《控制工程基础》习题集

第1页共53页《控制工程基础》习题集机电系“控制工程基础”教研小组编二OO五年十一月第2页共53页目录●第一部分：单选题……………………………………………1●第二部分：多选题（多选、少选、错选均不得分）……………………………13●第三部分：简答题……………………………………………24●第四部分：建模题……………………………………………27●第五部分：稳定性分析题……………………………………36●第六部分：结构图简化题……………………………………37●第七部分：时域分析题………………………………………41●第八部分：频域分析题………………………………………44●第九部分：稳态分析题………………………………………47●第十部分：校正分析题………………………………………50第3页共53页第一部分：单选题1.自动控制系统的反馈环节中必须具有[b]a.给定元件b．检测元件c．放大元件d．执行元件2.在直流电动机的电枢回路中，以电流为输出，电压为输入，两者之间的传递函数是[a]a．比例环节b．积分环节c．惯性环节d．微分环节3.如果系统不稳定，则系统[a]a.不能工作b．可以工作，但稳态误差很大c．可以工作，但过渡过程时间很长d．可以正常工作4.在转速、电流双闭环调速系统中，速度调节器通常采用[B]调节器。a．比例b．比例积分c．比例微分d．比例积分微分5.单位阶跃函数1(t)的拉氏变换式L[1(t)]为[B]：a．Sb.S1c.21Sd.S26.在直流电动机的电枢回路中，以电流为输出，电压为输入，两者之间的传递函数是[A]A．比例环节B．积分环节C．惯性环节D．微分环节7．如果系统不稳定，则系统[A]第4页共53页A.不能工作B．可以工作，但稳态误差很大C．可以工作，但过渡过程时间很长D．可以正常工作8.已知串联校正网络(最小相位环节)的渐近对数幅频特性如下图所示。试判断该环节的相位特性是[A]：A．相位超前B．相位滞后C．相位滞后－超前D．相位超前－滞后0dB/dec+20dB/dec0dB/decL(9.在转速、电流双闭环调速系统中，速度调节器通常采用[B]调节器。A．比例B．比例积分C．比例微分D．比例积分微分10.已知某环节的幅相频率特性曲线如下图所示，试判定它是何种环节[惯性环节]：j0)ReIm11.PI调节器是一种（a）校正装置。A．相位超前B.相位滞后C.相位滞后－超前D.相位超前－滞后第5页共53页12.开环增益K增加，系统的稳定性（c）：A．变好B.变坏C.不变D.不一定13.开环传递函数的积分环节v增加，系统的稳定性（）：A．变好B.变坏C.不变D.不一定14.已知f(t)=0.5t+1，其L[f(t)]=(c):A．S+0.5S2B.0.5S2C.SS1212D.S2115.自动控制系统的反馈环节中必须具有（b）：A.给定元件B．检测元件C．放大元件D．执行元件16.PD调节器是一种（a）校正装置。A．相位超前B.相位滞后C.相位滞后－超前D.相位超前－滞后17.已知最小相位系统的开环对数幅频特性曲线的渐近线如下图所示，试确定其开环增益K（c）。A、0；B、5；C、10；D、120L(ω)（-20）（+20）dB(rad/s))3510123018.已知系统的特征方程为S3+S2+τS+5=0，则系统稳定的τ值范围为（c）。τ0；B.τ0；C.τ5；D.0τ519.开环传递函数的积分环节v增加，系统的稳态性能（）：A．变好B.变坏C.不变D.不一定第6页共53页20.在阶跃函数输入作用下，阻尼比（d）的二阶系统，其响应具有减幅振荡特性。A．ζ＝0B.ζ1C.ζ＝1D.0ζ121.振荡环节的传递函数为（a）。A.ωn/(S2+2ξωnS+1)(0ξ1)；B.ωn/(S2+2ξωnS+1)（ξ=1）；C.T2/（T2S2+2ξTS+1）(0ξ1)；D.1/[S（TS+1）]22.