自动控制原理及其应用试卷与答案.doc

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21.一线性系统,当输入是单位脉冲函数时,其输出象函数与 传递函数 相同。22.输入信号和反馈信号之间的比较结果称为 偏差 。23.对于最小相位系统一般只要知道系统的 开环幅频特性 就可以判断其稳定性。24.设一阶系统的传递G(s)=7/(s+2),其阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为 2 。25.当输入为正弦函数时,频率特性G(j)与传递函数G(s)的关系为 s=j 。26.机械结构动柔度的倒数称为 动刚度 。27.当乃氏图逆时针从第二象限越过负实轴到第三象限去时称为 正穿越 。28.二阶系统对加速度信号响应的稳态误差为 1/K 。即不能跟踪加速度信号。29.根轨迹法是通过 开环传递函数 直接寻找闭环根轨迹。30.若要求系统的快速性好,则闭环极点应距虚轴越 远 越好。21.对控制系统的首要要求是系统具有 .稳定性 。22.在驱动力矩一定的条件下,机电系统的转动惯量越小,其 .加速性能 越好。23.某典型环节的传递函数是,则系统的时间常数是 0.5 。24.延迟环节不改变系统的幅频特性,仅使 相频特性 发生变化。25.二阶系统当输入为单位斜坡函数时,其响应的稳态误差恒为 2/wn 。26.反馈控制原理是 检测偏差并纠正偏差的 原理。27.已知超前校正装置的传递函数为,其最大超前角所对应的频率 1.25 。28.在扰动作用点与偏差信号之间加上 积分环节 能使静态误差降为0。29.超前校正主要是用于改善稳定性和 快速性 。30.一般讲系统的加速度误差指输入是 静态位置误差系数 所引起的输出位置上的误差。21.“经典控制理论”的内容是以 传递函数 为基础的。22.控制系统线性化过程中,变量的偏移越小,则线性化的精度 越高 。23.某典型环节的传递函数是,则系统的时间常数是 0.5 。24.延迟环节不改变系统的幅频特性,仅使 相频特性 发生变化。25.若要全面地评价系统的相对稳定性,需要同时根据相位裕量和 幅值裕量 来做出判断。26.一般讲系统的加速度误差指输入是 匀加速度 所引起的输出位置上的误差。27.输入相同时,系统型次越高,稳态误差越 小 。28.系统主反馈回路中最常见的校正形式是 串联校正 和反馈校正29.已知超前校正装置的传递函数为,其最大超前角所对应的频率 1.25 。30.若系统的传递函数在右半S平面上没有 零点和极点 ,则该系统称作最小相位系统。1、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面,即: 稳定性 快速性 准确性 ,其中最基本的要求是 稳定性 。2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为,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 微分方程 传递函数 等。4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定,可采用劳思判据 根轨迹 奈奎斯特判据 等方法。5、设系统的开环传递函数为,则其开环幅频特性为 相频特性为 。6、PID控制器的输入输出关系的时域表达式是,其相应的传递函数为。 7、最小相位系统是指S右半平面不存在系统的开环极点及开环零点。1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面,即: 稳定性 、快速性和 准确性 。2、控制系统的 输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值 称为传递函数。一阶系统传函标准形式是,二阶系统传函标准形式是。3、在经典控制理论中,可采用劳斯判据(或:时域分析法);、根轨迹法或 奈奎斯特判据(或:频域分析法)等方法判断线性控制系统稳定性。4、控制系统的数学模型,取决于系统结构和 参数 , 与外作用及初始条件无关。5、线性系统的对数幅频特性,纵坐标取值为,横坐标为 。6、奈奎斯特稳定判据中,Z = P - R ,其中P是指 开环传函中具有正实部的极点的个数 ,Z是指 闭环传函中具有正实部的极点的个数 ,R指 奈氏曲线逆时针方向包围 (-1, j0 )整圈数 。