《机电控制工程基础》课复习题

1重点题： 1.Nyquist 图 2.Bode 图。

3.稳定性分析及劳斯判据4.稳态误差5.时域性能指标，频率性能指标求取（稳定裕量的指标求取（wc ，r ））第一章习题答案一、简答一、简答1．什么是自动控制？ 就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使生产过程或被控对象的某一物理量(输出量)准确地按照给定的规律(输入量)运行或变化。

运行或变化。

2．控制系统的基本要求有哪些？控制系统的基本要求可归结为稳定性；准确性和快速性。

控制系统的基本要求可归结为稳定性；准确性和快速性。

3．什么是自动控制系统？ 指能够对被控制对象的工作状态进行自动控制的系统。

它一般由控制装置和被控制对象组成4．反馈控制系统是指什么反馈？反馈控制系统是指负反馈。

反馈控制系统是指负反馈。

5．什么是反馈？什么是正反馈？什么是负反馈？反馈信号(或称反馈)：从系统(或元件)输出端取出信号，经过变换后加到系统(或元件)输入端，这就是反馈信号。

当它与输入信号符号相同，即反馈结果有利于加强输入信号的作用时叫正反馈。

反之，符号相反抵消输入信号作用时叫负反馈。

号的作用时叫正反馈。

反之，符号相反抵消输入信号作用时叫负反馈。

6．什么叫做反馈控制系统 系统输出全部或部分地返回到输入端，此类系统称为反馈控制系统（或闭环控制系统）。

7．控制系统按其结构可分为哪3类？控制系统按其结构可分为开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统。

控制系统按其结构可分为开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统。

8．举例说明什么是随动系统。

这种系统的控制作用是时间的未知函数，即给定量的变化规律是事先不能确定的，而输出量能够准确、迅速的复现给定量(即输入量)的变化，这样的系统称之为随动系统。

随动系统应用极广，如雷达自动跟踪系统，火炮自动瞄准系统，各种电信号笔记录仪等等。

应用极广，如雷达自动跟踪系统，火炮自动瞄准系统，各种电信号笔记录仪等等。

9．自动控制技术具有什么优点？⑴ 极大地提高了劳动生产率；⑵极大地提高了劳动生产率；⑵ 提高了产品的质量；⑶提高了产品的质量；⑶减轻了人们的劳动强度，使人们从繁重的劳动中解放出来，去从事更有效的劳动；⑷人们从繁重的劳动中解放出来，去从事更有效的劳动；⑷ 由于近代科学技术的发展，许多生产过程依靠人们的脑力和体力直接操作是难以实现的，还有许多生产过程则因人的生理所限而不能由人工操作，如原子能生产，深水作业以及火箭或导弹的制导等等。

《控制工程基础》课程综合复习资料一、单选题1. 判断下面的说法是否正确：偏差()t ε不能反映系统误差的大小。

(A)正确(B)错误答案：B2. 判断下面的说法是否正确：静态速度误差系数v K 的定义是20lim .()s s G s →。

(A)正确(B)错误答案：B3.二阶振荡环节的传递函数G(s)=（）。

(A)22,(01)21Ts T s Ts ξξ<<++ (B)22,(01)21T T s Ts ξξ<<++ (C)221,(01)21T s Ts ξξ<<++ (D)22,(01)21s T s Ts ξξ<<++ 答案：C4.函数5()301G jw jw =+的幅频特性()A w 为（）。

(A)(B)(C)(D)259001w + 答案：D5.某一系统的误差传递函数为()1()1()i E s X s G s =+，则单位反馈系统稳态误差为（）。

(A)01lim ()1()i s s X s G s →+ (B)01lim ()1()i s X s G s →+ (C)1lim ()1()i s s X s G s →∞+ (D)1lim ()1()i s X s G s →∞+ 答案：A6.某系统的传递函数为21()56s s s s φ+=++，其单位脉冲响应函数0()x t =（）。

(A)23(2)1()t t e e t ---+(B)23(2)1()t t e e t --+(C)1()t(D)0答案：A7.图中系统的脉冲传递函数为（）。

(A)1010()(1)()(1)()T T C z z e R z z z e --+=-+ (B)1010()(1)()(1)()T T C z z e R z z z e ---=-+ (C)210()10()(1)()T C z z R z z z e -=--(D)210()10()(1)()T C z z R z z z e --=-- 答案：C8.二阶系统的极点分别为120.5,3s s =-=-，系统增益2，则其传递函数为（）。

