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自动控制原理习题

自动控制原理基本知识测试题

第一章自动控制的一般概念

二、单项选择题

1.下列系统中属于开环控制的为()。

A.自动跟踪雷达

B.无人驾驶车

C.普通车床

D.家用空调器

2.下列系统属于闭环控制系统的为()。

A.自动流水线

B.传统交通红绿灯控制

C.普通车床

D.家用电冰箱

3.下列系统属于定值控制系统的为()。

A.自动化流水线

B.自动跟踪雷达

C.家用电冰箱

D.家用微波炉

4.下列系统属于随动控制系统的为()。

A.自动化流水线

B.火炮自动跟踪系统

C.家用空调器

D.家用电冰箱

5.下列系统属于程序控制系统的为()。

A.家用空调器

B.传统交通红绿灯控制

C.普通车床

D.火炮自动跟踪系统

6.()为按照系统给定值信号特点定义的控制系统。

A.连续控制系统

B.离散控制系统

C.随动控制系统

D.线性控制系统

7.下列不是对自动控制系统性能的基本要求的是()。

A.稳定性

B.复现性

C.快速性

D.准确性

8.下列不是自动控制系统基本方式的是()。

A.开环控制

B.闭环控制

C.前馈控制

D.复合控制

9.下列不是自动控制系统的基本组成环节的是()。

A.被控对象

B.被控变量

C.控制器

D.测量变送器

10.自动控制系统不稳定的过度过程是()。

A.发散振荡过程

B.衰减振荡过程

C.单调过程

D.以上都不是

二、单项选择题

1.C

2.D

3.C

4.B

5.B

6.C

7.B

8.C

9.B 10.A

第二章自动控制系统的数学模型

一、填空题

1.数学模型是指描述系统()、()变量以及系统内部各变量之间()的数学表达式。

2.常用的数学模型有()、()以及状态空间表达式等。

3.()和(),是在数学表达式基础演化而来的数学模型的图示形式。

4.线性定常系统的传递函数定义为,在()条件下,系统的()量的拉氏变换与()量拉氏变换之比。

5.系统的传递函数完全由系统的()决定,与()的形式无关。

6.传递函数的拉氏变换为该系统的()函数。

7.令线性定常系统传递函数的分子多项式为零,则可得到系统的()点。

8.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()点。

9.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()方程。

10.方框图的基本连接方式有()连接、()连接和()连接。

二、单项选择题

1.以下关于数学模型的描述,错误的是()

A.信号流图不是数学模型的图示

B.数学模型是描述系统输入、输出变量以及系统内部河变量之间的动态关系的数学表达式

C.常用的数学模型有微分方程、传递函数及状态空间表达式等

D.系统数学模型的建立方法有解析法和实验法两类

2.以下关于传递函数的描述,错误的是( )

A.传递函数是复变量s 的有理真分式函数

B.传递函数取决于系统和元件的结构和参数,并与外作用及初始条件有关

C.传递函数是一种动态数学模型

D.一定的传递函数有一定的零极点分布图与之相对应

3.以下关于传递函数局限性的描述,错误的是( )

A.仅适用于线性定常系统

B.只能研究单入、单出系统

C.只能研究零初始状态的系统运动特性

D.能够反映输入变量与各中间变量的关系

4.典型的比例环节的传递函数为( )

A.K

B.1

s C.1

1Ts + D.s

5.典型的积分环节的传递函数为( )

A.K

B.1s

C.1

1Ts + D.s

6.典型的微分环节的传递函数为( )

A.K

B.1s

C.1

1Ts + D.s

7.典型的一阶惯性环节的传递函数为( )

A .21

21Ts Ts ξ++ B.1

s C. 1

1Ts + D. s

8.典型的二阶振荡环节的传递函数为( )

A .21

21Ts Ts ξ++ B.1

s C. 1

1Ts + D. s

9.常用函数1()t 拉氏变换[1()]L t 为( )

A.s

B.1

s C.21

s D.1

10.以下关于系统结构图的描述,错误的是( )

A.结构图是线性定常系统数学模型的一种图示法

B.同一系统的结构图形式是唯一的

C.利用结构图可以直观地研究系统的运动特性

D.对应于确定的输入、输出信号的系统,其传递函数是唯一的

11.方框图化简时,串联连接方框总的输出量为各方框图输出量的( )

A.乘积

B.代数和

C.加权平均

D.平均值

12.方框图化简时,并联连接方框总的输出量为各方框输出量的( )

A.乘积

B.代数和

C.加权平均

D.平均值

13.系统的开环传递函数为()()()

M s G s N s =,则闭环特征方程为( ) A.()0N S = B.()()0N S M s += C.()10N S += D.与是否单位反馈系统有关

14.系统的闭环传递函数为()()()()

