对自动控制系统性能的基本要求可以归纳为三点稳定性

控制基础填空题 ( 每空 1 分，共 20 分)1.线性控制系统最重要的特征是能够应用 ___叠加 __原理，而非线性控制系统则不可以。

2．反应控制系统是依据输入量和__反应量 __的偏差进行调理的控制系统。

3．在单位斜坡输入信号作用下，0 型系统的稳态偏差e ss=_____。

4．当且仅当闭环控制系统特点方程的所有根的实部都是__负数__时，系统是稳固的。

5. 方框图中环节的基本连结方式有串连连结、并联连结和__反应_连接。

6．线性定常系统的传达函数，是在_ 初始条件为零 ___时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。

7．函数 te -at的拉氏变换为( s 1a)2。

8．线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频次而变化的函数关系称为__相频特征 __。

9．积分环节的对数幅频特征曲线是一条直线，直线的斜率为__－20__dB／ dec。

10．二阶系统的阻尼比ξ为_ 0_时，响应曲线为等幅振荡。

11．在单位斜坡输入信号作用下，Ⅱ型系统的稳态偏差e ss=__0__。

12．0 型系统对数幅频特征低频段渐近线的斜率为___0___dB/dec ，高度为 20lgKp 。

13．单位斜坡函数 t 的拉氏变换为1。

s214.依据系统输入量变化的规律，控制系统可分为 __恒值 __控制系统、___随动 ___ 控制系统和程序控制系统。

15.关于一个自动控制系统的性能要求能够归纳为三个方面：稳固性、__迅速性 __和正确性。

16.系统的传达函数完整由系统的构造和参数决定，与__输入量、扰动量 __的形式没关。

17.决定二阶系统动向性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和_无阻尼自然振荡频次w n。

18.设系统的频次特征Ｇ(jω)=R(ω)+jI(ω),则幅频特征|G(jω )|=R2( w)I 2(w) 。

19.剖析稳态偏差时，将系统分为 0 型系统、 I 型系统、 II 型系统，这是按开环传达函数的 __积分 __环节数来分类的。

PLC 试题答案及要点归纳汇总1、常用的主令电器有按钮、行程开关和转换开关等。

、交流接触器的灭弧一般采用___________、____________和______________等，直流接触器采用__________灭弧的方式。

、 三相笼型异步电动机常用的降压起动方法有定子串电阻或阻抗减压起动、星形-三角形换接减压起动和延边三角形减压起动 及 自耦变压器减压起动等。

、 实现电动机短路保护，通常采用熔断器。

、 为使变速时齿轮易于啮合，X62W 铣床中设置了________________控制线路。

、 PLC 是通过一种周期扫描工作方式来完成控制的，每个周期主要包括输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段。

、 说明下列指令意义。

MC 主控指令 ORB 模块或指令 RET 置位指令 LD 动合触头起指令 MPS 进栈指令 RST 复位指令、低压电器按操作方式可分为自动电器和手动电器。

、电气控制系统中常用的保护环节有短路保护、过电流保护、过载保护和电压保护和弱磁保护等。

0、电气控制系统图主要有：电气原理图、电气元件布置图和电气安装接线图等。

1、笼型异步电动机常用的电气制动方式有能耗制动和反接制动。

2、PLC 采用周期扫描的工作方式，一个扫描周期主要可分为输入采样、程序执行及输出刷新三个阶段。

3、串联触点较多的电路应编在梯形图的上方，并联触点多的电路应放在梯形图的左方。

4、PLC 主控继电器指令是MCR 。

5 、PLC 的硬件主要由输入电路 、输出电路和内部控制电路三部分组成。

6、电磁机构由吸引线圈、铁心、衔铁等几部分组成。

7、各种低压断路器在结构上都有主触头、灭弧装置、自由脱扣器和操作机构等部分组成。

8、交流接触器的触点系统分为主触头和辅助触点，用来直接接通和分断交流主电路和控制电路。

9、热继电器是利用电流流过发热元件产生热量来使检测元件受热弯曲，进而推动机构动作的一种保护电器，主要被用作电动机的长期过载保护。

1.在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉普拉斯变换与输入量的拉普拉斯变换值比，定义为线性定常系统的传递函数。