7、在二阶系统的单位阶跃响应图中,定义为 系统响应到达并保持在终值误差内所需的最短时间 。是 响应的最大偏移量与终值的差与的比的百分数 。8、PI控制规律的时域表达式是 。P I D 控制规律的传递函数表达式是 。9、设系统的开环传递函数为,则其开环幅频特性为 ,相频特性为 。21.根据采用的信号处理技术的不同,控制系统分为模拟控制系统和 数字控制系统 。22.闭环控制系统中,真正对输出信号起控制作用的是 偏差信号 。23.控制系统线性化过程中,线性化的精度和系统变量的 偏移程度 有关。24.描述系统的微分方程为,则频率特性 。25.一般开环频率特性的低频段表征了闭环系统的 稳态 性能。26.二阶系统的传递函数G(s)=4/(s2+2s+4) ,其固有频率wn 2 。27.对单位反馈系统来讲,偏差信号和误差信号 相同 。28.PID调节中的“P”指的是 比例 控制器。29.二阶系统当共轭复数极点位于45线上时,对应的阻尼比为 0.707 。 30.误差平方积分性能指标的特点是: 重视大的误差,忽略小的误差 。21.自动控制系统最基本的控制方式是 反馈控制 。22.控制系统线性化过程中,变量的偏移越小,则线性化的精度 越高 。23.传递函数反映了系统内在的固有特性,与 输入量 无关。24.实用系统的开环频率特性具有 低通滤波 的性质。25.描述系统的微分方程为,则其频率特性 。26.输入相同时,系统型次越高,稳态误差越 小 。27.系统闭环极点之和为 常数 。28.根轨迹在平面上的分支数等于 闭环特征方程的阶数 。29.为满足机电系统的高动态特性,机械传动的各个分系统的 谐振频率 应远高于机电系统的设计截止频率。30.若系统的传递函数在右半S平面上没有 零点和极点 ,则该系统称作最小相位系统。1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。2、复合控制有两种基本形式:即按 输入 的前馈复合控制和按 扰动 的前馈复合控制。3、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为,则G(s)为 G1(s)+G2(s) (用G1(s)与G2(s) 表示)。4、典型二阶系统极点分布如图1所示,则无阻尼自然频率 ,阻尼比 ,该系统的特征方程为 ,该系统的单位阶跃响应曲线为 衰减振荡 。5、若某系统的单位脉冲响应为,则该系统的传递函数G(s)为 。6、根轨迹起始于 开环极点 ,终止于 开环零点 。7、设某最小相位系统的相频特性为,则该系统的开环传递函数为 。8、PI控制器的输入输出关系的时域表达式是,其相应的传递函数为,由于积分环节的引入,可以改善系统的稳态性能。偏差信号21.闭环控制系统中,真正对输出信号起控制作用的是 。22.系统的传递函数的 零极点 分布决定系统的动态特性。23.二阶系统的传递函数G(s)=4/(s2+2s+4) ,其固有频率wn .2 。24.用频率法研究控制系统时,采用的图示法分为极坐标图示法和_对数坐标_ _图示法。25.描述系统的微分方程为,则频率特性 。26.乃氏图中当等于剪切频率时,相频特性距-线的相位差叫 相位裕量 。 27. 单位反馈 系统的稳态误差和稳态偏差相同。28.滞后校正是利用校正后的 幅值衰减 作用使系统稳定的。29.二阶系统当共轭复数极点位于45线上时,对应的阻尼比为 0.707 。 30.远离虚轴的闭环极点对 瞬态响应 的影响很小。1、在水箱水温控制系统中,受控对象为 水箱 ,被控量为 水温 。2、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但有顺向作用而且还有反向联系时,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 。3、稳定是对控制系统最基本的要求,若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡,则该系统 稳定 。判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用劳斯判据 ;在频域分析中采用奈奎斯特判据 。4、传递函数是指在零 初始条件下、线性定常控制系统的 输入拉氏变换 与 输出拉氏变换 之比。5、设系统的开环传递函数为,则其开环幅频特性为 ,相频特性为 。