[计算题,7.6分] 单输入单输出系统的状态空间描述为 试写出系统的传递函数和特征方程。

答案是：C|sI-A|B|D|0

[计算题,6.6分] 设单位负反馈系统的开环传递函数为 。 试求：（1）稳态位置误差系数，速度误差系数和加速度误差系数；（2）当参考输入r(t)=1+t+a*t*t 时，求系统的稳态误差

答案是：无穷|10|0|无穷大

[计算题,6.6分] 已知系统的特征方程为 试用劳斯判据检验系统的稳定性；若不稳定，判断右半复平面特征根的个数。

答案是：不稳定|2

[计算题,6.6分] 已知一最小相位系统开环的对数幅频特性如图所示，试写出系统开环传递函数，计算相角裕度。

答案是：100|0.25s+1|0.01s+1|66.9

[计算题,6.6分] 设一控制系统的动态过程用微分方程描述为 ， 式中y为输出信号，u为输入信号。试求该系统的状态空间描述。

答案是：[0 1;-6 -5]X+[0;3]u|Y=[1 0]X

[计算题,6.6分] 一个温度计从 0度的冰水中取出，立即投入到100度 热水中，经过6min后，指示为 95度。如果把温度计看成一个一阶惯性环节，且k=1，求：（1）时间常数T；（2）写出温度计的数学模型；（3）t=2min，单位阶跃响

答案是：2|1/(2s+1)|63.2

[计算题,6.6分] 已知系统的开环Nyquist曲线分别如图示。图中P右代表系统开环传递函数在右半s平面上的极点数，试判断闭环系统的稳定性并说明理由。

答案是：稳定|不包围-1|不稳定|包围-1

[计算题,6.6分] 设反馈控制系统的开环传递函数为 试求根轨迹渐近线与实轴的交点与夹角。

答案是：-4/3|60|-60|180

[计算题,6.6分] 单位反馈系统的开环传递函数为 试确定参数K、a 的取值范围，使系统稳定。

答案是：a>0|0

[计算题,6.6分] 系统结构图如图所示，试求传递函数

答案是：R1R2C1C2|s|R1C1|R2C2|R1C2

[计算题,6.6分] 求图示网络的传递函数

答案是：-(sCR2+1)|sCR1

[计算题,6.6分] 典型二阶系统单位阶跃响应曲线如图所示。试求最大超调量、峰值时间并确定闭环传递函数。

答案是：25%|2|2hws+1

[计算题,6.6分] 求图示RC网络的单位脉冲响应

答案是：sCR1R2|sCR1R2+R2+R1

[计算题,6.6分] 试求图示系统的传递函数。

答案是：R2|R1R2C1C2|s|R1C1+R2C2+R2C1

[计算题,6.6分] 单位负反馈系统如图所示。试求：⑴ 系统阻尼比 和自然振荡频率 ；⑵系统单位阶跃响应最大超调量和调整时间.

答案是：0.545|31.6|13%|0.23

[填空题,2分] 0型系统对于阶跃输入的稳态误差为

答案是：常数

[填空题,2分] 0型系统对于斜坡输入的稳态误差为

答案是：无穷大

[填空题,2分] 1型系统对于抛物线输入的稳态误差为

答案是：无穷大

[填空题,2分] 根轨迹起始于

答案是：开环极点

[填空题,2分] 2型系统对于抛物线输入的稳态误差为( )

答案是：一个常数

[填空题,2分] 2型系统对于阶跃输入的稳态误差为( )