传递函数表达了系统内在特性，只与系统的结构、参数有关，而与输入量或输入函数的形式无关。

2.一个一般控制系统由若干个典型环节构成，常用的典型环节有比例环节、惯性环节、积分环节、微分环节、振荡环节和延迟环节等。

3.构成方框图的基本符号有四种，即信号线、比较点、方框和引出点。

4.环节串联后总的传递函数等于各个环节传递函数的乘积。

环节并联后总的传递函数是所有并联环节传递函数的代数和。

5.在使用梅森增益公式时，注意增益公式只能用在输入节点和输出节点之间。

6.上升时间tr、峰值时间tp和调整时间ts反应系统的快速性；而最大超调量Mp和振荡次数则反应系统的平稳性。

7.稳定性是控制系统的重要性能，使系统正常工作的首要条件。

控制理论用于判别一个线性定常系统是否稳定提供了多种稳定判据有：代数判据（Routh与Hurwitz 判据）和Nyquist稳定判据。

8.系统稳定的充分必要条件是系统特征根的实部均小于零，或系统的特征根均在跟平面的左半平面。

9.稳态误差与系统输入信号r(t)的形式有关，与系统的结构及参数有关。

10.系统只有在稳定的条件下计算稳态误差才有意义，所以应先判别系统的稳定性。

11. Kp的大小反映了系统在阶跃输入下消除误差的能力，Kp越大，稳态误差越小; Kv的大小反映了系统跟踪斜坡输入信号的能力，Kv越大，系统稳态误差越小； Ka的大小反映了系统跟踪加速度输入信号的能力，Ka越大，系统跟踪精度越高12.扰动信号作用下产生的稳态误差essn除了与扰动信号的形式有关外，还与扰动作用点之前（扰动点与误差点之间）的传递函数的结构及参数有关，但与扰动作用点之后的传递函数无关。

13.超调量仅与阻尼比ξ有关，ξ越大，Mp则越小，相应的平稳性越好。

反之，阻尼比ξ越小，振荡越强，平稳性越差。

当ξ=0，系统为具有频率为Wn的等幅震荡。

第一章自动控制原理的基本概念主要内容：自动控制的基本知识开环控制与闭环控制自动控制系统的分类及组成自动控制理论的发展§1.1 引言控制观念生产和科学实践中，要求设备或装置或生产过程按照人们所期望的规律运行或工作。

同时，干扰使实际工作状态偏离所期望的状态。

例如：卫星运行轨道，导弹飞行轨道，加热炉出口温度，电机转速等控制控制：为了满足预期要求所进行的操作或调整的过程。

控制任务可由人工控制和自动控制来完成。

§ 1.2 自动控制的基本知识1.2.1 自动控制问题的提出一个简单的水箱液面，因生产和生活需要，希望液面高度h维持恒定。

当水的流入量与流出量平衡时，水箱的液面高度维持在预定的高度上。

当水的流出量增大或流入量减小，平衡则被破坏，液面的高度不能自然地维持恒定。

所谓控制就是强制性地改变某些物理量(如上例中的进水量)，而使另外某些特定的物理量（如液面高度h）维持在某种特定的标准上。

人工控制的例子。

这种人为地强制性地改变进水量，而使液面高度维持恒定的过程，即是人工控制过程。

1.2.2 自动控制的定义及基本职能元件1. 自动控制的定义自动控制就是在没有人直接参与的情况下，利用控制器使被控对象(或过程)的某些物理量(或状态)自动地按预先给定的规律去运行。

当出水与进水的平衡被破坏时，水箱水位下降(或上升)，出现偏差。

这偏差由浮子检测出来，自动控制器在偏差的作用下，控制阀门开大(或关小)，对偏差进行修正，从而保持液面高度不变。

2. 自动控制的基本职能元件自动控制的实现,实际上是由自动控制装置来代替人的基本功能，从而实现自动控制的。

画出以上人工控制与动控制的功能方框图进行对照。

比较两图可以看出，自动控制实现人工控制的功能，存在必不可少的三种代替人的职能的基本元件：测量元件与变送器（代替眼睛）自动控制器（代替大脑）执行元件（代替肌肉、手）这些基本元件与被控对象相连接，一起构成一个自动控制系统。

