机械控制理论基础复习题

1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：稳定性、快速性和准确性。

2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为闭环控制系统。含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。

3、控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值称为传递函

1数。一阶系统传函标准形式是G(s)，二阶系统传函标准形式是

Ts12n或：G(s)221)。 G(s)22Ts2Ts1s2nsn4、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为G(s)，则G(s)为G1(s)+G2(s)（用G1(s)与G2(s) 表示）。

5、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P是指开环传函中具有正实部的极点

的个数，(或：右半S平面的开环极点个数)，Z是指闭环传函中具有正实部的极点的个数(或：右半S平面的闭环极点个数，不稳定的根的数)，R指奈氏曲线逆时针方向包围 (-1, j0 )整圈数。

6、若某系统的单位脉冲响应为g(t)10e0.2t5e0.5t， 则该系统的传递函数G(s)为

105s0.2ss0.5s。

K2217、设系统的开环传递函数为

K(s1)s2(Ts1)，则其开环幅频特性为，相

2T221频特性为arctan180arctanT (或：180arctanT) 。

21T8. 线性控制系统最重要的特性是可以应用___叠加__原理，而非线性控制系统则不能。 9．反馈控制系统是根据输入量和__反馈量__的偏差进行调节的控制系统。 10．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差ess=_____。

11．当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是__负数__时，系统是稳定的。 12.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和__反馈 _连接。 14．函数te-at的拉氏变换为

1。

2(sa)15．线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为__相频特性__。

16．积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为__－20__dB／dec。 17．二阶系统的阻尼比ξ为 _ 0_ 时，响应曲线为等幅振荡。

19．0型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为___0___dB/dec，高度为20lgKp。

20．单位斜坡函数t的拉氏变换为 1 。

s221. 根据系统输入量变化的规律，控制系统可分为__恒值__控制系统、___随动___ 控制系

统和程序控制系统。

23. 系统的传递函数完全由系统的结构和参数决定，与__输入量、扰动量__的形式无关。 24. 决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和_无阻尼自然振荡频率wn 。 25. 设系统的频率特性Ｇ(jω)=R(ω)+jI(ω),则幅频特性|G(jω)|=R2(w)I2(w)。 26. 分析稳态误差时，将系统分为0型系统、I型系统、II型系统…，这是按开环传递函数的__积分__环节数来分类的。

27. 线性系统稳定的充分必要条件是它的特征方程式的所有根均在复平面的___左___部分。 28．ω从0变化到+∞时，惯性环节的频率特性极坐标图在____第四____象限，形状为___

半___圆。

29. 用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是_正弦函数_。 30．二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为01。 31．G(s)=

K的环节称为___惯性__环节。

Ts132．系统输出量的实际值与_输出量的希望值__之间的偏差称为误差。

33．线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用___线性微分__方程来描述。 35．设系统的频率特性为G(j)R(j)jI()，则R()称为 实频特性 。

36. 根据控制系统元件的特性，控制系统可分为__线性__ 控制系统、 非线性_控制系统。 38.二阶振荡环节的谐振频率ωr与阻尼系数ξ的关系为ωr=ωn122。

40.用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标图示法和__对数坐标_图示法。 41.二阶系统的阻尼系数ξ=__0.707____时，为最佳阻尼系数。这时系统的平稳性与快速性都较理想。

42.实现恒温控制有两种方法：人工控制和自动控制。

43.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。

44.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。45.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。 46.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。 47.乃奎斯特图又称为极坐标图或幅相频率特性图。

48.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。 50.系统误差的定义为被控量期望值与实际值之差。

