控制工程基础习题及解答
第一章习题及答案
例1-1根据题1-1图所示的电动机速度控制系统工作原理图
(1) 将a，b与c，d用线连接成负反馈状态；
(2) 画出系统方框图。
解（1）负反馈连接方式为：d
b↔；
a↔，c
（2）系统方框图如图解1-1 所示。
例1-2题1-2图是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。
题1-2图仓库大门自动开闭控制系统
解当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框图如图解1-2所示。
例1-3 题1-3图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工
作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。
题1-3图 炉温自动控制系统原理图
解 加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比，c u 增高，炉温就上升，c u 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压
f u 。f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较，得出偏差电压e u ，经电压
放大器、功率放大器放大成a u 后，作为控制电动机的电枢电压。
在正常情况下，炉温等于某个期望值T °C ，热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u 。此时，0=-=f r e u u u ，故01==a u u ，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使c u 保持一定的数值。这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。
当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以下的控制过程：
控制的结果是使炉膛温度回升，直至T °C 的实际值等于期望值为止。
系统中，加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设定的电压r u （表征炉温的希望值）。系统方框图见图解1-3。
第二章习题及答案
例2-1 已知机械旋转系统如图2-1所示，试列出系统运动方程。
解：（1）设输入量作用力矩M f ，输出为旋转角速度ω 。 （2）列写运动方程式
f M f dt
d J +-=ωω
式中， f ω为阻尼力矩，其大小与转速成正比。
（3）整理成标准形为
f M f dt
d J
=+ωω
此为一阶线性微分方程，若输出变量改为θ，则由于
dt
d θ
ω=
代入方程得二阶线性微分方程式
f M dt d f dt
d J =+θ
θ22 2-2 已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t t e e t c --+-=221)(，试求系统的传递函数和脉冲响应。
解 单位阶跃输入时，有s
s R 1
)(=，依题意
s s s s s s s s C 1)2)(1(2311221)(⋅+++=+++-=
∴ )
2)(1(2
3)()()(+++==
s s s s R s C s G []t t e e s s L s G L t k -----=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡+++-==21142411)()( 2-3 已知系统传递函数
2
32)()(2++=s s s R s C ，且初始条件为1)0(-=c ，0)0(=c
，试求系统在输入)(1)(t t r =作用下的输出)(t c 。
图2-1 机械旋转系统
解 系统的微分方程为
)(2)(2)
(3)(2
2t r t c dt t dc dt t c d =++ （1）
考虑初始条件，对式（1）进行拉氏变换，得 s
s C s sC s s C s 2
)(23)(3)(2=++++ （2）
2
2
141)23(23)(2
2+++-=++-+-=s s s s s s s s s C ∴ t t e e t c 2241)(--+-=
例2-4RC 无源网络电路图如图2－2所示，试采用复数阻抗法画出系统结构图，并求传递函数U c (s )/U r (s )。
解：在线性电路的计算中，引入了复阻抗的概念，则电压、电流、复阻抗之间的关系，满足广义的欧姆定律。即：
)()
()
(s Z s I s U = 如果二端元件是电阻R 、电容C 或电感L ，则复阻抗Z (s )分别是R 、1/C s 或L s 。
(1) 用复阻抗写电路方程式：
s
C S I S V R S U S U S I s
C S I S I S U R S U S U S I c c c c C r 222221212111
111)()(1
)]
()([)(1)]()([)(1)]()([)(⋅
=-=⋅
-=⋅-=
(2) 将以上四式用方框图表示，并相互连接即得RC 网络结构图，见图2－3
（a ）。
(3) 用结构图化简法求传递函数的过程见图2－3（c ）、(d )、(e )。
图2-2 RC 无源网络
(4)用梅逊公式直接由图2－3(b ) 写出传递函数U c (s )/U r (s ) 。
∆
∆=
∑K
G
G K
独立回路有三个：
S C R S C R L 11111
11-=
⋅-
= S C R S C R L 222221
11-=
⋅-
= S
C R R S C L 122131
11-=
⋅-
= 回路相互不接触的情况只有L 1和L 2两个回路。则 2
221121121S C R C R L L L ==
由上式可写出特征式为：
2
2211122211213211
1111)(1S C R C R S C R S C R S C R L L L L L +
+++
=-++-=∆
通向前路只有一条
图2-3 （a ） （b ） （c ） （d ）
2
2121221111
1111S C C R R S C R S C R G =
⋅⋅⋅=
由于G 1与所有回路L 1，L 2， L 3都有公共支路，属于相互有接触，则余子式为
Δ1=1
代入梅逊公式得传递函数
1
)(1
111111
212211221212
22111222112
221111++++=+
+++=
∆∆=s C R C R C R s C C R R s C R C R s C R s C R s C R s C R C R G G
例2-5 已知机械系统如图2-4（a ）所示，电气系统如图2-4（b ）所示，试画出两系统结构图，并求出传递函数，证明它们是相似系统。
