吉大《控制工程基础》习题答案

吉大15春学期《控制工程基础》在线作业一

单选题 多选题 判断题

一、单选题（共 14 道试题，共 56 分。）

1. 下面因素中，与系统稳态误差无关的是（）。

A. 系统的类型

B. 开环增益

C. 输入信号

D. 开环传递函数中的时间常数

-----------------选择：D

2. 某环节的传递函数为G(s)=Ts+1,它是（）。

A. 积分环节

B. 微分环节

C. 一阶积分环节

D. 一阶微分环节

-----------------选择：D

3. 控制论的中心思想是（）。

A. 一门即与技术科学又与基础科学紧密联系的边缘科学

B. 通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制

C. 抓住一切通讯和控制系统所共有的特点

D. 对生产力的发展、生产率的提高具有重大影响

-----------------选择：B

4. 若要增大系统的稳定裕量，又不降低系统的响应速度和精度，通常可以采用（）。

A. 相位滞后校正

B. 提高增益

C. 相位超前校正

D. 顺馈校正

-----------------选择：C

5. 二阶系统的传递函数为G(s)=3/（4s2+s+100）,其无阻尼固有频率ωn是（）。

A. 10

B. 5

C. 2.5

D. 25

-----------------选择：B

6. 单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=4/s(s+5) ，则系统在r(t)=2t输入作用下，其稳态误差为（）。

A. 10/4

B. 5/4

C. 4/5

D. 0

-----------------选择：A

7. 设单位反馈系统的开环传递函数为G（s）=K/s(s+1)(s+2),则系统稳定时的开环增益K

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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。

2014-2015学年第二学期期末《控制工程基础》大作业

一简答题（每小题10分，共50分）

1. 已知系统的传递函数 写出极点和零点

答：s+a=0 s=-a 时零点

（s+b）(s+1)(s+5)=0 s=-b或s=-1或s=-5 时极点

2. 已知系统开环传递函数 ，写出开环增益和系统的型别。

答：开环增益是每个因式的常数项都为1，由此得到：

)12.0)(1)(11.0(5)1(10ssssa，所以开环增益是2510。

系统型别直接看开环传递函数的分母中包含积分项s的阶数，此题中s阶数为1，故型别为1型。

3. 有哪些建立控制系统数学模型的方法？

答：建立控制系统的数学模型有两种基本方法：一种是根据控制系统内部的运动规律,分析各种变量间的因果关系而建立起来的系统的数学模型。这种方法称为机理建模或理论分析法；另一种方法则是根据实际测试的数据或计算数据，按一定的数学方法，归纳出系统的数学模型，这种方法称为系统辨识法或试验分析法。在对控制系统的运动机理、内部规律比较了解的情况下，适合应用机理建模法。用这种方法建立的数学模型,能科学地揭示系统内部及外部的客观规律，因而代表性强，适应面广。在系统运动机理复杂很难掌握其内在规律的情况下，往往需要按系统辨识的方法得到系统的数学模型，这种模型是根据具体对象而得出的，因而适应面较窄,通用性差。

4. 什么是控制系统的数学模型？

答：控制系统的数学模型主要是指描述控制系统及其各组成部分特性的微分方程、状态空间表达式、差分方程、传递函数、频率特性以及基于神经网络、模糊理论而建立的模型等。

5. 什么是香农采样定理？

答：香农采样定理:如果模拟信号(包括噪声干扰在内)频谱的最高频率为fmax,只要按照采样频率f>=2fmax进行采样,那么采样信号就能惟一地复观.

二 综合分析题（每小题25分，共50分）

1. 设单位反馈系统的开环传递函数为 试设计一串联超前校正装置，使系统满足如下指标：