52.控制理论发展过程可以分为经典控制理论、现代控制理论、大系统理论和智能控制理论三个阶段。

54.比例环节的传递函数G（S）= K、惯性环节G（S）= K/TS+1、积分环节G（S）=TS、

222

微分环节G（S）=1/TS、震荡环节G（S）=1/K（ωn/S+2ζωn S + ωn、

Τ

延时环节 G（S）= e-s 。

55.工程上常采用的稳定性判据有劳斯-赫尔维兹判据、奈魁斯特判据、对数判据、跟轨迹法。 56.连续系统的数学模型包括微分方程、传递函数、状态空间表达式、方框图等。

57．自动控制系统对输入信号的响应，一般都包含两个分量，即一个是瞬态响应分量，另一个是稳态响应分量。

58．在闭环控制系统中，通过检测元件将输出量转变成与给定信号进行比较的信号，这个信号称为反馈。

59．若前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则闭环传递函数为

G(s)。

1G(s)H(s)60. 函数f(t)=3e6t的拉氏变换式是F(s)3 。

s661 开环对数频率特性的低频段﹑ 中频段﹑ 高频段分别表征了系统的稳定性﹑动态特性 ﹑抗干扰能力。

62．Bode图中对数相频特性图上的－180°线对应于奈奎斯特图中的负实轴。 63．已知单位反馈系统的开环传递函数为：G(s)输入时的稳态误差为1。

2120求出系统在单位阶跃

(0.5s1)(0.04s1)65．设单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)10，当系统作用有xi(t) = 2cos(2t - 45)

s1输入信号时，求系统的稳态输出为45cos(2t55.3)。

5

66．已知传递函数为G(s)k，则其对数幅频特性L（）在零分贝点处的频率数值为2sK。

67 在系统开环对数频率特性曲线上，低频段部分主要由积分环节和比例决定。 68．惯性环节的传递函数数学式是arctanT。

tt69．已知系统的单位阶跃响应为xo(t)1tee，则系统的脉冲脉冲响应为

1，它的幅频特性的数学式是Ts111T2,它的相频特性的

e2t2et,t0。

70.控制系统由控制对象和控制器两部分组成。

71.建立系统数学模型的方法有分析法、实验法两种。

74．系统传递函数与其单位脉冲响应函数的关系是拉氏反变换. 75．系统稳定的充要条件是闭环系统特征根具有负实部

，t0。其单位阶跃响应为1eT

T77．在工程控制实践中，为使系统有满意的稳定性储备，一般其幅值裕度应满足大于6dB或大于2。

78．最小相位系统是指传递函数所有零点和极点均在复平面s的左半平面内

979.已知系统开环传递函数为GK(s)，则系统的固有频率、阻尼比以及单位斜坡

s(s1)输入所引起的稳态误差分别为 3 、1/6 、1/9 。 76．某线性定常系统的单位斜坡响应为y(t)te2tt80、已知系统的传递函数为G(s)Kes，则其幅频特性2s(Ts1)G(j)K

，在输入r(t)2T2181、某系统传递函数为1s23sin2t作用下，输出稳态分量的幅值为

3/4 。

82、线性系统的频率响应是指系统在谐波信号作用下，系统的稳态输出。

83、已知某系统开环传递函数的零点都在左半S平面，其开环频率特性曲线如图所示，则该系统位于右半S平面的极点数有0个。

184、一阶系统传递函数G(s)，该系统可以看成

Ks(Ts1)由积分和惯性两环节串联而成。

87.瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终或稳定状态的响应过程。 89. I型系统G(s)K在单位阶跃输入下，稳态误差为 0 ，

s(s2)在单位加速度输入下，稳态误差为 ∞ 。

90.频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。

91.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(渐进)稳定的系统。

93.系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。 94. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。

95. 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稳定性和快速性；而低频段主要表明系统的稳态性能。

二、 选择题

1、关于传递函数，错误的说法是 ( B ) A.传递函数只适用于线性定常系统；

B.传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有响； C.传递函数一般是为复变量s的真分式； D.闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。

2、采用负反馈形式连接后，则 ( D )

A、一定能使闭环系统稳定； B、系统动态性能一定会提高； C、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除； D、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。

