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填空题21.闭环控制系统又称为 反馈控制 系统。
22.一线性系统，当输入是单位脉冲函数时，其输出象函数与 传递函数 相同。
23.一阶系统当输入为单位斜坡函数时，其响应的稳态误差恒为时间常数T 或常。
24.控制系统线性化过程中，线性化的精度和系统变量的 偏移程度 有关。
25.对于最小相位系统一般只要知道系统的 开环幅频特性 就可以判断其稳定性。
26.一般讲系统的位置误差指输入是 阶跃信号 所引起的输出位置上的误差。
27.超前校正是由于正相移的作用，使截止频率附近的 相位 明显上升，从而具有较大 的稳定裕度。
28.二阶系统当共轭复数极点位于 ±45︒ 线上时，对应的阻尼比为0.707。
29.PID 调节中的“P ”指的是 比例 控制器。
30.若要求系统的快速性好，则闭环极点应距虚轴越_ 远 _越好。
21.“经典控制理论”的内容是以 传递函数 为基础的。
22.控制系统线性化过程中，变量的偏移越小，则线性化的精度 越高 。
23.某典型环节的传递函数是21)(+=s s G ，则系统的时间常数是 0.5 。
24.延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使 .相频特性 发生变化。
25.若要全面地评价系统的相对稳定性，需要同时根据相位裕量和 幅值裕量 来做出判断。
26.一般讲系统的加速度误差指输入是 匀加速度 所引起的输出位置上的误差。
27.输入相同时，系统型次越高，稳态误差越 小28.系统主反馈回路中最常见的校正形式是 串联校正和反馈校正30.若系统的传递函数在右半S 平面上没有 零点和极点，则该系统称作最小相位系统。
21.对控制系统的首要要求是系统具有 .稳定性 。
22.在驱动力矩一定的条件下，机电系统的转动惯量越小，其 加速性能 越好。
224.延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使 相频特性 发生变化。
25.二阶系统当输入为单位斜坡函数时，其响应的稳态误差恒为 常量 。
26.反馈控制原理是 检测偏差并纠正偏差的 原理。
自动控制原理1一、单项选择题（每小题1分，共20分）9. 一阶微分环节Ts s G +=1)(，当频率T=ω时，则相频特性)(ωj G ∠为（ ） A.45° B.-45° C.90° D.-90° 10.最小相位系统的开环增益越大，其（ ）A.振荡次数越多B.稳定裕量越大C.相位变化越小D.稳态误差越小11.设系统的特征方程为()0516178234=++++=s s s s s D ，则此系统 （ ） A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。
12.某单位反馈系统的开环传递函数为：())5)(1(++=s s s ks G ，当k =（ ）时，闭环系统临界稳定。
A.10B.20C.30D.4013.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ，则此系统中包含正实部特征的个数有（ ） A.0 B.1 C.2 D.3 14.单位反馈系统开环传递函数为()ss s s G ++=652，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（ ） A.2 B.0.2 C.0.5 D.0.05 15.若已知某串联校正装置的传递函数为1101)(++=s s s G c ，则它是一种（ ）A.反馈校正B.相位超前校正C.相位滞后—超前校正D.相位滞后校正 16.稳态误差e ss 与误差信号E (s )的函数关系为（ ）A.)(lim 0s E e s ss →= B.)(lim 0s sE e s ss →=C.)(lim s E e s ss ∞→= D.)(lim s sE e s ss ∞→=17.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（ ） A.减小增益 B.超前校正 C.滞后校正 D.滞后-超前 18.相位超前校正装置的奈氏曲线为（ ）A.圆B.上半圆C.下半圆D.45°弧线 19.开环传递函数为G (s )H (s )=)3(3s s K,则实轴上的根轨迹为（ ）三、名词解释（每小题3分，共15分） 31.稳定性32.理想微分环节 33.调整时间 34.正穿越 35.根轨迹四、简答题（每小题5分，共25分）36.为什么说物理性质不同的系统，其传递函数可能相同 ? 举例说明。
