第六章 自测题 一、填空题 1、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 （ ） ； ② 中频段反映 （ ） ； ③ 高频段反映 （ ） 。 2.按照校正装置在系统中的连接方式，控制系统校正方式可分为串联校正、反馈校正、前馈校正和（ ） 。 3.采用滞后网络进行串联校正时，主要是利用其（ ）特性，以降低系统的开环截止频率，提高系统的相角裕度。 4. 采用超前网络进行串联校正时，主要是利用其（ ）特性，在保持系统截止频率略有增加的同时，提高系统的相角裕度。 5.PID 环节是典型的（ ）校正网络。 三、简答题 1．三种串联校正方案分别为串联超前校正、串联滞后校正和串联滞后-超前校正，简述三种串联校正方案的特点和作用。 2．简述“三频段”的概念。 3．简述反馈校正的作用。 第六章 自测题答案 一、填空题 1．系统的稳态性能、系统的动态性能、系统的抗干扰能力 2．复合校正 3．高频幅值衰减 4．相角超前 5．滞后-超前 三、简答题 1．答： （1）超前校正的特点和作用 ① 超前校正是通过其相位超前特性来改善系统的品质；
交 大 自 控 概 念 整 理
第一章 概念 一、填空题 1．自动控制系统是由控制装置和（ 2．对自动控制系统的基本要求是（ 3．在控制工程设计中常用的典型外作用函数有（ 三、简答题 1．什么是反馈？什么是正反馈和负反馈？负反馈在自动控制系统中有什么重要意义？ ）组成。 ） 。 ） 。
１
2．什么是开环控制系统与闭环控制系统？
交 大 自 控 概 念 整 理
② 超前校正增大了系统的相角裕度和截止频率，从而减小瞬态响应的超调量，提高其快速性； ③ 超前校正对提高稳态精度作用不大； ④ 超前校正适用于稳态精度已经满足、噪声信号很小、但超调量σ%和过渡过程时间 ts 不满足要求的系统。 （2）滞后校正的特点和作用 ① 滞后校正是通过其低频积分特性来改善系统的品质； ② 滞后校正可以改善稳态精度； ③ 滞后校正是通过降低截止频率来增大相角裕度，因此，它虽然可以减小瞬态响应的超调量，但却降低了系统的快速作用； ④ 滞后校正也适用于瞬态响应已经满足，但需提高稳态精度的系统。 （3）滞后-超前校正的特点和作用 ① 滞后—超前校正是利用其低频积分特性和高频相位超前特性来全面改善系统的品质； ② 利用其低频积分特性可以提高系统的稳态精度； ③ 利用其高频相位超前作用可以提高系统的截止频率，并增大相角裕度，减小瞬态响应的超调量； ④ 滞后—超前校正适用于需要同时改善瞬态响应品质和稳态精度的系统。 2．答： （1）低频段 低频段通常指
）
2． 3．实轴 4．模值 5．非开环增益 6．非最小相位系统中包含 s 最高次幂的系数为负的因子 7．偶极子 8．加强 二、判断题 1．√ 2．× 3．√ 4．× 5．× 6．√ 7．√
1 G( s) H ( s) 0
8．√ 第五章自测题
一、填空题 1．在工程分析和设计中，统称把线性系统的频率特性画成曲线，再运用图解法进行研究。常用的频率特性曲线有幅相频率特性曲线、对数频 率特性曲线和（ ） 。 2．对数频率特性曲线由（ ）和对数相频曲线组成。 3．对数幅频曲线的横坐标按（ ）分度，单位为（ ）。 4．幅值裕度 h 的含义是，对于闭环稳定系统，如果系统开环幅相特性再（ ）h 倍，则系统将处于临界稳定状态。 5．频域的相对稳定性常用（ ）和（ ）来度量。 6．带宽频率是指闭环幅频特性下降到频率为零时的分贝值以下 3 分贝所对应的频率，对于高于带宽频率的正弦输入信号，系统输出将呈现出 （ ）。 7．等 M 圆图中的 M 值表示（ ）。
）测速反馈
0 ，则系统的阶跃响应非周期地趋于稳态输出（
） ）
） 。
3．若二阶系统具有相同的阻尼比 和不同的自然频率 n ，则其振荡特性相同但响应速度不同， n 越大，响应速度越快。 （
4．在相同阻尼比的条件下，比例-微分控制系统的超调量比测速反馈控制系统的超调量小。 （ ） 5．闭环零点可以减小峰值时间，使系统响应速度加快。 （ ） 6．增大扰动作用点之后系统前向通道增益，可以减小系统响应输入信号的稳态误差，也可以减小系统响应扰动信号的稳态误差。 （ 第三章自测题答案
）。
1．当闭环系统存在零点和极点相消时，相消后的零、极点仍然是闭环系统的零、极点。 （ ） 2．对于单位反馈系统，根轨迹增益和开环增益相等（ ） 。 3．对于单位反馈系统，闭环零点就是开环零点。 （ ） 4．闭环极点与开环极点和根轨迹增益有关，与开环零点无关。 （ ） 5．由两个极点和一个有限零点组成的开环系统，当根轨迹增益从零变到无穷时，闭环根轨迹是以有限零点为圆心的一个圆。 （ 6．在 s 左半平面内的适当位置上附加开环零点，可以显著改善系统的稳定性。 （ ） 7．闭环系统的稳定性只与闭环极点位置有关，而与闭环零点位置无关。 （ ） 8．实数极点增大系统阻尼，使峰值时间滞后，超调量减小。（ ） 第四章自测题 一、填空题 1．闭环系统特征方程式
s 0
K s 0 s
2
10． n 二、判断题 1．√ 2．√
E (s) Cn (s)
3．√ 4．× 5．√ 6．× 第四章自测题