4、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( A )。

A、增加开环极点； B、在积分环节外加单位负反馈； C、增加开环零点； D、引入串联超前校正装置。

5、系统特征方程为D(s)s2s3s60，则系统 ( C ) A、稳定； B、单位阶跃响应曲线为单调指数上升； C、临界稳定； D、右半平面闭环极点数Z2。

6、下列串联校正装置的传递函数中，能在c1处提供最大相位超前角的是 ( B )。

A、

3210s110s12s10.1s1 B、 C、 D、 s10.1s10.5s110s1

7、已知开环幅频特性如图1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

8、非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(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)R(S)G(S) B 、E(S)R(S)G(S)H(S) C 、

D、

9、开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标( A ) 。 A、超调% B、稳态误差ess C、调整时间ts D、峰值时间tp 10、已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是 ( A )。

A、C 、

B 、

* D、K(1s)

s(2s)11.闭环控制系统的主反馈取自【 D 】

A.给定输入端 B.干扰输入端 C.控制器输出端 D.系统输出端 12.不同属性的物理系统可以有形式相同的【 A 】

A.数学模型 B.被控对象 C.被控参量 D.结构参数 13.闭环控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)，其中H(s)是反馈传递函数，则系统的误差信号为【 C 】

A.Xi(s)－H(s)X0(s) B.Xi(s)－X0(s) C.Xor(s)－X0(s) D.Xor(s)－H(s)X0(s)

14闭环控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)，其中H(s)是反馈传递函数，则系统的偏差信号为【 A 】

A.Xi(s)－H(s)X0(s) B.Xi(s)－X0(s) C.Xor(s)－X0(s) D.Xor(s)－H(s)X0(s)

15.微分环节使系统【 A 】

A.输出提前 B.输出滞后 C.输出大于输入 D.输出小于输入

16.当输入量发生突变时，惯性（比例）环节的输出量不能突变，只能按【 B 】 A.正弦曲线变化 B.指数曲线变化 C.斜坡曲线变化 D.加速度曲线变化 17.PID调节器的微分部分可以【 A 】

A.提高系统的快速响应性 B.提高系统的稳态性 C.降低系统的快速响应性 D.降低系统的稳态性 18.PID调节器的微分部分可以【 C 】

A.提高系统的稳定性 B.提高系统的稳态性 C.降低系统的稳定性 D.降低系统的稳态性 19.闭环系统前向传递函数是【 C 】

C.输出信号的拉氏变换与偏差信号的拉氏变换之比 25.过阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为【 B 】

A.零 B.常数 C.单调上升曲线 D.等幅衰减曲线

26.干扰作用下，偏离原来平衡状态的稳定系统在干扰作用消失后【 B 】 A.将发散离开原来的平衡状态 B.将衰减收敛回原来的平衡状态 C.将在原平衡状态处等幅振荡 D.将在偏离平衡状态处永远振荡 28.线性控制系统的频率响应是系统对输入【 D 】

A.阶跃信号的稳态响应 B.脉冲信号的稳态响应 C.斜坡信号的稳态响应 D.正弦信号的稳态响应

30.奈魁斯特围线中所包围系统开环传递函数G(s)的极点数为3个，系统闭环传递函数的 点数为2个，则映射到G(s)复平面上的奈魁斯特曲线将【 C 】

A.逆时针围绕点（0，j0）1圈 B.顺时针围绕点（0，j0）1圈 C.逆时针围绕点（－1，j0）1圈 D.顺时针围绕点（－1，j0）1圈 31.若惯性环节的时间常数为T，则将使系统的相位【 A 】

