控制工程基礎(chǔ)期末考試

1、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）1.單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為\(G(s)=\frac{1}{s(s+1)}\)，其閉環(huán)傳遞函數(shù)是（）A.\(\frac{1}{s^{2}+s+1}\)B.\(\frac{s+1}{s^{2}+s+1}\)C.\(\frac{1}{s^{2}+s}\)D.\(\frac{s}{s^{2}+s+1}\)2.控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差反映了系統(tǒng)的（）A.快速性B.平穩(wěn)性C.準(zhǔn)確性D.動態(tài)性3.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)取決于（）A.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和輸入信號B.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和輸出信號C.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)D.系統(tǒng)的輸入和輸出信號4.二階欠阻尼系統(tǒng)的阻尼比范圍是（）A.\(\xi\gt1\)B.\(\xi=1\)C.\(0\lt\xi\lt1\)D.\(\xi\lt0\)5.線性系統(tǒng)的重要性質(zhì)是（）A.疊加性B.非線性C.時(shí)變性D.不確定性6.勞斯判據(jù)主要用來判斷系統(tǒng)的（）A.穩(wěn)定性B.快速性C.準(zhǔn)確性D.平穩(wěn)性7.系統(tǒng)的頻率特性是（）A.單位脈沖響應(yīng)的傅里葉變換B.單位階躍響應(yīng)的傅里葉變換C.輸出與輸入的傅里葉變換之比D.系統(tǒng)傳遞函數(shù)的拉氏變換8.比例環(huán)節(jié)的頻率特性相位移為（）A.\(0^{\circ}\)B.\(-90^{\circ}\)C.\(90^{\circ}\)D.\(180^{\circ}\)9.根軌跡起始于（）A.開環(huán)零點(diǎn)B.開環(huán)極點(diǎn)C.閉環(huán)零點(diǎn)D.閉環(huán)極點(diǎn)10.系統(tǒng)的型別取決于開環(huán)傳遞函數(shù)中（）的個(gè)數(shù)。A.積分環(huán)節(jié)B.微分環(huán)節(jié)C.比例環(huán)節(jié)D.慣性環(huán)節(jié)2、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）1.控制系統(tǒng)按信號傳遞的形式可分為（）A.連續(xù)系統(tǒng)B.離散系統(tǒng)C.線性系統(tǒng)D.非線性系統(tǒng)2.下列屬于系統(tǒng)性能指標(biāo)的有（）A.上升時(shí)間B.超調(diào)量C.調(diào)整時(shí)間D.穩(wěn)態(tài)誤差3.控制系統(tǒng)的基本組成部分包括（）A.控制器B.被控對象C.測量元件D.比較元件4.下列屬于線性系統(tǒng)的性質(zhì)有（）A.齊次性B.疊加性C.頻率保持性D.穩(wěn)定性5.系統(tǒng)的穩(wěn)定性與（）有關(guān)。A.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)B.系統(tǒng)參數(shù)C.輸入信號D.輸出信號6.頻率特性包括（）A.幅頻特性B.相頻特性C.實(shí)頻特性D.虛頻特性7.根軌跡的繪制法則包括（）A.根軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)B.根軌跡的分支數(shù)C.實(shí)軸上的根軌跡D.根軌跡的漸近線8.改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的措施有（）A.增加積分環(huán)節(jié)B.提高開環(huán)增益C.增加微分環(huán)節(jié)D.減小阻尼比9.以下屬于典型輸入信號的有（）A.單位階躍信號B.單位脈沖信號C.單位斜坡信號D.正弦信號10.控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)包括（）A.穩(wěn)態(tài)誤差B.超調(diào)量C.調(diào)整時(shí)間D.峰值時(shí)間3、判斷題（每題2分，共10題）1.線性系統(tǒng)一定是定常系統(tǒng)。（）2.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)與輸入信號無關(guān)。（）3.二階系統(tǒng)的阻尼比越大，超調(diào)量越大。（）4.勞斯判據(jù)可以判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性及不穩(wěn)定根的個(gè)數(shù)。（）5.系統(tǒng)的頻率特性是系統(tǒng)對不同頻率正弦輸入信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。