北理工20春《自动控制理论1》在线作业答案

1.主导极点的特点是（）。

A.距离虚轴很近B.距离实轴很近C.距离虚轴很远D.距离实轴很远【参考答案】: A2.系统的频率特性（）A.是频率的函数B.与输入幅值有关C.与输出有关D.与时间t有关【参考答案】: A3.单位反馈系统的开环传递函数G(s)=16/(s(s+4*sqrt(2)))，其幅值裕度h等于（）A.0B.4sqrt(2)dBC.16dBD.无穷【参考答案】: D4.系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（）指标密切相关。

A.允许的峰值时间B.允许的超调量C.允许的上升时间D.允许的稳态误差【参考答案】: D5.系统型次越高，稳态误差越（）。

A.越小B.越大C.不变D.无法确定【参考答案】: A6.用实验法求取系统的幅频特性时，一般是通过改变输入信号的（）来求得输出信号的幅值。

A.相位B.频率C.稳定裕量D.时间常数【参考答案】: B7.系统的传递函数在右半S平面上没有零点和极点，则该系统称作（）。

A.非最小相位系统B.最小相位系统C.不稳定系统D.振荡系统【参考答案】: B8.适合应用传递函数的系统是（）。

A.单输入，单输出的线性定常系统B.单输入，单输出的线性时变系统C.单输入，单输出的定常系统D.非线性系统【参考答案】: A9.已知串联校正装置的传递函数为0.2(s+5)/(s+10)，则它是（）A.相位迟后校正B.迟后超前校正C.相位超前校正D.A、B、C都不是【参考答案】: C10.二阶系统的调整时间长，则说明（）。

A.系统响应快B.系统响应慢C.系统的稳定性差D.系统的精度差【参考答案】: B11.典型二阶系统的超调量越大，反映出系统（）A.频率特性的谐振峰值越小B.阻尼比越大C.闭环增益越大D.相角裕度越小【参考答案】: D12.开环频域性能指标中相角裕度对应时域性能指标 ( ) 。

A.超调B.稳态误差C.调整时间D.峰值时间【参考答案】: A13.最小相角系统闭环稳定的充要条件是（）A.奈奎斯特曲线不包围（-1，j0）点B.奈奎斯特曲线包围（-1，j0）点C.奈奎斯特曲线顺时针包围（-1，j0）点D.奈奎斯特曲线逆包围（-1，j0）点【参考答案】: A14.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（）。

已知最小相位系统的开环对数幅频特性)(ωL 和串联校正装置的对数幅频特性)(CωL如图所示：（1） 写出原系统的开环传递函数G(S),并求其相角裕度 ； （2） 写出校正装置的传递函数)(S G ； （3） 画出校正后系统的开环对数幅频特性)(ωL ，并求其相角裕度 。

(ωL如图示系统结构图1，试用结构图化简方法求传递函数)()(s R s C 。

设原控制系统的开环传递函数为10G(S)S(0.5S 1)(0.1S 1)=++，采用传递函数为c 0.23S+1G (S)0.023S 1=+ 的串联校正装置，试：1.画出校正前系统的乃氏曲线（要求有简单步骤），并判断系统的稳定性（说明理由）。

2.绘出校正前、后系统的对数幅频特性图。

3.说明采用的是何种校正方案，该校正方案对系统有何影响。

已知系统方框图如图所示，试计算传递函数)()(11s R s C 、)()(12s R s C 、)()(21s R s C 、)()(22s R s C 。

某控制系统的方框图如图所示，欲保证阻尼比ξ=0.7和响应单位斜坡函数的稳态误差为ss e =0.25,试确定系统参数K 、τ。

典型二阶系统的开环传递函数的标准形式有哪几种，绘出欠阻尼情况下的阶跃响应曲线，标出必要的动态性能指标。

试述非线性系统的特点，并写出饱和特性的输入和输出的关系式。

试述非线性系统的稳定性判据。

描述函数法分析非线性控制系统必须满足什么条件？1）线性部分必须具有较好的低通特性；2）非线性的输出必须是奇函数或半波对称函数，保证直流分量为0；3）非线性部分输出的基波分量最强；4）非线性系统可化成典型的结构形式。

