中国石油大学（北京）远程教育学院 《控制工程基础》期 末 复习题
一、选择题
1、 设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统，如图所示，以外力f(t)为输入量，位移y(t)为输出量的运动微分方程式可以对图中系统进行描述，那么这个微分方程的阶次是：（）
（1）1阶；（2）2阶；（3）3阶；（4）4阶 2、一阶系统的传递函数为
1
53
+s ；其单位阶跃响应为（ ） （1）5
1t
e
-- ；（2）5
33t e -- ；（3）5
55t
e
-
- ；（4）5
3t
e
-
-
3、已知道系统输出的拉氏变换为 ()
2
2)(n n
s s s Y ωω+= ,那么系统处于（ ） （1）欠阻尼；（2）过阻尼；（3）临界阻尼；（4）无阻尼
4、下列开环传递函数所表示的系统，属于最小相位系统的是（ ）。
(1)
)12)(15(1++-s s s ； (2)s T Ts 111+- （T>0）； (3))13)(12(1+++s s s
；(4)
)2)(3(2
-++s s s s 5、已知系统频率特性为
1
51+ωj ，当输入为t t x 2sin )(=时，系统的稳态输出为（ ）
（1）)52sin(1
ω-+tg t ；（2）
)52sin(1
1
12ωω-++tg t ；
（3）)52sin(1
ω--tg t ；（4）
)52sin(1
251
12ωω--+tg t
6、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t t
e e t c --+-=221)(，系统的传递函数
为（ ）。
（1）)2)(1(23)(+++=
s s s s G ；（2）)2)(1(2)(+++=s s s s G ；（3）)2)(1(13)(+++=s s s s G ；
（4）)
2)(1(3)(++=
s s s
s G
7、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t t
e e t c --+-=221)(，系统的脉冲响
应为（ ）。
（1）t t
e e t k ---=24)( (2) t t e e t k ---=4)( （3）t t
e e
t k --+=24)( (4) t t e e t k 24)(---=
8、系统结构图如题图所示。
试求局部反馈2加入前后系统的静态速度误差系数和静态加速度误差系数。
（ ）
（1）0.5v K =，0.5a K =；（2）0v K =，0.5a K =；（3）0.5v K =，0a K =；（4）0v K =，
0a K =；
9、已知道系统输出的拉氏变换为 ()
22
()n n Y s s ωω=+ ,那么系统处于（ ） （1）欠阻尼；（2）过阻尼；（3）临界阻尼；（4）无阻尼
10、设有一RLC 电路系统，如图所示，以Ur(t)为输入量，Uc(t)为输出量的运动微分方程式可以对系统进行描述，那么这个微分方程的阶次是：（ ）
（1）1阶 （2）2阶 （3）3阶 （4）4阶
11、已知)
45(32)(2
2++++=s s s s s s F ，其原函数的终值=∞→t t f )(（ ） （1）0 ； （2）∞ ； （ 3）0.75 ； （4）3 12、一阶系统的传递函数为
1
53
+s ；其单位阶跃响应为（ ）
（1）5
1t e
-
- ；（2）5
33t
e
-
- ；（3）5
55t
e
-
- ；（4）5
3t
e
-
-
13、已知系统的微分方程模型
)
(2)('5)(3)(5)(')(2)(0
)
2()3(t u t u d y t y t y t y
t y t
+=++++⎰ττ。
其中u(t)是输入量，y(t)
是输出量。
求系统的传递函数模型G(S)=Y(S)/U(S)为（ ） （1）432(52)()253s s G s s s s s +=++++ (2) 432
(52)
()25s s G s s s s s
+=+++ （3）432(51)()251s s G s s s s s +=
++++ （4）432(51)
()251
s G s s s s s +=
++++ 14、某一系统的速度误差为零，则该系统的开环传递函数可能是（ ）
(1)
1
+Ts K
；(2)))((b s a s s d s +++；(3))(a s s K +；(4))(2a s s K +；
15、根据下列几个系统的特征方程，可以判断肯定不稳定的系统为（ ）
（1）02
3
=+++d cs bs as ；（2）02
3
4
=+-++d cs bs as s ；
（3）02
3
4
=++++e ds cs bs as ；其中e d c b a 、、、、均为不等于零的正数。
二、填空题
1. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在 的条件下，系统输出量的拉氏变换与 之比。
2. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从 状态到 状态的响应过程。
3. 判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为 ，即系统的特征根必须全部在 是系统稳定的充要条件。
4. I 型系统G s K
s s ()()
=
+2在单位阶跃输入下，稳态误差为 ，在单位加速
度输入下，稳态误差为 。
5. 频率响应是系统对 稳态响应，频率特性包括 两种特性。
6. 如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统是 系统。
7. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于 ，并且只适于零初始条件下的 系统。
8. 系统的稳态误差与输入信号的形式及 有关。
9. 如果在系统中只有连续信号，其输入、输出关系常用 方程来描
述。
10.反馈控制系统开环对数幅频特性三频段的划分是以ωc（截止频率）附近的区段为中频段，该段着重反映系统阶跃响应的性和性；而低频段主要表明系统的。
11. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性，性
和性。
三、简答题
（1）图1是仓库大门自动控制系统原理示意图。
试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。
图2-1
（2）、如图所示为控制系统的原理图。
（1）指出系统的控制对象、被控量、给定量及主要干扰。
（2）画出系统的原理结构图，并指出各个组成元件的基本职能。
（3）说明如何改变系统的给定量输入。
（4）判断对于给定量输入及主要干扰是否有静差。
图2-2
(3)题图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。
分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。
图2-3
四、计算题
（1）求如图所示电路网络的传递函数。
其中，u0(t)为输出电压，ui(t)为输入电压，R1和R2为电阻，C1和C2为电容。
图1
（2） 已知系统的特征方程为0215202
3
4
=++++K s s s s ，试确定参数K 的变化范围以使系统是稳定的。
(3) 利用Mason 公式求如图所示传递函数C(s)/R(s)
(4)、一阶系统结构图如题图所示。
要求系统闭环增益2=ΦK ，调节时间4.0≤s t （s ），试确定参数21,K K 的值。
R 2 R 1
C 2
C 1
u i
u 0
(5)、单位反馈系统的开环传递函数)5(4
)(+=
s s s G ，求单位阶跃响应)(t h 和调节
时间t s 。
(6)、已知开环传递函数为)
5)(1(10
)(++=
s s s s G ，画出对数幅频特性的折线图
（BODE 图），并求系统的相位裕量γ，判断闭环系统的稳定性.
(7) 试求如图所示系统总的稳态误差，已知r(t)=t,n(t)=1(t)
(8)、已知系统的开环传递函数为
)
102.0)(11.0()
15.0()(2+++=
s s s s K s Q
其中Ｋ分别为10和180，分别判断闭环系统的稳定性。
若稳定，求出相位稳定裕量。
(9)、要求系统为一阶无静差，且要求Kv=300/s ，wc=10rad/s ，γ=50度。
求期望的开环传递函数
K2/s(T2s +1)R(s)
C(s)
K1/(T1s+
1)N(s)E(s)。