（）6.比例環(huán)節(jié)的輸出與輸入成比例關(guān)系，無相位滯后。（）7.根軌跡是指當(dāng)系統(tǒng)某一參數(shù)從\(0\)變到無窮時(shí)，閉環(huán)特征方程的根在\(s\)平面上移動的軌跡。（）8.增加開環(huán)零點(diǎn)可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速性。（）9.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差只與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)。（）10.單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為\(\Phi(s)=\frac{G(s)}{1+G(s)}\)。（）4、簡答題（每題5分，共4題）1.簡述線性系統(tǒng)的疊加性原理。答：線性系統(tǒng)滿足疊加性，即若系統(tǒng)對輸入\(x_1(t)\)的響應(yīng)為\(y_1(t)\)，對輸入\(x_2(t)\)的響應(yīng)為\(y_2(t)\)，則對輸入\(ax_1(t)+bx_2(t)\)（\(a\)、\(b\)為常數(shù)）的響應(yīng)為\(ay_1(t)+by_2(t)\)。2.簡述控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義。答：若線性系統(tǒng)在初始擾動的影響下，其過渡過程隨時(shí)間的推移逐漸衰減并趨于零（即回到平衡狀態(tài)），則稱系統(tǒng)是穩(wěn)定的；反之，若在初始擾動影響下，系統(tǒng)的過渡過程隨時(shí)間的推移而發(fā)散（即偏離平衡狀態(tài)越來越遠(yuǎn)），則稱系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。3.簡述頻率特性的定義及意義。答：頻率特性是系統(tǒng)對不同頻率正弦輸入信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。意義在于可通過它分析系統(tǒng)的動態(tài)性能，如穩(wěn)定性、快速性和平穩(wěn)性等，還能直觀地看出系統(tǒng)對不同頻率信號的響應(yīng)情況。4.簡述根軌跡的作用。答：根軌跡可直觀地表示出系統(tǒng)某一參數(shù)（如開環(huán)增益）變化時(shí)，閉環(huán)特征根在\(s\)平面上的變化軌跡。利用它可分析參數(shù)變化對系統(tǒng)穩(wěn)定性、動態(tài)性能等方面的影響，便于系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)整。5、討論題（每題5分，共4題）1.討論在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，如何平衡系統(tǒng)的快速性和穩(wěn)定性？答：可增加開環(huán)增益提高快速性，但可能降低穩(wěn)定性；增加積分環(huán)節(jié)改善穩(wěn)態(tài)性能，卻可能影響穩(wěn)定性?？刹捎贸靶Ｕ?，提高快速性同時(shí)基本不影響穩(wěn)定性；或用滯后-超前校正，兼顧兩者。要綜合考慮，經(jīng)調(diào)試優(yōu)化找到平衡點(diǎn)。2.結(jié)合實(shí)際，討論控制系統(tǒng)中噪聲對系統(tǒng)性能的影響及抑制措施。答：噪聲可能使系統(tǒng)輸出出現(xiàn)波動，降低準(zhǔn)確性，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。抑制措施有采用濾波電路去除高頻噪聲；優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，提高系統(tǒng)抗干擾能力；采用屏蔽、接地等措施減少外部噪聲干擾。3.討論如何通過系統(tǒng)的頻率特性判斷系統(tǒng)的性能？答：幅頻特性反映系統(tǒng)對不同頻率信號的放大能力，相頻特性體現(xiàn)相位變化。若低頻段增益高，穩(wěn)態(tài)性能好；中頻段穿越頻率高、帶寬大，快速性好；高頻段增益低，抗干擾能力強(qiáng)。相頻特性可輔助判斷穩(wěn)定性。4.討論在控制系統(tǒng)中引入積分環(huán)節(jié)對系統(tǒng)性能的影響。答：引入積分環(huán)節(jié)可消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)準(zhǔn)確性。但會使系統(tǒng)相角裕度減小，降低穩(wěn)定性，可能導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)變慢、超調(diào)量增大。設(shè)計(jì)時(shí)需合理調(diào)整積分參數(shù)，兼顧準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。答案單項(xiàng)選擇題1.A2.C3.C4.C5.A6.A7.C8.A9.B10.A多項(xiàng)選