若一非线性二阶系统以坐标原点作为奇点，且该二阶非线性系统线性化后的奇点类型为稳定的焦点、节点鞍点，试绘出该奇点附近的相轨迹。

某系统的特征方程为01616201282)(23456=++++++=S S S S S S S D ,则其大小相等符号相反的虚数极点对为____________、____________。

《自动控制理论》课程习题集一、单项选择题1.以下不属于自动控制基本方式的是（ B ）。

A．开环控制 B．随动控制C．复合控制 D．闭环控制2.自动控制系统的（ A ）是系统工作的必需条件。

A．稳固性B．动向特征C．稳态特征 D．瞬态特征在（D）的状况下应尽量采纳开环控制系统。

A .系统的扰动量影响不大B.系统的扰动量大且没法估计C.闭环系统不稳固D.系统的扰动量能够估计并能进行赔偿4.系统的其传达函数（B）。

A.与输入信号相关B.只取决于系统构造和元件的参数C.闭环系统不稳固D.系统的扰动量能够估计并能进行赔偿5.成立在传达函数观点基础上的是（C）。

A.经典理论B.控制理论C.经典控制理论D.现代控制理论6.组成振荡环节的必需条件是当（C）时。

A.ζ=1B.ζ=0C.0<ζ<1D.0≤ζ≤17.当（B）时，输出C(t)等幅自由振荡，称为无阻尼振荡。

文档A.ζ=1B.ζ=0C.0<ζ<1D.0≤ζ≤18. 若二阶系统的阶跃响应曲线无超调达到稳态值， 则两个极点位于位 于（D ）。

A. 虚轴正半轴 B.实正半轴 C. 虚轴负半轴 D.实轴负半轴线性系统稳固的充足必需条件是闭环系统特点方程的全部根都拥有（B ）。

A. 实部为正B. 实部为负C.虚部为正D. 虚部为负10. 以下说法正确的选项是：系统的开环增益（ B ）。

A. 越大系统的动向特征越好 B. 越大系统的稳态特 性越好C.越大系统的阻尼越小D. 越小系统的稳态特 性越好 11. 根轨迹是指开环系统某个参数由0 变化到∞，（D ）在s 平面 上挪动的轨迹。

A. 开环零点B.开环极点C.闭环零点D.闭环极点闭环极点若为实数，则位于[s]平面实轴；若为复数，则共轭出现。

所以根轨迹（A ）。

A. 对称于实轴B. 对称于虚轴C.位于左半[s]平面D. 位于右半[s]平面13.系统的开环传达函数G0(s)K *(s1)(s3)，则全根轨迹的分支s(s 2)(s 4)数是（ C）。

此为第一部分如合适，请再下第二部分1-6解 控制系统的任务是使摄像机自动跟踪光点显示器指示的方向。

当摄像机方向角与光点显示器指示的方向一致时，12θθ=，自整角机输出0=e ，交流放大器输出电压0=u ，电动机静止，摄像机保持原来的协调方向。

当光点显示器转过一个角度，12θθ≠时，自整角机输出与失谐角21θθθ-=∆成比例的电压信号（其大小、极性反映了失谐角的幅值和方向），经电位器后变成e ，经放大器放大后驱动伺服电动机旋转，并通过减速器带动摄像机跟踪光点显示器的指向，使偏差减小，直到摄像机与光点显示器指向重新达到一致时为止。

测速发电机测量电动机转速，进行速度反馈，用以改善系统性能。

系统中，摄像机是被控对象，摄像机的方向角2θ是被控量，给定量是光点显示器指示的方向角1θ。

系统方框图如图解1-6所示。

参 考 答 案第一章1-1解 （1）负反馈连接方式为：d a ↔，c b ↔； （2）系统方框图如图解1-1 所示。

1-3解 加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比，c u 增高，炉温就上升，c u 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。

炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压f u 。

f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较，得出偏差电压e u ，经电压放大器、功率放大器放大成a u 后，作为控制电动机的电枢电压。

在正常情况下，炉温等于某个期望值T °C ，热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u 。

此时，0=-=f r e u u u ，故01==a u u ，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使c u 保持一定的数值。

这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。

当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以下的控制过程：控制的结果是使炉膛温度回升，直至T °C 的实际值等于期望值为止。

1.自动控制的理论，自动控制有（）种基本方式。

A.1B.2C.3D.4【参考答案】: C2.微分方程为C(t)=Kr(t)是（）。

A.放大环节B.比例环节C.积分环节D.微分环节【参考答案】: A3.延迟时间是指单位阶跃响应曲线上升到其稳态值的（）所需的时间。

A.20%B.40%C.50%D.80%【参考答案】: C4.以下不属于最优控制研究方法的是（）。

A.解析法B.数值计算法C.梯度型法D.最小集合法【参考答案】: D5.压力控制系统、电压控制系统、速度控制系统等常采用（）。

A.随动系统B.恒值控制系统C.计算机控制系统D.数字控制系统【参考答案】: B6.以下不属于衡量系统“控制效果”的准则的性能指标是（）。

A.积分型性能指标B.微分性能指标C.终端型性能指标D.复合型性能指标【参考答案】: B7.（）通常是指20lg|G(jω)|的近似线在第一个转折频率以前的区段。

A.低频段B.中频段C.高频段D.超高频段【参考答案】: A8.以下不属于线性离散系统的数学模型是（）。

A.差分方程B.脉冲传递函数C.离散状态空间表达式D.电子模型图【参考答案】: D9.把连续信号转换为离散信号的装置称为（）。

A.采样器B.A/D转换器C.D/A转换器D.交换器【参考答案】: A10.在一个系统中对一个输入或初始条件的任何响应称为（）。

A.系统变量B.系统参数C.实变量D.虚变量【参考答案】: A11.离散控制系统的性能分析不包括（）方面。

A.准确性B.稳定性C.稳态性能D.动态响应【参考答案】: A12.闭环极点离（）越近，对动态过程的影响就越（），这就是主导极点的概念。

A.实轴、大B.虚轴、大C.实轴、小D.虚轴、小【参考答案】: B13.使系统单位阶跃响应的平稳性好的必要条件是阻尼比ξ越（），自然振荡角频率ωn（）。

A.大、小B.小、小C.小、大、D.大、大【参考答案】: A14.以下哪个不属于系统辨识实验设计的内容（）。

北京理工大学智慧树知到“电气工程及其自动化”《自动控制理论1》网课测试题答案（图片大小可自由调整）第1卷一.综合考核(共10题)1.一个设计良好的系统，相角裕度应为45度左右。

()A.错误B.正确2.如果闭环系统无零点，且闭环极点均为负实数极点，则时间响应一定是衰减振荡的。

()A.错误B.正确3.两典型二阶系统的超调量δ%相等，则此两系统具有相同的()。

A.自然频率B.相角裕度C.阻尼振荡频率D.开环增益K4.以下说法正确的是()。

A.要系统稳定，则全部闭环极点应在左半S平面B.要系统快速性好，则闭环极点应远离实轴C.要平稳性好，则阻尼比为0.707D.闭环零点可以削弱或抵消附近的闭环极点作用5.适合应用传递函数的系统是()。

A.单输入，单输出的线性定常系统B.单输入，单输出的线性时变系统C.单输入，单输出的定常系统D.非线性系统6.如果系统闭环系统特征方程某项系数为负数，系统不稳定。

()A.错误B.正确7.开环控制系统特征是没有()环节。

A.给定B.放大C.反馈D.执行8.典型二阶系统的超调量越大，反映出系统()A.频率特性的谐振峰值越小B.阻尼比越大C.闭环增益越大D.相角裕度越小9.二阶系统的调整时间长，则说明()。