下图是典型控制系统方框图。

⾃动控制原理科⽬考试题A卷（开卷）及答案级（学⽣填写）：姓名：学号：命题：审题：审批： ------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ----------------------------------------------------------- （答题不能超出密封装订线）2009～2010学年第⼀学期控制⼯程基础科⽬考试题A 卷（开卷）)(1s G------------------------------------------------------ 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ----------------------------------------------------------- 班级（学⽣填写）：姓名：学号：3、6. 为2型系统，p K =∞， v K = ∞， a K =K=20当输⼊r( t )分别为1( t )、t 和t 2时，e ss 分别为0，0，1/10 ；当r(t)=1( t )+ t + t 2时，根据线性系统的叠加原理，e ss =0+0+1/10=1/10 。

1. 求下图所⽰电路的传递函数及微分⽅程（10分）)1(11)()(212122Cs R R R R Cs R Cs R s U s U r c +-=+-= ； r 2c 1c21u R u R dtdu CR R -=+ 。

1、求下图所⽰电路的传递函数及微分⽅程（8分）。

⼀系统的开环传递函数为 G(S)H(S)=100/(10s+1)(2s+1)(0.2s+1) （1）绘制渐近对数幅频曲线图。

1）7. 试分别⽤幂级数法、部分分式法求以下函数的z 反变换并求x （3）：（9分）)2)(1()(--=z z zz X1）幂级数法+++-+--+--+-+---------------3213232121211127314151421767693232323z z z z z z z z z z z z z z z zz z,.....7)3(,3)2(,1)1(,0)0()(...73)2)(1()(0321=====+++=--=∑∞=----x x x x z k x z z z z z zz X k k2）、部分分式法21)2)(1(1)(-+--=--=z z z z z z X 11 21)(-+--=z zz z z X k z z z z z z 2]2[,1]1[11=- =- -- e(kT)=-1+2ke *(t)=e (0)δ(t )+e (T )δ(t -T )+e (2T )δ(t -2T )+…=0+1δ(t -T )+3δ(t -2T )+ 7δ(t -3T )+…⼀．填空题1、单输⼊单输出；线性定常系统。

上篇自动控制原理第一章自动控制系统概述本章要点本章简要介绍有关自动控制的基本概念、开环控制和闭环控制的特点、自动控制系统的基本组成和分类以及对自动控制系统的基本要求。

第一节自动控制的基本概念自动控制是指在没有人的直接干预下，利用物理装置对生产设备和工艺过程进行合理的控制，使被控制的物理量保持恒定，或者按照一定的规律变化。

自动控制系统则是为实现某一控制目标所需要的所有物理部件的有机组合体。

在自动控制系统中，被控制的设备或过程称为被控对象或对象；被控制的物理量称为被控量或输出量；决定被控量的物理量称为控制量或给定量；妨碍控制量对被控量进行正常控制的所有因素称为扰动量。