6、 频域性能指标与时域性能指标有着对应关系,开环频域性能指标中的幅值穿越频率对应时域性能指标 调整时间 ,它们反映了系统动态过程的快速性 。21.闭环控制系统又称为 反馈控制 系统。22.一线性系统,当输入是单位脉冲函数时,其输出象函数与 传递函数 相同。23.一阶系统当输入为单位斜坡函数时,其响应的稳态误差恒为 常量 。24.控制系统线性化过程中,线性化的精度和系统变量的 偏移程度 有关。25.对于最小相位系统一般只要知道系统的 开环幅频特性 就可以判断其稳定性。26.一般讲系统的位置误差指输入是 阶跃信号 所引起的输出位置上的误差。27.超前校正是由于正相移的作用,使截止频率附近的 相位 明显上升,从而具有较大的稳定裕度。28.二阶系统当共轭复数极点位于 28.45 线上时,对应的阻尼比为0.707。29.PID调节中的“P”指的是 比例 控制器。30.若要求系统的快速性好,则闭环极点应距虚轴越_ 远 _越好。21.对控制系统的首要要求是系统具有 稳定性 。22.利用终值定理可在复频域中得到系统在时间域中的 稳态值 。23.传递函数反映了系统内在的固有特性,与 输入量 无关。24.若减少二阶欠阻尼系统超调量,可采取的措施是 增大阻尼比 。25.已知超前校正装置的传递函数为,其最大超前角所对应的频率_ 1.25 _。26.延迟环节不改变系统的幅频特性,仅使 相频特性 发生变化27.某典型环节的传递函数是,则系统的时间常数是 0.5 。28.在扰动作用点与偏差信号之间加上 积分环节 能使静态误差降为0。29.微分控制器是针对被调量的 变化速率 来进行调节。30.超前校正主要是用于改善稳定性和 .快速性 。选择题(每题 2 分,共20分)1. 输入与输出均已给出,确定系统的结构和参数,称为( B )A.最优设计 B.系统辨识 C.系统分析 D.最优控制2. 对于代表两个或两个以上输入信号进行( C )的元件又称比较器。A.微分 B.相乘 C.加减 D.相除3. 直接对控制对象进行操作的元件称为( C )A.比较元件 B.给定元件 C.执行元件 D.放大元件4. 某环节的传递函数是,则该环节可看成由( D )环节串联而组成。A.比例、积分、滞后 B.比例、惯性、微分 C.比例、微分、滞后 D.比例、积分、微分5. 已知系统的微分方程为,则系统的传递函数是(A )A. B. C. D.6. 梅逊公式主要用来( C )A.判断稳定性 B.计算输入误差 C.求系统的传递函数 D.求系统的根轨迹7. 一阶系统G(s)=的放大系数K愈小,则系统的输出响应的稳态值(C )A.不变 B.不定 C.愈小 D.愈大8. 二阶欠阻尼系统的性能指标中只与阻尼比有关的是 (D )A.上升时间 B.峰值时间 C.调整时间 D.最大超调量9. 在用实验法求取系统的幅频特性时,一般是通过改变输入信号的( B )来求得输出信号的幅值。A.相位 B.频率 C.稳定裕量 D.时间常数10.设开环系统频率特性G(j)=,当=1rad/s时,其频率特性幅值A(1)=( D)A. B. C. D.11.一阶惯性系统的转角频率指(A )A.2 B.1 C.0.5 D.012.设单位负反馈控制系统的开环传递函数,其中K0,a0,则闭环控制系统的稳定性与(C )A.K值的大小有关 B.a值的大小有关 C.a和K值的大小无关 D.a和K值的大小有关13.已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡,则其阻尼比可能为(D )A.0.707 B.0.6 C.1 D.014.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的( C )A.充分条件 B.必要条件 C.充分必要条件 D.以上都不是15.以下关于系统稳态误差的概念正确的是( B )A.它只决定于系统的结构和参数 B.它只决定于系统的输入和干扰C.与系统的结构和参数、输入和干扰有关 D.它始终为016.当输入为单位加速度且系统为单位反馈时,对于I型系统其稳态误差为(D )A.0 B.0.1/k C.1/k D.17.若已知某串联校正装置的传递函数为,则它是一种(C )A.相位滞后校正 B.相位超前校正 C.微分调节器 D.积分调节器18.在系统校正时,为降低其稳态误差优先选用( A )校正。A.滞后 B.超前 C.滞后-超前 D.减小增益19.根轨迹上的点应满足的幅角条件为( D)A.