控制工程基礎(chǔ)期末考試

1、單項選擇題（每題2分，共10題）1.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)取決于（）A.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和輸入B.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)C.輸入和輸出D.輸出和干擾2.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.\(\frac{s}{s^{2}+s+1}\)C.\(\frac{1}{s^{2}+s}\)D.\(\frac{s+1}{s^{2}+s+1}\)3.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與（）有關(guān)。A.輸入信號B.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)C.輸入信號和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)D.干擾信號4.二階系統(tǒng)的阻尼比\(\xi=0.5\)時，系統(tǒng)的響應(yīng)是（）A.單調(diào)衰減B.等幅振蕩C.衰減振蕩D.發(fā)散振蕩5.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)\(T\)越大，系統(tǒng)響應(yīng)越（）A.快B.慢C.不變D.不確定6.勞斯判據(jù)主要用于判斷系統(tǒng)的（）A.穩(wěn)定性B.穩(wěn)態(tài)性能C.動態(tài)性能D.抗干擾能力7.若系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為\(G(s)H(s)=\frac{K}{s(s+2)(s+3)}\)，則根軌跡的起點是（）A.\(s=0\)，\(s=-2\)，\(s=-3\)B.\(s=\infty\)C.\(s=0\)D.\(s=-2\)8.系統(tǒng)的幅頻特性\(A(\omega)\)反映了系統(tǒng)對不同頻率輸入信號的（）A.相位變化B.幅值衰減或放大C.延遲時間D.響應(yīng)速度9.最小相位系統(tǒng)是指（）A.開環(huán)傳遞函數(shù)的所有零點和極點均在\(s\)平面左半平面B.閉環(huán)傳遞函數(shù)的所有零點和極點均在\(s\)平面左半平面C.開環(huán)傳遞函數(shù)的所有零點在\(s\)平面左半平面D.開環(huán)傳遞函數(shù)的所有極點在\(s\)平面左半平面10.積分環(huán)節(jié)的頻率特性為（）A.\(\frac{1}{j\omega}\)B.\(j\omega\)C.\(1\)D.\(\frac{1}{\omega}\)2、多項選擇題（每題2分，共10題）1.以下屬于控制系統(tǒng)性能指標(biāo)的有（）A.穩(wěn)定性B.快速性C.準(zhǔn)確性D.安全性2.系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有（）A.微分方程B.傳遞函數(shù)C.狀態(tài)空間表達(dá)式D.方框圖3.二階系統(tǒng)的性能指標(biāo)主要與（）有關(guān)。A.固有頻率\(\omega_n\)B.阻尼比\(\xi\)C.時間常數(shù)\(T\)D.增益\(K\)4.影響系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的因素有（）A.系統(tǒng)類型B.輸入信號形式C.開環(huán)增益D.干擾信號5.以下屬于根軌跡繪制法則的有（）A.根軌跡的起點和終點B.實軸上的根軌跡C.根軌跡的漸近線D.根軌跡的分離點6.頻率特性的表示方法有（）A.幅頻特性B.相頻特性C.實頻特性D.虛頻特性7.控制系統(tǒng)按給定值的特點分類有（）A.恒值控制系統(tǒng)B.隨動控制系統(tǒng)C.程序控制系統(tǒng)D.線性控制系統(tǒng)8.系統(tǒng)的時域響應(yīng)包括（）A.瞬態(tài)響應(yīng)B.穩(wěn)態(tài)響應(yīng)C.零輸入響應(yīng)D.零狀態(tài)響應(yīng)9.以下屬于線性系統(tǒng)的性質(zhì)有（）A.疊加性B.齊次性C.可分解性D.頻率保持性10.改善系統(tǒng)性能的方法有（）A.增加積分環(huán)節(jié)B.增加微分環(huán)節(jié)C.引入反饋D.改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3、判斷題（每題2分，共10題）1.