321K s Φs s s +=++,则系统的极点为( ) A. 3s =- B. 2s =- C. 0s = D. s K = 15.系统的闭环传递函数为()()()()321K s Φs s s +=

++,则系统的零点为( ) A. 3s =- B. 2s =- C. 0s = D. 1s =

参考答案

一、填空题

1.输入、输出、动态关系

2.微分方程、传递函数

3.结构图、信号流图

4.零初始、输出、输入

5.结构和参数、输入信号

6.脉冲响应

7.零

8. 极

9. 特征 10. 串联、并联、反馈

二、单项选择题

1.A

2.B

3.D

4.A

5.B

6.D

7.C

8.A

9.B 10.B 11.A 12.B 13.B 14.B

15.A

第三章 自动控制系统的时域分析

一、填空题

1.系统的瞬态性能通常以系统在( )初始条件下,对( )输入信号的响应来衡量。

2.线性定常系统的响应曲线不仅取决于系统本身的( ),而且还与系统的( )以及加在该系统的( )有关。

3.系统瞬态性能通常用( )、上升时间、( )、( )和衰减比等指标来

衡量。

4.一阶系统的时间常数为系统响应达到稳态值的( )所需时间。或,若系统响应曲线以( )速度增加,达到稳定值所需时间。

5.一阶系统()1

K G s Ts =+的时间常数T 越大,系统的输出响应达到稳定值的时间( )。

6.一阶系统在阶跃信号作用下,其响应是( )周期、( )振荡的,且%σ=( )。

7.一阶系统在阶跃信号作用下,其响应达到稳态值的95%所用的时间是( ),达到稳态值的98%所用时间是( ),达到稳态值的( )所用的时间是T 。

8.决定二阶系统动态性能的两个重要参数是( )和( )。

9.在对二阶系统阶跃响应进行讨论时,通常将0ξ=、0<ξ<1、1ξ=和ξ>1称为( )阻尼、( )阻尼、( )阻尼和( )阻尼。工程上习惯于把过渡过程调整为( )阻尼过程。

10.超调量仅由( )决定,其值越小,超调量( )。

11.调节时间由( )和( )决定,其值越大,调节时间( )。

12.在零初始条件下,当系统的输入信号为原来的输入信号的导数时,系统的输出为原来

输出的( )。

13.如果要求系统的快速性好,则( )应距离虚轴越远越好。

14.利用代数方法判别闭环控制系统稳定性的方法有( )和赫尔维茨判据。

15.系统特征方程式的所有根均在s 平面的左半部分是系统稳定的( )条件。

16.系统稳定的充要条件是闭环控制系统传递函数的全部极点都具有( )。

17.线性系统的稳定性仅由系统本身的( )决定,而与系统的( )以及加在该

系统( )。

无关。

18.在某系统特征方程的劳斯表中,若第一列元素有负数,那么此系统的稳定性为( )。

19.若系统的特征方程式为3410s s ++=,此系统的稳定性为( )。

20.若系统的特征方程式为322410s s s -++=,则此系统的稳定性为( )。

21.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( )环节个数来分类的。

22.设控制系统的开环传递函数为()()()

1012G s s s s =++,该系统的型数为( )。 23.在单位阶跃输入信号作用下,Ⅰ型系统的稳态误差ss e =( )。

24.在单位斜坡输入信号作用下,0型系统的稳态误差ss e =( )。

25.在单位斜坡输入信号作用下,Ⅱ型系统的稳态误差ss e =( )。

26.如果增加系统开环传递函数中积分环节的个数,则闭环系统的( )将提高,稳定性将( )。

27.( )系统的开环放大系数,可以增强系统对参考输入的跟随能力,但会使稳定性( )。

28.在高阶系统响应中,距离虚轴( ),且其附近没有( )的极点将起到主导作用。

二、单项选择题

1.系统时间响应的瞬态分量( )。

A.是某一瞬时的输出

B.反映系统的准确度

C.反映系统的动态特性

D.只取决于开环极点

2.一阶系统()1

K G s Ts =+的放大系数K 越小,则系统的输出响应的稳态值( )。 A.不变 B.不定 C.越小 D.越大

3.一阶系统()1

K G s Ts =+放大系数K 越大,则其( )。 A.响应速度越慢 B.响应速度越快 C.调节时间越短 D.响应速度不变

4.一阶系统的闭环极点越靠近s 平面的原点,其( )。

A.响应速度越慢

B.响应速度越快

C.准确度越高

D.准确度越低

5.下列性能指标中的( )为系统的稳态指标。

A.%σ

B.s t

C.p t

D.ss e

6.在对二阶系统阶跃响应进行讨论时,通常将0ξ=称为( )。

A.无阻尼(或临界稳定)

B.欠阻尼

C.临界阻尼(或临界振荡)

D.过阻尼

7.在对二阶系统阶跃响应进行讨论时,通常将0<ξ<1称为( )。

A.无阻尼(或临界稳定)

