为型系统；当v2时，系统为型系统。静态位置误差系数的公式为：。对于0型系统，静态位置误差为：对于型系统，静态位置误差为：对于型系统，静态位置误差为：单选题12.对于单位阶跃输入，下列说法不正确的是()。2011年真题A.只有0型系统有稳态误差，其大小与系统的开环增益成反比B.只有0型系统有稳态误差，其大小与系统的开环增益成正比C.型系统位置误差系数为无穷大时，稳态误差为0D.型及以上系统与型系统一样 正确答案：B参考解析：AB两项，对于单位阶跃输入，0型系统的位置误差系数KpK，稳态误差ess1/（1Kp）1/（1K）。因此，0型系统在单位阶跃输入下是有稳态误差的，其大小与系统的开环增益K成反比。CD两项，对于单位阶跃输入，型系统及型以上的系统的位置误差系数Kp，稳态误差ess1/（1Kp）0。单选题13.设系统的开环传递函数为G（s），反馈环节传递函数为H（s），则该系统的静态位置误差系数、静态速度误差系数、静态加速度误差系数正确的表达方式是()。2012年真题A.B.C.D. 正确答案：A参考解析：单位阶跃函数输入下的静态位置误差系数；单位斜坡函数输入的静态速度误差系数；单位抛物线函数输入下的静态加速度误差系数。单选题14.为减小单位负反馈系统的稳态误差，在保证系统稳定的前提下，下列方法无效的有()。A.提高系统的开环增益B.增加开环系统中积分环节的个数C.加入积分环节D.改变系统各环节的时间常数 正确答案：D参考解析：减小和消除稳态误差的方法主要有：提高系统的开环增益；增加系统开环传递函数中积分环节的个数。但是这两种方法均会降低系统的稳定性。由于在稳态时，s0，所以s各幂次项的系数（时间常数）的改变对系统稳态误差无影响。单选题15.0型系统对单位阶跃输入是_，减小开环放大系数K，使_。()A.有差系统；稳态误差减小B.有差系统；稳态误差增大C.有差系统；稳态误差不变D.无差系统；稳态误差为零 正确答案：B参考解析：0型系统在单位阶跃输入下是有稳态误差的，其稳态误差大小为1/（1K），所以0型系统对单位阶跃输入是有差系统。因此可以通过增大开环放大系数K使稳态误差减小，但不能消除；而减小开环放大系数K，则会使系统稳态误差增大。单选题16.系统的开环传递函数为G（s）H（s）K（1s1）/s2（T1s1）（T<sub>2s1），则该系统为()型系统。A.0B.C.D. 正确答案：C参考解析：闭环系统的开环传递函数一般可以表示为：当v0时，称为0型系统，没有积分环节；当v1时，称为型系统，有1个积分环节；当v2时，称为型系统，有2个积分环节；依次类推。本题v2，则该系统为型系统。单选题17.对于单位阶跃输入，下列表示不正确的是()。A.只有0型系统具有稳态误差，其大小与系统的开环增益成反比B.只有0型系统具有稳态误差，其大小与系统的开环增益成正比C.型系统位置误差系数为无穷大时，稳态误差为0D.型及以上系统与型系统一样 正确答案：B参考解析：闭环系统的开环传递函数一般可以表示为：单位阶跃函数输入时的稳态误差为：ess1/（1Kp），位置误差系统系数。则0型系统：v0，KpK，ess1/（1K），存在稳态误差，其大小与系统的开环增益K成反比；型系统及型以上的系统：v1，2，Kp，ess0，位置误差系数均为无穷大，稳态误差均为零，不具有稳态误差。单选题18.在抛物线函数输入下，若要消除稳态误差，必须选择()及以上的系统。A.0型B.型C.型D.型 正确答案：D参考解析：在抛物线函数输入下，0型、型系统的稳态误差都是无穷大，而型系统稳态误差为1/K，因此若要消除稳态误差，必须选择型及以上的系统，但系统中积分环节太多，动态特性就会变坏，甚至使系统变得不稳定。单选题19.为使单位斜坡函数作用下达到无稳态误差的控制精度，系统开环传递函数必须含有()的积分环节。A.零个B.1个C.1个及以上D.2个及以上 正确答案：D参考解析：在单位斜坡函数输入下，0型系统的稳态误差为无穷大，不能跟踪斜坡函数。型系统虽然可以跟踪单位斜坡输入函数，但存在稳态误差，ess1/K。因此，若要在单位斜坡函数作用下达到无稳态误差的控制精度，系统开环传递函数必须含有2个及以上的积分环节。单选题20.在单位斜坡函数输入下，0型系统的稳态误差为_，0型系统_跟踪斜坡输入。()A.有差系统；可以B.无穷大；不能C.有差系统；不能D.为零；可以 正确答案：B参考解析：在单位斜坡函数输入下，速度误差系数，则稳态误差ess为1/Kv。对于0型系统，速度误差系数为0，则稳态误差为无穷大，所以0型系统不能跟踪斜坡输入。单选题21.系统的开环传递函数为：G（s）5（12s）/s2（s23s5），系统的加速度误差系数为()。A.5B.1C.0D.2 正确答案：B参考解析：闭环系统的开环传递函数一般可以表示为：当v0时，称为0型系统，没有积分环节；当v1时，称为型系统，有1个积分环节；当v2时，称为型系统，有2个积分环节；依次类推。则该系统为型系统，由系统的速加度误差系数公式可得：