现代控制技术基础复习题.docx

现代控制技术基础复习题.docx

《现代控制技术基础复习题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代控制技术基础复习题.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

现代控制技术基础复习题

一、单向选择题

1.如果被调量随着给定量的变化而变化，这种控制系统叫【B】

A.恒值调节系统B.随动系统C.连续控制系统D.数字控制系统

2．已知系统的单位脉冲响应函数是

，则系统的传递函数是【A】

A.

B.

C.

D.

3．若系统的开环传递函数为

，则它的开环增益为【C】

A.1B.2C.5D.10

4．若二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，其阻尼比可能是【A】

A.0B.0.6C.0.707D.1

5．某典型环节的传递函数是

，则该环节是【B】

A.比例环节B.惯性环节C.积分环节D.微分环节

6．若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn，则可以【B】

A.提高上升时间和峰值时间B.减少上升时间和峰值时间

C.提高上升时间和调整时间D.减少上升时间和超调量

7．一阶微分环节

，当频率

时，则相频特性

为【A】

A.45°B.-45°C.90°D.-90°

8．最小相位系统的开环增益越大，其【D】

A.振荡次数越多B.稳定裕量越大

C.相位变化越小D.稳态误差越小

9．系统稳定的充分必要条件是其特征方程式的所有根均在根平面的【B】

A.右半部分B.左半部分C.实轴上D.虚轴上

10．闭环系统的开环传递函数为

，则系统为【C】

A.0型系统，开环放大系数K为2B.I型系统，开环放大系数K为2

C.I型系统，开环放大系数K为1D.0型系统，开环放大系数K为1

11．PI控制器的传递函数形式是【D】

A.5+3sB.5+4s

C.

D.

12．某串联校正装置的传递函数为

，则该校正装置属于【B】

A.相位超前校正B.相位滞后校正

C.相位滞后—超前校正D.反馈校正

13．采样定理中，对于采样角频率

和连续信号频谱的上限频率

，它们之间的关系【D】

A.

B.

C.

D.

14．一个状态变量为n维的单输入，单输出系统，下面说法正确的是【A】

A.系数阵A为n×n维B.控制阵B为1×n维

C.输出阵C为n×1维D.A，B，C三个阵均为n×n维

15．MATLAB中求连续系统的单位阶跃响应的命令是【C】

A.cloopB.seriesC.stepD.zp2tf

16.开环控制系统没有【C】

A.执行环节B.给定环节C.反馈环节D.放大环节

17．已知

，其原函数的终值

【C】

A.0B.∞C.0.75D.3

18．若系统的开环传递函数为

，则开环增益为【B】

A.5B.20C.100D.1000

19．二阶系统的传递函数

，其阻尼比ζ是【A】

A.0.5B.1C.2D.4

20．比例环节的传递函数是【B】

A.G（s）=K/（Ts+1）B.G（s）=K

C.G（s）=1/（Ts）D.G（s）=Ts

21．对一阶系统的单位阶跃响应，当误差范围取2％时，调整时间为【D】

A.ts=1τB.ts=2τC.ts=3τD.ts=4τ

22．设积分环节的传递函数为

，则其频率特性幅值A（

）=【A】

A.

B.

C.

D.