解：（1）若图2-4（a ）所示机械系统的运动方程，遵循以下原则并联元件的合力等于两元件上的力相加，平行移动，位移相同，串联元件各元件受力相同，总位移等于各元件相对位移之和。 微分方程组为：
⎪⎩⎪
⎨⎧=-=-+-=+=y
K F y x
f F x x K x x
f F F F i i 202010121)()()(
取拉氏变换，并整理成因果关系有：
图2-4 系统结构图 （a ）机械系统
（b ）电气系统
⎪⎪⎪⎪⎩
⎪⎪⎪⎪
⎨
⎧+=
=-+=)()(1
)()(1)()]()()[(()(202
011s y s F s f s x s F K s y S x s x K s f s F i 画结构图如图2－5：
求传递函数为：
s
k f s k f s k f s k f s k f s f k s f k s f k s f k s X s X i 1
222112
211221122110)1)(1()
1)(1( )11)((1)1
1)(
()
()(+++++=
+++++= （2）写图2-4（b ）所示电气系统的运动方程，按电路理论，遵循的定律与
机械系统相似，即并联元件总电流等于两元件电流之和，电压相等。串联元件电流相等，总电压等于各元件分电压之和，可见，电压与位移互为相似量电流与力互为相似量。
运动方程可直接用复阻抗写出：
⎪⎪⎪
⎩
⎪
⎪
⎪⎨⎧
+=-=
-+-=+=)()()]()([1)()]()([()]()([1)()(22202
01121s E s C s I s E s E R s I s E s E s C s E s E R s I s I s I C c i i i 整理成因果关系：
图2-5 机械系统结构图
⎪⎪⎪⎩
⎪⎪⎪⎨
⎧
+==-+=)()()(1)()]()()[(1()(22022011s E IR s E s I S
C s E s E s E s C R s I C c i 画结构图如图2-6所示：
求传递函数为：
S C R s C R S C R S C R S C R S
C R S C R S C R s C R s E s E i 2122112211221122110)1)(1()
1)(1( )
1)(11(1)
1)(1(
)()(+++++=+++++=
对上述两个系统传递函数，结构图进行比较后可以看出。两个系统是相似的。
机一电系统之间相似量的对应关系见表2-1。
例2．5RC 网络如图2.7所示，其中u 1为网络输入量，u 2为网络输出量。 （1）画出网络结构图；
（2）求传递函数U 2(s )/ U 1(s )。 解：（1） 用复阻抗写出原始方程组。 输入回路 s C I I I R U 2211111
)
(++= 输出回路 s
C I I I R U 2212221)(++= 中间回路 21211)1
(I s
C R R I ⋅+
= （3）整理成因果关系式。
图2-6 电气系统结构图
图2.7 RC 网络
⎥
⎦⎤⎢⎣
⎡+-=
s C I I U R I 2211111)(1
⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡+=1121112s C R s C R I I s
C I I I R U 2212221
)
(++= 即可画出结构图如图2.8 所示。
（4） 用梅逊公式求出：
∆
∆+∆+∆=
3
3221112G G G U U s
C s C R s C s C R R s C R s C s C s C R s C s C R 2121212
1212121211
1111
1
11⋅+++++⋅++=
1
)(1)(1112212
212112122121+++++++=
s C R C R C R s C C R R s C R R s C C R R
例2.6 已知系统的信号流图如图2.9所示，试求传递函数C (s )/ R (s )。
解： 单独回路4个，即
∑----=2
1321G G G G G L a
两个互不接触的回路有4组，即
∑+++=3
21323121G G G G G G G G G L
L c
b
图2.8 网络结构图
图2.9 信号流图
三个互不接触的回路有1组，即
∑-=321G G G L L L
f
e d
于是，得特征式为
3
21323121321221 1G G G G G G G G G G G G L L L
L L L f
e d c
b a
+++++++=-+-
=∆∑∑∑
从源点R 到阱节点C 的前向通路共有4条，其前向通路总增益以及余因子式分别为
K G G G P 3211= 11=∆ K G G P 322= 121G +=∆ K G G P 313= 231G +=∆ K G G G P 3214-= 14=∆
因此，传递函数为
∆
∆+∆+∆+∆=4433221
1)()(P P P P s R s C
3
21323121321231132221)
1()1(G G G G G G G G G G G G G K G G G K G G ++++++++++=
第三章习题及答案
例3.1某系统在输入信号r (t )=(1+t )1(t )作用下，测得输出响应为：
t e t t c 109.0)9.0()(--+= （t ≥0）
已知初始条件为零，试求系统的传递函数)(s φ。 解 因为
22111)(s
s s s s R +=+=
)10()1(10109.09.01)]([)(22
++=+-+=
=s s s s s s t c L s C 故系统传递函数为
1
1.01)()()(+==
s s R s C s φ 例 3.2 设二阶控制系统的单位阶跃响应曲线如图3-1所示。试确定系统的传递函数。
解 首先明显看出，在单位阶跃作用下响应的稳态值为3，故此系统的增益
不是1，而是3。系统模型为
22
223)(n
n n
s s s ω
ξωωφ++=
然后由响应的%p M 、p t 及相应公式，即可换算出ξ、n ω。
1
+Ts K bs
4 3
0 0.1 t
图3-1 二阶控制系统的单位阶跃响应
h (t )
%333
3
4)
()()(%=-=
∞∞-=
c c t c M p p 1.0=p t （s ）
由公式得
%
33%2
1/
==--ξπξe M p
1
.012
=-=
ξ
ωπn p t
换算求解得： 33.0=ξ、 2.33=n ω 解毕。
例3.3 设系统如图3-2所示。如果要求系统的超调量等于%15，峰值时间等于0.8s ，试确定增益K 1和速度反馈系数K t 。同时，确定在此K 1和K t 数值下系统的延迟时间、上升时间和调节时间。
解 由图示得闭环特征方程为
0)1(112=+++K s K K s t
即
21n
K ω=，n
n
t t K ωωξ212
+=
由已知条件
8
.0115
.0%21/2
=-=
==--t
n p p t e M t t ξ
ωπξπξ
解得
1588.4,517.0-==s n t ωξ
于是
R (s )
