自控复习(答案打印版)

第1页共9页一、单项选择题1．设某系统开环传递函数为G(s)=)1s)(10ss(102，则其频率特性奈氏图起点坐标为(C)A．(-10，j0)B．(-1，j0)C．(1，j0)D．(10，j0)2．在串联校正中，校正装置通常（B）A．串联在前向通道的高能量段B．串联在前向通道的低能量段C．串联在反馈通道的高能量段D．串联在反馈通道的低能量段3．已知单位反馈控制系统在阶跃函数作用下，稳态误差ess为常数，则此系统为（A）A．0型系统B．I型系统C．Ⅱ型系统D．Ⅲ型系统4．设某环节的传递函数为G(s)＝121s，当ω＝0.5rad／s时，其频率特性相位移θ(0.5)=（A）A．－4B．－6C．6D．45．线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下（D）A．系统输出信号与输入信号之比B．系统输入信号与输出信号之比C．系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比D．系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比6．控制系统中,基本环节的划分，是根据（D）A．元件或设备的形式B．系统的物理结构C．环节的连接方式D．环节的数学模型7．比例微分控制器中，微分时间常数越大，则系统的（A）A．动态偏差越小B．动态偏差越大C．振荡越小D．过渡过程缩短8．同一系统，不同输入信号和输出信号之间传递函数的特征方程（A）第2页共9页A．相同B．不同C．不存在D．不定9．2型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为（B）A．－60dB／decB．－40dB／decC．－20dB／decD．0dB／dec10．已知某单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)＝)1(1ss，则相位裕量γ的值为（B）A．30°B．45°C．60°D．90°11．单位抛物线输入函数r(t)的数学表达式是（D）A．at2B．21Rt2C．t2D．21t212．当二阶系统特征方程的根为具有负实部的复数根时，系统的阻尼比为（C）A．ζ0B．ζ＝0C．0ζ1D．ζ≥113．一阶系统G(s)=1+TsK的时间常数T越大，则系统的输出响应达到稳态值的时间(A)A．越长B．越短C．不变D．不定14．若一系统的特征方程式为(s+1)2(s－2)2+3＝0，则此系统是（C）A．稳定的B．临界稳定的C．不稳定的D．条件稳定的15．超前校正装置的最大超前相角可趋近（D）A．－90°B．－45°C．45°D．90°16．单位阶跃函数的拉氏变换是（C）A．31sB．21sC．1/SD．117．单位斜坡函数r(t)的数学表达式是r(t)=（C）A．a2tB．t2C．tD．vt18．在实际中很少单独使用的校正方式是（D）A．串联校正B．并联校正C．局部反馈校正D．前馈校正第3页共9页19．滞后校正装置的最大滞后相角可趋近（A）A．-90°B．-45°C．45°D．90°20．线性定常离散系统稳定的充分必要条件是：系统闭环特征方程式的根在Z平面（A）A．单位圆内B．单位圆外C．右半平面D．左半平面21．当二阶系统的根分布在根平面的虚轴上时，系统的阻尼比ζ为（B）A．ζ0B．ζ=0C．0ζ1D．ζ≥122．设二阶振荡环节的传递函数G（s）=16s4s162，则其对数幅频特性渐近线的转角频率为（B）A．2rad/sB．4rad/sC．8rad/sD．16rad/s23．设某环节频率特性为G(jω)14j2，当ω，其频率特性相位移)(为（B）A．-180°B．-90°C．0°D．45°24．控制系统的稳态误差ess反映了系统的（A）A．稳态控制精度B．相对稳定性C．快速性D．平稳性25．已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为)5s)(1s(s)1s(10)s(G，该系统闭环系统是（D）A．稳定的B．条件稳定的C．临界稳定的D．不稳定的26．系统的开环传递函数为)1TS(s2)s(Gk，当T=1s时，系统的相位裕量为（B）A．30°B．45°C．60°D．90°27．某串联校正装置的传递函数为Gc(s)=k1,Ts1Ts1，该校正装置为（B）A．滞后校正装置B．超前校正装置C．滞后—超前校正装置D．超前—滞后校正装置28．设开环系统频率特性G(j)1.0j1)(10j1(j1)，则其对数幅频特性的渐近线中频段斜率为（B）A．-60dB/decB．-40dB/decC．-20dB/decD．0dB/dec29．若某系统的传递函数为G(s)=1TsK，则其频率特性的实部R(ω)是（A）A．221TKB．-22T1KC．T1KD．-T1K第4页共9页30．已知系统前向通道和反馈通道的传递函数分别为G（s）=sK1)s(H,)1s(s10h，当闭环临界稳定时，Kh值应为（C）A．-1B．-0.1C．0.1D．1二、填空题1．在开环系统中增加零点，可使根轨迹向_____左__方移动。2．惯性环节G(s)＝11Ts的对数幅频渐近特性在高频段范围内是一条斜率为－20dB／dec，且与ω轴相交于ω＝_______T1____的渐近线。3．二阶闭环控制系统稳定的充分必要条件是该系统的特征多项式的系数__大于0____。4．反馈控制系统是根据给定值和_____反馈_____的偏差进行调节的控制系统。5．