A.滞后tan1(T) B.滞后tan1 C.超前tan1(T) D.超前tan1 32.控制系统的误差是【 A 】

A.期望输出与实际输出之差 B.给定输入与实际输出之差 C.瞬态输出与稳态输出之差 D.扰动输入与实际输出之差

33. 若闭环系统的特征式与开环传递函数的关系为F(s)1G(s)H(s)，则【 C 】 A.F(s)的极点就是系统开环零点 B.F(s)的零点就是系统开环极点 C.F(s)的零点就是系统闭环极点 D.F(s)的极点就是系统闭环极点 34.要使自动调速系统实现无静差，则在扰动量作用点的前向通路中应含有【 B 】 A.微分环节 B.积分环节 C.惯性环节 D.比例环节 35.积分器的作用是直到输入信号消失为止，其输出量一直【 A 】

A.直线上升 B.垂直上升 C.指数线上升 D.保持水平线不变 36.自动控制系统的控制调节过程是以偏差消除【 A 】

A.偏差的过程 B.输入量的过程 C.干扰量的过程 D.稳态量的过程 37.线性定常二阶系统的输出量与输入量之间的关系是【 B 】

A.振荡衰减关系 B.比例线性关系 C.指数上升关系 D.等幅振荡关系 38. 微分环节可改善系统的稳定性并能【 C 】

A.增加其固有频率 B.减小其固有频率 C.增加其阻尼 D.减小其阻尼 39.用终值定理可求得F(s)4s(s5)(s8)的原函数f(s)的稳态值为【 C 】

A.∞ B．4 C.0.1 D.0 40.可以用叠加原理的系统是【 D 】

A.开环控制系统 B.闭环控制系统 C.离散控制系统 D.线性控制系统 41.惯性环节含有贮能元件数为【 B 】

A.2 B.1 C.0 D.不确定

42.一阶系统的单位阶跃响应在t＝0处的斜率越大，系统的【 A 】

A.响应速度越快 B.响应速度越慢 C.响应速度不变 D.响应速度趋于零 43.临界阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为【 B 】

A.零 B.常数 C.单调上升曲线 D.等幅衰减曲线 44.欠阻尼二阶系统的输出信号振幅的衰减速度取决于【 A 】 A.n B. C.g D.c

48.系统开环传递函数为G(s)K(0.4s1)不用计算或作图，凭思考就能判断该闭环系统

s2(0.1s1)的稳定状况是【 A 】

A.稳定 B.不稳定 C.稳定边界 D.取决于K的大小

49.为了保证系统有足够的稳定裕量，在设计自动控制系统时应使穿越频率附近L()的斜率为【 B 】

A.－40 dB/dec B.－20 dB/dec C.＋40 dB/dec D.＋20 dB/dec 50.线性定常系统的偏差信号就是误差信号的条件为【 A 】

A.反馈传递函数H(s)＝1 B.反馈信号B(s)＝1 C.开环传递函数G(s) H(s)＝1 D.前向传递函数G(s)＝1 51.降低系统的增益将使系统的【 B 】

A.稳定性变差 B.稳态精度变差 C.超调量增大 D.稳态精度变好 54.一般情况下开环控制系统是【 B 】

A.不稳定系统 B.稳定系统 C.时域系统 D.频域系统 55.求线性定常系统的传递函数条件是【 C 】

A.稳定条件 B.稳态条件 C.零初始条件 D.瞬态条件

56.单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)，则其闭环系统的前向传递函数与【 C 】 A.反馈传递函数相同 B.闭环传递函数相同 C.开环传递函数相同 D.误差传递函数相同 57.微分环节是高通滤波器，将使系统【 A 】

A.增大干扰误差 B.减小干扰误差 C.增大阶跃输入误差 D.减小阶跃输入误差 48.控制框图的等效变换原则是变换前后的【 D 】

A.输入量和反馈量保持不变 B.输出量和反馈量保持不变 C.输入量和干扰量保持不变 D.输入量和输出量保持不变 59.对于一个确定的系统，它的输入输出传递函数是【 A 】 A.唯一的 B.不唯一的