C (s )
图3-2
)
1(1+s s K
1+K t s
05.211=K 178
.021
1
==-K K n
t t ωξ s t n
t t d 297.02.06.012
=++=
ωξξ
s t t
n t t
n r 538.01arccos 122=--=
--=
ξ
ωξπξ
ωβπ
s t n
t s 476.15
.3==
ωξ
例3.4已知系统特征方程式为
0516188234=++++s s s s
试用劳斯判据判断系统的稳定情况。
解 劳斯表为
4s 1 18 5
3s 8 16 0
2s
168161188=⨯-⨯ 580
158=⨯-⨯
1s 5.1316
5
81616=⨯-⨯ 0
0s 55
.130
1655.13=⨯-⨯
由于特征方程式中所有系数均为正值，且劳斯行列表左端第一列的所有项均具有正号，满足系统稳定的充分和必要条件，所以系统是稳定的。 例3.5 单位反馈控制系统的开环传递函数为
)
1)(1()(2+++=
cs bs as s K
s G
试求： （1）位置误差系数，速度误差系数和加速度误差系数；
（2）当参考输入为)(1t r ⨯，)(1t rt ⨯和)(12t rt ⨯时系统的稳态误差。
解 根据误差系数公式，有 位置误差系数为
∞=+++==→→)
1)(1(lim
)(lim 20
cs bs as s K
s G K s s p
速度误差系数为
K cs bs as s K
s s sG K s s v =+++⋅
==→→)
1)(1(lim )(lim 2
加速度误差系数为
0)
1)(1(lim )(lim 220
20
=+++⋅
==→→cs bs as s K
s s G s K s s a
对应于不同的参考输入信号，系统的稳态误差有所不同。 参考输入为)(1t r ⨯，即阶跃函数输入时系统的稳态误差为
011=∞
+=+=
r
K r e p ss
参考输入为)(1t rt ⨯，即斜坡函数输入时系统的稳态误差为
K
r K r e v ss ==
参考输入为)(12t rt ⨯，即抛物线函数输入时系统的稳态误差为
∞===
22r K r e a ss 例3.6 单位反馈控制系统的开环传递函数为
)
1)(1(10
)(21s T s T s s G ++=
输入信号为r （t ）=A+ωt ，A 为常量，ω=0.5弧度/秒。试求系统的稳态误差。 解 实际系统的输入信号，往往是阶跃函数、斜坡函数和抛物线函数等典型信号的组合。此时，输入信号的一般形式可表示为
22102
1
)(t r t r r t r ++=
系统的稳态误差，可应用叠加原理求出，即系统的稳态误差是各部分输入所引起的误差的总和。所以，系统的稳态误差可按下式计算：
a
v p ss K r
K r K r e 2101+++=
对于本例，系统的稳态误差为
v
p ss K K A e ω
++=
1
本题给定的开环传递函数中只含一个积分环节，即系统为1型系统，所
以
∞=p K
10)
1)(1(10
lim )(lim 210
=++⋅
==→→s T s T s s s sG K s s v
系统的稳态误差为
05.010
5
.0101011===+∞+=++=
ωωωA K K A e v p ss 例3.7 设单位负反馈系统开环传递函数为1
)(+=Ts K K s G g p
。如果要求系统的
位置稳态误差e ss =0，单位阶跃响应的超调量M p %=4.3%，试问K p 、K g 、T ，各参
数之间应保持什么关系？
解 开环传递函数
)2()
1(/)1()(2
n n
g p g
p s s T
s s T K K Ts s K K s G ξωω+=+=+=
显然
T
K K g
p n
=
2ω T
n 12=
ξω 解得:
24/1ξ=T K K g p
由于要求
%3.4%100%2
1/≤⨯=--ξξe
M p
故应有ξ ≥0.707。于是，各参数之间应有如下关系
5.0≤T K K g p
本例为I 型系统，位置稳态误差e ss =0的要求自然满足
例3.8设单位反馈系统的开环传递函数为
)
2()(2n n
s s s G ξωω+=
已知系统的误差响应为
t t e e t e 73.307.14.04.1)(---= （t ≥0）
试求系统的阻尼比ξ、自然振荡频率ωn 和稳态误差e ss 。 解 闭环特征方程为
022
2=++n n s s ωζω
由已知误差响应表达式，易知，输入必为单位阶跃函1(t )，且系统为过阻尼
二阶系统。故
t t T t T t e e e e t e 73.307.1//4.04.14.04.1)(21-----=-=
即，系统时间常数为
93
.01=T 27.02=T
令 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=++212
2112T s T s s s n n ωξω 得 2
121/2/1T T T T +=ξ 2
12
1
T T n
=ω 代入求出的时间常数，得
2.1=ξ，2=n ω
稳态误差为
0)(lim ==∞
→t e e t ss
实际上，I 型系统在单位阶跃函数作用下，其稳态误差必为零。
第四章习题及答案
例4-1 设系统的开环传递函数为
)
2)(1(2)()(++=
s s s K
s H s G
试绘制系统的根轨迹。
解 根据绘制根轨迹的法则，先确定根轨迹上的一些特殊点，然后绘制其根轨迹图。
（1）系统的开环极点为0，1-，2-是根轨迹各分支的起点。由于系统没有有限开环零点，三条根轨迹分支均趋向于无穷远处。 （2）系统的根轨迹有3=-m n 条渐进线
渐进线的倾斜角为
3180)12()12(-︒
⨯+=
-+=K m n K a πϕ
取式中的K =0，1，2，得φa =π/3，π，5π/3。
渐进线与实轴的交点为
13)210(111-=--=
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡--=∑∑==m i i n
j j a z p m n σ 三条渐近线如图4-13中的虚线所示。
（3）实轴上的根轨迹位于原点与－1点之间以及－2点的左边，如图4-13
中的粗实线所示。
（4）确定分离点 系统的特征方程式为
022323=+++K s s s
即
)23(2
1
23s s s K ++-=
利用0/=ds dK ，则有
0)26(2
1
23=++-=s s ds dK 解得
423.01-=s 和 577.12-=s
由于在－1到－2之间的实轴上没有根轨迹，故s 2=－1.577显然不是所要求
的分离点。因此，两个极点之间的分离点应为s 1=－0.423。
（5）确定根轨迹与虚轴的交点 方法一 利用劳斯判据确定
劳斯行列表为 3s 1 2 2s
3
2K 1s
326K
-
0s
2K
由劳斯判据，系统稳定时K 的极限值为3。相应于K =3的频率可由辅助方
程
0632322=+=+s K s
确定。