A.系统响应快B.系统响应慢C.系统的稳定性差D.系统的精度差10.闭环控制系统通常对扰动量进行直接或间接的测量，通过反馈影响控制信号。

()A.错误B.正确第1卷参考答案一.综合考核1.参考答案：B2.参考答案：A3.参考答案：B4.参考答案：ACD5.参考答案：A6.参考答案：B7.参考答案：C8.参考答案：D9.参考答案：B10.参考答案：A。

第一章自动控制概论思考题1、什么是自动控制？他对人类活动有什么意义？所谓自动控制就是在没有人直接参与的情况下，通过控制装置使被控制对彖或生产过程自动地按照预定的规律运行，使Z达到预期的状态或性能要求。

自动控制是人类在认识世界和发明创新的过程屮发展起來的一门重要的科学技术。

依靠它，人类可以从笨重、重复性的劳动中解放出來，从事更富创造性的工作。

2、什么是反馈？什么是负反馈？通常，我们把输出量送回到输入端并与输入信号比较的过程称为反馈。

若反馈的信号是与输入信号相减而使偏差值越来越小，则称为负反馈。

3、开环控制系统是怎样实现控制作用的？请举例说明。

开环控制系统：如果系统的输出端和输入端Z间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响，这样的系统称为开环控制系统。

例：原始的数控机床进给系统就是开环控制系统。

指令输入到计算机控制系统Z中，带动步进电机运动，使工作台移动，产生位移输出。

在口常生活中，许多控制系统都可以理解成开环控制系统，如电风扇的转速是由档位决定的，不能根据环境温度自动调节；洗衣机定时系统是由功能和时间决定，不能根据所洗衣物清洁程度自动调节。

4、闭环控制系统是怎样实现控制作用的？请举例说明。

闭环控制系统：闭环控制（亦称为反馈控制，Feedback Control）是指能对输出量与输入量进行比较，并且将它们的偏差作为控制手段，以保持两者Z间预定关系的系统。

如：自动调温空调，当环境温度高于设定温度时，空调制冷系统自动开启，调定室温到设定值。

5、对自动控制系统的基本要求是什么？对控制系统的基本要求是：系统的稳定性、响应的快速性、响应的准确性。

6、试叙述电冰箱中温度控制系统的温度控制过程。

电冰箱温度控制系统由感温管，温度调节，执行动作等系统组成。

冰箱没工作时，感温管内气体遇热就膨涨，触点就将两原来断开的接触点靠在一起了。

冰箱在工作时，由于冰箱内制冷系统在给冰箱不段的输入冷气，就越来越冷，随着温度不短降低，感温管内的气体缩小，气垫就将断点段开，然而就将冰箱停止工作！7、试叙述骑自行车时的闭环控制过程。

北交《自动控制理论》在线作业一-0005
积分环节和惯性环节的频率特性在（）上相等。

A:幅频特性的斜率
B:最小幅值
C:相位变化率
D:穿越频率
答案：A
通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（）。

A:比较元件
B:给定元件
C:反馈元件
D:放大元件
答案：C
二阶系统当共轭复数极点位于（）线上时，对应的阻尼比为0.707。

A:±45°
B:±30°
C:±60°
D:±90°
答案：A
以下哪种措施不能提高系统的稳定性。

（）
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
答案：A
把系统的开环频率特性画在（）上可以求得闭环频率特性。

A:等M圆图
B:系统图
C:伯德图
D:结构图
答案：A
降低稳态误差所采取的措施有。

（）
A:增大开环增益
B:增加前向通道中积分环节数
C:采用复合控制
D:采用综合控制
答案：A,B,C
结构图的基本组成形式有。

（）
A:串联连接
B:并联连接
C:反馈连接
D:混联连接
答案：A,B,C
以下环节哪些（）为控制系统的典型环境。

A:比例环节
B:积分环节
C:微分环节。