自动控制原理复习提纲一、单选题1.根据控制元件的特性,控制系统可分为( B )。
A.反馈控制系统和前馈控制系统B.线性控制系统和非线性控制系统C.恒值控制系统和随动控制系统D.连续控制系统和离散控制系统2.系统的动态性能包括( D )。
A .稳定性、准确性 B .快速性、稳定性 C .稳定性、平稳性D .平稳性、快速性3.传递函数反映了系统的动态性能,它与下列哪项因素有关?( C )。
A.输入信号 B.初始条件 C.系统的结构参数 D.输入信号与初始条件 4. 如下图所示系统的闭环传递函数Gk(s) =( C )。
A.133212321()G G G H G G G H +++ B. 123212321()G G G H G G G H ++++C.123231()1G G G H G H ++ D. 123321232()1()G G G G H G G G H ++++5.设系统的传递函数为15251)(2++=s s s G ,则系统的阻尼比为( A )。
A.0.5B. 1C.0.2D. 1.26.适合应用传递函数描述的系统是( A )。
A.单输入、单输出的线性定常系统B.单输入、单输出的线性时变系统C.单输入、单输出的定常系统D.非线性系统 7.二阶系统的传递函数为14412++s s ,则其无阻尼固有频率n ω和阻尼比ξ依次为( B )。
A.1,0.5B.0.5,1C.2,1D.1,28. 主导极点的特点是( D )。
A.距离实轴很远B.距离实轴很近C.距离虚轴很远D.距离虚轴很近9.增大系统的开环增益,将使系统跟随稳态误差( B )。
A.变大B.变小C.不变D.不能确定10. 非单位负反馈系统,其输出为C(S),反馈通道传递函数为H(S),当输入信号为R(S),则从输入端定义的误差E(S)为( D )。
A .()()()E S C S H S =⋅B .()()()()E S R SC S H S =⋅⋅ C .()()()()E S R S H S C S =⋅-D .()()()()E S R S C S H S =- 11.典型二阶系统的阻尼比ξ=0时,其单位阶跃响应是( B )。
A.单调上升曲线B.等幅振荡曲线C.阻尼衰减振荡曲线D.发散增幅振荡曲线11.如果典型二阶系统的单位阶跃响应为减幅振荡,则其阻尼比( C )。
A .ξ<0B .ξ=0C .0<ξ<1D .ξ≥112.设系统的开环传递函数为1()(1)(5)G s s s s =++,则其频率特性的奈氏曲线与负实轴交点的频率值ω为( C )rad/s 。
A .5B .1/5CD .13.二阶系统当0<ζ<1时,若增加ζ,则输出响应的最大超调量p σ将( B )。
A.增加B.减小C.不变D.不定14.单位反馈系统稳态速度误差的正确含义是( C )。
A.在 ()1()r t R t =⋅时,输出速度与输入速度的稳态误差 B.在 ()1()r t R t =⋅时,输出位置与输入位置的稳态误差 C.在 ()r t V t =⋅时,输出位置与输入位置的稳态误差 D.在 ()r t V t =⋅时,输出速度与输入速度的稳态误差 15.一阶系统G(s)=1Ts K+的放大系数K 愈小,则输出响应的稳态误差值( D )。
A.不变B.不定C.愈小D.愈大16.在伯德图中反映系统抗高频干扰能力的是( C )。
A.低频段 B.中频段 C.高频段 D.无法反映 16.伯德图中的低频段反映了系统的( A )。
A.稳态性能B. 动态性能C. 抗高频干扰能力D. 以上都不是 16.表征系统的动态性能的是系统的开环对数幅频特性L(ω)的( B )。
A.低频段 B.中频段 C.高频段 D.低频段的斜率大小 17.某最小相位系统的开环对数幅频曲线如图所示,则其对应的开环传递函数为( B )。
A .)1)(1(1312++⋅ωωωsssB .)1)(1(1321++⋅ωωωsssC .)1)(1(1213++⋅ωωωsss D .)1)(11)(1(321+++ωωωss ss18.如果系统在开环是稳定的,则闭环系统的相位稳定裕量满足( A )。
A.γ>0°B. γ<0°C. γ>30°D. γ=-180°19.若开环传函为()1)(+=Ts s Ks G , 此时相位裕量和K的关系是( B )。
A. 随K 增加而增大B.随K 增大而减小C. 与K 值无关D.以上都不是20.设开环系统的频率特性为2)1(1)(ωωj j G +=,则其频率特性的极坐标图的奈氏曲线与负虚轴交点的频率值ω为( B )rad/s 。
A.0.1B. 1C. 10D. 2 21.设单位负反馈系统的开环传函为G(s)=3)1s (22+,那么它的相位裕量γ的值为( D )A.15ºB.60ºC.30ºD.45º22.某校正环节传递函数G c (s)=1s 101s 100++,则其频率特性的奈氏图终点坐标为( D )A.(0,j0)B.(1,j0)C.(1,j1)D.(10,j0)23.下列串联校正的传递函数中,能在)s /(c 11=ω处提供最大相位超前角的是( A )。