23．设二阶振荡环节的传递函数G（s）=

，则其对数幅频特性渐近线的转折频率为【B】

A．2rad/sB．4rad/sC．8rad/sD．16rad/s

24．根据线性定常系统稳定的充要条件，必须全部位于s平面左半部的为系统全部的【D】

A.频率特性曲线B.临界点C.零点D.极点

25．二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为【D】

A.最大相位频率B.截止频率C.谐振频率D.固有频率

26．常用的比例、积分与微分控制规律的另一种表示方法是【C】

A.PDIB.PDIC.PIDD.IPD

27．某串联校正装置的传递函数为

，则它是一种【A】

A.相位超前校正B.相位滞后校正

C.相位滞后—超前校正D.反馈校正

28．在计算机控制系统中，把实现量化和编码处理的环节称为【B】

A.A/D转换器B.D/A转换器

C.采样保持器D.控制器

29．“现代控制理论”主要采用【B】

A.传递函数模型B.状态空间模型

C.复变函数模型D.线性空间模型

30．MATLAB中将传递函数转换为状态模型的命令是【D】

A.lookforB.helpC.plotD.tf2ss

二、判断题，对的打√，错的打×。

1.由一个状态空间模型可以确定惟一一个传递函数。

【√】

2.闭环传递函数中积分环节的个数决定了系统的类型。

【X】

3.G1（S）和G2（S）为串联连接则等效后的结构为G1（S）·G2（S）。

【√】

4.0型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为-20（dB/dec）。

【X】

5.对于最小相位系统，相位裕量γ<0，相应的闭环系统不稳定。

【√】

6.如果一个状态空间模型是状态能控的，则也一定是输出能控的。

【X】

7.积分或比例积分调节器的输出具有记忆和保持功能。

【√】

8.系统输出超过稳态值达到第一个峰值所需的时间为峰值时间。

【√】

9.Ⅰ型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为-40（dB/dec）。

【X】

10.谐振峰值反映了系统的相对稳定性。

【√】

三、简答题

1.自动控制系统需要分析哪三个方面的问题？

答：

1）稳定性问题；

（2）稳态响应问题；3）暂态响应问题。

2.评价控制系统的优劣的时域性能指标常用的有哪些？

答：

1）最大超调量；2）调整时间；3）峰值时间；）4）上升时间。

3.方块图变换要遵守什么原则？

答：

1）变换前与变换后前向通道中传递函数的乘积必须保持不变；

4.什么是校正？

根据校正环节在系统中的联结方式，校正可分为几类?

答：

校正是指在系统增加新的环节以改善系统的性能的方法（2分）。

根据校正环节在系统中的联结方式，校正可分为串联校正、反馈校正、顺馈校正三类。

（3分）

5.什么是系统的传递函数？

答：

对线性定常系统，在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比，称为系统的传递函数。

6.时域分析的性能指标，哪些反映快速性，哪些反映相对稳定性？

答：

上升时间、峰值时间、调整时间反映快速性。

最大超调量反映相对稳定性。

7.为什么二阶振荡环节的阻尼比取0.707较好？

。

答：

当固有频率一定时，求调整时间的极小值，可得当=0.707时，调整时间最短，也就是响应最快）；又当=0.707时，称为二阶开环最佳模型，其特点是稳定储备大，静态误差系数是无穷大。

8.采样定理的内容是什么？

答：

对采样控制系统，如果采样角频率

大于两倍的连续信号频谱的上限频率

，即满足：

则采样后的离散信号

有可能无失真的恢复为原来的连续信号。

四、计算题

1.下图为机械位移系统。

试列写质量m在外力F作用下位移y（t）的运动方程。

1．解：

对质量块进行受力分析，画受力图：

（3分）

有：

即：

（2分）

整理，得：

（3分）

2.知单位反馈系统的开环传递函数为

，试求：

静态位置误差系数、静态速度误差系数、静态加速度误差系数；

解：

这是个0型系统，系统的静态误差系数为

（2分）

（2分）

（2分）

系统的给定稳态误差终值为

（2分）

3.欲使图所示系统的单位阶跃响应的最大超调量为20%，峰值时间为2秒，试确定K和K1值。

+

Xi（s）

K

1+K1s

X0（s）

（2分）

4.单位反馈开环传递函数为

，试确定使系统稳定的a值。

解：

特征方程为：

（2分）

S3130

S21210a（4分）

S1（360-10a）/12

S010a

得:

（360-10a）>0，10a>0，从而0

（2分）

5.已知系统传递函数

，试求系统能观标准型和能控标准型。

6.某动态振动吸收器如图。

在外力F（t）作用下，通过选择参数M2和k12的取值，可以使质量块M1不再振动。

试确定动态振动吸收器的传递函数Y1（s）/F（s）。

解：

（2分）

（3分）

对上两式进行拉普拉斯变换有

（3分）

整理有：

（3分）

（或

）

题25图振动吸收器

7.已知单位负反馈系统的开环传递函数为：

试求静态误差系数；

解：

由题意知该系统为II型系统，其开环传递函数为：

；（2分）

系统的偏差系数为：

8.设单位反馈开环传递函数为

，求出闭环阻尼比为

时所对应的K值。

解：

（4分）

＝10，

＝0.5，得K＝500

9.已知一系统的特征方程为D（s）=s5+2s4+s3+3s2+4s+5=0，用劳斯判据判定系统的稳定性。

解：

列写劳斯表：

（

10.已知

，试确定a，b值，使系统完全可控、完全可观。