解之得根轨迹与虚轴的交点为2j s ±=。根轨迹与虚轴交点处的频率为
41.12±=±=ω
方法二 令ωj s =代入特征方程式，可得
02)(2)(3)(23=+++K j j j ωωω
即
0)2()32(22=-+-ωωωj K
令上述方程中的实部和虚部分别等于零，即
0322=-ωK ，022=-ωω
所以
2±=ω 3=K
（6）确定根轨迹各分支上每一点的K 值
根据绘制根轨迹的基本法则，当从开环极点0与－1出发的两条根轨迹分支向右运动时，从另一极点－2出发的根轨迹分支一定向左移动。当前两条根轨迹分支和虚轴在K =3处相交时，可按式
3)41.10()41.10(-=-+++j j x σ
求出后一条根轨迹分支上K =3的点为οx =－3。
由（4）知，前两条根轨迹分支离开实轴时的相应根值为－0.423±j 0。因此，后一条根轨迹分支的相应点为
3)423.0()423.0(-=-+-+x σ
所以 ，οx =－2.154。
因本系统特征方程式的三个根之和为－2K ，利用这一关系，可确定根轨迹各分支上每一点的K 值。
现在已知根轨迹的分离点分别为－0.423±j 0和－2.154，该点的K 值为
)154.2()423.0(22--=-K
即，K =0.195。
系统的根轨迹如图4-1所示。
例4-2 设控制系统的开环传递函数为
)
22)(3()
2(3)()(2++++=
s s s s s K s H s G
试绘制系统的根轨迹。
解 （1）系统的开环极点为0，－3，(－1＋j )和(－1－j ),它们是根轨迹上各分支的起点。共有四条根轨迹分支。有一条根轨迹分支终止在有限开环零点－2，其它三条根轨迹分支将趋向于无穷远处。
（2）确定根轨迹的渐近线 渐近线的倾斜角为
3180)12()12(-︒
⨯+=
-+=K m n K a πϕ 取式中的K =0，1，2，得φa =π/3，π，5π/3，或±60°及－180°。 三条渐近线如图4-14中的虚线所示。
渐近线与实轴的交点为
114)2()1130(111-=-----+--=
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡--=∑∑==j j z p m n m i i n
j j a σ （3）实轴上的根轨迹位于原点与零点－2之间以及极点－3的左边，如图
4-2中的粗线所示。从复数极点(－1±j ) 出发的两条根轨迹分支沿±60°渐近线趋向无穷远处。
（4）在实轴上无根轨迹的分离点。 （5）确定根轨迹与虚轴的交点
图4-1 例4-1系统的根轨迹
σ
ω
j
系统的特征方程式为
0)2(3)22)(3(2=+++++s K s s s s
即
06)36(85234=+++++K s K s s s
劳斯行列表 4s 1
8
K 6
3s
5
K 36+
2s
5
)
36(40K +- K 6
1s
K
K
K 33415036--
+ 0
0s
6
若阵列中的s 1行等于零，即（6+3K ）－150K/（34-3K ）=0，系统临界稳定。 解之可得K =2.34。相应于K =2.34的频率由辅助方程
[]034.230)34.236(402=⨯+⨯+-s
确定。解之得根轨迹与虚轴的交点为s =±j 1.614。根轨迹与虚轴交点处的频率为ω=1.614。
（6）确定根轨迹的出射角
根据绘制根轨迹的基本法则，自复数极点p 1=（－1＋j ）出发的根轨迹的出射角为
j)(p )(p p )(p )k (θ-+∠-+∠-∠-+∠++=132121801111
将由图4-2中测得的各向量相角的数值代入并取k =0，则得到︒-=6.26θ 系统的根轨迹如图4-2所示。
最新《控制工程基础》习题集及答案
《控制工程基础》习题集及答案 第一部分：单选题 1.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 2. 在直流电动机的电枢回路中，以电流为输出，电压为输入，两者 之间的传递函数是[ a ] a ．比例环节 b ．积分环节 c ．惯性环节 d ．微分环节 3. 如果系统不稳定，则系统 [ a ] a.不能工作 b ．可以工作，但稳态误差很大 c ．可以工作，但过渡过程时间很长 d ．可以正常工作 4. 在转速、电流双闭环调速系统中，速度调节器通常采用[ B ] 调节器。 a ．比例 b ．比例积分 c ．比例微分 d ．比例积分微分 5.单位阶跃函数1(t)的拉氏变换式L[1(t)]为[ B ]： a ．S b. S 1 c. 21S d. S 2 6. 在直流电动机的电枢回路中，以电流为输出，电压为输入，两者 之间的传递函数是[ A ] A ．比例环节 B ．积分环节 C ．惯性环节 D ．微分环节
7．如果系统不稳定，则系统 [ A ] A. 不能工作 B．可以工作，但稳态误差很大 C．可以工作，但过渡过程时间很长 D．可以正常工作 8. 已知串联校正网络(最小相位环节)的渐近对数幅频特性如下图所示。试判断该环节的相位特性是[ A ]： A．相位超前B．相位滞后 [ B ]调节器。 A．比例 B．比例积分 C．比例微分 D．比例积分微分 10. 已知某环节的幅相频率特性曲线如下图所示，试判定它是何种环 A．相位超前 B. 相位滞后
C. 相位滞后－超前 D. 相位超前－滞后 12. 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 13. 开环传递函数的积分环节v 增加，系统的稳定性（ ）： A ．变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定 14. 已知 f(t)=0.5t+1，其L[f(t)]=( c ): A ．S+0.5S 2 B. 0.5S 2 C. S S 1212 D. S 21 15.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 16.PD 调节器是一种（ a ）校正装置。 A ．相位超前 B. 相位滞后 C. 相位滞后－超前 D. 相位超前－滞后 17.已知最小相位系统的开环对数幅频特性曲线的渐近线如下图所 示，试确定其开环增益K （ c ）。 A 、0 ； B 、5 ； C 、10 ； D 、12 L(18.已知系统的特征方程为S 3+S 2+τS+5=0，则系统稳定的τ值范围为 （ c ）。 τ>0； B. τ<0 ； C. τ>5 ； D. 0<τ<5 19.开环传递函数的积分环节v 增加，系统的稳态性能（ ）：
《控制工程基础》参考复习题及答案要点