B.欠阻尼

C.临界阻尼(或临界振荡)

D.过阻尼

8.在对二阶系统阶跃响应进行讨论时,通常将1ξ=称为( )。

A.无阻尼(或临界稳定)

B.欠阻尼

C.临界阻尼(或临界振荡)

D.过阻尼

9.在对二阶系统阶跃响应进行讨论时,通常将ξ>1称为( )。

A.无阻尼(或临界稳定)

B.欠阻尼

C.临界阻尼(或临界振荡)

D.过阻尼

10.工程上习惯于把过度过程调整为( )过程。

A.无阻尼(或临界稳定)

B.欠阻尼

C.临界阻尼(或临界振荡)

D.过阻尼

11.二阶系统当0<ξ<1时,如果增加ξ,则输出响应的最大超调量%σ将( )。

A.增大

B.减小

C.不变

D.不定

12.对于欠阻尼的二阶系统,当阻尼比ξ保持不变时,( )。

A.无阻尼自然振荡频率n ω越大,系统的峰值时间p t 越大

B.无阻尼自然振荡频率n ω越大,系统的峰值时间p t 越小

C.无阻尼自然振荡频率n ω越大,系统的峰值时间p t 不变

D.无阻尼自然振荡频率n ω越大,系统的峰值时间p t 不定

13.对于欠阻尼的二阶系统,当阻尼比ξ保持不变时,( )。

A.无阻尼自然振荡频率n ω越大,系统的峰值时间s t 越大

B.无阻尼自然振荡频率n ω越大,系统的峰值时间s t 越小

C.无阻尼自然振荡频率n ω越大,系统的峰值时间s t 不变

D.无阻尼自然振荡频率n ω越大,系统的峰值时间s t 不定

14.对于欠阻尼的二阶系统,阻尼比ξ越小,超调量将( )。

A.越大

B.越小

C.不变

D.不定

15.对于欠阻尼二阶系统,无阻尼自然振荡频率n ω越大,超调量将( )。

A.越大

B.越小

C.不变

D.不定

16.对于欠阻尼二阶系统,无阻尼自然振荡频率n ω保持不变时( )。

A.ξ越大,调整时间s t 越大

B.ξ越大,调整时间s t 越小

C.ξ越大,调整时间s t 不变

D.ξ越大,调整时间s t 不定

17.线性定常二阶系统的闭环增益越大,( )。

A.系统的快速性越好

B.超调量越大

C.峰值时间提前

D.对系统的动态性能没有影响

18.已知系统开环传递函数为()(0.5)(0.1)

K G s s s =++,则该闭环系统的稳定状况为( )。

A.稳定

B.不稳定

C.稳定边界

D.无法确定

19.已知系统开环传递函数为()(0.41)(0.51)

K G s s s =-+,则该闭环系统的稳定状况( )。

A.稳定

B.不稳定

C.稳定边界

D.无法确定

20.若系统的特征方程式为3210s s ++=,则此系统的稳定状况为( )。

A.稳定

B.不稳定

C.稳定边界

D.无法确定

21.设()()(1)(2)(3)

K G s H s s s s =+++,当K 增大时,闭环系统( ) A.由稳定到不稳定 B.由不稳定到稳定 C.始终稳定 D.始终不稳定

22. 设()()(1)(2)

K G s H s s s =++,当K 增大时,闭环系统( )。 A.由稳定到不稳定 B.由不稳定到稳定 C.始终稳定 D.始终不稳定

23.如果增大系统的开环放大倍数K ,则其闭环系统的稳定性将( )。

A.变好

B.变差

C.不变

D.不定

24.如果增加开环系统积分环节数,则其闭环系统的稳定性将( )。

A.变好

B.变差

C.不变

D.不定

25.设一单位负反馈控制系统的开环传递函数为4()2

K G s s =+,要求40P K =,则K =( )。

A.10

B.20

C.30

D.40

26.单位反馈系统稳态速度误差的正确含义是( )。

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()1()r t V t =?时,输出位置与输入位置的稳态误差

D.在()1()r t V t =?时,输出速度与输入速度的稳态误差

27.已知其系统的型别为v ,输入为()n r t t =(n 为正整数),则系统稳态误差为零的条件是( ) A.v n ≥ B.v >n C.v n ≤ D.v <n

