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一、简答题
1．对于连续控制系统，请回答开环增益越大系统越不稳定吗？并说明理由。
【答案】对于连续控制系统，开环增益越大系统不一定越不稳定。因为这个结论只对最小相角系统成立，非最小相角系统没有这个规律。可能是开环增益越大稳定性越好。
2．线性定常离散系统的稳定性除了与系统结构参数有关之外，还与哪些因素有关？
【答案】线性定常离散系统的稳定性除了与系统的结构参数有关之外，还与采样周期有关，越小，稳定性越好。
3．列举反映系统动态性能的5项指标。如果单纯增大反馈控制系统的开环增益，这些指标将如何变化？
【答案】增大开环增益后自然振荡频率增大，阻尼比较小，但阻尼比与自然振荡频率的乘积保持不变，动态响应变快，上升时间和峰值时间变小，超调量变大，振荡次数变大，调节时间保持不变。
4．控制系统的结构图如下图所示。
图
(1)分析说明内反馈的存在对系统稳定性的影响；
(2)试求位置误差系数、速度误差系数和加速度误差系数，并说明内反馈的存在对系统稳态误差的影响。
【答案】(1)当无反馈时，系统不稳定，当，系统稳定。
(2)当时，，，。
当时，，，
5．对控制系统进行校正时，在什么情况下，不宜采用串联超前校正？为什么？
【答案】在系统的快速性满足要求而稳定性不满足要求或快速性已经达到要求而希望系统的动态响应超调量不太大时不宜采用超前校正，因为超前校正会改善系统的快速性，同时会使系统的稳态性能变差，有高频噪声信号时亦不宜使用。
6．水箱液位控制系统结构如图所示，运行中无论用水量如何变化(由开关操纵)，希望水面高度(液位)c保持不变。试分析该系统的工作原理并画出系统的原理方框图。
图
【答案】在该液位控制系统中，水箱的进水量来自电动机控制开度的进水阀门，出水量由用户阀门确定。该系统能在用户用水量随意变化的情况下，保持水箱水位在希望的髙度上不变。
工作原理：当电位器电刷位于中点位置(对应)时，放大器输入端电压为零，电动机不动，控制阀门有一定的开度，使水箱中流入水量与流出水量相等，从而液位保持在希望的高度上。
当水箱水位低于设定值时，浮子下移，通过杠杆使电位器电刷从中点向上移动，从而改变放大器输入端电压，通过放大器驱动电机旋转，并且通过减速机加大进水阀门的开度，增加进水量，使水箱水位提高。反之亦然。最终调节液位在一个相对稳定的高度。
控制任务：保持水位c在设定值；
被控制量：实际水位c
扰动量：出水量；
被控对象：水箱；
测量元件：浮子；
比较元件：电位器；
放大元件：放大器；
执行元件：电动机、减速机、进水阀门。
根据上述分析，给出系统的原理方框图如图所示。
图
7．已知某二阶系统的闭环极点位于下图所示平面的阴影部分中，请确定其阻尼比和无阻尼振荡频率的取值范围。
图
【答案】。
8．如图所示，某负反馈系统，由线性元件G(s)和非线性元件N(A)组成,G(s)在右半平面没有极点。试从G(s)和的极坐标图判断说明a，b，c，d，e点中，哪些是稳定的极限环，哪些是不稳定的极限环？
图
【答案】曲线包围的复平面下部区域为系统不稳定区域，当曲线离开不稳定区域时产生的极限环是稳定的，即a,c,e点是稳定的极限环；当曲线进入不稳定区域时产生的极限环是不稳定的，即b，d点是不稳定的极限环。
9．什么是系统的频率响应？根据频率响应的基本定义，说明如何通过实验获得系统的频率特性。
【答案】系统的频率响应为当系统输入正弦信号时，系统的输出正弦信号稳态值与输入的正弦信号的复数比，得到的复数的幅值与输入正弦信号的频率的关系成为幅值特性，相角与频率的关系称为相频特性；实验中，连续输入不同频率得正弦信号，得到幅值和相角随输入正弦信号的频率变化关系，即得到系统的频率特性。
10．考虑系统
(1)判断系统的稳定性；
(2)判断系统是否完全能控、完全能观测的；