-1 B.1 C.(2k+1)/2 (k=0,1,2,) D.(2k+1)(k=0,1,2,)20.主导极点的特点是( A )A.距离虚轴很近 B.距离实轴很近 C.距离虚轴很远 D.距离实轴很远1. 输入已知,确定系统,使输出尽可能符合给定的最佳要求,称为(C )A.滤波与预测 B.最优控制 C.最优设计 D.系统分析 2. 开环控制的特征是( C )A.系统无执行环节 B.系统无给定环节 C.系统无反馈环节 D.系统无放大环节3. 从0变化到+时,延迟环节频率特性极坐标图为( A )A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线4. 若系统的开环传递函数为,则它的开环增益为(D )A.10 B.2 C.1 D.5 5. 在信号流图中,只有(D )不用节点表示。A.输入 B.输出 C.比较点 D.方块图单元6. 二阶系统的传递函数,其阻尼比是( A )A.0.5 B.1 C.2 D.4 7. 若二阶系统的调整时间长,则说明(B )A.系统响应快 B.系统响应慢 C.系统的稳定性差 D.系统的精度差8. 比例环节的频率特性相位移( A )A.0 B.-90 C.90 D.-1809. 已知系统为最小相位系统,则一阶惯性环节的幅频变化范围为( D)A.045 B.0-45 C.090 D.0-9010.为了保证系统稳定,则闭环极点都必须在(A )上。A.s左半平面 B.s右半平面 C.s上半平面 D.s下半平面11.系统的特征方程,可以判断系统为( B)A.稳定 B.不稳定 C.临界稳定 D.稳定性不确定12.下列判别系统稳定性的方法中,哪一个是在频域里判别系统稳定性的判据( C)A.劳斯判据 B.赫尔维茨判据 C.奈奎斯特判据 D.根轨迹法13.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(C )A.充分条件 B.必要条件 C.充分必要条件 D.以上都不是14.系统型次越高,稳态误差越( A )A.越小 B.越大 C.不变 D.无法确定15.若已知某串联校正装置的传递函数为,则它是一种(D)A.反馈校正 B.相位超前校正 C.相位滞后超前校正 D.相位滞后校正16.进行串联滞后校正后,校正前的穿越频率与校正后的穿越频率的关系相比,通常是(B )A.= B. C. C. C. D.与无关18.已知系统开环传递函数,则与虚轴交点处的K*=( D)A.0 B.2 C.4 D.619.某校正环节传递函数,则其频率特性的奈氏图终点坐标为( D )A.(0,j0) B.(1,j0) C.(1,j1) D.(10,j0)20.A、B是高阶系统的二个极点,一般当极点A距离虚轴比极点B距离虚轴大于( A )时,分析系统时可忽略极点A。 A.5倍 B.4倍 C.3倍 D.2倍1. 系统已给出,确定输入,使输出尽可能符合给定的最佳要求,称为( .A )A.最优控制 B.系统辨识 C.系统分析 D.最优设计2. 与开环控制系统相比较,闭环控制系统通常对(.B )进行直接或间接地测量,通过反馈环节去影响控制信号。A.输出量 B.输入量 C.扰动量 D.设定量3. 在系统对输入信号的时域响应中,其调整时间的长短是与( .D )指标密切相关。A.允许的峰值时间 B.允许的超调量 C.允许的上升时间 D.允许的稳态误差4. 主要用于产生输入信号的元件称为( B )A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件5. 某典型环节的传递函数是,则该环节是(C )A.比例环节 B.积分环节 C.惯性环节 D.微分环节6. 已知系统的微分方程为,则系统的传递函数是(A )A. B. C. D.7. 引出点前移越过一个方块图单元时,应在引出线支路上( C)A.并联越过的方块图单元 B.并联越过的方块图单元的倒数 C.串联越过的方块图单元 D.串联越过的方块图单元的倒数8. 设一阶系统的传递,其阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为( B )A.7 B.2 C. D. 9. 时域分析的性能指标,哪个指标是反映相对稳定性的(D )A.上升时间 B.峰值时间 C.调整时间 D.最大超调量10. 二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为( D )A.