C.决定于输入信号的形式 D.决定于具体的分析方法 60.衡量惯性环节惯性大小的参数是【 C 】

A.固有频率 B.阻尼比 C.时间常数 D.增益系数 61.三个一阶系统的时间常数关系为T2＜T1＜T3，则【 A 】

A.T2系统响应快于T3系统 B.T1系统响应快于T2系统

C.T2系统响应慢于T1系统 D.三个系统响应速度相等 62.闭环控制系统的时域性能指标是【 C 】

A.相位裕量 B.输入信号频率 C.最大超调量 D.系统带宽 63.输入阶跃信号稳定的系统在输入脉冲信号时【 C 】

A．将变成不稳定系统 B.其稳定性变好 C.其稳定性不变 D.其稳定性变差 64.二阶欠阻尼系统的阶跃响应为【 C 】

A.单调上升曲线 B.等幅振荡曲线 C.衰减振荡曲线 D.指数上升曲线 66.线性控制系统【 B 】

A.一定是稳定系统 B.是满足叠加原理的系统 C.是稳态误差为零的系统 D.是不满足叠加原理的系统

68.闭环系统稳定的充分必要条件是其开环极坐标曲线逆时针围绕点（－1，j0）的圈数等于落在S平面右半平面的【 C 】

A.闭环极点数 B.闭环零点数 C.开环极点数 D.开环零点数 69.频率响应是系统对不同频率正弦输入信号的【 D 】

A.脉冲响应 B.阶跃响应 C.瞬态响应 D.稳态响应 70.传递函数的零点和极点均在复平面的左侧的系统为【 B 】

A.非最小相位系统 B.最小相位系统 C.无差系统 D.有差系统 71.零型系统跟踪阶跃信号的稳态误差为【 C 】

A.0 B.∞ C.常数 D. limG(s)H(s)

s072.降低系统的增益将使系统的【 B 】

A.稳定性变差 B.快速性变差 C.超调量增大 D.稳态精度变好 73.把系统从一个稳态过渡到新的稳态的偏差称为系统的【 B 】 A.静态误差 B.稳态误差 C.动态误差 D.累计误差

74.线性系统和非线性系统的根本区别在于 ( C )

C．线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理。

75．令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的 ( B )

A．代数方程 B．特征方程 C．差分方程 D．状态方程

76． 时域分析法研究自动控制系统时最常用的典型输入信号是 （ D ）

A．脉冲函数 B．斜坡函数 C．抛物线函数 D．阶跃函数

77．设控制系统的开环传递函数为G(s)=

A．0型系统 C．II型系统

10，该系统为 （ B ） s(s1)(s2)B．I型系统 D．III型系统

78．二阶振荡环节的相频特性()，当时，其相位移()为 ( B ) A．-270° B．-180° C．-90° D．0° 79. 根据输入量变化的规律分类，控制系统可分为 ( A )

A.恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统

81． 一阶系统G(s)=

KTs+1的时间常数T越大，则系统的输出响应达到稳态值的时间

( A )

A．越长 B．越短 C．不变 D．不定 82．拉氏变换将时间函数变换成 （ D ）

A．正弦函数 B．单位阶跃函数 C．单位脉冲函数 D．复变函数 83．线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下 （ D ）

D．系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比 84．若某系统的传递函数为G(s)=A．

K1T22K，则其频率特性的实部R(ω)是 （ A ）

Ts1

87.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.输入信号和初始条件

88. 系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的 ( C )

A.充分条件 B.必要条件 C.充分必要条件 D.以上都不是

89. 有一线性系统，其输入分别为u1(t)和u2(t)时，输出分别为y1(t)和y2(t)。当输入为a1u1(t)+a2u2(t)时(a1,a2为常数)，输出应为 （ B ）

A. a1y1(t)+y2(t) B. a1y1(t)+a2y2(t) C. a1y1(t)-a2y2(t) D. y1(t)+a2y2(t)

90. I型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为 （ B ）

A. -40(dB/dec) B. -20(dB/dec) C. 0(dB/dec) D. +20(dB/dec) 91. 设系统的传递函数为G(s)=

s2255s25，则系统的阻尼比为 （ C ）C.