傳遞函數(shù)只適用于線性定常系統(tǒng)。（）2.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差只與輸入信號有關(guān)。（）3.二階系統(tǒng)的阻尼比越大，系統(tǒng)響應(yīng)越慢。（）4.勞斯判據(jù)可以判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)誤差。（）5.根軌跡是指當(dāng)系統(tǒng)的某一參數(shù)從\(0\)到\(\infty\)變化時，閉環(huán)特征方程的根在\(s\)平面上移動的軌跡。（）6.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)。（）7.最小相位系統(tǒng)的相角裕度一定大于零。（）8.比例環(huán)節(jié)的輸出與輸入成正比，無時間延遲。（）9.系統(tǒng)的輸出信號不能影響輸入信號的系統(tǒng)稱為開環(huán)系統(tǒng)。（）10.線性系統(tǒng)的響應(yīng)可以通過疊加原理進(jìn)行計算。（）4、簡答題（每題5分，共4題）1.簡述傳遞函數(shù)的定義及特點。答：傳遞函數(shù)是零初始條件下，線性定常系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。特點：只取決于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，與輸入輸出無關(guān)；反映系統(tǒng)固有特性；是復(fù)變量\(s\)的有理分式。2.簡述二階系統(tǒng)欠阻尼情況下單位階躍響應(yīng)的特點。答：欠阻尼時，二階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)是衰減振蕩。有超調(diào)量，響應(yīng)先上升超過穩(wěn)態(tài)值后振蕩衰減至穩(wěn)態(tài)值，振蕩頻率為有阻尼固有頻率，阻尼比越小，超調(diào)量越大，振蕩越劇烈。3.簡述根軌跡法的基本思想。答：根軌跡法基本思想是，當(dāng)系統(tǒng)某一參數(shù)（如開環(huán)增益）從\(0\)到\(\infty\)變化時，依據(jù)閉環(huán)特征方程，確定閉環(huán)特征根在\(s\)平面上的變化軌跡，通過根軌跡分析系統(tǒng)性能。4.簡述系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義及判定方法。答：穩(wěn)定性指系統(tǒng)在受到外界擾動作用后，偏離了平衡狀態(tài)，當(dāng)擾動消失后，能恢復(fù)到原平衡狀態(tài)的能力。判定方法有勞斯判據(jù)、奈奎斯特判據(jù)等，通過分析系統(tǒng)特征方程根的分布來判斷。5、討論題（每題5分，共4題）1.討論比例、積分、微分控制作用對系統(tǒng)性能的影響。答：比例控制可加快響應(yīng)，增大增益能減小穩(wěn)態(tài)誤差，但可能降低穩(wěn)定性；積分控制能消除穩(wěn)態(tài)誤差，不過會使系統(tǒng)響應(yīng)變慢，穩(wěn)定性變差；微分控制能改善動態(tài)性能，加快響應(yīng)，減小超調(diào)，但對高頻干擾敏感。2.討論如何根據(jù)系統(tǒng)的性能要求選擇合適的控制策略。答：若要求快速性，可引入微分環(huán)節(jié)；要消除穩(wěn)態(tài)誤差，考慮積分環(huán)節(jié)。穩(wěn)定性差時，調(diào)整參數(shù)或改變結(jié)構(gòu)。對隨動系統(tǒng)，需增強跟蹤能力；恒值系統(tǒng)注重抗干擾。綜合性能要求，合理選擇控制策略。3.討論系統(tǒng)的頻域性能指標(biāo)與時域性能指標(biāo)之間的關(guān)系。答：頻域指標(biāo)如相角裕度、幅值裕度等與時域的穩(wěn)定性相關(guān)，相角裕度大，時域穩(wěn)定性好。截止頻率反映系統(tǒng)響應(yīng)速度，與上升時間等時域快速性指標(biāo)有關(guān)。一般，頻域指標(biāo)可間接反映時域性能。4.討論線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)的區(qū)別及非線性系統(tǒng)的分析方法。答：線性系統(tǒng)有疊加性和齊次性，非線性系統(tǒng)不具備。非線性系統(tǒng)分析方法有相平面法，適用于一階、二階系統(tǒng)；描述函數(shù)法，用于分析含有低階非線性環(huán)節(jié)且滿足一定條件的系統(tǒng)等。答案單項選擇題1.B2.A3.C4.C5.B6.A7.A8.B9.A10.A多項選