《控制工程基础》参考复习题 及习题解答 第一部分 单项选择题 1.闭环控制系统的主反馈取自【 】 A.给定输入端 B.干扰输入端 C.控制器输出端 D.系统输出端 2.不同属性的物理系统可以有形式相同的【 】 A.数学模型 B.被控对象 C.被控参量 D.结构参数 3.闭环控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)，其中H(s)是反馈传递函数，则系统的误差信号为【 】 A.X i (s )－H (s)X 0(s ) B.X i (s )－X 0(s ) C.X or (s )－X 0(s ) D.X or (s )－H (s )X 0(s ) 3-1闭环控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)，其中H(s)是反馈传递函数，则系统的偏差信号为【 】 A.X i (s )－H (s)X 0(s ) B.X i (s )－X 0(s ) C.X or (s )－X 0(s ) D.X or (s )－H (s )X 0(s ) 4.微分环节使系统【 】 A.输出提前 B.输出滞后 C.输出大于输入 D.输出小于输入 5.当输入量发生突变时，惯性环节的输出量不能突变，只能按【 】 A.正弦曲线变化 B.指数曲线变化 C.斜坡曲线变化 D.加速度曲线变化 6.PID 调节器的微分部分可以【 】 A.提高系统的快速响应性 B.提高系统的稳态性 C.降低系统的快速响应性 D.降低系统的稳态性 6－1.PID 调节器的微分部分可以【 】 A.提高系统的稳定性 B.提高系统的稳态性 C.降低系统的稳定性 D.降低系统的稳态性 7.闭环系统前向传递函数是【 】 A.输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比 B.输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 C.输出信号的拉氏变换与误差信号的拉氏变换之比 D.误差信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 8.一阶系统的时间常数为T ，其脉冲响应为【 】 A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T -1 D.T t Te T -+ 8－1.一阶系统的时间常数为T ，其单位阶跃响应为【 】 A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T -1 D.T t Te T -+ 8－2.一阶系统的时间常数为T ，其单位斜坡响应为【 】 A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T -1 D.T t Te T -+ 8－3.一阶系统的时间常数为T ，其单位阶跃响应的稳态误差为【 】 A.0 B.T C.1T D.T t Te T -+ 8－4.一阶系统的时间常数为T ，其单位斜坡响应的稳态误差为【 】 A.0 B.T C.1T D.T t Te T -+ 9.过阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为【 】
《控制工程基础》课程作业习题(含解答)
第一章概论 本章要求学生了解控制系统的基本概念、研究对象及任务，了解系统的信息传递、反馈和反馈控制的概念及控制系统的分类，开环控制与闭环控制的区别；闭环控制系统的基本原理和组成环节。学会将简单系统原理图抽象成职能方块图。 例1 例图1-1a 为晶体管直流稳压电源电路图。试画出其系统方块图。 例图1-1a 晶体管稳压电源电路图 解：在抽象出闭环系统方块图时，首先要抓住比较点，搞清比较的是什么量；对于恒值系统，要明确基准是什么量；还应当清楚输入和输出量是什么。对于本题，可画出方块图如例图1-1b。 例图1-1b 晶体管稳压电源方块图 本题直流稳压电源的基准是稳压管的电压，输出电压通过 R和4R分压后与稳压管的电 3 压 U比较，如果输出电压偏高，则经3R和4R分压后电压也偏高，使与之相连的晶体管基极w 电流增大，集电极电流随之增大，降在 R两端的电压也相应增加，于是输出电压相应减小。 c 反之，如果输出电压偏低，则通过类似的过程使输出电压增大，以达到稳压的作用。 例2 例图1-2a为一种简单液压系统工作原理图。其中，X为输入位移，Y为输出位移，试画出该系统的职能方块图。 解：该系统是一种阀控液压油缸。当阀向左移动时，高压油从左端进入动力油缸，推动动力活塞向右移动；当阀向右移动时，高压油则从右端进入动力油缸，推动动力活塞向左移动；当阀的位置居中时，动力活塞也就停止移动。因此，阀的位移，即B点的位移是该系统的比较点。当X向左时,B点亦向左，而高压油使Y向右，将B点拉回到原来的中点，堵住了高压油，Y的运动也随之停下；当X向右时,其运动完全类似，只是运动方向相反。由此可画出如例图1-2b的职能方块图。
控制工程基础期末考试题及答案
控制工程基础期末考试题及答案 一、选择题 1.控制系统的基本组成是（ A ） A. 系统、信号、传感器、控制器和执行机构 B. 环境、信号、系统、传感器、执行机构 C. 反馈、信号、传感器、系统、执行机构 D. 信号、输出、传感器、控制器和执行机构 答案：A 2.在压力调节器中，控制信号循环不完全系统中，有( D ) A. 闭环和开环 B. 直接作用和反馈作用
C. 模拟和数字信号 D. 传感器和执行器 答案：D 3.在控制系统中，控制参数是（ B ） A. 控制器和执行机构 B. 执行机构的推动量 C. 传感器和信号 D. 控制环境 答案：B 4.下列项目中，可以作为控制信号传输的是（ B ） A. 指令 B. 脉冲
C. 开关信号 D. 压力 答案：B 5.在控制系统中，调整器的作用是（ D ） A. 输出参考信号 B. 调节控制环境 C. 调节输入信号 D. 改变执行器的位置 答案：D 二、填空题 6.当变量的输入是有用的外界信号时，这种控制系统叫__外环控制系统___。
答案：外环 7.控制系统可以根据__反馈信号__的不同，分为闭环控制系统和开环控制系统。 答案：反馈 8.控制系统的__执行机构__是控制信号实际发挥作用的部件。 答案：执行机构 9.在变径机构中，活塞杆或活塞上有__凸轮__，利用凸轮来传递位置信号或脉冲信号，以便控制活塞杆的运动方向。 答案：凸轮 10.控制系统本身也可以分为__硬件系统和软件系统__两部分。 答案：硬件系统和软件系统
三、论述题 11.介绍闭环控制系统的原理 答案：闭环控制系统是指根据反馈信号自动调整控制参数，达到控制目标的控制系统。它利用闭环环路来完成反馈控制，也是当今控制系统中应用最为广泛的控制方式。闭环控制系统的基本元件是反馈环路、传感器、控制器和执行器，它们形成一个典型的反馈环路。 该环路的结构中，传感器将变量的实际量转换成控制信号，反馈信号与设定的参数比较，然后经过控制器处理，把得到的结果转换成推动量，这种推动量是由一个执行器来完成的，会对调节对象产生影响，使变量恢复到参考值，闭环控制系统也可以改变控制器的输出，用以达到控制目标。 四、应用题 12.讨论一种液压控制器在压力控制系统中的应用
《控制工程基础》练习题及答案