一、填空题 1．根轨迹是开环系统某一参数从零变到无穷时， （ 2．根轨迹方程为（ ）。 3．根轨迹是连续的，并且对称于（ ）。
*
）的根在 s 平面上变化的轨迹。
第一章自测题答案 一、填空题 1．被控对象 2．稳定性、快速性和准确性 3．阶跃函数、斜坡函数、抛物线函数、脉冲函数以及正弦函数 三、简答题 1．答：把系统（或环节）的输出信号直接或经过一些环节重新引回到输人端的做法叫做反馈。由图 1 可以看出，系统的输出量即被控变量变化以 后，经过测量变送器以后返回到输入端，所以这是一个具有反馈的控制系统。
负反馈是自动控制系统的一个重要特征，只有负反馈，才能实现正确的控制作用。在图 1 中，若被控变量在扰动的作用下升高，则反馈信号也升 高，经过比较，由于是负反馈，则使偏差信号降低，于是控制器将发出信号而使执行器动作，施加控制作用，其作用方向与扰动对被控变量的作 用方向相同，因而使被控变量下降，这样就达到了控制的目的。相反，如果是正反馈的话，控制作用将与扰动作用对被控变量的作用方向相同， 结果就会“推波助澜” ，达不到控制的目的。 2．答：开环控制系统与闭环控制系统是控制系统的两大基本结构形式。 开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向控制而没有反馈联系的控制系统。即操纵变量通过被控对象去影响被控变量，但被控变量的变 化并没有通过反馈作用去改变控制作用。从信号传递关系上看，这时并没有形成闭合口路，故称为开环控制系统。 开环控制系统不能自动地觉察被控变量的变化情况，也不能判断操纵变量的校正作用是否适合实际需要，从而来自动地改变操纵变量。
4．对于特定 K 值下的闭环极点，可用（ ）条件确定。 5．以（ ）为可变参数绘制的根轨迹称为参数根轨迹。 6．一般来说，零度根轨迹的来源有两个方面：其一是（ ），其二是控制系统中包含有正反馈内回路。 7．如果闭环零、极点相距很近，那么这样的闭环零、极点常称为（ ）。 8．实数零点减小系统阻尼，使峰值时间提前，超调量增大，这种作用随着其本身靠近坐标原点的程度而（ 二、判断题
交 大 自 控 概 念 整 理
8．如果两个系统的稳定程度相仿，则 c 大的系统， b （ 二、判断题 1．频率特性的定义既可以适用于稳定系统，也可以适用于不稳定系统。 （ ） 2．稳定系统的频率特性可以用实验的方法确定，不稳定系统的频率特性不能用实验的方法确定（ 3．频率特性与微分方程和传递函数一样，都是系统的数学模型。 （ ） ） 。 ） ） ）。
４
4．奈奎斯特稳定判据中正穿越半次是指 GH 由下向上止于或由下向上起于（-1，j0）点左侧的负实轴。 （
5．相角裕度γ的含义是，对于闭环稳定系统，如果系统开环相频特性再超前γ度，则系统将处于临界稳定状态。 （ 6．系统的单位阶跃响应的速度和带宽成正比。 （ ） 7．如果两个系统的稳定程度相仿，则 c 大的系统， b 也大； c 小的系统， b 也小。 （ 第五章自测题答案 一、填空题 1．对数幅相曲线 2．对数幅频曲线 3． ）
8．控制系统的带宽大，则跟踪输入信号的能力强；带宽小，则抑制输入端高频干扰的能力强；因此系统带宽的选择应折中考虑。（
）
lg ，弧度/秒（ rad / s ）
4．增大 5．相角裕度，幅值裕度 6．较大的衰减 7．闭环系统的幅频特性 8．越大 二、判断题 1．√ 2．√ 3．√ 4．× 5．× 6．√ 7．√ 8．√
交 大 自 控 概 念 整 理
２
第二章自测题 一、填空题 1．时域中常用的数学模型有（ 2．线性定常系统的传递函数定义为（ （ ） 。 ）。
3．控制系统的零初始条件有两方面的含义：一是指输入量是在 t
0 时才作用于系统，即在 t 0 时，输入量及其各阶导其方框间的连接必然是错综复杂的，但方框间的基本连接只有（ ）。 5．在结构图化简过程中，应遵循变换前后变量关系保持（ ）的原则。 6．对于具有连续变化的非线性特性函数，可以在工作点附近的一个很小范围内，将非线性特性用一段直线来代替，这种线性化方法称为 （ ）。 二、判断题 1．传递函数完整地描述了线性定常系统的动态特性。 （ ） 2．线性定常系统的微分方程与传递函数之间可以相互确定。 （ ） 3．传递函数是一种用系统参数表示输出量与输入量之间关系的表达式，它只取决于系统或元件的结构和参数，而与输入量的形式无关。 （ 4．传递函数的零点和极点可以是实数，也可以是复数。 （ ） 5．控制系统的结构图是系统的一种数学模型，而信号流图不是系统的数学模型。 （ ） 6．系统结构图是从系统元部件的数学模型得到的，所以结构图中的方框与实际系统的元部件是一一对应的。 （ ） 第二章自测题答案 一、填空题 1．微分方程、差分方程和状态方程 2．零初始条件下系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比 3．输入量加于系统之前，系统处于稳定的工作状态，即输出量及其各阶导数在 t 4．串联、并联和反馈连接三种 5．等效 6．切线法或小偏差法 二、判断题 1．× 2．√ 3．√ 4．√ 5．× 6．×