扰动量按其来源可分为内部扰动和外部扰动。

给定量和扰动量都是自动控制系统的输入量。

通常情况下，系统有两种外作用信号：一是有效输入信号（以下简称输入信号），二是有害干扰信号（以下简称干扰信号）。

输入信号决定系统被控量的变化规律或代表期望值，并作用于系统的输入端。

干扰信号是系统所不希望而又不可避免的外作用信号，它不但可以作用于系统的任何部位，而且可能不止一个。

由于它会影响输入信号对系统被控量的有效控制，严重时必须加以抑制或补偿。

第二节开环控制和闭环控制自动控制有两种基本的控制方式：开环控制和闭环控制。

与这两种控制方式对应的系统分别称之为开环控制系统和闭环控制系统。

一、开环控制系统开环控制系统是指系统的输出端和输入端不存在反馈关系，系统的输出量对控制作用不发生影响的系统。

这种系统既不需要对输出量进行测量，也不需要将输出量反馈到输入端与输入量进行比较，控制装置与被控对象之间只有顺向作用，没有反向联系。

电加热系统的控制目标是，通过改变自耦变压器滑动端的位置，来改变电阻炉的温度，并使其恒定不变。

因为被控制的设备是电阻炉，被控量是电阻炉的温度，所以该系统可称为温度控制系统，如图1-1所示。

开环控制系统的优点是系统结构和控制过程简单，稳定性好，调试方便，成本低。

控制系统CAD第一章1、CAD的含义是计算机辅助设计；MATLAB缩写字的含义是矩阵实验室。

√2、控制系统的计算机仿真是利用计算机对控制系统进行数字仿真。

X单选题1、按控制信号传递的路径不同，可将控制系统划分为三种控制方式，其中控制精度最高的是（）控制方式。

带补偿调节的复合控制2、对自动控制系统性能的基本要求可以归纳为“稳、快、准”三个方面，一个系统要能正常工作，其首先必须满足（）的最基本要求。

稳定性多选题1、控制系统的设计包含（）和（）两方面内容。

设计,分析2、控制系统的仿真依据模型的种类不同，可分为( )等形式。

物理仿真,数学仿真,混合仿真第二章1、MATLAB的变量名必须以英文字母开始，其后可以是任何数字和字母的组合。

√2、MATLAB不区分字母的下划线，同一变量名中字母的大小写会被认为是不同的变量。

X3、MATLAB的磁盘文件包括文本文件和函数文件。

√4、在MATLAB语言中，运算符可以分为三类，即算术运算符、关系运算符和逻辑运算符。

√5、在MATLAB命令窗口中的“〉〉”标志为MATLAB的输入字符提示符，“│”标志为命令提示符。

X6、MATLAB的程序文件的扩展名是mdl。

X7、MATLAB中可以使用两种循环语句： for语句和while语句。

X单选题1、已知3×3维矩阵，现需寻访F矩阵的第 8个元素，正确的指令是（）；F=[2 5 7;3 2 4;1 5 9];2、已知3×3维矩阵，现需将F矩阵的第二行重新赋值为[5 8 3]，正确的指令是（）；F(:,2)=[5 8 3]3、已知A=[1 2 3;5 6 7;9 10 11]，则A(:,[1 3])=( )。

4、已知A=[ 2 3 6;1 9 7]，B=[ 0 5 4;3 6 2]，则A>B= ( )。

5、已知A=[ 2 3 6;1 9 7]，B=[ 0 5 4;3 6 2]，则A<B= ( )。

6、已知A=[ 7 0 5;0 2 8]，B=[ 1 4 0;5 0 4]，则A&B=（）。

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。

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。

目录控制系统CAD作业1 (1)第1章 (1)第2章 (2)控制系统CAD作业2 (7)第3章 (7)第4章 (9)控制系统CAD作业3 (13)第5章 (13)第6章 (16)控制系统CAD作业4 (21)第7章 (21)第8章 (25)第1章一、填空题1.按控制信号传递的路径不同，可将控制系统划分为：按给定值操纵的开环控制、按偏差调节的闭环（反馈）控制和带补偿调节的复合控制三种控制方式，其中控制精度最高的是带补偿调节的复合控制控制方式。

2.对自动控制系统性能的基本要求可以归纳为“稳、快、准”三个方面，一个系统要能正常工作，其首先必须满足稳定的最基本要求。

3.控制系统的设计包含分析和设计两方面内容。

4.控制系统的仿真依据模型的种类不同，可分为物理仿真、数学仿真和混合仿真三种形式。

二、简答题1.简述控制系统CAD的发展历程，并简单分析控制系统CAD 和机械CAD或建筑CAD 的相同点和区别。

早期的控制系统设计可以由纸笔等工具容易地计算出来，如Ziegler 与Nichols 于1942年提出的PID 经验公式就可以十分容易地设计出来。

随着控制理论的迅速发展，光利用纸笔以及计算器等简单的运算工具难以达到预期的效果，加之在计算机领域取得了迅速的发展，于是20世纪70年代出现了控制系统的计算机辅助设计(computer-aided control system design , CACSD)方法。