《控制工程基础》练习题及答案 1. 单选题 1. 作为控制系统，一般（）。 A. 开环不振荡 B. 闭环不振荡 C. 开环一定振荡 D. 闭环一定振荡 正确答案：A 2. 串联相位滞后校正通常用于（）。 A. 提高系统的快速性 B. 提高系统的稳态精度 C. 减少系统的阻尼 D. 减少系统的固有频率 正确答案：B 3. 下列串联校正装置的传递函数中，能在频率ωc=4处提供最大相位超前角的是（）。 A. (4s+1)/(s+1) B. (s+1)/(4s+1) C. (0.1s+1)/(0.625s+1) D. (0.625s+1)/(0.1s+1) 正确答案：D
4. 利用乃奎斯特稳定性判据判断系统的稳定性时，Z=P-N中的Z表示意义为（）。 A. 开环传递函数零点在S左半平面的个数 B. 开环传递函数零点在S右半平面的个数 C. 闭环传递函数零点在S右半平面的个数 D. 闭环特征方程的根在S右半平面的个数 正确答案：D 5. 某环节的传递函数为G(s)=Ts+1,它是（）。 A. 积分环节 B. 微分环节 C. 一阶积分环节 D. 一阶微分环节 正确答案：D 6. 单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=4/s(s+5) ，则系统在r(t)=2t输入作用下，其稳态误差为（）。 A. 10/4 B. 5/4 C. 4/5 D. 0 正确答案：A 7. 已知系统的开环传递函数为100/S2(0.1S+1)(5S+4)，则系统的开环增益以及型次为（）。
A. 25，Ⅱ型 B. 100，Ⅱ型 C. 100，Ⅰ型 D. 25，O型 正确答案：A 8. 控制论的中心思想是（）。 A. 一门即与技术科学又与基础科学紧密联系的边缘科学 B. 通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制 C. 抓住一切通讯和控制系统所共有的特点 D. 对生产力的发展、生产率的提高具有重大影响 正确答案：B 9. 反馈控制系统是指系统中有（）。 A. 反馈回路 B. 惯性环节 C. 积分环节 D. PID调节器 正确答案：A 10. 下面因素中，与系统稳态误差无关的是（）。 A. 系统的类型 B. 开环增益 C. 输入信号 D. 开环传递函数中的时间常数
控制工程基础复习题及答案
一、选择题 1. 在阶跃函数输入作用下，阻尼比（ A ）的二阶系统，其响应具有等幅振荡性。 A ．ζ＝0 B. ζ>1 C. ζ＝1 D. 0<ζ<1 2.典型二阶振荡系统的（ C ）时间可由响应曲线的包络线近似求出。 A 、峰值 ； B 、延时 ； C 、调整 ； D 、上升 3. cos2t 的拉普拉斯变换式是（ C ） A. S 1 B. 442+S C.42+S S D. 21S 4. 控制系统的稳态误差反映了系统的〔 B 〕 A. 快速性 B. 稳态性能 C. 稳定性 D. 动态性能 5. 对于典型二阶系统，在欠阻尼状态下，如果增加阻尼比ξ的数值，则其动态性能指标中的最大超调量将〔 D 〕 A. 增加 B. 不变 C. 不一定 D. 减少 6.已知系统的开环传递函数为: G(S)H(S) = K(τS+1)/[(T 1S+1)(T 2S+1)(T 3S 2+2ζT 3S+1)]，则它的对数幅频特性渐近线在ω趋于无穷大处的斜率为（ C ）（单位均为dB/十倍频程）。 A 、-20 ； B 、-40 ； C 、-60 ； D 、-80 7.已知系统的频率特性为G （j ω）=K(1+j0.5ω)/[(1+j0.3ω)(1+j0.8ω)]，其相频特性∠G （j ω）为（ A ）。 A. arctg0.5ω – arctg0.3ω – arctg0.8ω B. -arctg0.5ω – arctg0.3ω – arctg0.8ω C. -arctg0.5ω + arctg0.3ω + arctg0.8ω D.arctg0.5ω + arctg0.3ω + arctg0.8ω 8.对于典型二阶系统，当阻尼比不变时，如果增加无阻尼振荡频率ωn 的数值，则其动态性能指标中的调整时间ts( B )。 A 、增加； B 、减少 ； C 、不变 ； D 、不定 9. 为提高某二阶欠阻尼系统相对稳定性，可（C ） A 加大n ω B 减小n ω C 加大ζ D 减小ζ 10.某系统开环传递函数为 1)s(10s 100 G(S)+=，稳态误差为零，则输入可能是（A ） A. 1(t) B t ·1(t) C. 1(t)2t 2⋅ D. )(1)sin(t t ⋅ω 11．系统的传递函数完全决定于系统的如下因素： ( A ) (A) 结构和参数 (B) 输入信号 (C) 输出信号 (D) 扰动信号 12．控制系统的闭环传递函数为。则其开环传递函数为： (B ) 13．某单位反馈系统开环传递函数，当输入为单位加速度函数时，系统稳态误差为： ( B ) （A ）0 （B ）0.01 （C ）∝（D ）100 14．线性定常控制系统的单位阶跃响应的类型完全决定于系统的： ( )
控制工程基础习题及解答
第一章习题及答案 例1-1根据题1-1图所示的电动机速度控制系统工作原理图 (1) 将a，b与c，d用线连接成负反馈状态； (2) 画出系统方框图。 解（1）负反馈连接方式为：d b↔； a↔，c （2）系统方框图如图解1-1 所示。 例1-2题1-2图是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。 题1-2图仓库大门自动开闭控制系统 解当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框图如图解1-2所示。
例1-3 题1-3图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工 作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。 题1-3图 炉温自动控制系统原理图 解 加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比，c u 增高，炉温就上升，c u 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压 f u 。f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较，得出偏差电压e u ，经电压 放大器、功率放大器放大成a u 后，作为控制电动机的电枢电压。 在正常情况下，炉温等于某个期望值T °C ，热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u 。此时，0=-=f r e u u u ，故01==a u u ，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使c u 保持一定的数值。这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。 当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以下的控制过程： 控制的结果是使炉膛温度回升，直至T °C 的实际值等于期望值为止。 系统中，加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设定的电压r u （表征炉温的希望值）。系统方框图见图解1-3。
