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控制工程基础 题库
目 录
● 第一部分：单选题……………………………………………1
● 第二部分：多选题
（多选、少选、错选均不得分）……………………………13
● 第三部分：简答题……………………………………………24
● 第四部分：建模题……………………………………………27
● 第五部分：稳定性分析题……………………………………36
● 第六部分：结构图简化题……………………………………37
● 第七部分：时域分析题………………………………………41
● 第八部分：频域分析题………………………………………44
● 第九部分：稳态分析题………………………………………47
● 第十部分：校正分析题………………………………………50
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第一部分：单选题
1.自动控制系统的反馈环节中必须具有[ b ]
a.给定元件 b．检测元件
c．放大元件 d．执行元件
2. 在直流电动机的电枢回路中，以电流为输出，电压为输入，两者之间的传递函数是[ a ]
a．比例环节 b．积分环节
c．惯性环节 d．微分环节
3. 如果系统不稳定，则系统 [ a ]
a.不能工作 b．可以工作，但稳态误差很大
c．可以工作，但过渡过程时间很长 d．可以正常工作
4. 在转速、电流双闭环调速系统中，速度调节器通常采用[ B ]调节器。
a．比例 b．比例积分
c．比例微分 d．比例积分微分
5.单位阶跃函数1(t)的拉氏变换式L[1(t)]为[ B ]：
a．S b. S1 c. 21S d. S2
6. 在直流电动机的电枢回路中，以电流为输出，电压为输入，两者之间的传递函数是[ A ] 第 3 页 共 52 页 A．比例环节 B．积分环节
1 第一章 概 论
本章要求学生了解控制系统的基本概念、研究对象及任务，了解系统的信息传递、反馈和反馈控制的概念及控制系统的分类，开环控制与闭环控制的区别；闭环控制系统的基本原理和组成环节。学会将简单系统原理图抽象成职能方块图。
例1 例图1-1a 为晶体管直流稳压电源电路图。试画出其系统方块图。
例图1-1a 晶体管稳压电源电路图
解：在抽象出闭环系统方块图时，首先要抓住比较点，搞清比较的是什么量；对于恒值系统，要明确基准是什么量；还应当清楚输入和输出量是什么。对于本题，可画出方块图如例图1-1b。
例图1-1b 晶体管稳压电源方块图
本题直流稳压电源的基准是稳压管的电压，输出电压通过3R和4R分压后与稳压管的电压wU比较，如果输出电压偏高，则经3R和4R分压后电压也偏高，使与之相连的晶体管基极电流增大，集电极电流随之增大，降在cR两端的电压也相应增加，于是输出电压相应减小。反之，如果输出电压偏低，则通过类似的过程使输出电压增大，以达到稳压的作用。
例2 例图1-2a为一种简单液压系统工作原理图。其中，X为输入位移，Y为输出位移，试画出该系统的职能方块图。
解：该系统是一种阀控液压油缸。当阀向左移动时，高压油从左端进入动力油缸，推动动力活塞向右移动；当阀向右移动时，高压油则从右端进入动力油缸，推动动力活塞向左移动；当阀的位置居中时，动力活塞也就停止移动。因此，阀的位移，即B点的位移是该系统的比较点。当X向左时,B点亦向左，而高压油使Y向右，将B点拉回到原来的中点，堵住了高压油，Y的运动也随之停下；当X向右时,其运动完全类似，只是运动方向相反。由此可画出如例图1-2b的职能方块图。
1
例图1-2a 简单液压系统
例图1-2b 职能方块图
1．在给出的几种答案里，选择出正确的答案。
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控制理论与控制工程复习资料
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1.1 图1.18是液位自动控制系统原理示意图。在任意情况下，希望液面高度c维持不变，试说明系统工作原理并画出系统方块图。
第 20 页 共 23 页 cSM___1Q浮浮浮浮浮浮2Q浮浮浮浮浮浮浮浮浮浮浮浮fi
解：系统的控制任务是保持液面高度不变。水箱是被控对象，水箱液位是被控变量。电位器用来设置期望液位高度*c (通常点位器的上下位移来实现) 。
当电位器电刷位于中点位置时，电动机不动，控制阀门有一定的开度，使水箱的流入水量与流出水量相等，从而使液面保持在希望高度*c上。一旦流出水量发生变化(相当于扰动)，例如当流出水量减小时，液面升高，浮子位置也相应升高，通过杠杆作用使电位器电刷从中点位置下移，从而给电动机提供一定的控制电压，驱动电动机通过减速器减小阀门开度，使进入水箱的液体流量减少。这时，水箱液位下降．浮子位置相应下降，直到电位器电刷回到中点位置为止，系统重新处于平衡状态，液位恢复给定高度。反之，当流出水量在平衡状态基础上增大时，水箱液位下降，系统会自动增大阀门开度，加大流入水量，使液位升到给定高度*c。
系统方框图如图解1. 4.1所示。
1.2恒温箱的温度自动控制系统如图1.19所示。
1 第一章
1．试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。
2．如题图1-1（a）、（b）所示两水位控制系统，要求：
• 画出方块图（包括给定输入量和扰动输入量）；
• 分析工作原理，讨论误差和扰动的关系。
图1-1
3．如题图1-2所示炉温控制系统，要求（1）指出系统输出量、给定输入量、扰动输入量、被控对象和自动控制器的各组成部分并画出方块图；（2）说明该系统是怎样得到消除或减少偏差的。
图1-2
4．举出五个身边控制系统的例子，试用职能方块图说明其基本原理，并指出是开环还是闭环。
5．双输入控制系统的一个常见例子是由冷热两个阀门的家用沐浴器。目标是同时控制水温和流量，画出此闭环系统的方块图，你愿意让别人给你开环控制的沐浴器吗？
2 第二章
1．试求下列函数的拉氏变换
(1) )(1)2()()54()(tttttf
(2))4(1)453sin(6)(tttf
(3))8sin25.08(cos)(6ttetft
2．试求下列函数的拉氏反变换
（1）)3)(2(1)(sssSF
（2）1)(seSFs
（3）)2()1()(2sssSF
（4）44)(2ssSF
3．对题图2-1所示的控制系统，计算，。
图2-1
4．系统结构如题图2-2所示。试分别用结构图化简方法和梅逊公式法求传递函数。
图2-2
5．系统结构图如题图2-3所示。求传递函数及。 3
图2-3
6．试列写题图2-4所示双输入-双输出机械位移系统的微分方程并画出系统结构图。
图2-4
第三章
1．考虑一个单位反馈控制系统，其闭环传递函数为
（1）试确定其开环传递函数G(s)。
（2）求单位斜坡输入时的稳态误差。
2.已知单位反馈系统的单位阶跃响应为，求
（1）开环传递函数；
（2）； 4 （3）在作用下的稳态误差。
3．设单位反馈控制系统的开环传递函数为，已知系统在单位阶跃作用下的误差响应为。试求系统的阻尼比，自然频率和在单位斜坡输入作用下的稳态误差。