近三十年来，随着计算机技术的飞速发展，各类CACSD 软件频繁出现且种类繁多，其中MATLAB已成为国际控制界的标准分析和辅助设计软件。

控制系统CAD 和机械CAD或建筑CAD的相同点是均是借助计算机软件进行设计；不同的是设计对象不同，其中控制系统CAD是借助计算机对控制系统进行仿真和设计，机械CAD是借助计算机对机械结构进行设计和计算，建筑CAD借助计算机辅助设计建筑结构，设计对象的不同决定了其各自使用的软件也不尽不同。

第1章一、填空题1.按控制信号传递的路径不同，可将控制系统划分为：、和三种控制方式，其中控制精度最高的是控制方式。

（按给定值操纵的开环控制、按偏差调节的闭环（反馈）控制、带补偿调节的复合控制、带补偿调节的复合控制）2.对自动控制系统性能的基本要求可以归纳为“稳、快、准”三个方面，一个系统要能正常工作，其首先必须满足的最基本要求。

（稳定）3.控制系统的设计包含和设计两方面内容。

（分析）4.控制系统的仿真依据模型的种类不同，可分为、和三种形式。

（物理仿真、数学仿真、混合仿真）二、简答题1.简述控制系统CAD的发展历程，并简单分析控制系统CAD 和机械CAD或建筑CAD 的相同点和区别。

早期的控制系统设计可以由纸笔等工具容易地计算出来，如Ziegler 与Nichols 于1942年提出的PID 经验公式就可以十分容易地设计出来。

随着控制理论的迅速发展，光利用纸笔以及计算器等简单的运算工具难以达到预期的效果，加之在计算机领域取得了迅速的发展，于是20世纪70年代出现了控制系统的计算机辅助设计(computer-aided control system design , CACSD)方法。

近三十年来，随着计算机技术的飞速发展，各类CACSD 软件频繁出现且种类繁多，其中MA TLAB已成为国际控制界的标准分析和辅助设计软件。

控制系统CAD 和机械CAD或建筑CAD的相同点是均是借助计算机软件进行设计；不同的是设计对象不同，其中控制系统CAD是借助计算机对控制系统进行仿真和设计，机械CAD是借助计算机对机械结构进行设计和计算，建筑CAD借助计算机辅助设计建筑结构，设计对象的不同决定了其各自使用的软件也不尽不同。

2.什么是控制系统的计算机仿真？控制系统的计算机仿真是利用计算机对控制系统进行数学仿真。

数学仿真就是根据实际系统中各个变化量之间的关系，构建出系统的数学模型，并利用此模型进行分析研究。

数学仿真的关键在于数学模型的构建和求解。

机械控制工程基础习题集一、填空题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、线性控制系统最重要的特性是可以应用（叠加）原理，而非线性控制系统则不能。

