现代控制复习

控制工程基础期末复习专题2012.06.17一、选择题（每题2分）1、适合应用传递函数描述的系统是：(A)A、单输入，单输出的线性定常系统B、单输入，单输出的线性时变系统C、单输入，单输出的定常系统D、非线性系统2、单位反馈系统稳态速度误差的正确含义是：(C)A、在()1()rtRt时，输出速度与输入速度的稳态误差B、在()1()rtRt时，输出位置与输入位置的稳态误差C、在()rtVt时，输出位置与输入位置的稳态误差D、在()rtVt时，输出速度与输入速度的稳态误差3、系统的开环传递函数为两个“S”多项式之比()()()MSGSNS,则闭环特征方程为：(B)A、N(S)=0B、N(S)+M(S)=0C、1+N(S)=0D、与是否为单位反馈系统有关4、非单位反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，则输入端定义的误差E(S)与输出端定义的误差*()ES之间有如下关系：(A)A、EsHsEsB、EsHsEsC、*()()()()ESGSHSESD、*()()()()ESGSHSES5、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的：(D)A、低频段B、开环增益C、高频段D、中频段6、一阶系统的闭环极点越靠近S平面原点：(D)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7、已知系统的传递函数为1sKeTS，其幅频特性()Gj应为：(D)A、1KeTB、1KeTC、221KeTD、221KT8、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的：(C)A、闭环零点和极点B、开环零点C、闭环极点D、阶跃响应9、下列串联校正装置的传递函数中，能在1c处提供最大相位超前角的是：(B)A、1011ssB、1010.11ssC、210.51ssD、0.11101ss10、PID控制规律是(D)控制规律的英文缩写。A、比例与微分B、比例与积分C、积分与微分D、比例、积分与微分11、关于劳斯—霍尔维茨稳定性判据和乃奎斯特稳定性判据，以下叙述中正确的是：（B）A、劳斯—胡尔维茨判据属代数判据，是用来判断开环系统稳定性的B、乃奎斯特判据属几何判据，是用来判断闭环系统稳定性的C、乃奎斯特判据是用来判断开环系统稳定性的D、以上叙述均不正确12、利用乃奎斯特稳定性判据判断系统的稳定性时，ZPN中的Z表示意义为：（B）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13、最小相位系统是指：（B）A、系统传递函数的极点均在S平面左半平面B、系统开环传递函数的所有零点和极点均在S平面左半平面C、系统闭环传递函数的所有零点和极点均在S平面右半平面D、系统开环传递函数的所有零点和极点均在S平面右半平面14、二阶系统的传递函数为122)(2sKssG，当K增大时，其（C）A、无阻尼自然频率n增大，阻尼比增大B、无阻尼自然频率n增大，阻尼比减小C、无阻尼自然频率n减小，阻尼比减小D、无阻尼自然频率n减小，阻尼比增大15、对于开环频率特性曲线与闭环系统性能之间的关系，以下叙述中不正确的有（A）A、开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳定性B、中频段表征了闭环系统的动态特性C、高频段表征了闭环系统的抗干扰能力D、低频段的增益应充分大，以保证稳态误差的要求16、下列串联校正装置的传递函数中，能在1c处提供最大相位超前角的是：(B)A、1011ssB、1010.11ssC、210.51ssD、0.11101ss17、二阶系统的传递函数为G(s)=100432ss,其无阻尼固有频率ωn是(B)A.10B.5C.2.5D.2518、一阶系统sTK1的单位脉冲响应曲线在t=0处的斜率为(C)A.TKB.KTC.2KTD.2TK19、某系统的传递函数G(s)=1sTK,则其单位阶跃响应函数为(C)A.TKteT/1B.TteTK/C.K(1－e－t/T)D.(1－e－Kt/T)20、设ωc为幅值穿越(交界)频率，φ(ωc)为开环频率特性幅值为1时的相位角，则相位裕度为(A)A.180°－φ(ωc)B.φ(ωc)C.180°+φ(ωc)D.90°+φ(ωc)21、单位反馈控制系统的开环传递函数为)5(4sssG，则系统在r(t)=2t输入作用下，其稳态误差为（A）A.104B.54C.45D.022、二阶系统的传递函数为G(s)=2221nnss,在0＜ζ＜22时，其无阻尼固有频率ωn与谐振频率ωr的关系为（C）A.ωnωrB.ωn=ωrC.ωnωrD.两者无关23、串联相位滞后校正通常用于（B）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24、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(DA.114ssB.141ssC.0.110.6251ssD.0.62510.11ss25、从某系统的Bode图上，已知其剪切频率ωc≈40，则下列串联校正装置的传递函数中能在基本保持原系统稳定性及频带宽的前提下，通过适当调整增益使稳态误差减至最小的是（B）A.104.01004.0ssB.0.4141ssC.11014ssD.14.014ss26、如果系统中加入一个微分负反馈，将使系统的超调量σp(A)A.增加B.减小C.不变D.不定27、运算放大器具有（A）的优点。A.输入阻抗高，输出阻抗低B.输入阻抗低，输出阻抗高C.输入阻抗高，输出阻抗高D.输入、输出阻抗都低28、在伯德图中反映系统抗高频干扰能力的是(C)A.低频段B.中频段C.高频段D.无法反映29、设开环系统频率特性G(jω)=,当ω=1rad/s时，其频率特性幅值M(1)=(C)A.B.4C.D.230、设开环传递函数G(s)H(s)=()()Ksjsj,α0,K0，随着K增大，闭环系统(C)A.