函数b+ce-at(t≥0)的拉氏变换是(c)。A、bS+c/(S+1)；B、bS–c/(S+a)；C、b/S+c/(S+a)；D、b/S+c/(S-a)23.反映控制系统稳态性能的指标为（b）：A．σB.tsC.trD.ess24.在阶跃函数输入作用下，阻尼比（a）的二阶系统，其响应具有等幅振荡性。A．ζ＝0B.ζ1C.ζ＝1D.0ζ125．如果自控系统微分方程的特征方程的根在复平面上的位置均在右半平面，那么系统为（b）系统：A．稳定B.不稳定C.稳定边界D.不确定第7页共53页26.在右图所示的波特图中，其开环增益K=（）。A、ωc2/ω1；B、ωc3/ω1ω2；C、ω2ωc/ω1；D、ω1ωc/ω227.某机械平移系统如图所示，则其传递函数的极点数P为()。A.3；B.4；C.5；D.628.典型二阶振荡系统的（）时间可由响应曲线的包络线近似求出。A、峰值；B、延时；C、调整；D、上升29.cos2t的拉普拉斯变换式是〔〕A.S1B.442SC.42SSD.21S30.控制系统的稳态误差反映了系统的〔〕A.快速性B.稳态性能C.稳定性D.动态性能31.对于典型二阶系统，在欠阻尼状态下，如果增加阻尼比ξ的数值，则其动态性能指标中的最大超调量将〔〕A.增加B.不变m1m2ω1ω2ωc-20-40-20L(ω)ω第8页共53页C.不一定D.减少32.开环增益K增加，系统的稳态性能（）：A．变好B.变坏C.不变D.不一定33.开环传递函数的积分环节v增加，系统的稳态性能（）：A．变好B.变坏C.不变D.不一定34.已知系统的开环传递函数为:G(S)H(S)=K(τS+1)/[(T1S+1)(T2S+1)(T2S2+2ζTS+1)]，则它的对数幅频特性渐近线在ω趋于无穷大处的斜率为（）（单位均为dB/十倍频程）。A、-20；B、-40；C、-60；D、-8035.以下频域性能指标中根据开环系统来定义的是（）。截止频率ωb；B、谐振频率ωr与谐振峰值Mr；C、频带宽度；D、相位裕量г与幅值裕量Kg36.开环增益K减小，系统的稳定性（）：A．变好B.变坏C.不变D.不一定37．如果自控系统微分方程特征方程的根在复平面上的位置均在右半平面，那么系统为（）系统：A．稳定B.不稳定C.稳定边界D.不确定38.以下性能指标中不能反映系统响应速度的指标为（）A．上升时间trB．调整时间tsC．幅值穿越频率ωcD．相位穿越频率ωg第9页共53页39.已知f(t)=0.5t+1，其L[f(t)]=():A．S+0.5S2B.0.5S2C.SS1212D.S2140.系统的开环对数幅频特性的（）表征着系统的稳态性能。A.低频渐近线（或其延长线）在ω=1处的高度；B.中频段的斜率；C.中频段的宽度；D.高频段的斜率41.对于典型二阶系统，当阻尼比不变时，如果增加无阻尼振荡频率ωn的数值，则其动态性能指标中的调整时间ts()。A、增加；B、减少；C、不变；D、不定42.对于典型二阶系统，当（）时，最大超调量σ为0。A、ζ=0；B、ζ=1；C、0＜ζ＜1；D、ζ＜043.下列函数既可用初值定理求其初值又可用终值定理求其终值的为：（）。A.5/（S2+25）；B.5/（S2+16）；C.1/（S-2）；D.1/（S+2）44.已知系统的频率特性为G（jω）=K(1+j0.5ω)/[(1+j0.3ω)(1+j0.8ω)]，其相频特性∠G（jω）为（）。A、arctg0.5ω–arctg0.3ω–arctg0.8ωB、-arctg0.5ω–arctg0.3ω–arctg0.8ωC、-arctg0.5ω+arctg0.3ω+arctg0.8ωD、arctg0.5ω+arctg0.3ω+arctg0.8ω第10页共53页45.根据下面的开环波德图，试判断闭环系统的稳定性（）。A、稳定；B、不稳定；C、条件稳定；D、临界稳定046.函数b+ce-at(t≥0)的拉氏变换是()。