3、根据控制系统元件的特性，控制系统可分为（线性）控制系统、（非线性）控制系统。

4、反馈控制系统是根据输入量和（反馈量）的偏差进行调节的控制系统。

5、控制系统校正元件的作用是（改善系统性能）。

6、按系统有无反馈，通常可将控制系统分为（开环系统）和（闭环系统）。

7、方框图中环节的基本连接方式有串联、（并联）和（反馈）连接。

8、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）等。

9、当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是（负数）时，系统是稳定的。

10、线性定常系统的传递函数，是在（初始条件为零）时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。

11、若时间常数f(t)的拉氏变换为F(s)，当F(s)=s时，f(t)=（coswt）。

s2+w212、若输入已经给定，则系统的输出完全取决于（传递函数）。

13、当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是（负数）时，系统是稳定的。

14、不同属性的物理系统可以有形式相同的（数学模型）。

15、理想微分环节的输出量正比于（输入量）的微分。

16、稳定系统的时间响应分为（瞬态响应）与（稳态响应）。

17、位置误差、速度误差、加速度误差分别指输入是（阶跃）、（斜坡）和（加速度）输入时所引起的输出上的误差。

18、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。

19、线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为（相频特性）。

20、积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，其斜率为（20）dB/dec。

21、若输入已经给定，则系统的输出完全取决于（传递函数）。

22、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。

1．一、单项选择题:2．线性系统和非线性系统的根本区别在于 ( C )A. 线性系统有外加输入, 非线性系统无外加输入。

B. 线性系统无外加输入, 非线性系统有外加输入。

C．线性系统满足迭加原理, 非线性系统不满足迭加原理。

D. 线性系统不满足迭加原理, 非线性系统满足迭加原理。

2．令线性定常系统传递函数的分母多项式为零, 则可得到系统的( B )A. 代数方程B. 特征方程C. 差分方程D. 状态方程3. 时域分析法研究自动控制系统时最常用的典型输入信号是（ D ）A. 脉冲函数B. 斜坡函数C. 抛物线函数D. 阶跃函数4．设控制系统的开环传递函数为G(s)= , 该系统为（ B ）A. 0型系统B. I型系统C. II型系统D. III型系统5．二阶振荡环节的相频特性, 当时, 其相位移为( B )A. -270°B. -180°C. -90°D. 0°6.根据输入量变化的规律分类，控制系统可分...............(. . )A.恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统B.反馈控制系统、前馈控制系统前馈—反馈复合控制系统C.最优控制系统和模糊控制系统D.连续控制系统和离散控制系统7. 采用负反馈连接时, 如前向通道的传递函数为G(s), 反馈通道的传递函数为H(s), 则其等效传递函数为( C )A. B.C. D.8．一阶系统G(s)= 的时间常数T越大, 则系统的输出响应达到稳态值的时间( A )A. 越长B. 越短C. 不变D. 不定9. 拉氏变换将时间函数变换成（ D ）A. 正弦函数B. 单位阶跃函数C. 单位脉冲函数D. 复变函数10．线性定常系统的传递函数, 是在零初始条件下（ D ）A. 系统输出信号与输入信号之比B. 系统输入信号与输出信号之比C. 系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比D. 系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比11．若某系统的传递函数为G(s)= , 则其频率特性的实部R(ω)是（A ）A. B. - C. D. -12.微分环节的频率特性相位移θ(ω)................... . . )A.90....B.-90..C.0.....D.-180°13.积分环节的频率特性相位移θ(ω)................... . . )A.90...B.-90..C.0..D.-180°14.传递函数反映了系统的动态性能, 它与下列哪项因素有关？（C）A.输入信号B.初始条件C.系统的结构参数D.输入信号和初始条件15.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....... . . )A.充分条件B.必要条件C.充分必要条件D.以上都不是16.有一线性系统, 其输入分别为u1(t)和u2(t)时, 输出分别为y1(t)和y2(t)。

本科--自动控制原理（A1卷）一、单项选择题(每题2分，16分共8小题)1.经典控制理论主要以（ A ）为数学模型，研究单输入单输出系统的分析和设计问题。

A.传递函数 B.微分方程 C.状态方程 D.差分方程2.现代控制理论主要以（ D ）为数学模型。

A ．频域分析 B.根轨迹 C. 时域分析法 D.状态方程 3.自动控制系统主要有控制器和（ C ）组成。

A.检测环节B.放大环节C.被控对象D.调节环节 4.在经典控制理论中广泛应用的频率法和根轨迹法，都是在（ A ）基础上建立起来的。

A ．传递函数 B ．频率分析 C ．惯性环节 D ．伯德图 5. 开环增益K 增加，系统的稳定性（ C ）。

A ．变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定 6. 已知 f(t)=t+1，其L[f(t)]=( D )。

A ．S+S2 B. S2 C. 1S D. 211SS + 7.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 8.已知系统的特征方程为S3+S2+τS+5=0，则系统稳定的τ值范围为（C ）。

A ．τ>0B. τ<0C. τ>5D. 0<τ<5 二、判断题(每题2分，10分共5小题)注：A.正确B.错误1.对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、快速性 和平稳性。