线性定常系统的传递函数，是在______零初始____条件下，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。6．在单位斜坡输入信号作用下，I型系统的稳态误差ess=____K1______。7．对数幅频特性渐近线在低频段斜率为_____-20dB/dec__________。8．二阶系统的传递函数标准型式为_2nn222sSSG）（_(或121s22TSSTG）（)。9．若线性定常系统输入端作用一个正弦信号，则系统的_稳态_输出也为正弦信号，且频率与输入信号相同。10．就相角而言，PI调节器是一种____滞后___校正装置。11．常规控制器中放大元件的作用是把_____偏差信号____放大，并为反馈信号提供信号源。12．响应曲线达到过调量的___峰值/最大值___所需的时间，称为峰值时间tp。13．若某系统的传递函数为G(s)，则相应的频率特性为__G（j）_____。第5页共9页14．惯性环节G（s）=1TsK的对数幅频特性为L（）=___221lg20TK_____。15．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___dB／dec。16．二阶系统的阻尼比ξ在___大于等于1___范围时，响应曲线为非周期过程。17．从相位考虑，PD调节器是一种__超前______校正装置。18．多个环节的并联连接，其等效传递函数等于各环节传递函数的___代数和___。19．迟延环节的极坐标图为一个____单位圆__。20．伯德图分中频段、高频段和低频段，低频段能够反应系统的稳态性能，中频段能够反映系统的____动态____性能，高频段主要反映系统抗干扰的能力。简答题1.自动控制答：自动控制就是应用控制装置自动地、有目的地控制或操纵机器设备或过程,使之具有一定的状态和性能2.数学模型答：控制系统的数学模型,是描述系统内部各物理量(或变量)之间关系的数学表达式3.传递函数答：当初始条件为零时,系统输出量的拉氏变换表达式与系统输入量的拉氏变换表达式之比,称为该系统的传递函数4.最大超调量答：响应的最大值与稳态值之差称为最大超调量5.谐振峰值答：闭环幅频最大值与零频幅值之比，即Mr=Mm/M0,称为谐振峰值，它反映了系统的相对稳定性。6.串联校正答：校正装置与系统的广义对象串接在前向通道的校正方式叫串联校正7.并联校正答：校正装置与系统的某个或某几个环节反向并接,构成局部反馈,称为并联校正8.闭环极点答：使系统闭环特征方程式等于零的点称为闭环极点第6页共9页9.线性系统稳定的定义及充分必要条件答：若线性控制系统在初始扰动的作用下,其输出随着时间的推移逐渐衰减并趋向于零,则该系统为渐近稳定,简称稳定;反之,称该系统不稳定系统稳定的充分必要条件是:系统特征方程的所有根都具有负实部10.论述无源超前校正网络的特点?答：特点:零点在极点的右边;网络的稳态增益小于1,故对输入信号具有衰减作用;从幅频曲线上看,有一段直线的斜率为正20分贝十倍频程,所以超前网络具有微分作用11.设控制系统的方框图如图所示，当输入信号r1(t)＝1(t)，r2(t)＝2t同时作用时，试计算系统的稳态误差essr。解4.0520)}S2S1(*1)(5S*S511*lim{SR(S)}*1)(5S*S511*lim{SE(s)*limSe2ssr67.05.750)}S2S1(*55)(S*S2.511*lim{SE(s)*limSe2ssr第7页共9页13.某一典型单位负反馈二阶系统的单位阶跃响应曲线如下图所示,求此闭环系统的开环传递函数解：峰值时间1.0tdp最大超量1.0%100*12p55.0)1(ln1ln22pp27nd76.1413365.4176.1413)(2ss解得55.08.37n根据如图系统开环频率特性，判断系统是否稳定)(th1t1.11.0稳定Z=P-R=0不稳定N=-1R=2N=-1Z=P-R=20稳定Z=P-R=0不稳定N=-1Z=P-R=1-(-2)=30不稳定N=-1R=2N=-2Z=P-R=20稳定R=0Z=P-R=0第8页共9页14.已知系统的开环传递函数为：绘出对数渐近幅频特性曲线以及相频特性曲线2．确定系统稳定裕度解答：1、该系统是由积分、放大和两个惯性环节串联构成的，K=1020lgK=20dB1111100.1T2211250.04T低频为积分放大环节，在1，K=20分贝处作-20dB/dec直线在10处作-40dB/10dec直线，在25处作–60dB/10dec直线011()900.10.04tgtg因此相角从-90度单调递减到-270度2、10()20log0100100.1ccccL0110()9010.4156.8ctgtg00180()23.2c第9页共9页15.设某负反馈系统的前向通道与反馈通道传递函数分别为，试求系统的穿越频率及相位裕量。解：系统的开环频率特性为：)2(16)()(jjjHjG令：1)2(16)()(jjjHjG，可求得sradc/74.3。将sradc/74.3代入系统的开环频率特性表达式中，我们有：)274.3(74.316)2(16)()(jjjjjHjGcccc则：1526290)274.3(90)274.3(74.316)()(jjjjHjGcc所以系统的相位裕量为：2815218016.已知最小相位系统的对数幅频渐近线特性曲线如图所示，试确定系统的开环传递函数并求出相角预量及幅值预量解：020（1，Klg20)=(1,0)1K11001*)1(*)1(1*1)(210ssskG2、402024010lg1lg)0lg(20k2lgk100k11)1(100)(212ssSkG