机电控制工程基础课程辅导(第一次)控制系统的基本概念一. 自动控制的基本概念自动控制是相对于人工控制而言的，就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使生产过程或被控对象的某一物理量(输出量)准确地按照给定的规律(输入量)运行或变化。

自动控制系统指能够对被控制对象的工作状态进行自动控制的系统。

它一般由控制装置和被控制对象组成。

被控制对象(简称被控对象)是指要求实现自动控制的机器、设备或生产过程。

例如，飞机、锅炉、机床以及化工生产过程等。

二. 自动控制的实例恒温控制系统在这个控制系统中，恒温箱的温度是由给定信号电压u1控制的。

当外界因素引起箱内温度变化后，作为测量元件的热电偶，将与温度相对应的电压信号u2测出，并反馈回去与给定信号u1进行比较，所得的结果即为温度的偏差信号Δu。

经过电压、功率放大器放大后，以控制电动机的旋转速度与方向，并通过传动装置拖动调压器动触头。

当恒温箱内温度偏高时，使调压器减小加热电流，反之加大电流，直到温度达到给定值为止。

此时偏差信号Δu ＝0，电机停止。

这样，就完成了所要求的控制任务。

而所有这些装置便组成了一个自动控制系统。

反馈控制有两个最主要的特点：一是有反馈存在，二是按偏差进行控制。

实现自动控制的装置可以各不相同，但反馈控制原理却是相同的。

自动控制的优点自动控制技术具有以下优点：⑴极大地提高了劳动生产率；⑵提高了产品的质量；⑶减轻了人们的劳动强度，使人们从繁重的劳动中解放出来，去从事更有效的劳动；⑷由于近代科学技术的发展，许多生产过程依靠人们的脑力和体力直接操作是难以实现的，还有许多生产过程因人的生理所限而不能由人工操作，如原子能生产，深水作业以及火箭或导弹的制导等等。

在这种情况下，自动控制更加显示出其巨大的作用。

三. 自动控制的基本方式控制系统按其结构型式可分为开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统三种。

开环控制系统如果系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用就没有影响，这样的系统就称为开环控制系统。

页脚内容《机电控制工程基础》复习题一、 选择题1. PI 校正为（ A ）校正A ．滞后 B. 超前 C 滞后超前 D 超前滞后 2. 一阶系统的传递函数为11+s ,则其时间常数为( D ) A ．0.5 B. 4 C. 2 D . 1 3．系统的根轨迹（ A ）A ．起始于开环极点，终于开环零点B 起始于闭环极点，终于闭环零点C ．起始于闭环零点，终于开环极点D 起始于开环零点，终于开环极点 4.一阶系统的传递函数为243+s ,则其时间常数为( C )A ．0.5 B. 4 C. 2 D . 15. 二阶系统的超调量%δ 。

( A )A. 只与ζ有关 B.与ζ无关C.与n ω和ζ无关 C.与n ω和ζ都有关6． 劳斯稳定判据能判断（ A ）的稳定性。

A ．线性定常系统 B. 线性时变系统 C 非线性系统 D 任何系统 7．已知)2(1][+=s s s F ，其原函数的终值（ D ）A ．0 B.∞ C 0.75 D0.58、 已知线性系统的输入x(t)，输出y(t)，传递函数G(s)，则正确的关系是 B 。

A )]([)()(1s G L t x t y -⋅=；B )()()(s X s G s Y ⋅=； C)()()(s G s Y s X ⋅=； D )()()(s G t x t y ⋅= 。

