控制工程基础考试卷及答案
西北工业大学考试题（A卷）
（考试时间120分钟）
学院：专业：姓名：学号：
一．填空题（共24分，每空1.5分）
1.实现恒温控制有两种方法：人工控制和自动控制。
P2
2.若一个元件的输入和输出的关系曲线为直线，则称元件为线性元件。
P6
3.系统的数学模型都是线性常系数微分方程，它的一个重要性质是具有齐次
性和叠加性。
P13
4.在控制工程中，一般需要确定信号流图中输出和输入间的关系，即系统的
闭环传递函数。
P27
5.动态响应是指系统在某一信号的作用下，其输出量从初始状态到稳定状态
的响应过程。
P35
6.乃奎斯特图又称为极坐标图或幅相频率特性图。
P55
7.最小相位系统是指系统的传递函数在复平面无右极点和右零点的系统。
P70 8.系统稳定的充分必要条件是系统的闭环极点均位于s的左半平面。
P101
9.系统误差的定义为被控量期望值与实际值之差。
P105
10.开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳定特性，中频段表征了闭环系统的动态特性，高频段表征了闭环系统的复杂性。
P117
二．判断题（共20分，每空2分）
1.实现自动控制的装置可以不同，但反馈控制的原理却是相同的。
P3（√）
2.结构图等效变换的原则是变换后与变换前的输入量和输出量都保持不变。
P22（√）
3.稳态响应是指时间t趋向于无穷小时，系统的输出状态。
P35 （×）
4.开环对数幅频特性的渐近线斜率越大、位置越高，对应的开环系统积分个
数越多，放大系数越大。
P74 （√）5.对于稳定的系统，()()ω
ωj
H
j
G曲线离（-1,j0）点越近，闭环系统稳定程度越高。
P97 （×）6.对于一个稳定系统，稳态响应中的暂态分量随着时间的推移逐渐减小并趋
近于零。
P106 （√）7.自动控制系统在给定输入信号的作用下，系统的稳态误差与系统的结构、
参数和给定信号的形成有关。
P107 （√）8.为满足稳态精度要求，要保持系统有一定的开环增益，超前网络的衰减损
失就必须用减小放大器的增益来补偿。
P119 （×）
9.在描述同一控制系统时，状态空间模型和I/O模型可以相互转换。
P145（√）
10.经典控制理论中用传递函数描述系统的输入-输出特性，被控量就是输
入量。
P146 （×）三．简述题。
（共16分，每题8分）
1.简述建立系统微分方程的步骤是什么？P10
答：1）全面了解系统的工作原理、结构、组成和支配系统运动的物理规律，确定系统和各元件的输入量和输出量。
2）从系统的输入端开始，根据各元件或环节所遵循的物理规律，依此列写它们的微分方程。
3）将各元件或环节的微分方程联立起来消去中间变量，求取一个仅含有系统的输入量和输出量的微分方程。
4）将该方程整理成标准形式。
即把与输入量有关的各项放在方程的右边，把与输出量有关的各项放在方程的左边，各导数项按降幂排列，并将方程式中的系数化为具有一定物理意义的表示形式。
2.什么是系统的校正？系统的校正有哪些方式？P118
答：校正就是在系统中增加新的环节，以改善系统性能的方法。
1）串联校正：串联校正指校正装置()s
G
C 串联在前向通道中。
2）反馈校正：从系统中某一环节引出反馈信号，通过校正装置()s
G
C
构成
局部反馈回路。
四．计算题。
（共40分）
1.化简图1所示的结构图。
（9分）
图1 P25
解：
2.已知系统的传递函数为
()()
1210
+=
s s s G 试绘制该系统的开环幅相频率特性曲线。
（12分）P60
解：该系统由比例环节、积分环节和惯性环节组成，其频率特性表达式为
()()
1210
+=
ωωωj j j G
开环幅频、相频特性为
()()()ω
ωϕωωω2arctan 901
210
2-︒-=+=
A
()ωj G 曲线的起点为
()︒-∞∠=→90lim 0
ωωj G
()ωj G 曲线的终点为
()︒-∞∠=→180lim 0
ωωj G
绘制其开环幅相频率特性曲线如右图。