28.若系统稳定,则开环传递函数中积分环节的个数越多,系统的( )。

A.稳定性提高

B.动态性能越好

C.无差度降低

D.无差度越高

29.为消除干扰作用下的稳态误差,可以在主反馈回到干扰作用点之前( )。

A.增加积分环节

B.减少积分环节

C.增加放大环节

D.减少放大环节

30.某单位反馈系统开环传递函数221000(1)(21)()(101000)

s s G s s s s ++=++,当输入为22t 时,系统稳态误差为( )。 A.0 B.∞ C.1 D.10

31.决定系统静态性能和动态性能的系统的( )。

A.零点和极点

B.零点和传递系数

C.极点和传递系数

D.零点、极点和传递系数

参考答案

一、填空题

1.零、单位阶跃

2.结构和系数、初始状态、外作用

3.超调量、峰值时间、调节时间

4.63.2%、

初始 5.越长 6.非、无、0 7.3T 、4T 、63.2% 8.阻尼比ξ、自然振荡角频率n ω 9.无、欠、临界、过、欠 10.ξ值、越大 11.ξ、n ω、越短 12.导数 13.闭环极点 14.劳斯判据 15.充要

16.负实部 17.结构和参加、初始状态、外作用 18.不稳定 19.不稳定 20.不稳定

21.积分 22.Ⅰ型 23.0 24.∞ 25.0 26.稳态精度、变差 27.增大、变差 28.最近、零点

二、单项选择题

1.C

2.C

3.D

4.A

5.D

6.A

7.B

8.C

9.D 10.B 11.B 12.B 13.B 14.A

15.C 16.B

17.D 18.A 19.B 20.C 21.A 22.C 23.B 24.B 25.B 26.C 27.B 28.D 29.A

30.C 31.D

第四章 根轨迹分析法

一、填空题

1.正反馈系统的相角满足( ),正反馈系统的根轨迹称为( )。

2.根轨迹起始于( ),终止于( )。

3.根轨迹全部在根平面的( )部分时,系统总是稳定的。

4.如果要求系统的快速性好,则( )应距离虚轴越远越好。

5.已知2j0-+点在开环传递函数为()()(4)(1)

k G s H s s s =

++的系统的根轨迹上,则该点对应的k 值为( )。

6.系统开环传递函数有3个极点,2个零点,则有( )支根轨迹。

7.根轨迹是连续的且关于( )对称。

8.根轨迹离开复数极点的切线方向与正实轴间夹角为( )。

9.根轨迹进入复数零点的切线方向与正实轴间夹角为( )。

10.已知系统的开环传递函数为()()3

k G s H s s =+,则(—2,j0)点( )根轨迹上。 二、单项选择题

1.开环传递函数为()()1

k G s H s s =+,则实轴上的根轨迹为( )。 A .(,1]-∞- B. [1,]-∞ C. (,0]-∞ D. [0,)∞

2.已知系统开环传递函数为()()()0.50.1k

G s s s =++,则该闭环系统的稳定状况为

( )。

A.稳定

B.不稳定

C.稳定边界

D.稳定状态无法确定

3.设()()()

()()213k G s H s s s s =+++,当k 增大时,闭环系统( )。 A.由稳定到不稳定 B.由不稳定到稳定 C.始终稳定 D.始终不稳定

4.开环传递函数为()()()()13k

G s H s s s =++,则实轴上的根轨迹为( )。

A. [1,]-∞

B. [3,1]--

C. (,3]-∞-

D. [0,)∞

5.设开环传递函数为()

()2k G s s s =+,在根轨迹的分离点处,其对应的k 值应为( )。 A.0.25 B.0.5 C.1 D.4

6.设()()()()12k

G s H s s s =++,当k 增大时,闭环系统( )。

A.由稳定到不稳定

B.由不稳定到稳定

C.始终稳定

D.始终不稳定

7.设开环传递函数为()(1)

k G s s s =+,在根轨迹的分离点处,其对应的k 值应为( )。 A.0.25 B.0.5 C.1 D.4

8.开环传递函数为()2

k G s s =+,则根轨迹上的点为( )。 A.—1 B. 3j -+ C.—5 D.2j0-+

9.确定根轨迹与虚轴的交点,可用( )。

A.劳斯判据

B.幅角条件

C.幅值条件

D.0dk ds

=

10.开环传递函数为(5)()()(2)

k s G s H s s s +=+的根轨迹的弯曲部分轨迹是( )。 A.半圆 B.整圆 C.抛物线 D.不规则曲线

11.系统开环传递函数为两个“s ”多项式之比()()()

M s G s N s =,则闭环特征方程为( )。 A.()0N s = B.()()0N s M s += C.1()0N s += D.与是否为单位反馈系统有关

12.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.(2)(1)k s s s -+ B.(1)(5)k s s s -+ C.2(31)k s s s -+ D.(1)(2)

k s s s -- 三.名词解释

1.根轨迹

2.广义根轨迹

3.零度根轨迹

4.最小相位系统

5.非最小相位系统

6.主导极点

7.偶极子

四.简答题

1.根轨迹的方程是什么?幅角方程是什么?幅值方程是什么?