9、 设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统，如图所示，以外力f(t)为输入量，位移y(t)为输出量的运动微分方程式可以对图中系统进行描述，那么这个微分方程的阶次是：（ B ）A 1；B 2；C 3；D 4页脚内容10、二阶系统的传递函数为14412++s s ；则其无阻尼振荡频率n ω和阻尼比为（ D ） A 1 ，21 ； B 2 ，1 ； C 2 ，2 ； D 21 ，1 11、()()()TS e s X s Y s G -==传递函数表示了一个（ A ）A 时滞环节；B 振荡环节；C 微分环节；D 惯性环节 12、一阶系统的传递函数为153+s ；其单位阶跃响应为（ B ）A 51t e-- ； B 533t e-- ； C555t e-- ；D53t e--13、某二阶系统的特征根为两个互不相等的实数，则系统的单位阶跃响应曲线表现为（ B ）A ．单调衰减 B. 单调上升 C 等幅振荡 D 振荡衰减14、已知道系统输出的拉氏变换为 ()22)(n ns s s Y ωω+= ,那么系统处于（ C ）A 欠阻尼；B 过阻尼；C 临界阻尼；D 无阻尼 15、 某一系统的速度误差为零，则该系统的开环传递函数可能是（ D ）A1+Ts K ； B ))((b s a s s d s +++；C )(a s s K +； D )(2a s s K +；16、根据下列几个系统的特征方程，可以判断肯定不稳定的系统为（ B ）A023=+++d cs bs as ； B 0234=+-++d cs bs as s ；C0234=++++e ds cs bs as ；其中e d c b a 、、、、均为不等于零的正数。

第一章 习题答案一、填空1.系统输出全部或部分地返回到输入端叫做 反馈2.有些系统中，将开环与闭环结合在一起，这种系统称为复合控制系统3.我们把输出量直接或间接地反馈到 反馈 形成闭环参与控制的系统，称作闭环控制系统4.控制的任务实际上就是形成控制作用的规律，使不管是否存在扰动，均能使被控制对象的输出量满足给定值的要求。

5.系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态这样的系统是 稳定 系统。

6、自动控制系统主要元件的特性方程式的性质，可以分为线性控制系统和非线性控制系统。

7、为了实现闭环控制，必须对输出量进行测量，并将测量的结果反馈到输入端与输入量相减得到偏差，再由偏差产生直接控制作用去消除偏差 。

因此，整个控制系统形成一个闭合回路。

我们把输出量直接或间接地反馈到输入端，形成闭环,参与控制的系统，称作闭环控制系统8、题图由图中系统可知，输入量直接经过控制器作用于被控制对象，当出现扰动时，没有人为干预，输出量 按照输入量所期望的状态去工作，图中系统是一个控制系统。

1、不能 开环9、如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统称为系统，否则为 系统。

任何一个反馈控制系统能正常工作，系统必须是 的。

稳定 ； 不稳定 ； 稳定二、选择1.开环与闭环结合在一起的系统称为。

（ ）A 复合控制系统；B 开式控制系统；C 闭环控制系统；D 连续控制系统答：A 2.当时，闭环反馈控制系统输出的实际值∞→t 与按参考输入所确定的希望值之间的差值)(∞y )(∞r y 叫 。

（ ）A 微分；B 差分；C 稳态误差；D 积分答：C3．把输出量反馈到系统的输入端与输入量相减称为 。

（ ）A 反馈；B 负反馈；C 稳态差误；D 积分答：B4．机器人手臂运动控制属于 。

（ ）A 闭环控制；B 开环控制C 正反馈控制D 连续信号控制答：A5．自动售货机控制属于 。

国家开放大学电大《机电控制工程基础》网络课形考任务2作业及答案形考任务2一、判断题（共20道，每道2分）题目1时间常数T越大，一阶系统跟踪单位斜坡输入信号的稳态误差越小。