答案是： 0

[填空题,2分] 响应曲线达到最大值时所对应的时间称为（ ）时间。

答案是： 峰值

[填空题,2分] 系统特征方程的根称为系统的（ ）点。

答案是： 极

[填空题,2分] 2型系统对于斜坡输入的稳态误差为（ ）

答案是：0

[填空题,2分] 若二阶系统的特征根为二实数根p1、p2 ，则系统稳定的充要条件是（ ） 。

答案是：p1、p2小于零

[填空题,2分] 只有输入支路的节点称为（ ）节点

答案是：输出或汇

[填空题,2分] ω从 0 变化到 + ∞时，迟延环节频率特性极坐标图为

答案是：一个圆

[填空题,2分] 若系统的状态方程为pX=[0 1;0 -1]X+[0;1]u ，则该系统的特征根为

答案是： 0,-1

[填空题,2分] 二阶系统的阶跃响应曲线为振荡衰减过程时，阻尼比ξ为

答案是：0<ξ<1

[填空题,2分] 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( )。

答案是： 比

[填空题,2分] I型系统对于阶跃输入的稳态误差为

答案是： 0

[填空题,2分] 单位斜坡函数x(t)=t 的拉氏变换为

答案是：X(s)=1/s^2

[填空题,2分] 常规控制器的组成元件有定值元件、（ ）元件、放大元件和反馈元件

答案是：比较

[填空题,2分] 衡量一阶系统时域响应的性能指标主要是（ ）和稳态误差

答案是：调整时间

[填空题,2分] 发电机励磁控制系统包括发电机、功率励磁装置和（ ）

答案是：自动励磁调节器（或AVR）

[填空题,2分] 响应曲线达到过调量的________所需的时间，称为峰值时间

答案是：最大值

[填空题,2分] 状态空间表达式包括状态方程和（ ）两部分。

答案是：输出方程

[填空题,2分] 在单位斜坡输入信号作用下，Ⅱ型系统的稳态误差为

答案是： 0

[填空题,2分] 惯性环节1/（Ts+1） 的对数幅频特性为

答案是：-10lg(T^2*w^2+1)

[填空题,2分] 二阶系统的阶跃响应曲线为单调上升过程时，阻尼比ξ为

答案是：大于1

[填空题,2分] 根轨迹终止于

答案是：开环零点

[填空题,2分] 对自动控制系统的性能最基本的要求为

答案是：稳定性

[填空题,2分] 开环传递函数的零、极点均不在右半s平面内的系统称为（ ） 相位系统。

答案是：最小

[填空题,2分] 若二阶系统的特征方程为a0s^2+a1s+a2=0 ，则系统稳定的充要条件是

答案是：a0,a1,a2均大于零

[填空题,2分] 微分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为（ ）dB/dec

答案是： 20

[填空题,2分] 若两个环节的传递函数分别为G1和G2，则它们串联后的等效传递函数为（ ）

答案是：G1G2

[填空题,2分] 一阶系统的时间常数T越小，则输出达到稳态值的时间越（ ）

答案是：短

[填空题,2分] 惯性环节1/（Ts+1） 的幅频特性为A（w）=（ ）

答案是：1/[(T^2w^2+1)^0.5]

[填空题,2分] 传递函数反映了系统的动态性能，它与系统的（ ）有关，与输入信号无关。

答案是：结构和参数

[填空题,2分] 1型系统对于斜坡输入的稳态误差为

答案是：常数

[填空题,2分] 发电机励磁控制系统包括（ ）、功率励磁装置和自动励磁调节器。

答案是：发电机

[填空题,2分] 常规控制器的组成元件有定值元件、比较元件、放大元件和( )

答案是：反馈元件

[填空题,2分] 对自动控制系统的性能要求可概括为稳定性、快速性和( )

答案是：准确性

[填空题,2分] 单位抛物线函数在t>=0 时的表达式为x(t)=( )

答案是：t^2/2

[填空题,2分] 滞后-超前校正装置奈氏图的形状为一个（ ）。

答案是： 圆

[填空题,2分] 如果实轴上某段右边的开环零、极点个数为（ ），则该段是根轨迹的一部分。

答案是：奇数

[填空题,2分] 状态空间表达式包括（ ）和输出方程两部分

答案是：状态方程

[填空题,2分] 传递函数G(s)=EXP(-Ts) 的环节称为( )环节。

答案是：滞后

[填空题,2分] 积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为( )dB/dec

答案是：-20

[填空题,2分] 线性定常系统的传递函数，是在( )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。

答案是：零初始

[填空题,2分] 当且仅当闭环控制系统传递函数的全部极点都具有( )时，系统 BIBO 稳定。

答案是：负实部

[填空题,2分] 惯性环节 1/(Ts+1)的相频特性为

答案是：-arctgTw

[填空题,2分] 1型系统对于阶跃输入的稳态误差为( )