2简述确定根轨迹与虚轴的交点的两种方法。

习题答案:

一、填空题 1.2k π±、零度根轨迹 2.开环极点、开环零点或无穷远点 3.虚轴左半 4.闭环极点 5. 2 6. 3 7.实轴 8. 出射角(起始角) 9. 入射角(终止角) 10.不在

二、单项选择题 1.A 2.A 3.A 4.B 5.C 6.C 7.A 8.C 9.A 10.B 11.B

12.A

第五章 频率分析

一、填空题

1.设系统的频率特性为G(j )R()jI()=+ωωω,则I()ω称为( )。

2.设系统的频率特性G(j )R()jI()=+ωωω,则相频特性()G j ∠=ω( )。

3.设某系统开环传递函数为210()(10)(1)

G s s s s =+++,则其频率特性奈氏图起点坐标为( )。

4.用频域法分析控制系统时,最常用的典型输入信号是( )。

5.开环最小相位系统的对数幅频特性向右移5倍频程,则闭环系统的调节时间将____(增加,不变,减小),超调量将______(增加。不变,减小),抗高频噪声干扰的能力将______(增加,不变,减小 )。

6.系统的递函数1()1

Φs s =+,若输入信号为()sin r t t =,则系统的稳态输出()c t =( )。 7.比例环节的相频特性为( )。

8.积分环节的幅频特性为( )。

9.二阶微分环节是相位超前环节,最大超前角为( )。

10.二阶振荡环节是相位滞后环节,最大滞后角为( )。

二、单项选择题

1.积分环节的幅频特性,其幅值和频率成( )。

A.指数关系

B.正比关系

C.反比关系

D.不定关系

2.一阶系统的闭环极点越靠近s 平面原点,其( )。

A.响应速度越慢

B.响应速度越快 C .准确度越高 D.准确度越低

3.输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系是( )。

A.幅频特性

B.相频特性

C.传递函数

D.频率响应函数

4.设积分环节的传递函数为()K G s s

=,则其频率特性幅值()M =ω( )。 A.K ω B.2K ω C.1ω D.21ω 5.如果二阶振荡环节的对数幅频特性曲线存在峰值,则阻尼比ξ的值为( )。

A.00.707ξ<<

B.01ξ<<

C.0.707ξ>

D.1ξ>

6.开环系统频率特性3

3G(j )(1j )=+ωω,当1/rad s =ω时,其频率特性相角(1)θ=( )。 A .45o - B. 90o - C. 135o - D. 270o -

7.设开环系统频率特性为2

2G(j )j (1j )=

+ωωω,则其频率特性的奈奎斯特图与负实轴交点的频率值ω为( )。

自动控制原理习题

自动控制原理习题

A. rad /s 2

B. 1rad /s /s D. 2rad /s 8.某环节传递函数1001()101

s G s s +=

+,则其频率特性的奈奎斯特图终点坐标为( )。 A.(0,j0) B.(1,j0) C.(1,j1) D.(10,j0) 9.设开环系统频率特性为1(j ω)j ω(j ω+1)(j2ω+1)G =

,则其频率特性的极坐标图与负实轴交点的频率值ω为( )。

A. rad /s 2

自动控制原理习题

自动控制原理习题

B. 1rad /s /s D. 2rad /s 10.设积分环节的频率特性为(j ω)1/(j ω)G =,当频率ω从0→∞时,其坐标平面上的奈奎斯特曲线是( )。

A.正虚轴

B.负虚轴

C.正实轴

D.负实轴

三.名词解释

1.频率特性

2.转折频率

3.伯德图

4.极坐标图

5.相位裕量

6.幅值裕量 参考答案

一、填空题 1.虚频特性 2.

()

arctan[]

()

I

R

ω

ω

3.(1,j0)

4.正弦信号

5.减小、不变、

减弱

自动控制原理习题

45)

t- 7.0 8.1

ω

,90

- 9.180 10.180

二、单项选择题 1.C 2.A 3.B 4.A 5.A 6.C 7.B 8.D 9.A

10.B

第六章校正

一.填空题

1.比例控制规律的表达式是()。

2.比例-积分控制规律表达式是()。

3.比例-微分控制规律表达式是()。

二.单项选择题

1.PI控制规律指的是()。

A.比例、微分

B.比例、积分

C.积分、微分

D.比例、积分、微分

2.PD控制器的传递函数形式是()。

A.

1

5

3s

+ B.54s

+ C.

5

1

41

s

s

+

+

D.