A、bS+c/(S+1)；B、bS–c/(S+a)；C、b/S+c/(S+a)；D、b/S+c/(S-a)47.系统的开环对数幅频特性的（）表征着系统的稳态性能。A、频渐近线（或其延长线）在ω=1处的高度；B.中频段的斜率；C.中频段的宽度；D.高频段的斜率48.对于典型二阶系统，当阻尼比不变时，如果增加无阻尼振荡频率ωn的数值，则其动态性能指标中的调整时间ts()。A、增加；B、减少；C、不变；D、不定49.振荡环节的传递函数为（）。A.ωn/(S2+2ξωnS+1)(0ξ1)；B.ωn/(S2+2ξωnS+1)（ξ=1）；C.T2/（T2S2+2ξTS+1）(0ξ1)；D.1/[S（TS+1）]50.对于典型二阶系统，当（）时，最大超调量σ为0。A、ζ=0；B、ζ=1；C、0＜ζ＜1；D、ζ＜051.下列函数既可用初值定理求其初值又可用终值定理求其终值的为：（）。20lgL(dB)-180°第11页共53页A.5/（S2+25）；B.5/（S2+16）；C.1/（S-2）；D.1/（S+2）52.典型二阶系统在无阻尼情况下的阻尼比ξ等于〔〕A.ξ=0B.ξ0C.0ξ1D.ξ=153.下列元件中属于线位移测量元件的有〔〕A.自整角机B.差动变压器C.热电偶D.交流测速发电机54.某环节的传递函数为)15()12(2SSS则此系统的相频特性〔〕A.2＋tg-12ω-tg-15ωB.-2＋tg-12ω-tg-15ωC.-2-tg-12ω-tg-15ωD.tg-12ω-tg-15ω55.在右图所示的伯德图中ωC=〔〕A.KB.K1C.KD.K256.对于典型Ⅰ型系统，在工程设计中，其阻尼比ξ＝（）时称为“二阶最佳”系统〔〕A.ξ=0B.ξ＝0.707C.ξ＝1D.ξ=0.557.已知某单位负反馈控制系统在单位加速度信号作用下，其稳态误差等于不为0的常数，则此系统为()系统L(ω)0ωc-40dB/dec1ω第12页共53页A.0型B.Ⅰ型C.Ⅱ型D.Ⅲ型58.2sin2t的拉普拉斯变换式是〔〕A.S1B.442SC.42SSD.21S59.如果增加相位稳定裕量γ，则动态性能指标中的最大超调量σ〔〕A.增加B.减少C.可能增加也可能减少D.不变60.控制系统的调整时间tS反映了系统的〔〕A.快速性B.稳态性能C.稳定性D.准确性61.某二阶系统的传递函数Φ(S)=152532SS，此系统的阻尼比ξ等于〔〕A.1B.0.5C.251D.5162.一般来说，如果开环系统增加积分环节，则其闭环系统稳定性〔〕A.变好B.变坏C.可能变好也可能变坏D.不变63.某系统的开环传递函数为)25()32(2SSS则此系统的开环增益为〔〕第13页共53页A.3B.2C.1D.564.在右图所示的伯德图中ωC=〔〕A.K2B.K1C.KD.K65.已知系统的开环传递函数为)14(10SS，则在ω→∞时，它的频率特性的相位角为〔〕A.–270oB.–180oC.-90oD.90o66.设是前向通道传递函数)(sG的一个参数，则)(sG对参数的灵敏度定义为GS，对于具有正反馈环节)(sH的闭环系统的闭环传递函数对参数的灵敏度为。A、GSsHsG)()(11；B、GSsHsG)()(11；C、GSsHsGsG)()(1)(；D、GSsHsGsG)()(1)(；67.已知系统的传递函数为G（s）=10/(s2+2s+10)，系统输入x(t)=2cos0.5t，则该系统的稳态输出为（）。A、1.54cos(0.5t-0.302)B、2.04cos(0.5t-0.102)C、1.04cos(0.5t-0.302)D、2.54cos(0.5t-0.202)68.下列说法哪些是对的（）。L(ω)0ωc1ω-20dB/dec第14页共53页A、传递函数的概念不适合于非线性系统；B、传递函数中各项系数值和相应微分方程中各项系数对应相等，完全取决于系统的结构参数。C、传递函数是在零初始条件下，