答案是： 0

[填空题,2分] 单位斜坡函数在t>=0时的表达式为( )。

答案是： t

截止频率

答案是：即带宽频率，系统闭环幅频特性幅值为初值的0.707倍时的频率值。

谐振频率

答案是：闭环频率特性曲线达到最大值时所对应的频率

根轨迹

答案是：系统某一参数变化时，特征根的变化轨迹

稳态误差

答案是：系统进入稳态后，期望输出与实际输出的差值

自环

答案是：从某节点出发，不经过其他节点又回到该节点形成的回路

混合节点

答案是：既有输入支路、又有输出支路的节点

输入节点

答案是：只有输出支路的节点

状态变量

答案是：能确定系统运动状态的最少数目的一组变量

不接触回路

答案是：信号流图中，没有任何公共节点的两个或两个以上的回路。

反馈

答案是：将控制对象的输出信号送回输入端，并与输入信号比较的过程

稳定性

答案是：系统在扰动消失后，由初始偏差状态恢复到原来平衡状态的能力

非最小相位系统

答案是：开环传递函数有零点或极点在右半s平面内的系统

闭环控制

答案是：输入信号中包含被控对象输出量反馈信号的控制方式。

超前校正

答案是：具有超前相位的校正方式

调整时间

答案是：响应曲线达到稳态值的2% （或5% ）之内时所需要的时间

开环控制

答案是：输入信号中不包含被控对象输出量反馈信号的控制方式

带宽

答案是：闭环频率特性幅值 为初始值 的0.707倍时所对应的频率 称为截止频率或带宽频率，频率范围称为带宽。

负载效应

答案是：环节的负载对环节传递函数的影响。

最大超调量

答案是：动态响应曲线偏离稳态值的最大偏差值。

闭环控制系统

答案是：输入信号中包含有来自被控对象输出端的反馈信号的控制系统。

什么叫谐振峰值？

答案是：闭环频率特性曲线所能达到的最大值

单输入单输出系统的状态空间描述为pX=[0 1;0 -1]X+[0;1]u , Y=[1 0]X ，试写出系统的传递函数和特征方程。

答案是：1/[s(s+1)],s(s+1)=0

控制系统的校正方式一般有哪几种？很少单独使用的是哪一种？

答案是：控制系统的校正方式一般有串联校正、并联校正、局部反馈校正和前馈校正四种。前馈校正很少单独使用。

闭环频率特性的性能指标主要有哪些？

答案是：谐振峰值、谐振频率、带宽频率。

闭环控制系统有什么优缺点？

答案是：闭环控制系统：优点——控制精度高；缺点——结构较复杂，成本高。

什么叫相对稳定性？一般用哪些指标衡量？

答案是：稳定性是指在扰动消失后，系统由初始偏差状态恢复到原来平衡状态的能力。相对稳定性是指稳定性的大小即稳定程度 。衡量指标主要有相位裕度、幅值裕度等。

在用劳斯判据判断系统的稳定性时，如果劳斯表的某行所有元素均为0，说明什么问题？应该如何处理？

答案是：如果劳斯表的某行所有元素均为0，说明存在共轭虚根或共轭复数根。处理方法：以不为零的最后一行的元素为系数构造辅助多项式，其次数为偶数；求辅助多项式对s的导数；用求导后多项式的系数代替全零行继续完成劳斯表

试写出微分环节 的幅频特性、相频特性、实频特性和虚频特性

答案是：A(w)=w,phi(w)=90,X(w)=w,Y(w)=0

为什么在控制系统分析中，常采用阶跃函数作为典型输入信号？

答案是：由于阶跃函数输入信号在起始时变化非常迅速，对系统来说是一种最不利的输入信号形式。如果系统在阶跃函数输入下的性能满足要求，则可以说，系统在实际输入信号下的性能也一定能令人满意。故常采用其作为典型输入信号