1

1

3s

+

3.采用串联超前校正时,通常可使校正后系统的截止频率

c

ω()。

A.减少

B.不变

C.增大

D.可能增大,也可能减少

4.某串联校正装置的传递函数为

1

()

0.11

c

s

G s

s

+

=

+

,则它是一种()。

A.滞后校正B.超前校正 C.超前-滞后校正 D.比例校正

三.名词解释

1.系统校正

2.系统设计

参考答案

二.单项选择题

1.B

2.B

3.C

4.B

第七章非线性系统

一.填空题

1.在构成自动控制系统的环节中,有一个或一个以上的环节具有()时,这样的系统便是非线性控制系统。

2.线性系统可用线性微分方程来描述,而非线性系统则要用()来描述,线性系统中经常应用的(),在非线性系统中不适应。

3.非线性系统有时会产生()的周期震荡现象,因为此时无外加信号,故称为()。

4.一个非线性环节的描述函数只是描述环节在正弦信号作用下,其输出()与输入()的关系。

5.求出非线性环节()后,就可用它代替非线性环节,从而建立起非线性系统的数学描述。

6.相平面法是一种用()来求解二阶非线性微分方程的分析方法。

7.相平面法适用于任意非线性,但只能用来分析()非线性系统。

8.平衡点附近的()最能反映系统的运动特性,通常把平衡点又称为奇点。

9.极限环是相平面上一条孤立封闭的(),反映了系统的()状态。

10.极限环有稳定的,不稳定的和半稳定的之分,其中稳定的极限环对应一种稳定的()运动。

二.单项选择题

1.线性系统的稳定性只与系统的()有关。

A.输入

B.输出

C.初始条件

D.参数

2.没有外界周期变化信号的作用时,系统内产生的()的稳定周期运动称为自激振荡。

A.单调

B.衰减

C.具有固定振幅和频率

D.渐扩

3.描述函数法是一种研究()的近似方法。

A.单调过程

B.衰减震荡过程

C.简谐型自振荡

D.渐扩振荡过程

4.描述函数定义为非线性环节输出的基波分量与输入()的复数比。

A.阶跃信号

B.斜坡信号

C.脉冲信号

D.正弦信号

5.相平面上半平面x>0,相轨迹的走向是x增加的方向,即()。

A.向上

B.向下

C.向左

D.向右

6.相平面下半平面x<0,相轨迹的走向是x减小的方向,即()。

A.向上

B.向下

C.向左

D.向右

参考答案

一.填空题

1.非线性特性

2.非线性微分方程、叠加原理

3.不衰减,自振荡

4.基波分量,正弦信号

5.描述函数

6.图解法

7.一阶和二阶

8.相轨迹

9.相轨迹,自激振荡 10.自振

二.单项选择题

1.D

2.C

3.C

4.D

5.D

6.C

第八章采样系统

一.填空题

1.采样过程是一个脉冲()过程,()信号经采样后变为()信号。

2.描述线性离散系统常用的数学模型是( )、( )和离散状态空间描述。

3.z变换与拉式变换的关系是z=()。

G s=(),它具有()滤波作用。

4.零阶保持器的传递函数()

h

5.脉冲传递函数是在( )条件下,线性离散系统的( )变量z 变换与( )变量z 变换之比。

6.线性离散闭环系统特征方程的根的摸小于1,则此控制系统是( )的。

二.单项选择题

1.常用函数1()t 的z 变换为( )。 A.1 B.

11z - C.1z z - D.1

z z + 2.采用过程的采样装置可以简单地看成是一个()。

A.采用开关

B.保持器

C. D/A 转换器

D.滤波器

3.离散系统常用的数学模型为( )。

A.微分方程

B.差分方程

C.传递函数

D.频率特性 4.已知二阶离散系统的闭环特征方程2220z z ++=,则该闭环系统的稳定状况为( )。

A.稳定

B.不稳定

C.临界稳定

D.稳定状态无法确定

5.某二阶离散系统是稳定的系统,则可能的一对闭环几点是()。

A.{}0,0.5

B. {}1,0.5--

C. {}1,2--

D. {}1j,1j -+--

参考答案

一、填空题 1.调制,连续,断续/离散 2.差分方程、脉冲传递函数 3.Ts e 4.1Ts

e s

-- 5.零初始、输出、输入 6.稳定

二.单项选择 1.C 2.A 3.B 4.B 5.A

第九章 现代控制

一、填空题

1.状态变量是指完全表征系统运动状态的且个数( )的一组变量。

2.状态空间描述由( )和( )组成。

3.若已知3阶系统的判别矩阵2[()]T

T

T T T c A c A c 的秩为3﹑那么该系统状态是( )的。 4.系统的状态方程为010121x x u ????=+????--????

时,系统的特征值为( )。 5.为了便于求解和研究控制系统的状态响应,特定的输入信号一般采用( )、( )和( )等。

6.组合系统的基本组合方式为( )、( )和( )、三种类型。

7.已知系统矩阵1101A -??= ?-??