B.

s21 292．正弦函数sint的拉氏 （ B ）

2

93．二阶系统当0<<1时，如果增加，则输出响应的最大超调量%将 （ B ） A.增加 B.减小

C.不变 D.不定

94．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 95．余弦函数cost的拉氏变换是 （ C ） C.

ss22

96．设积分环节的传递函数为G(s)=1，则其频率特性幅值M()= （ C ）

sA.K B.K C.1

2

D.1

297. 比例环节的频率特性相位移θ(ω)= ( C )

A.90° B.-90° C.0° D.-180°

98. 奈奎斯特稳定性判据是利用系统的( C )来判据闭环系统稳定性的一个判别准则。

A.开环幅值频率特性 B.开环相角频率特性 C.开环幅相频率特性 D.闭环幅相频率特性

99. 系统的传递函数 ( C ) C.完全由系统的结构和参数决定 100. 一阶系统的阶跃响应， ( D ) A.当时间常数T较大时有振荡 B.当时间常数T较小时有振荡 C.有振荡 D.无振荡

101. 二阶振荡环节的对数频率特性相位移θ(ω)在( D )之间。

A.0°和90° B.0°和－90° C.0°和180° D.0°和－180° 102. 某二阶系统阻尼比为0.2，则系统阶跃响应为 ( C )

A. 发散振荡 B. 单调衰减 C. 衰减振荡 D. 等幅振荡 103.已知下列系统的开环传递函数为G(s)K(T5s1)(T6s1) (所有参数

s(T1s1)(T2s1)(T3s1)(T4s1)均大于0)，则下图中所给幅相曲线中正确的是： （ A ）

104.用Nyquist稳定判据判断上面第103小题所给开环系统所对应的闭环系统的稳定性，所得结论正确的是： （D ） (A)P0，Z1；不稳定 (B)P0，Z2；不稳定 (C)P0，Z1；稳定 (D) P0，Z0；稳定

105.某单位反馈系统的闭环传递函数为G(s)1(s2)，则输入r(t)2sin2t时稳态输出的幅值为 （ D ） （A）2 （B）2/2 （C）2 （D）1

106. 下图为一阶系统单位脉冲响应曲线，则下列说明正确的是： ( B)

2tt(A) 系统的输出为(t)2e,t0 (B) 系统的输出为(t)e,t0

(C) 系统传递函数为G(s)1(2s1) (D) 系统单位脉冲响应调整时间为2s

107.系统输出的拉氏变换完全取决于： ( B ) (A)系统的传递函数的极点位置 (B)系统的初始状态、输入及其传递函数 (C)系统的传递函数 (D)系统的固有特性

108．相位滞后校正环节相当于： ( A ) （A）低通滤波器 （B）高通滤波器 （C）带通滤波器 （D） 带阻滤波器

三、 简答题

⒉系统稳定性：

答：指控制系统在任何足够小的初始偏差的作用下，其过渡过程随着时间的推移，是否具有逐渐恢复原平衡状态的性能。 ⒊根轨迹定义： 答：指系统增益从0趋向于无穷大连续变化时，闭环系统的特征方程的根在复平面上的轨迹。 ⒋系统的时间响应：

答：控制系统在典型输入信号作用下，输出量随时间变化的函数关系。 ⒌控制工程系统中的瞬态响应指标包括哪些？

延迟时间、上升时间、峰值时间、最大超调量、调整时间。 6.写出线性定常系统传递函数的两种数学表达形式。

1）传递函数的基本模型：

Xo(s)bmsmbm1sm1b1sb0G(s)Xi(s)ansnan1sn1a1sa02）传递函数的零极点增益模型

X(s)(sz1)(sz2)(szm)G(s)okKXi(s)(sp1)(sp2)(spn)m(nm)