3.某最小相位系统，其开环对数幅频特性如图所示，试写出该系统的开环传递函数。
（9分）P72
解：由图知，该系统是由比例、积分和惯性环节形成。
则传递函数为
()()
1s +=
Ts s K
G 又有25.18
.01
1
==
=
ω
T 因为()dB L 208.0=，即()108.0=A ，根据渐近线幅频特性特点，有
()
10108.0=+K
得8=K
所以，该传递函数为
()()
125.18
s +=
s s G
4.一个反馈控制系统的特征方程为
()01032523=++++s K Ks s
试确定该闭环系统稳定的K 值。
（10分）P89
解：该题给出了系统闭环特征方程，可利用劳思判据求出K 值范围 3s 1 32+K 2s 5K 10 1s
K
K K 2
322-+ 0s 10 要使系统稳定必须满足 05>K 032>+K
02
322>-+K
K K 由以上三式得5.0>K 即为所求。
第一单元 笑迎新生活
第一课 珍惜新起点
★1、如何尽快适应初中新的学习生活？七年级是人生的新起点，如何把握好这个新起点？
答：①及时调整心态，适应新的环境；②确立奋斗目标，迎接新的挑战；③加强自我管理，克服依赖心理。
④建立新的友谊，融入集体生活。
⑤掌握新的方法，科学管理学习。
【至少答出三点】 ★2、如何创建优秀班集体？（你心目中良好班集体是什么样子的？）
答：①共同的目标，前进的动力； ②（集体成员要）各尽其能，发挥所长，奉献集体；③（集体成员要）团结协作，互助前行。
★3、你希望生活在一个什么样的班集体中？【开放试题，需灵活作答，不必生搬硬套、死记硬背。
】
答：团结、友爱、文明、守纪、干净、有序，有浓厚的学习氛围和强烈的集体荣誉感……。
4、如何结识新的友谊？（结识新同学有哪些好方法？）
答：①真诚平等，互帮互谅； ②尊重对方，自重自爱； ③坦诚待人，坚持原则。
5、几个知识点的详解：
答：①七年级是人生道路上的一个新的起点，让我们珍惜这个新起点吧！②我们都希望生活在一个和谐共处、团结友爱、共同进步的集体中。
③一个班级有着共同的期望，这个期望就是共同的目标，如果没有共同的目标，班级就像一盘散沙，不可能成为优秀班集体，有了共同的目标，就有了团结奋斗的动力。
④班级的美丽在于我们每个人的特独性。
每个人都能在班级中找到自己的位置，谁都无法代替。
当每个人把自己的智慧和热情贡献给集体时，班集体就会展现迷人的风采。
⑤没有团结协作，即使我们每个人都能奏出最美的音符，也只能是杂乱无章的噪音；只有团结协作，我们才能奏响最优美的班级乐章，在集体中不断成长。
★6、体现出“团结就是力量”的诗词俗语有哪些？
答：①一个篱笆三个桩，一个好汉三个帮。
②众人拾柴火焰高。
③人心齐，泰山移. 第二课 把握学习新节奏
★7、初中学习的新特点有哪些？（同小学相比，初中的学习有了那些不同？）
答：①学习科目增多了；②难度加深了，作业量增多了；③老师讲课的方式变了；④学习的方式方法变了：更强调自主学习，强调学习的方法策略，强调学习的计划性。
我们不仅可以在课堂上学到更多的知识，而且可以运用已经获得的知识和能力，学习一些课堂上学不到的知识。
【在回答这道题时，不要忘记加上这句话。
】
★8、搞好初中学习的有效方法和策略有哪些？（如何成为学习的管理者？）
答：①学会自主学习；②提高学习效率；③科学安排时间。
★9、提高学习效率的方法有哪些？
答：①课前认真预习；②上课专心听讲③；课后及时复习； ★10、如何正确认识初中阶段的学习？
答：在初中的三年中，我们的观察力、思维力都将有较大的发展。
初中的学习是人们一生学习中的黄金时期，是我们终身学习的重要基础，把握好这三年的学习生活，无论对我们的进一步学习还是走向社会，都会打下良好的基础。
11、如何调整心态，尽快适应初中的学习？（要与第一课第1题区别开来，本题侧重于学习）
答：①根据自身实际，及时调整心态；②掌握科学的学习方法，找到适合的学习方式；③适应老师的教学风格；④建立新的友谊，融入集体生活。
【起码要说出前三点】
★12、如何理解学习是苦乐交织的？(学习中有哪些苦？哪些乐？为什么说学习中有苦也有乐？）。