控制工程基础例题解析
例1 图1-11为晶体管直流稳压电源。试画出其系统方块图。 （图1-11 晶体管稳压电源） 解：在抽象闭环系统方块图时，首先要抓住比较点，搞清比较的是什么量；对于恒值系统，要明确基准是什么量；还应当清楚输入和输出量是什么。对于本题，可画出方块图如图1-12。 （图1-12 晶体管稳压电源方块图） 本题直流稳压电源的基准是稳压管的电压，输出电压通过 R和4R 3 分压后与稳压管的电压 U比较，如果输出电压偏高，则经3R和4R分压 w 后电压也偏高，使与之相连的晶体管基极电流增大，集电极电流随之 增大，降在 R两端的电压也相应增加，于是输出电压相应减小。反之，c 如果输出电压偏低，则通过类似的过程使输出电压增大，以达到稳压的作用。
例2 图1-3为一种简单液压系统工作原理图。其中，X为输入位移，Y为输出位移，试画出该系统的职能方块图。 （图1-3 简单液压系统） 解：该系统是一种阀控液压油缸。当阀向左移动时，高压油从左端进入动力油缸，推动动力活塞向右移动；当阀向右移动时，高压油则从右端进入动力油缸，推动动力活塞向左移动；当阀的位置居中时，动力活塞也就停止移动。因此，阀的位移，即B点的位移是该系统的比较点。当X向左时,B点亦向左，而高压油使Y向右，将B点拉回到原来的中点，堵住了高压油，Y的运动也随之停下。由此可画出图1-14职能方块图。 （图1一14 职能方块图）
例3试求图2-1所示力学模型的传递函数。其中，()t x i 为输 入位移，()t x o 为输出位移，1k 和2k 为弹性刚度， 1 f 和2 f 为粘性 阻尼系数。 （图2-1 弹簧-阻尼系统） 解： 粘性阻尼系数为f 的阻尼筒可等效为弹性刚度为fs 的弹性元 件。并联弹簧的弹性刚度等于各弹簧弹性刚度之和，而串联弹簧弹性刚度的倒数等于各弹簧弹性刚度的倒数之和，国此，图2-1所示力学模型的函数方块图可画成图2-2的形式。 （图2-2） 根据图2-2的函数方块图，则 ()() 11 11 22211 12 2 1211 1221111221111+??? ? ??+++= +? +?+ +? +?= s k f k f k f s k k f f s k f s f k s f k s f k s f k s f k s f k s X s X i o
《控制工程基础》习题集(含答案)
《控制工程基础》习题集（含答案） 《控制工程基础》习题集 (1) 第一部分单项选择题 (2) 第二部分填空题 (15) 第三部分简答题 (17) 第四部分计算应用题 (22) 《控制工程基础》习题解答 (30) 第一部分单项选择题 (30) 第二部分填空题 (30) 第三部分简答题 (31) 第四部分计算应用题 (40)
第一部分 单项选择题 1.闭环控制系统的主反馈取自【 】 A.给定输入端 B.干扰输入端 C.控制器输出端 D.系统输出端 2.不同属性的物理系统可以有形式相同的【 】 A.数学模型 B.被控对象 C.被控参量 D.结构参数 3.闭环控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)，其中H(s)是反馈传递函数，则系统的误差信号为【 】 A.X i (s )－H (s)X 0(s ) B.X i (s )－X 0(s ) C.X or (s )－X 0(s ) D.X or (s )－H (s )X 0(s ) 3-1闭环控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)，其中H(s)是反馈传递函数，则系统的偏差信号为【 】 A.X i (s )－H (s)X 0(s ) B.X i (s )－X 0(s ) C.X or (s )－X 0(s ) D.X or (s )－H (s )X 0(s ) 4.微分环节使系统【 】 A.输出提前 B.输出滞后 C.输出大于输入 D.输出小于输入 5.当输入量发生突变时，惯性环节的输出量不能突变，只能按【 】 A.正弦曲线变化 B.指数曲线变化 C.斜坡曲线变化 D.加速度曲线变化 6.PID 调节器的微分部分可以【 】 A.提高系统的快速响应性 B.提高系统的稳态性 C.降低系统的快速响应性 D.降低系统的稳态性 6－1.PID 调节器的微分部分可以【 】 A.提高系统的稳定性 B.提高系统的稳态性 C.降低系统的稳定性 D.降低系统的稳态性 7.闭环系统前向传递函数是【 】 A.输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比 B.输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 C.输出信号的拉氏变换与误差信号的拉氏变换之比 D.误差信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 8.一阶系统的时间常数为T ，其脉冲响应为【 】 A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T -1 D.T t Te T -+ 8－1.一阶系统的时间常数为T ，其单位阶跃响应为【 】 A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T -1 D.T t Te T -+ 8－2.一阶系统的时间常数为T ，其单位斜坡响应为【 】
《控制工程基础》试卷及详细答案
一、填空题（每题1分，共15分） 1、对于自动控制系统的性能要求 可以概括为三个方面， 即： 、 和 ，其中最基本的要求是 。 2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为()G s ，则该系统的开环 传递函数为 。 3、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 、 等。 4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用 、 、 等方法。 5、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 ；当 控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为 。 6、设系统的开环传递函数为 12(1)(1)K s T s T s ++，则其开环幅频 特性为 ，相频特性为 。 7、最小相位系统是指 。 