.全国2005年1月高等教育自学考试自动控制理论(二)试题课程代码：02306一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题后的括号内。
1—5小题每小题2分，6—15小题每小题1分，共20分)1. 如果系统中加入一个微分负反馈，将使系统的超调量P σ( )。
A. 增加B. 减小C. 不变D. 不定2. 在伯德图中反映系统动态特性的是( )。
A. 低频段B. 中频段C. 高频段D. 无法反映3. 设开环系统的频率特性G(j ω)=2)j 1(1ω+，当ω=1rad/s 时，其频率特性幅值M(1)=()。
A. 1 B. 2C. 21D. 414. 若系统的状态方程为u 10X 1103X ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=•，则该系统的特征根为( )。
A. s 1=3, s 2=-1B. s 1=-3, s 2=1C. s 1=3, s 2=1D. s 1=-3, s 2=-15. 开环传递函数为G(s)H(s)=)3s (s K3+,则实轴上的根轨迹为( )。
A.［-3,∞］B. ［0,∞］C. (-∞,-3］D. ［-3,0］6. 由电子线路构成的控制器如图，它是( )。
A. 超前校正装置B. 滞后校正装置C. 滞后—超前校正装置D. 以上都不是7. 进行串联滞后校正后，校正前的穿越频率ωC 与校正后的穿越频率C ω'的关系，通常是()。
A. ωC =C ω' B. ωC >C ω'C. ωC <C ω'D. ωC 与C ω'无关8. 状态转移矩阵φ(t)的重要性质有( )。
A. φ(0)=0B. φ-1(t)= -φ(t)C. φk(t)=kφ(t)D. φ(t1+t2)=φ(t1)φ(t2)9. 微分环节的频率特性相位移θ(ω)=( )。
A. 90°B. -90°C. 0°D. -180°10. 对于一阶、二阶系统来说，系统特征方程式的所有系数都是正数是系统稳定的( )。
5.11 利用闭环频率特性分析系统的性能课程回顾频域稳定判据稳定裕度利用开环频率特性分析系统的性能研究闭环频率特性的必要性闭环频率特性的一些特征量在实际工程中应用十分广泛；通过实验方法容易得到系统的闭环频率特性；通过闭环频率特性可以估算系统的性能指标。
闭环频率特性的几个特征量(1)零频值：是ω=0时的闭环幅频特性值，也就是闭环系统的增益，或者说是单位阶跃响应的稳态值。
0()=0M M 闭环幅频特性如果M (0)=1，则意味着当阶跃信号作用于系统时，系统响应的稳态值与输入值一致，即此时系统的稳态误差为0。
所以M (0)直接反映了系统在阶跃信号作用下的稳态精度。
M (0)越接近1，系统的稳态精度越高。
闭环频率特性的几个特征量闭环幅频特性(2)谐振频率ωr谐振峰值M r谐振峰值是指闭环频率特性的最大值M max 与零频值M (0)之比。
M r 值大，意味着系统的相对稳定性较差，系统的阶跃响应会有比较大的超调量。
谐振频率是指出现谐振峰值M r 时的角频率。
对二阶欠阻尼系统221ξωω−=n r 2121ξξ−=r M ()≤≤00.707ξ闭环频率特性的几个特征量闭环幅频特性(3) 带宽频率ωb :是指闭环幅频特性M (ω)降低到其零频值的70.7%时所对应的频率。
通常把区间[0，ωb ]对应的频率范围称为通频带或频带宽度（简称带宽）。
带宽大，高频信号分量容易通过系统达到输出端，系统上升时间就短。
相反，闭环带宽小，系统时间响应慢，快速性就差。
用闭环频率特性分析、设计系统时，通常以闭环频域指标Mr 和ωb作为依据，Mr 和ωb与时域指标σ%和ts之间存在某种关系，这种关系在一阶、二阶系统中是准确的，在高阶系统中则是近似的。