(sz)i(spj1i1n(nm)

j)式中，K——控制系统的增益；

zi(i1,2,,m)——控制系统的零点；pj(j1,2,,n)——控制系统的极点。

3）传递函数的时间常数模型

Xo(s)KXi(s)G(s)(Tks1)(Tl2s22ls1)svpq(Ts1)(Tii1j1k1gl1h

2js22jTjs1)(p2qm,vg2hn,nm)式中，K——控制系统的增益；Ti,Tj,Tp,Tq——为控制系统的各种时间常数。

7.简述线性定常控制系统稳定性的充分必要条件。

1）当系统特征方程的所有根（系统极点）具有负实部，或特征根全部在S平面的左半平面时，则系统是稳定的；

2）当系统特征方程的根（系统极点）有一个在S平面的右半平面（即实部为正），则系统不稳定；

3）当系统特征方程的根有在S平面虚轴上时，则系统为临界稳定状态。

8.题35图为系统在ω＝0→＋∞时的开环频率特性曲线，Np为系统的开环右极点。1）画出ω在区间（－∞，＋∞）的极坐标图；2）确定系统的型次；3）判定系统的稳定性。

Np＝0

题35图

题35图无开环右极点，即Np＝0，系统为0型系统。由图可得该系统在ω＝－∞→＋∞时的开环频率特性见答35图所示。由于封闭的开环频率特性曲线不包围实轴上－1点，故其闭环系统为稳定系统。

00

答35图

9.简述控制系统的动态性能指标。

1）延迟时间；2）上升时间；3）峰值时间；4）调节时间；5）超调量；6）振荡次数。 10.简述判定系统稳定的对数频率稳定判据。

如果系统在开环状态下是稳定的，则其闭环系统稳定的判据为：Wc对应于调节时间 快速性

1）当系统在穿越频率c处的(c)180时，为闭环稳定系统； 2）当系统在穿越频率c处的(c)180时，闭环系统处于稳定边界；

3) 当系统在穿越频率c处的(c)180时，为闭环不稳定系统。

12.题35图 为系统在ω＝0→＋∞时的开环频率特性曲线，Np为系统的开环右极点。1）画出ω在区间（－∞，＋∞）的极坐标图；2）确定系统的型次；3）判定系统的稳定性。



Np＝0

题35图

题35图无开环右极点，即Np＝0，系统为Ⅱ型系统（2分）。由图可得该系统在ω＝－∞→＋∞时的开环频率特性见答35图所示（2 分）。由于封闭的开环频率特性曲线顺时针绕实轴上－1点2圈，即N＝－2≠Np＝0，故其闭环系统为不稳定系统。

00 答35图

13．已知控制系统如题31图a）所示，利用系统匡图等效变换原则确定题31图b）所示系统函数方框中的内容A、B。

Xi(s)Xo(s)Xi(s)ABXo(s)

(a) (b)

题31图

根据系统框图等效原则，由题31图a）得

Xo(s)1G1(s)G2(s)G2(s)(G1(s)1)A(BG1(s)1) Xi(s)G2(s)由此可知，AG2(s)B1G2(s)15．简述开环频率特性的极座标图与其对数频率特性图的对应关系。

1）极座标图上A()＝1的单位圆对应于对数幅频特性图上L()＝0的零分贝线； 当A()＞1时，L()＞0；当A()＜1时，L()＜0。

2）极座标图上的负实轴对应于对数相频特性上的－180°的相位线。 3）对数频率特性图只对应于ω＝0→＋∞变化的极座标图。

17．题35图 为系统在ω＝0→＋∞时的开环频率特性曲线，Np为系统的开环右极点。1）画出ω在区间（－∞，＋∞）的极坐标图；2）确定系统的型次；3）判定系统的稳定性。