选择一项：对错题目2二阶系统在欠阻尼下阶跃响应表现为等幅振荡的形式。

选择一项：对错题目3一阶系统的动态响应速度和其时间常数有关。

选择一项：对错题目4两个二阶系统若具有相同的阻尼比，则这两个系统具有大致相同的超调量。

选择一项：对错题目5两个二阶系统若具有相同的阻尼比，则这两个系统具有大致相同的超调量。

选择一项：对错题目6两个二阶系统具有相同的超调量，则这两个系统具有相同的无阻尼自振荡角频率选择一项：对错题目7一阶系统的时间常数越小，其动态响应速度越快。

选择一项：对错题目8二阶系统的调节时间和阻尼比及无阻尼自振荡角频率的乘积成反比。

选择一项：对错题目9二阶系统的阻尼比越小，振荡性越强。

选择一项：对错题目10对于Ⅰ型系统，在单位阶跃输入信号下的稳态误差为零。

选择一项：对错题目11劳斯表第一列系数符号改变了两次，说明该系统有两个根在右半s平面。

选择一项：对错题目12如果在扰动作用下系统偏离了原来的平衡状态，当扰动消失后，系统能够以足够的准确度恢复到原来的平衡状态，则系统是稳定的。

否则，系统不稳定。

选择一项：对错题目13在计算中劳斯表的某一行各元素均为零,说明特征方程有关于原点对称的根。

选择一项：对错题目140型系统在阶跃输入作用下存在稳态误差,常称有差系统。

选择一项：对错题目150型系统不能跟踪斜坡输入，Ⅰ型系统可跟踪，但存在误差，Ⅱ型及以上在斜坡输入下的稳态误差为零。

选择一项：对错题目16二阶系统在零阻尼下，其极点位于S平面的右半平面。

选择一项：对错题目17二阶欠阻尼系统，其阻尼比越大，系统的平稳性越好。

选择一项：对错题目18系统的稳态误差和其稳定性一样，均取决于系统自身的结构与参数。

选择一项：对错题目19两个二阶系统具有相同的超调量，则这两个系统具有相同的无阻尼自振荡角频率。

《机电控制工程基础》概念部分复习题一、填空1. 自动控制就是 人直接参与的情况下， 使生产过程的输出量按照给定的规律 。

2. 系统的稳定性取决于 闭环极点的 。

3. 所谓反馈控制系统就是的系统的输出 地返回到输入端。

4. 给定量的变化规律是事先不能确定的，而输出量能够准确、迅速的复现给定量，这样的系统称之为 。

5. 在 下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为线性系统（或元件）的 。

6. 单位积分环节的传递函数为 。

7．一阶系统11+Ts ，则其时间常数为 。

8．系统传递函数为W(s)，输入为单位阶跃函数时，输出拉氏变换Y (s)为 。

9．单位负反馈系统开环传函为)1(9)(+=s s s G ，系统的阻尼比ξ= 、无阻尼自振荡角频率ωn 为 ，调节时间ts （5％）为 秒。

10．反馈信号(或称反馈)：从系统(或元件)输出端取出信号，经过变换后加到系统(或元件)输入端，这就是反馈信号。

当它与输入信号符号相同，即反馈结果有利于加强输入信号的作用时叫 。

反之，符号相反抵消输入信号作用时叫 。

11．Ⅰ型系统 无静差地跟踪单位斜坡输入信号。

12. 某环节的传递函数为2s ，则它的幅频特性的数学表达式是 ，相频特性的数学表达式是 。

13. 单位反馈系统的开环传递函数为)3)(2()(*++=s s s K s G ，根轨迹的分支数为 。

14. 负反馈结构的系统，其前向通道上的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则该系统的开环传递函数为 ，闭环传递函数为 。

15. 函数f(t)=2t 的拉氏变换为 。

16．单位负反馈结构的系统，其开环传递函数为)2(+s s K 则该系统为 型系统，根轨迹分支数为 。

17．线性系统的稳态误差取决于 和 。

18. 系统闭环特征方程为01010)(23=+++=Ks s s s D ，根据劳斯稳定判据得，闭环系统稳定下K 的取值范围是： 。

19. 对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加时，输出量的 过程不一定是衰减振荡。

机电控制工程基础试卷及答案(填空和判断)填空题1. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。

2. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终或稳定状态的响应过程。

3. 判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为负实根或负实部的复数根，即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。

4. I 型系统G s K s s ()()=+2在单位阶跃输入下，稳态误差为 0 ，在单位加速度输入下稳态误差为 ∞ 。

5. 频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。

6. 如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统是(渐进)稳定的系统。

7. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。

8. 系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。

传递函数反映系统本身的瞬态特性，与本身参数，结构有关，与输入无关；不同的物理系统，可以有相同的传递函数，传递函数与初始条件无关。

9. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。

10. 反馈控制系统开环对数幅频特性三频段的划分是以ωc （截止频率）附近的区段为中频段，该段着重反映系统阶跃响应的稳定性和快速性；而低频段主要表明系统的稳态性能。

11. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、快速性和准确性。

1．.对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、快速性 和准确性。

2．.按系统有无反馈，通常可将控制系统分为 开环控制系统 和 闭环控制系统 。

3．.在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分方程 、传递函数 动态结构图 频率特性等。

4．.稳态误差反映出稳态响应偏离系统希望值的程度，它用来衡量系统控制精度的程度。