相对稳定性变差，快速性不变B.相对稳定性变好，快速性不变C.相对稳定性不变，快速性变好D.相对稳定性变差，快速性变差31、对于一阶、二阶系统来说，系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的(B)A.充分条件B.必要条件C.充分必要条件D.以上都不是32、开环传递函数为43ssKsHsG,则实轴上的根轨迹为(A)A.[－4,∞)B.[－4,0]C.(－∞,－4)D.[0,∞)33、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的关系ω’c，通常是（B）A.ωc=ω’cB.ωcω’cC.ωcω’cD.ωc与ω’c无关34、比例环节的频率特性相位移θ(ω)=(C)A.90°B.－90°C.0°D.－180°35、在控制系统中被控制的物理量是被控变量直接改变被控变量的元件称为（A）。A.执行元件B.控制元件C.调节器D.测量元件36、在通常的闭环控制系统结构中，系统的控制器和控制对象共同构成了（B）(A)开环传递函数(B)前向通道(C)反馈通道(D)闭环传递函数37、下面数学模型中，（D）是线性定常系统的外部描述。(A)传递函数(B)微分方程(C)频率特性(D)前面三种都是38、单位斜坡函数的Laplace变换为(C)。(A)1(B)1/S(C)1/S2(D)1/S339、二阶欠阻尼系统暂态性能指标中与无阻尼振荡角频率ω无关的是（A）(A)最大超调量(B)峰值时间(C)上升时间(D)调整时间40、下面关于闭环主导极点叙述正确的是（D）。(A)距离虚轴最近的闭环极点一定是主导极点(B)闭环主导极点是实数极点(C)闭环主导极点是一对共轭复数(D)以上都不对41、使用劳斯判据分析系统稳定性时，如果劳斯表某一行第一个为零，该行其余元素不全为零，则（C）(A)系统稳定(B)系统不稳定(C)系统临界稳定(D)系统不稳定或临界稳定42、开环传递函数为G(s)H(s)=K/s2(s+2),则实轴上的根轨迹实（A）(A)[-2,∞)(B)[-2,0](C)(-∞,-2)(D)[0,∞)43、常规根轨迹的终点是（A）。(A)开环零点(B)开环极点(C)闭环零点(D)闭环极点44、用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是（D）。(A)阶跃函数(B)脉冲函数(C)斜坡函数(D)正弦函数45、如果开环传递函有P个复平面右半部的极点，当频率从负无穷变化到正无穷时，开环幅相频率特性曲线逆时针围绕(-1,j0)点N圈，则闭环系统不稳定极点的个数为（C）(A)N-P(B)N-2P(C)P-N(D)P-2N46、剪切频率ω不仅影响系统的（A），还影响动态过程的调整时间。(A)相对稳定性(B)阻尼特性(C)振荡特性(D)抗干扰能力47、在伯德图中反映系统稳态特性的是（A）。(A)低频段(B)中频段(C)高频段(D)无法反映48、PD控制属于（A）校正。(A)超前(B)滞后(C)滞后－超前(D)复合校正49、进行串联超前校正后，校正前的剪切频率ωc，与校正后的剪切频率ωc′的关系，通常是（B）。(A)ωcωc′(B)ωcωc′(C)ωc=ωc′(D)ωc与ωc′无关二、填空题（每空1分）1、传递函数的定义是对于线性定常系统，在两个变量的初值为0的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉式变换之比。2、瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到稳定状态的响应过程。3、判别系统稳定性的依据是系统特征方程的根必须为负实数，即系统的特征根必须全部在s平面的左半平面是系统稳定的充要条件。4、I型系统)2()(ssKsG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信号的稳态响应，频率特性包括幅值和相角两种特性。其稳态输出是与输入同频率的正弦，幅值和相角随ω而改变。6、系统的稳态误差与系统开环传递函数的增益、系统的积分器个数和输入函数有关。7、一个单位反馈系统的前向传递函数为sssK4523，则该闭环系统的特征方程为32540sssK，开环增益为4K。8、二阶系统在阶跃信号作用下，其调整时间ts与阻尼比、无阻尼固有频率和误差带有关。9、极坐标图(Nyquist图)与对数坐标图(Bode图)之间对应关系为：极坐标图上的单位圆对应于Bode图上的0分贝线；极坐标图上的负实轴对应于Bode图上的－180°线。10、系统传递函数只与本身参数和结构有关，与输入无关。11、传递函数表达一般有多项式形式、零极点形式和时间常数形式。12、开环控制系统特点是信息的单向流动，闭环控制系统特点是信息的双向流动。13、轨迹法是由开环系统的零、极点位置，通过参数K从零变到正无穷大时，图示研究闭环系统的实际极点的轨迹。14、根轨迹全部在根平面的左半平面部分时，系统总是稳定的。15、设系统的频率特性G(jω)=R(ω)+JI(ω)，则相频特性∠G(jω)=arctanIR。16、随动系统中常用的典型输入信号是斜坡输入信号和抛物线输入信号。17、超前校正装置的最大超前角处对应的频率ωm=zp。18、根据系统给定值信号特点，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。19、一个系统的控制作用能否对系统的所有状态产生影响，从而能对系统的状态实现控制，称为状态控制。20、系统渐近稳定的充分必要条件是闭环控制系统传递函数的全部极点都具有负实部。21、信号流图中，节点可以把所有输入支路的信号叠加，并把叠加后的信号传送到所有的输出支路。22、增加极点对系统的快速性能是不利的。23、剪切频率ωc不仅影响系统的相对稳定性还影响动态过程的调整时间。24、对自动控制系统的基本要求是：快速性，准确性，稳定性。25、静态位置误差系数PK0limcsGsGs，aK20limcssGsGs。26、增加一个开环零点，根轨迹向左移，对系统稳定的影响是有