125.61)4(1125.6)3(15.214.0)2(14.015.2)1(++++++++s s s s s s s s24.设系统校正前后的对数幅频特性曲线如图所示,则通过校正下列没有改变的参数为( A )。
A . 系统的型v B. 带宽(0,b ω) C. 相角裕度γ D. 截止频率c ω25.若某系统的根轨迹有两个起点位于原点,则说明该系统( C )。
A .位置误差系数为0B .速度误差系数为0C .含两个积分环节D .含两个理想微分环节 26.下列哪种措施对改善系统的精度没有效果 ( A )。
A .增加微分环节 B .提高系统的开环增益K C .增加积分环节 D .引入扰动补偿27.高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴,则系统的( D )。
A .准确度越高 B .准确度越低 C .响应速度越快 D .响应速度越慢 28.已知开环幅频特性如下图所示,则图中不稳定的系统是( B )。
系统① 系统② 系统③ A .系统① B .系统② C .系统③ D .都不稳定29.有一电网络,其传递函数为11)(++=Ts Ts s G c α,若此网络作为滞后校正环节使用,则其系数α必须符合( A )。
A .1>αB .1=αC .α任意D .10<<α30.PID 控制器的输入输出关系的时域表达式是( D )。
A .1()[()()]p u t K e t e t dt T =+⎰B .()()()p p de t u t K e t K dt τ=+C .()()p u t K e t =D .0()()()()tp p p iK de t u t K e t e t dt K T dtτ=++⎰30.PI 控制规律指的是( B )。
A .比例、微分B .比例、积分C .积分、微分 D.比例、积分、微分31.采样系统结构如图所示,求闭环系统的脉冲传递函数为( D )。
A .)(11z GH +B .)()(11z H z G +C .)(1)(z GH z G + D .)()(1)(z H z G z G +二、填空题1.根据有无反馈,控制系统可分为两类:开环控制系统 、闭环控制系统 。
2.闭环系统稳定的充要条件是 全部闭环极点均位于左半s 平面 。
6.系统的微分方程为r b dt drb y a dt dy a dty d a ⋅+⋅=⋅+⋅+⋅0101222在零初始条件下,以r 为输入,y 为输出的系统的传递函数为___b s b a s a s a 102210+++_____。
2.已知单位闭环负反馈系统的开环传递函数为)0,0(,)1(>>+T k Ts s k,则该系统的阻尼比ζ为=ζn ω为Tkn =ω;当10<<ξ时,该系统的阶跃响应曲线为 衰减振荡曲线,当1≥ξ时,该系统的阶跃响应曲线为 单调上升 曲线。
当1=ξ时,该系统为 临界阻尼 系统,当=ξ 0.707 时,该系统获得最佳过渡过程。
3.如图2所示的RC 电路的传递函数=)(s G 15.05.0+s s,频率特性=)(ωj G15.05.0+ωωj j ,当t cos )t (U i 25=时,稳态输出)t (U 0)452 +t 。
4.在频率校正法中,串联超前校正是利用串联校正装置在系统的 中频区产生相角 超前 ,以提高系统的 相位裕量 ,且使幅值穿越频率c ω 增大 ,从而系统的响应速度 加快 。
6.已知单位反馈系统的开环传递函数为)1Ts (s K)s (G +=,若要求带宽增加a倍,相位裕量保持不变,则K 应为 aK ,T 应为 T/a 。
7.最小相位系统的开环对数幅频特性三频段分别反映的系统性能是① 低频段反映 稳态特性;② 中频段反映 动态特性法;③ 高频段反映法抗高频干扰能力。
8.最大超调量p σ反映了系统暂态过程的 平稳性 ,调节时间s t 总体上反映了系统的 快速性 。
9.已知最小相位系统的开环对数幅频特性曲线如下图所示,其传递函数分别为:(a ):10()(101)(0.051)=++G s s s s _ ;(b ):100(0.51)()(1)(0.011)(0.051)+=+++s G s s s s s 。
(a ) (b )10.设某最小相位系统的相频特性为101()()180()tg tg T ϕωτωω--=--,则该系统的开环传递函数为 2(1)(1)K s s Ts τ++ ,其开环幅频特性为 2222211K T τωωω++ 。
三、计算题1.已知系统的结构图如图所示,图中)(s R 为输入信号,)(s N 为干扰信号,试求传递函数)()(s R s C ,)()(s N s C 。
解:令0)(=s N ,求)()(s R s C 。
图中有3条前向通路,2个回路。
(1分) ,,,,,,1113421324321421=∆==∆==∆=G G G P G G P G G P ,,,)(121432421L L G G L G G L +-=∆-=-=(3分)则有434242143423322111)()(G G G G G G G G G G G P P P s R s C ++++=∆∆+∆+∆=(1分) 令0)(=s R ,求)()(s N s C 。