B A.正确 B.错误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 A 。

A.正确 B.错误3.相角条件不是确定根轨迹S 平面上一点是否在根轨迹上的充分必要条件。

B A.正确 B.错误4.频率响应是线性定常系统对谐波输入的稳态响应。

A A.正确 B.错误5.稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与输入信号的类型有关A 。

A.正确 B.错误 三、填空题（每题2分，10分共5小题）1．典型环节的传递函数中，比例环节的传递函数是 K 。

1．对控制系统的基本要求一般可归结为_________稳定性，准确性，快速性____、____________、___________。

2．自动控制系统对输入信号的响应，一般都包含两个分量，即一个是瞬态响应分量，另一个是____________响应分量。

3．在闭环控制系统中，通过检测元件将输出量转变成与给定信号进行比较的信号，这个信号称为_________________。

4．若前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则闭环传递函数为__________________。

5 函数f(t)=的拉氏变换式是_________________ 。

6 开环对数频率特性的低频段﹑中频段﹑高频段分别表征了系统的稳定性，动态特性，抗干扰能力﹑﹑。

7．Bode 图中对数相频特性图上的－180°线对应于奈奎斯特图中的___________。

8．已知单位反馈系统的开环传递函数为：20()(0.51)(0.041)G s s s =++求出系统在单位阶跃输入时的稳态误差为。

9．闭环系统稳定的充要条件是所有的闭环极点均位于s 平面的______半平面。

10．设单位反馈控制系统的开环传递函数为10()1G s s =+，当系统作用有x i (t ) = 2cos(2t - 45︒)输入信号时，求系统的稳态输出为_____________________。

11．已知传递函数为2()kG s s=，则其对数幅频特性L （ω）在零分贝点处的频率数值为_________ 。

12 在系统开环对数频率特性曲线上，低频段部分主要由环节和决定。

13．惯性环节的传递函数11+Ts ，它的幅频特性的数学式是__________,它的相频特性的数学式是____________________。

14．已知系统的单位阶跃响应为()1t to x t te e --=+-，则系统的脉冲脉冲响应为__________。

自动控制原理试卷与答案一、填空题1、反应控制又称偏差控制，其控制作用是经过稳固性与反应量的差值进行的2、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。

3、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制系统；；当控制装置与受控对象之间不只有顺向作用并且还有反向联系时，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。

4、对自动控制系统的基本要求能够归纳为三个方面，即：稳固性、迅速性和正确性。

5、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有微分方程、函数等6.闭环控制系统又称为反应控制系统。

7.一线性系统，当输入是单位脉冲函数时，其输出象函数与传达函数同样8.控制系统线性化过程中，线性化的精度和系统变量的时间常数T相关。

9、.PID 调理中的“ P”指的是比率控制器10.对控制系统的首要要求是系统拥有稳固性。

11.反应控制原理是检测偏差并纠正偏差的原理12.依据采纳的信号办理技术的不一样，控制系统分为模拟控制系统和数学控制系统。

13、由控制器（含丈量元件）和被控制对象构成的有机整体称为自动控制系统。

14、闭环系统是指系统输出量直接或地参加系统的控制的作用。

15、开环控制系统与闭环系统互相联合的控制方式是复合控制16 只有一个反应通道的系统是单回路系统。

17、描绘系统各个物理量之间关系的数学表达式或图形称为系统的数学模型18、过渡过程的三因素是开端值、稳固值、时间常数19 从一个状态进入另一个稳态的中间过程叫做过渡过程或动向过程20、换路定律表示了换路前与换路后瞬时电路的工作状态之间的关系。

二、选择题1、采纳负反应形式连结后，则( D )A、必定能使闭环系统稳固；B、系统动向性能必定会提升；C、必定能使扰乱惹起的偏差渐渐减小，最后完整除去；D、需要调整系统的构造参数，才能改良系统性能。