单位反馈一阶系统()=1T G s s ()=+1T 1s s Φ1T c K ω===1T b ω===333T s c bt ωω707.0)2()()(22222=+−=b n b n n b M ωξωωωωω42244221ξξξωω+−+−=n b 422442215.3ξξξξω+−+−=s b t 2()n n n ξ=++222ωΦωωs s s 二阶系统闭环传递函数221ξωω−=n r 2121ξξ−=r M )707.00(≤≤ξns t ξω5.3=高阶系统[]%100)1(4.016.0%⨯−+=r M σ22()()=()()c b ⎡⎤=+−+−⎣⎦⎡⎤+−+−⎣⎦2 1.51 2.511.62 1.51 2.51s r r r r t M M M M ωωππ)8.11(≤≤r M 5.11 利用闭环频率特性分析系统的性能常用两个经验公式估算系统的动态指标高阶系统M r 和ωb 与开环频率特性中的γ和ωc 之间存在如下近似关系：b c =1.6ωω()o o r =≤≤13590sin M γγ总结用频域分析方法估算系统的动态性能s t 00σ()j G ω闭环频域与时域关系图()j Φω实验测试稳定性稳定裕度0M r r M ,ωb ωγω⇒c h g ⇒ω闭环频率特征量奈氏判据对数判据()i j G ω开环频域与时域关系图感谢聆听，下节再见。
5.6 利用开环频率特性分析系统的性能在频域中对系统进行分析、设计时，通常是以频域指标作为依据的，但是不如时域指标来得直接、准确。
因此，须进一步探讨频域指标与时域指标之间的关系。
考虑到对数频率特性在控制工程中应用的广泛性，本节将以Bode 图为基点，首先讨论开环对数幅频特性)(ωL 的形状与性能指标的关系，然后根据频域指标与时域指标的关系估算出系统的时域响应性能。
实际系统的开环对数幅频特性)(ωL 一般都符合如图5-49所示的特征：左端（频率较低的部分）高；右端（频率较高的部分）低。
将)(ωL 人为地分为三个频段：低频段、中频段和高频段。
低频段主要指第一个转折点以前的频段；中频段是指穿越频率（或截止频率）c ω附近的频段；高频段指频率远大于c ω的频段。
这三个频段包含了闭环系统性能不同方面的信息，需要分别进行讨论。
需要指出，开环对数频率特性三频段的划分是相对的，各频段之间没有严格的界限。
一般控制系统的频段范围在Hz 100~01.0之间。
这里所述的“高频段”与无线电学科里的“超高频”、“甚高频”不是一个概念。
5.6.1 )(ωL 低频渐近线与系统稳态误差的关系系统开环传递函数中含积分环节的数目（系统型别）确定了开环对数幅频特性低频渐近线的斜率，而低频渐近线的高度则取决于开环增益的大小。
因此，)(ωL 低频段渐近线集中反映了系统跟踪控制信号的稳态精度信息。
根据)(ωL 低图5-49 对数频率特性三频段的划分频段可以确定系统型别υ和开环增益K ，利用第3章中介绍的静态误差系数法可以确定系统在给定输入下的稳态误差。
5.6.2 )(ωL 中频段特性与系统动态性能的关系开环对数幅频特性的中频段是指穿越（或截止）频率c ω附近的频段。
设开环部分纯粹由积分环节构成，图5-50（a ）所示的对数幅频特性对应一个积分环节，斜率为dec dB /20-，相角 90)(-=ωϕ，因而相角裕度 90=γ；图5-50（b ）的对数幅频特性对应两个积分环节，斜率为dec dB /40-，相角 180)(-=ωϕ，因而相角裕度 0=γ。
1.凡是输入输出关系符合_______和齐次性的系统称之为线性系统。
2.叠加原理是线性系统的基本性质之一，对于非线性系统，叠加原理_____成立。
3.线性系统与非线性系统的本质区别是是否满足_______。
4.输入输出模型是对系统的外部描述，_______是这种描述的是最基本的形式，传递函数、框图、信号流图均是由它导出。
5.根轨迹法与频域法都是建立在_______基础上的，需用要根据其画出相应的图，进而进行分析。
6.控制理论有四个重要概念：动态、模型、互联和______，这四个概念是系统分析和设计的关键。
7.计算机网络IP协议采用开环控制，TCP协议则采用______控制。
8.自动控制系统主要由对象、检测单元、执行单元和________等四个基本部分构成。
9.控制理论把系统满足物理约束条件下的负载扰动抑制、测量噪声衰减、指令跟踪、系统结构及参数变化的不确定性问题，归结为求解反馈系统的稳定性、快速性、准确性和_______。