二、选择题（每题2分，共20分） 1、关于奈氏判据及其辅助函数 F(s)= 1 + G(s)H(s)，错误的说法是 ( ) A 、 F(s)的零点就是开环传递函数的极点 B 、 F(s)的极点就是开环传递 函数的极点 C 、 F(s)的零点数与极点数相同 D 、 F(s)的零点就是闭环传递函数的极点 2、已知负反馈系统的开环传递函数 为221 ()6100 s G s s s +=++，则该系统的 闭环特征方程为 ( )。 A 、2 61000s s ++= B 、 2(6100)(21)0s s s ++++= C 、2 610010s s +++= D 、与是否为单位反馈系统有关 3、一阶系统的闭环极点越靠近S 平面原点，则 ( ) 。 A 、准确度越高 B 、准确度越低 C 、响应速度越快 D 、响应速度越慢 4、已知系统的开环传递函数为100 (0.11)(5)s s ++，则该系统的开环增 益为 ( )。 A 、 100 B 、1000 C 、20 D 、不能确定 5、若两个系统的根轨迹相同，则有 相同的： A 、闭环零点和极点 B 、开环零 点 C 、闭环极点 D 、阶跃响应 6、下列串联校正装置的传递函数中，能在1c ω=处提供最大相位超前角的是 ( )。 A 、 1011s s ++ B 、1010.11s s ++ C 、 210.51s s ++ D 、0.11 101 s s ++ 7、下列哪种措施对提高系统的稳定
控制工程基础习题答案
控制工程基础习题解答 第一章 1-5．图1-10为张力控制系统。当送料速度在短时间内突然变化时，试说明该控制系统的作用情况。画出该控制系统的框图。 由图可知，通过张紧轮将张力转为角位移，通过测量角位移即可获得当前张力的大小。 当送料速度发生变化时，使系统张力发生改变，角位移相应变化，通过测量元件获得当前实际的角位移，和标准张力时角位移的给定值进行比较，得到它们的偏差。根据偏差的大小调节电动机的转速，使偏差减小达到张力控制的目的。 框图如图所示。 1-8．图1-13为自动防空火力随动控制系统示意图及原理图。试说明该控制系统的作用情况。 题1-5 框图 电动机 给定值 角位移 误差 张力 - 转速 位移 张紧轮 滚轮 输送带 转速 测量轮 测量元件 角位移 角位移 （电压等） 放大 电压 测量 元件 > 电动机 角位移 给定值 电动机 图1-10 题1-5图
该系统由两个自动控制系统串联而成：跟踪控制系统和瞄准控制系统，由跟踪控制系统 获得目标的方位角和仰角，经过计算机进行弹道计算后给出火炮瞄准命令作为瞄准系统的给定值，瞄准系统控制火炮的水平旋转和垂直旋转实现瞄准。 跟踪控制系统根据敏感元件的输出获得对目标的跟踪误差，由此调整视线方向，保持敏感元件的最大输出，使视线始终对准目标，实现自动跟踪的功能。 瞄准系统分别由仰角伺服控制系统和方向角伺服控制系统并联组成，根据计算机给出的火炮瞄准命令，和仰角测量装置或水平方向角测量装置获得的火炮实际方位角比较，获得瞄准误差，通过定位伺服机构调整火炮瞄准的角度，实现火炮自动瞄准的功能。 控制工程基础习题解答 第二章 2-2．试求下列函数的拉氏变换，假定当t<0时，f(t)=0。 (3). ()t e t f t 10cos 5.0-= 解：()[][ ] ()100 5.05 .010cos 2 5.0+++= =-s s t e L t f L t (5). ()⎪⎭ ⎫ ⎝ ⎛+ =35sin πt t f 图1-13 题1-8图 敏感 元件 定位伺服机构 （方位和仰角） 计算机指挥仪 目标 方向 跟踪环路 跟踪 误差 瞄准环路 火炮方向 火炮瞄准 命令 - - 视线 瞄准 误差 伺服机构（控制绕垂直轴转动） 伺服机构（控制仰角） 视线 敏感元件 计算机 指挥仪
《控制工程基础》参考复习题及答案
《控制工程基础》参考复习题 与习题解答 第一部分 单项选择题 1.闭环控制系统的主反馈取自[ D ] A.给定输入端 B.干扰输入端 C.控制器输出端 D.系统输出端 2.不同属性的物理系统可以有形式一样的[ A ] A.数学模型 B.被控对象 C.被控参量 D.结构参数 3.闭环控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)，其中H(s)是反馈传递函数，则系统的误差信号为[ A ] A.X i (s )－H (s)X 0(s ) B.X i (s )－X 0(s ) C.X or (s )－X 0(s ) D.X or (s )－H (s )X 0(s ) 3-1闭环控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)，其中H(s)是反馈传递函数，则系统的偏差信号为[ A ] A.X i (s )－H (s)X 0(s ) B.X i (s )－X 0(s ) C.X or (s )－X 0(s ) D.X or (s )－H (s )X 0(s ) 4.微分环节使系统[ A ] A.输出提前 B.输出滞后 C.输出大于输入 D.输出小于输入 5.当输入量发生突变时，惯性环节的输出量不能突变，只能按[ B ] A.正弦曲线变化 B.指数曲线变化 C.斜坡曲线变化 D.加速度曲线变化 6.PID 调节器的微分部分可以[ A ] A.提高系统的快速响应性 B.提高系统的稳态性 C.降低系统的快速响应性 D.降低系统的稳态性 6－1.PID 调节器的微分部分可以[ A ] A.提高系统的稳定性 B.提高系统的稳态性 C.降低系统的稳定性 D.降低系统的稳态性 7.闭环系统前向传递函数是[ C ] A.输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比 B.输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 C.输出信号的拉氏变换与误差信号的拉氏变换之比 D.误差信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 8.一阶系统的时间常数为T ，其脉冲响应为[ C ] A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T -1 D.T t Te T -+ 8－1.一阶系统的时间常数为T ，其单位阶跃响应为[ C ] A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T -1 D.T t Te T -+ 8－2.一阶系统的时间常数为T ，其单位斜坡响应为[ C ] A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T -1 D.T t Te T -+ 8－3.一阶系统的时间常数为T ，其单位阶跃响应的稳态误差为[C ] A.0 B.T C.1 T D.T t Te T -+ 8－4.一阶系统的时间常数为T ，其单位斜坡响应的稳态误差为[ C ] A.0 B.T C.1T D.T t Te T -+ 9.过阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为[ ] A.零 B.常数 C.单调上升曲线 D.等幅衰减曲线