对自动控制系统的性能主要有哪几方面的要求？

答案是：稳定性、快速性和准确性。

根轨迹的若干条分支相交于一点时，交点表示特征方程有何性质？

答案是：根轨迹的若干条分支相交于一点时，交点表示特征方程在增益K为某一数值时有重根

试写出积分环节 的幅频特性、相频特性、实频特性和虚频特性

答案是：A(w)=1/w,phi(w)=-90,X(w)=1/w,Y(w)=0

试写出 PID 控制器的传递函数

答案是：Kp+Ki/s+Kd*s

自动控制系统的数学模型有哪几种？

答案是：微分方程、传递函数、差分方程、状态方程等

若系统开环传递函数为 G(s)H(s), 试写出绘制其根轨迹的幅角条件和幅值条件。

答案是：GH幅值=1，GH相位=180（2q+1）

若某系统开环稳定，则闭环稳定的充要条件是什么？

答案是：开环Nyquist曲线不包围（-1，j0）点。

频率特性图解分析方法中采用对数坐标有何优点？

答案是：采用对数坐标可以扩展频率特性的低频段；可以将幅值的的乘除运算转化为加减运算，且可以用渐进直线近似表示对数幅频特性曲线；能直观地表现时间常数等参数变化对系统性能的影响。

家庭常用的卫生间马桶的水位控制系统是开环控制还是闭环控制？试说明其工作原理。

答案是：该系统是闭环控制；水箱原来处于平衡状态，q1(t)=q2(t)=0。如果打开阀门放水，完毕后关上阀门，h(t)发生变化，水位下降， △h变大，通过浮子反馈到执行机构。机械杠杆带动活塞打开， q1(t)变大，使△h 变小，浮子上浮，活塞也上升，直至达到新的平衡状态。

什么是闭环控制

答案是：不仅有正向作用，而且存在反馈作用。即输出量对控制量有直接影响。

什么是开环控制

答案是：只有正向通道而无反馈，即输出量对控制量无影响的控制方式。

现代控制理论用的数学模型是 A.微分方程 B.差分方程 C.状态方程 D.传递函数

答案是：参考答案：C

状态空间描述包括 A.状态方程和输出方程 B.输入方程和输出方程 C.状态方程和输入方程 D.状态方程和差分方程

答案是：参考答案：A

若系统的状态方程为pX=[0 1;0 -1]X+[0;1]u ，则该系统的特征根为 A.0,0 B.0,1 C.1,-1 D.0,-1

答案是：参考答案：D

设系统pX=[0 1;0 -1]X+[0;1]u ，Y=[1 0]X,则该系统 A.状态可控且可观测 B.状态可控但不可观测 C.状态不可控且不可观测 D.状态不可控且可观测

答案是：参考答案：A

PID 控制器中，积分控制的作用是 A.克服对象的延迟和惯性 B.能使控制过程为无差控制 C.减少控制过程的动态偏差 D.使过程较快达到稳定

答案是：参考答案：B

在实际中很少单独使用的校正方式是 A.串联校正 B.并联校正 C.局部反馈校正 D.前馈校正

答案是：参考答案：D

某串联校正装置的传递函数为(1+10s)/(1+100s) ，则该装置是 A.超前校正 B.滞后校正 C.积分校正 D.微分校正

答案是：参考答案：B

PI控制规律的P、I分别指 A.比例、微分 B.比例、积分 C.微分、积分 D.积分、微分

答案是：参考答案：B

PD校正属于 A.超前校正 B.滞后校正 C.无相移校正 D.滞后超前校正

答案是：参考答案：A

最常用的校正方式是 A.串联校正 B.并联校正 C.反馈校正 D.前馈校正

答案是：参考答案：A

控制理论中的频率分析法采用的典型输入信号为 A.阶跃信号 B.脉冲信号 C.正弦信号 D.斜坡信号

答案是：参考答案：C

微分环节的相频特性为θ ( ω )= A.90 ° B.-90 ° C.0 ° D.-180 °

答案是：参考答案：A

2型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为 A.-40dB/dec B.-20dB/dec C.0dB/dec D.+20dB/dec

答案是：参考答案：A

利用奈奎斯特图可以分析闭环控制系统的 A.稳态性能 B.动态性能 C.稳态和动态性能 D.抗扰性能

答案是：参考答案：C

设某闭环传递函数为1/(10s+1) ，则其带宽频率为 A.10 rad/s B.1 rad/s C.0.1 rad/s D.0.01 rad/s

答案是：参考答案：C

属于频域稳定判定方法的是 A.劳斯判据 B.赫尔维茨判据 C.根轨迹法 D.奈奎斯特判据

答案是：参考答案：D

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