10.反馈是处理不确定性的工具，采用反馈控制，要使系统达到稳定性、_______、准确性、鲁棒性的要求。
11.________是处理不确定性的工具，采用反馈控制，要使系统达到稳定性、快速性、准确性、鲁棒性的要求。
12.灵敏度函数不但可以描述系统对于过程参数变化的鲁棒性，同时也刻画了闭环系统对于______的抑制性能。
13.灵敏度函数不但可以描述系统对于过程_______的鲁棒性，同时也刻画了闭环系统对于扰动的抑制性能。
)14.对于物理系统，由于系统的因果性，传递函数分母的阶次n总是_________分子的阶次m。
15.传递函数2(3)ss++的极点是________。
16.传递函数23(2)(3)ss++的零点是________。
17.传递函数5(3)ss s++的有限零点是________。
18.传递函数23ss++的有限极点是________。
19.线性系统渐近稳定的充要条件是其特征方程的所有根均位于_______。
自动控制理论(二) 第五章测试题一、单项选择题(每小题2分)1、系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的( )A.充分条件B.必要条件C.充分必要条件D.以上都不是 2、下列判别系统稳定性的方法中，哪一个是在频域里判别系统稳定性的判据（ ） A.劳斯判据 B.赫尔维茨判据 C.奈奎斯特判据 D.根轨迹法 3、设单位负反馈系统的开环传函为G(s)=3)1s (22+，那么它的相位裕量γ的值为（ ） A.15º B.60º C.30º D.45º4、 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( ) A. 实轴上 B. 虚轴上 C. 左半部分 D. 右半部分5、下列频域性能指标中，反映闭环频域性能指标的是( ) A.谐振峰值M r B.相位裕量γ C.增益裕量K g D.剪切频率ωc6、在经典控制理论中，临界稳定被认为是( )A.稳定B.BIBO 稳定C.渐近稳定D.不稳定 7、奈奎斯特稳定性判据是利用系统的( )来判据闭环系统稳定性的一个判别准则。
A.开环幅值频率特性B.开环相角频率特性C.开环幅相频率特性D.闭环幅相频率特性 8、系统的开环传递函数由1)s(s K +变为2)1)(s s(s K++，则新系统( )。
A.稳定性变好 B.稳定性变坏C.稳定性不变D.相对稳定性变好 9、利用奈奎斯特图可以分析闭环控制系统的（ ） A.稳态性能 B.动态性能C.稳态和动态性能D.抗扰性能 10、设单位负反馈控制系统的开环传递函数G o (s)=)a s (s K+，其中K>0,a>0，则闭环控制系统的稳定性与（ ） A.K 值的大小有关 B.a 值的大小有关 C.a 和K 值的大小有关 D.a 和K 值的大小无关11、已知系统的特征方程为(s+1)(s+2)(s+3)=s+4，则此系统的稳定性为（ ） A ．稳定 B ．临界稳定 C ．不稳定 D ．无法判断12、已知系统前向通道和反馈通道的传递函数分别为G （s ）=s K 1)s (H ,)1s (s 10h +=-，当闭环临界稳定时，K h 值应为（ ） A ．-1 B ．-0.1 C ．0.1 D ．113、闭环系统特征方程为G(s)H(s)=-1,其中G(s)H(s)的矢量表示为（ ） A ．1/（2l+1）π B ．1/±(2l+1)π C ．1/（±2l π） D ．1/(±l π) （各备选项中l =0,1,2……）14、若系统的特征方程式为 s 3+4s+1=0 ，则此系统的稳定性为 ( ) A ．稳定 B ．临界稳定 C ．不稳定 D ．无法判断 15、已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为)5s )(1s (s )1s (10)s (G +-+=，该系统闭环系统是（ ）A ．稳定的B ．条件稳定的C ．临界稳定的D ．不稳定的 16、系统的开环传递函数为)1TS (s 2)s (G k +=，当T=1s 时，系统的相位裕量为（ ）A ．30° B ．45° C ．60° D ．90° 17、设某闭环传递函数为1s 101)s (R )s (Y +=，则其频带宽度为（ ） A ．