,则状态转移矩阵At e =( )。 8.控制系统的稳定性,包括( )稳定性和( )稳定性。

9.控制系统中采用了反馈方式除了( )外,还采用( )。

10.系统的自由解是系统( )时,由( )引起的自由运动。

11.系统经非奇异变换,其特征方程( ),能控性( )。

12.齐次状态方程0,(0)x Ax x x ==的解()x t =( )。

13.能控性反应( )对系统状态的制约能力。

14.能观测性反应系统输出对( )的识别能力。

15.外部稳定性又称为( )稳定。

16.系统的( )响应是在系统的初始状态等于零时,由控制激励作用引起的响应。

17.状态方程揭示了系统的内部特征,也称为( )。

18.实现解耦控制常用的两种方法是( )法和( )法。

19.在状态空间分析中,常用( )来分析系统各状态变量之间的信息传递关系。

20.同一个系统,状态变量的选择不是( )的。

21.系统矩阵A 的所有特征值都具有( )时,系统在平衡状态渐近稳定的。

22.李雅普诺夫两种判别稳定的方法是( )和( )。

23.已知线性系统的微分方程的阶数是m 阶,则系统的状态变量个数是( )个。

24.通过状态反馈能镇定的充要条件是其( )子系统是渐进稳定的。

25.线性系统的特征结构由( )和( )所表征。

26.系统随时间变化,状态向量()x t 在状态空间中描绘出( )。

27.闭环系统传递函数的全部极点都具有( )时,系统是BIBO 稳定。

28.引入状态反馈,改变了系统的闭环( )。

29.在状态空间分析中,能控Ⅰ型与观测Ⅱ型是互为( )关系的。

30.在传递函数的实现中,通常把没有( )对消的传递函数的实现称为最小实现。

二、单项选择

1.系统的状态变量( )。

A .是描述系统的内部状态 B. 是描述系统的外部状态 C .不是唯一的 D.是唯一的

2.下列选项中,不能由状态转移矩阵求出系统矩阵A 的是( )。

A.()()A t t ΦΦ=-

B.(0)A Φ=

C.}{1

()[()]sI A L t Φ--= D.(0)A Φ=

3.下述系统中状态不完全能控制的系统是( )。 A .101021x x u ????=+???????? B. 110011x x u ????=+????????

C. 101012x x u -????=+????????

D. 101020x x u ????=+????????

4.系统矩阵??

????-=1001A ,则状态转移矩阵()t Φ。 A .t t e e 00-轾犏犏臌 B. t

t e e 0

0-轾犏犏臌 C. t e 001轾犏犏臌 D. t e 100轾犏犏臌

5.若系统100021x x u -????=+????-????& ,[]x y 10= ,则该系统( )

。 A .状态能控制且能观测 B. 状态既不能控又不能观测

C .状态能控制但不能观测 D. 状态不能控但能观测

6.设系统001011x x u ????=+????????&,[]x y 01=,则该系统( )

。 A .状态能控制且能观测 B. 状态能控但不能观测

C .状态不能控且不能观测 D. 状态不能控但能观测

7.设系统001011x x u ????=+????????&,[]x y 12= ,则该系统( )

。 A .状态能控制且能观测 B. 状态既不能控又不能观测

C .状态能控制但不能观测 D. 状态不能控但能观测

8.若系统01011b x x u ????=+????????

&是能控的,则常数b 取值范围是( )。 A . 1b ≠ B. 1b = C. 0b ≠ D. 0b =

9.线性系统A B C 1111(,,)?和1112(,,)A B C ?互为对偶系统,则( )。

A .22T C

B = B.12

C C = C .12T C B = D.12C B =

10.线性系统1111(,,)A B C ∑和1112(,,)A B C ?互为对偶系统,则( )。

A .12T A A = B. 12T A C = C .12T A

B = D. 12A A =

11.线性系统1111(,,)A B C ∑和1112(,,)A B C ?互为对偶系统,则( )。

A .12T

B B = B.12B

C = C.12T B C = D.12B B =

12.线性系统1111(,,)A B C ∑和1112(,,)A B C ?互为对偶系统,则不满足的是( )。

A. 1∑能控性等价于2∑能观测性

B.传递函数阵互为转置

C. 1∑能观测性等价于2∑能控性

D.特征方程不相同

13.线性系统A B C 1111(,,)?和1111(,,)A B C ?互为对偶系统,则不满足的是( )。

A .12T A A = B.12T C

B =

C .12T B C = D.12()()W s W s =

14.李雅普诺夫函数22121()()2

V x x x =-

+,则)(x V 是( )。 A .负定的 B.正定的 C .半正定的 D.不定的

15.李雅普诺夫函数2121

()()2V x x x =+,则)(x V 是( )。

A .负定的 B.正定的 C .半正定的 D.不定的

16.线性系统内部稳定与外部稳定的关系是( )。

A.内部稳定的,一定外部稳定

B.外部稳定的,一定内部稳定

C.内部不稳定的,一定外部不稳定

D.二者是等价的

17.状态转移矩阵()Φt 的重要性质有( )。

A. (0)0Φ=

B. 1()()Φt Φt -=-

C. ()()k Φt k Φt =

D. 1212()()()

Φt t Φt Φt +=+

18.若系统1002x x ??