谐振频率 B.截止频率 C.最大相位频率 D.固有频率11. 设系统的特征方程为,则此系统中包含正实部特征的个数为( C )A.0 B.1 C.2 D.312. 一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量g为(C )A.015 B.1530 C.3060 D.6090 13. 设一阶系统的传递函数是,且容许误差为5%,则其调整时间为( C )A.1 B.2 C.3 D.414. 某一系统的速度误差为零,则该系统的开环传递函数可能是( D )A. B. C. D.15. 单位反馈系统开环传递函数为,当输入为单位斜坡时,其加速度误差为( A )A.0 B.0.25 C.4 D.16. 若已知某串联校正装置的传递函数为,则它是一种(A )A.相位超前校正 B.相位滞后校正 C.相位滞后超前校正 D.反馈校正17. 确定根轨迹大致走向,一般需要用( D )条件就够了。A.特征方程 B.幅角条件 C.幅值条件 D.幅值条件+幅角条件18. 某校正环节传递函数,则其频率特性的奈氏图终点坐标为( D)A.(0,j0) B.(1,j0) C.(1,j1) D.(10,j0)19. 系统的开环传递函数为,则实轴上的根轨迹为(B )A.(-2,-1)和(0,) B.(-,-2)和(-1,0)C.(0,1)和(2,) D.(-,0)和(1,2)20. A、B是高阶系统的二个极点,一般当极点A距离虚轴比极点B距离虚轴大于(A )时,分析系统时可忽略极点A。A.5倍 B.4倍 C.3倍 D.2倍1. 系统和输入已知,求输出并对动态特性进行研究,称为( c )A.系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计 2. 惯性环节和积分环节的频率特性在( A)上相等。A.幅频特性的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D.穿越频率3. 通过测量输出量,产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为( C)A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件4. 从0变化到+时,延迟环节频率特性极坐标图为(A )A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线5. 当忽略电动机的电枢电感后,以电动机的转速为输出变量,电枢电压为输入变量时,电动机可看作一个(B)A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节6. 若系统的开环传 递函数为,则它的开环增益为(C)A.1 B.2 C.5 D.107. 二阶系统的传递函数,则该系统是(B )A.临界阻尼系统 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统 D.零阻尼系统8. 若保持二阶系统的不变,提高n,则可以(B)A.提高上升时间和峰值时间 B.减少上升时间和峰值时间C.提高上升时间和调整时间 D.减少上升时间和超调量9. 一阶微分环节,当频率时,则相频特性为( A)A.45 B.-45 C.90 D.-9010.最小相位系统的开环增益越大,其( D)A.振荡次数越多 B.稳定裕量越大 C.相位变化越小 D.稳态误差越小11.设系统的特征方程为,则此系统 ( A )A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。12.某单位反馈系统的开环传递函数为:,当k=( C )时,闭环系统临界稳定。A.10 B.20 C.30 D.4013.设系统的特征方程为,则此系统中包含正实部特征的个数有(C )A.0 B.1 C.2 D.314.单位反馈系统开环传递函数为,当输入为单位阶跃时,则其位置误差为(C )A.2 B.0.2 C.0.5 D.0.0515.若已知某串联校正装置的传递函数为,则它是一种( D )A.反馈校正 B.相位超前校正 C.相位滞后超前校正 D.相位滞后校正16.稳态误差ess与误差信号E(
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