0～10 rad/s B ．0～1 rad/s C ．0～0.1 rad/sD ．0～0.01 rad/s18、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为 G(s)＝ ，则相位裕量 γ 的值为（ ） A ． 30° B ． 45° C ． 60° D ． 90°19、若一系统的特征方程式为 (s+1)2(s － 2)2+3 ＝ 0 ，则此系统是（ ） A ．稳定的 B ．临界稳定的 C ．不稳定的 D ．条件稳定的 20、在奈氏判据中，若F(s)在F(s)平面上的轨迹顺时针包围原点两次，则N 的值为（ ）A ．-2 B ．-1 C ．1 D ．221、若劳斯阵列表中第一列的系数为（3，1，ε，2-ε1，12）T ，则此系统的稳定性为（ ）A ．稳定B ．临界稳定C ．不稳定D ．无法判断 22、设开环系统频率特性为G （j ω）=)12)(1(1++ωωωj j j ，则其频率特性的奈氏图与负实轴交点的频率值ω为（ ） A ．rad 22/s B ．1rad /s C ．2rad/s D ．2rad/s 23、已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为G （s ）=1-s K,则系统稳定时K的范围为（ ）A ．K <0B ．K >0C ．K >1D ．K >224、某单位反馈控制系统开环传递函数G (s )=21s s +α，若使相位裕量γ=45°，α的值应为多少？（ ）A ．21 B ．21 C ．321 D ．42125、已知单位负反馈系统的开环传递函数为G (s )=12)1(223++++s as s s ,若系统以ωn =2rad/s的频率作等幅振荡，则a 的值应为（ ）A ．0.4B ．0.5C ．0.75D ．126、设G (s )H (s )=)5)(2()10(+++s s s k ，当k 增大时，闭环系统（ ）A ．由稳定到不稳定B ．由不稳定到稳定C ．始终稳定D ．始终不稳定二、填空题(每小题1分)1、已知单位反馈系统的开环传递函数为)1Ts (s K)s (G +=，若要求带宽增加a 倍，相位裕量保持不变，则K 应为 ，T 应为 。
1．在扰动存在的情况下，反馈控制能够减小系统的输出量与参考值之间的偏差。
（）2．自动控制系统的构成包括对象、测量单元、控制单元、执行器。
（）3．线性系统一定满足叠加性。
（）4．如果一个无源网络中两个独立储能元件，则此网络的传递函数必为二阶。
（）5．静态增益的求法不必将传递函数化为“首一型”。
（）6．系统前向通道的传递函数为G(s)，单位负反馈闭环传递函数为：G(s)/(1+G(s))。
（）7．线性控制系统的性能只由系统本身的结构和参量决定。
（）8．灵敏度函数越小，系统的性能变化越大。
（）9．对于欠阻尼二阶系统，阻尼系数越小，超调量越大，平稳性越差。
当阻尼系数过小时，调整时间长。
（）10．绘制根轨迹时，趋向于无穷远的根轨迹的条数等于n-m。
（）11．在控制器中加入积分有助于减小稳态误差，对稳定性没有影响。
（）12．开环传递函数出现近似偶极子在任何情况下可以消去。
（）13．非主导极点对应的因子在降阶时可以直接去掉。
（）14．Mason公式的理论基础是线性方程组解的理论。
（）15．增加开环系统的零点可以减小阻尼。
（）16．系统的稳态误差与系统的结构、参数及输入信号有关。
（）17．根轨迹的起点位于开环传递函数的零点。
（）18．系统的剪切频率越大，其响应越快。
（）19．离散线性定常系统稳定的充分必要条件是它的闭环特征根全部位于z平面以原点为中心的单位圆内。
（）20．积分环节为滞后环节，其相角为-90°。
（）21．系统的开环频率特性的低频段主要影响系统的稳态性能。
（）22．线性定常系统的根轨迹对称于实轴。
（）23．系统的相角裕度越大，其超调量越小。
（）24．离散线性定常系统稳定的充分必要条件是它的闭环特征根全部位于在Z平面以原点为中心的单位圆外。
（）25．开环不稳定的系统，闭环一定不稳定。
（）26．系统的剪切频率越大，其响应越快。
（）27．根轨迹的起点位于开环传递函数的极点。
（）28．根轨迹对称于复平面上的实轴。