1、线性定常连续控制系统按其输入量的变化规律特性可分为（恒值控制）系统、随动系统和程序控制系统。

2、传递函数为 [12(s+10)] / {(s+2)[(s/3)+1](s+30)} 的系统的零点为-10， 极点为-2， 增益为2。

3、对自动控制的性能要求可归纳为稳定性、快速性和准确性三个方面， 在阶跃响应性能指标中，调节时间体现的是这三个方面中的快速性，而稳态误差体现的是稳定性和准确性。

4、构成方框图的四种基本符号是： 信号线、比较点、传递环节的方框 和 引出点。

5、我们将 一对靠得很近的闭环零、极点 称为偶极子。

6、频率特性曲线常采用3种表示形式，即 极坐标图、对数坐标图 和 对数幅相图。

7.函数st e t f --=32)(的拉氏变换式为)5(32+-s s 8. 已知单位反馈系统的开环传递函数为G （S ）=1/（S+1），则闭环系统在 r( t )=sin2t 时的稳态输出c( t )= )452sin(35.0)2sin()2( -=-Φ=t t j r c m ss ϕ9、一个反馈系统的特征方程为0522=++Ks s ，若要系统产生临界振荡，则K 的取值应为 K=0 。

10.表征一阶系统K/（Ts+1）静态特性的参数是K ，动态特性的参数是T 。

11． 自动控制系统包含被控对象和自动控制装置两大部分12. 线性系统数学模型的其中五种形式是微分方程、传递函数：差分方程；脉冲传递函数；方框图和信号流图 13. 相角条件是确定平面上根轨迹的充分必要条件，而用幅值条件确定根轨迹上各点的根轨迹增益k*的值。

当n-m ≥2时, 开环n 个极点之和等于闭环n 个极点之和。

14. 已知一系统单位脉冲响应为t e t g 25.13)(-=，则系统的传递函数为3/（s+1.25）。

15. 自动控制系统的基本控制方式有反馈控制方式、开环控制方式和复合控制方式_。

16. 已知一系统单位脉冲响应为t e t g 5.16)(-=，则该系统的传递函数为6/（s+1.5）17. 当∞→ω时比例微分环节的相位是90 18. 根轨迹一定开始于 开环极点 ，终止于 开环零点 。

11.7 对控制系统性能的基本要求实际物理系统一般都含有储能元件或惯性元件，因而系统的输出量和反馈量总是迟后于输入量的变化。

因此，当输入量发生变化时，输出量从原平衡状态变化到新的平衡状态总是要经历一定时间。

在输入量的作用下，系统的输出变量由初始状态达到最终稳态的中间变化过程称过渡过程，又称瞬态过程。

过渡过程结束后的输出响应称为稳态过程。

系统的输出响应由过渡过程和稳态过程组成。

不同的控制对象、不同的工作方式和控制任务，对系统的品质指标要求也往往不相同。

一般说来，对系统品质指标的基本要求可以归纳为三个字：稳、准、快。

稳：是指系统的稳定性。

稳定性是系统重新恢复平衡状态的能力。

任何一个能够正常工作的控制系统，首先必须是稳定的。

稳定是对自动控制系统的最基本要求。

由于闭环控制系统有反馈作用，控制过程有可能出现振荡或发散。

以图1-10所示的火炮方位角控制系统为例：设系统原来处于静止状态，火炮方位角与手柄对应的方位角一致，i o θθ=。

若手柄突然转动某一角度(相当于系统输入阶跃信号)，输入轴与输出轴之间便产生偏差角，自整角机输出相应的偏差电压e u 。

e u 经整流器、校正装置和功率放大器处理后成为a u ，驱动电动机带动发射架向误差角减小的方向运动。

当i o θθ=时，由于电动机电枢、火炮架存在惯性，输出轴不能立即停止转动，因而产生过调，i o θθ>。

过调导致偏差信号极性反相，使电机驱动火炮架开始制动，速度为零后又反向运动。

如此反复下去，发射架将在i θ确定的方位上来回摆动。

如果系统有足够的阻尼，则摆动振幅将随时间迅速衰减，使发射架最终停留在i o θθ=的方位上，跟踪过程如图1-14中曲线1所示。

系统便是稳定的。

并不是只要连接成负反馈形式后系统就一定能正常工作，若系统设计不当或参数调整不合理，系统响应过程可能出现振荡甚至发散。

如图1-14中曲线3、曲线4或5所示。

这种情况就称系统不稳定。

不稳定的系统是无法使用的，系统激烈而持久的振荡会导致功率元件过载，甚至使设备损坏而发生事故，这是绝不允许的。