=????&,则系统的平衡状态( )。

A.12c x 轾犏=犏臌

B. 10c x 轾

犏=犏臌 C. 02c x 轾

犏=

犏臌 D. 0

c x 轾

犏=犏臌

19.通过状态反馈进行任意配置闭环极点的充要条件是,其受控对象是( )。

A.能控的

B.能控且能观测的

C.能观测的

D.不能观测的

20.下述系统中状态完全能控制的系统是( )

A.101021x x u ??

??

=+???????? B.101000x x u ????

=+????????

C.101020x x u ????=+????????

D.011000x x u ????

=+????????

21.通过输出反馈系统进行任意配置闭环极点的充要条件是,其受控对象是( )。

A.能观测的

B.能控且能观测的

C. 能控的

D.不能控的

22.系统矩阵A 10

00轾犏=犏臌 ,则状态转移矩阵t ()=Φ( )

A. t e 000轾犏犏臌

B. 000t e ??????

C.

t e 001轾

犏犏臌 D. t e 10

0-轾犏

犏臌

23.李雅普诺夫函数22

12()()V x x x =+,则)(x V 是( )。

A .负定的 B.正定的 C .半正定的 D.不定的

24.通过状态反馈能镇定的充要条件是,其( )子系统是渐进稳定的

A.能控

B.不能控

C.能观测

D.不能观测

25.传递函数()G s 是一个实现(,,)A B C ?为最小实现的充要条件是( ).

A .(,,)A

B

C ?是能控的 B. (,,)A B C ?是能观测的

C. (,,)A B C ?是能控且能观测的

D. (,,)A B C ? 是不能控且能观测的

26.通态状态反馈不改变系统的( )。

A.能控性

B.能观测性

C.闭环极点 D 系统特征值

27.T A P PA Q +=- 是( )。

A .李雅普诺夫方程 B. 李雅普诺夫函数 C. 特征矩阵 D.状态转移矩阵

28.状态空间描述( )

A.只能描述系统内部状态和行为

B.只能描述系统外部状态和行为

C.既能描述系统内部状态和行为,又能描述系统的外部状态和行为

D.既不能描述系统内部状态和行为,又不能描述系统的外部状态和行为

三、名词解释

1.状态空间

2.状态变量

3.状态方程

4.输出方程

5.状态空间描述

6.状态结构图

7.特征矩阵 8.特征多项式 9.特征方程 10.特征值 11.状态转移矩阵 12.能控性

13.能观测性

14.对偶原理 15.最小实现 16.稳定 17.外部稳定性 18.内部稳定性 19.平衡状态

20.渐进稳定21.大范围渐进稳定 22.李雅普诺夫函数 23.李雅普诺夫方程 24.极点配置 25.状态观测器

四、简答题

1.状态空间描述与传递函数的区别是什么?

2.什么是传递函数的实现问题?什么书最小实现。

3.试述线性连续系统的时间离散化问题。

4.状态转移矩阵的含义是什么?

5.试述凯莱—哈密顿定理。

6.线性定长系统的运动规律是什么?

7.单入单出系统的能控性和能观测性与传递函数零极点的关系是什么?

8.外部稳定性与内部稳定性的关系是什么?

9.李雅普诺夫第一法和李雅普诺夫第二法的含义是什么?

10.设给定系统为0,(0)x Ax Bu x x y Cx Du ì=+=??í?=+??

& 存在任意一个非奇异矩阵T ,将状态矢量x 作为线性变换,得到另一状态矢量z 设变换关系为Tz x ,试写出变换后新状态空间描述

11.试述极点配置问题。

12.什么是状态可镇定?状态可镇定的充要条件是什么?

13.试述状态观测重构问题。

14.输出反馈和状态反馈区别是什么.?

15.解耦控制的基本原理是什么?

参考答案

一填空题

1.最少

2.状态方程、输出方程

3.能观测

4.121s s ==-

5.脉冲函数、阶跃反馈、斜坡函数

6.并联、串联、反馈

7.0t t t e te e ---骣÷?÷?÷?÷

桫 8.外部、内部 9.输出反馈、状态反馈 10.输出为零、初始状态11.不变、不变 12.0At e x 或0()Φt x 13.输入控制 14.初始状态 15.BIBO

16.零状态 17.内部描述 18.串联补偿器、状态反馈 19.状态结构图 20.唯一 21.负实部 22.李雅普诺夫第一法、李雅普诺夫第二法 23.m 24.不能控 25.特征值、特征矢量 26.状态轨迹 27.负实部 28.极点

29、对偶 30、零极点

二.单项选择

1.C

2.B

3.D

4.B

5.B

6.B

7.A

8.A

9.C 10.A 11.C 12.D 13.D 14.A

15.C 16.A 17.B 18.D 19.A 20.A 21.A 22.C 23.B 24.B 25.C 26.A

27.A 28.C

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