Np＝2

题35图

题35图无开环右极点，即Np＝2，系统为0型系统。由图可得该系统在ω＝－∞→＋∞时的开环频率特性见答35图所示。由于封闭的开环频率特性曲线顺时针绕实轴上－1点0圈，N＝0≠Np＝2，故其闭环系统为不稳定系统。

00

答35图

18．已知控制系统如题31图a）所示，利用系统匡图等效变换原则确定题31图b）所示系统函数方框中的内容A.B。

Xi(s)Xo(s)Xi(s)ABXo(s)

（a） （b）

题31图

根据系统框图等效原则，由题31图a）及题31图b）得 Xo(s)G1(s)G(s)G2(s)BG1(s)11AXi(s)1G1(s)G2(s)G2(s)1G1(s)G2(s)1BG1(s)

1由此可知，ABG2(s)G2(s)20．题35图为系统在ω＝0→＋∞时的开环频率特性曲线，Np为系统的开环右极点。1）画出ω在区间（－∞，＋∞）的极坐标图；2）确定系统的型次；3）判定系统的稳定性。

题35图

题35图无开环右极点，即Np＝0，系统为Ⅱ型系统。由图可得该系统在ω＝－∞→＋∞时的开环频率特性见答35图所示。由于封闭的开环频率特性曲线顺时针绕实轴上－1点2圈，即N＝－2≠Np＝0，故其闭环系统为不稳定系统。

答35图

21.典型环节的传递函数有哪些？

1）比例环节；2）积分环节；3）微分环节；4）惯性环节；5）振荡环节；6）延迟环节。 22.题35图为系统在ω＝0→＋∞时的开环频率特性曲线，Np为系统的开环右极点。1）画出ω在区间（－∞，＋∞）的极坐标图；2）确定系统的型次；3）判定系统的稳定性。

Np＝1

题35图

题35图所示系统有1个开环右极点，即Np＝1，系统为0型系统。由图可得该系统在ω＝－∞→＋∞时的开环频率特性见答35图所示。由于封闭的开环频率特性曲线顺时针绕实轴上－1点1圈，即N＝－1≠Np＝1，故其闭环系统为不稳定系统。

00

答35图

23.简述二阶系统的动态性能随系统阻尼比的变化情况。 1)当0时，系统的瞬态响应均处于不稳定的发散状态。 2) 当0时，系统的瞬态响应总是稳定收敛的。

3)当0时，系统的瞬态响应变为等幅振荡的临界稳定系统。

24.题35图为系统在ω＝0→＋∞时的开环频率特性曲线，Np为系统的开环右极点。1）画出ω在区间（－∞，＋∞）的极坐标图；2）确定系统的型次；3）判定系统的稳定性。

题35图

题35图所示系统有0个开环右极点，即Np＝0，系统为Ⅲ型系统。由图可得该系统在ω＝－∞→＋∞时的开环频率特性图见答35图所示。由于封闭的开环频率特性曲线顺时针和逆时针各绕实轴上－1点1圈，即N＝1－1＝Np＝0，故其闭环系统为稳定系统。

答35图

25.简述二阶系统特征根随阻尼比变化情况。 1)当0时，系统的特征根为一对纯虚根；

2) 当01时，系统的特征根为一对具有负实部的共轭复数根； 3）当1，时系统的特征根为一对相等的负实数根； 4）当1，时系统的特征根为一对不相等的负实数根。 26.简述表示系统频率特性的类型及其相互之间的数学关系。

1）幅相频特性G(j)；2）幅频特性A()和相频特性()；3）实频特性Re()和虚频特性Im()。它们之间的相互关系为：

2A()G(j)Re2()Im()；()G(j)tan1Im()

Re()G(j)Re()jIm()A()ej()

27.试述控制系统的误差与偏差的区别。 1）误差：期望输出量与实际输出量之差；

2）偏差：给定输入量与实际输出量之差； 3）单位负反馈系统的偏差就是误差。