自動(dòng)控制原理題庫(kù)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1.慣性環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的頻率特性在（A）上相等。A.幅頻特性的斜率 B.最小幅值 C.相位變化率 D.穿越頻率2.從0變化到+時(shí)，延遲環(huán)節(jié)頻率特性極坐標(biāo)圖為（A）A.圓 B.半圓 C.橢圓 D.雙曲線3.若系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳 遞函數(shù)為，則它的開(kāi)環(huán)增益K為（C）A.1 B.2 C.5 D.104.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，則該系統(tǒng)是（B）A.臨界阻尼系統(tǒng) B.欠阻尼系統(tǒng) C.過(guò)阻尼系統(tǒng) D.零阻尼系統(tǒng)5.若保持二階系統(tǒng)的不變，提高n，則可以（B）A.提高上升時(shí)間和峰值時(shí)間 B.減少上升時(shí)間和峰值時(shí)間C.提高上升時(shí)間和調(diào)整時(shí)間 D.減少上升時(shí)間和超調(diào)量6.一階微分環(huán)節(jié)，當(dāng)頻率時(shí)，則相

2、頻特性為（A）A.45 B.-45 C.90 D.-907.最小相位系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益越大，其（D）A.振蕩次數(shù)越多 B.穩(wěn)定裕量越大 C.相位變化越小 D.穩(wěn)態(tài)誤差越小8.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為，則此系統(tǒng) （A）A.穩(wěn)定 B.臨界穩(wěn)定 C.不穩(wěn)定 D.穩(wěn)定性不確定。9.某單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為：，當(dāng)k=（C）時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)臨界穩(wěn)定。A.10 B.20 C.30 D.4010.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為，則此系統(tǒng)中包含正實(shí)部特征的個(gè)數(shù)有（C）A.0 B.1 C.2 D.311.單位反饋系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，當(dāng)輸入為單位階躍時(shí)，則其穩(wěn)態(tài)誤差為（C）A.2 B.0.2 C.0.5 D.0.0512.穩(wěn)態(tài)誤差es

3、s與誤差信號(hào)E(s)的函數(shù)關(guān)系為（B）A. B. C. D.13、采用負(fù)反饋形式連接后，則 (D)A、一定能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定； B、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能一定會(huì)提高；C、一定能使干擾引起的誤差逐漸減小，最后完全消除；D、需要調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，才能改善系統(tǒng)性能。14、系統(tǒng)特征方程為 ，則系統(tǒng) (C)A、穩(wěn)定； B、單位階躍響應(yīng)曲線為單調(diào)指數(shù)上升；C、臨界穩(wěn)定； D、右半平面閉環(huán)極點(diǎn)數(shù)。15、開(kāi)環(huán)頻域性能指標(biāo)中的相角裕度對(duì)應(yīng)時(shí)域性能指標(biāo)(A) 。A、超調(diào) B、穩(wěn)態(tài)誤差 C、調(diào)整時(shí)間 D、峰值時(shí)間16、已知開(kāi)環(huán)幅頻特性如圖2所示， 則圖中不穩(wěn)定的系統(tǒng)是(B)。 系統(tǒng) 系統(tǒng) 系統(tǒng)圖2A、系統(tǒng) B、系統(tǒng) C、系統(tǒng)

4、 D、都不穩(wěn)定17、若某最小相位系統(tǒng)的相角裕度，則下列說(shuō)法正確的是 (C)。A、系統(tǒng)不穩(wěn)定； B、只有當(dāng)幅值裕度時(shí)才穩(wěn)定；C、系統(tǒng)穩(wěn)定； D、不能判用相角裕度判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。18、適合應(yīng)用傳遞函數(shù)描述的系統(tǒng)是：（A）A、單輸入，單輸出的線性定常系統(tǒng)； B、單輸入，單輸出的線性時(shí)變系統(tǒng)；C、單輸入，單輸出的定常系統(tǒng)； D、非線性系統(tǒng)19、單位反饋系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)速度誤差的正確含義是：（C）A、在 時(shí)，輸出速度與輸入速度的穩(wěn)態(tài)誤差；B、在 時(shí)，輸出位置與輸入位置的穩(wěn)態(tài)誤差； C、在 時(shí)，輸出位置與輸入位置的穩(wěn)態(tài)誤差； D、在 時(shí)，輸出速度與輸入速度的穩(wěn)態(tài)誤差。 20、系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為兩個(gè)“S”多項(xiàng)式

5、之比 ,則閉環(huán)特征方程為：（D）。 A、N(S) = 0 B、 N(S)+M(S) = 0 C、1+ N(S) = 0 D、與是否為單位反饋系統(tǒng)有關(guān)21、閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能主要取決于開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性的：（D）A、低頻段 B、開(kāi)環(huán)增益 C、高頻段 D、中頻段22、已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，其幅頻特性應(yīng)為：（C）A、 B 、 C 、 D、23、采用負(fù)反饋形式連接后（D）A. 一定能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定； B. 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能一定會(huì)提高；C. 一定能使干擾引起的誤差逐漸減小，最后完全消除；D. 需要調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，才能改善系統(tǒng)性能。24、 關(guān)于系統(tǒng)傳遞函數(shù)，以下說(shuō)法不正確的是（C）A. 是在零初始條件下定義

6、的； B. 只適合于描述線性定常系統(tǒng)；C. 與相應(yīng)s平面零極點(diǎn)分布圖等價(jià)； D. 與擾動(dòng)作用下輸出的幅值無(wú)關(guān)。25、系統(tǒng)在作用下的穩(wěn)態(tài)誤差，說(shuō)明（A）A. 型別； B. 系統(tǒng)不穩(wěn)定；C. 輸入幅值過(guò)大； D. 閉環(huán)傳遞函數(shù)中有一個(gè)積分環(huán)節(jié)。26、對(duì)于單位反饋的最小相角系統(tǒng)，依據(jù)三頻段理論可得出以下結(jié)論（D）A. 低頻段足夠高，就能充分??； B. 以-20dB/dec穿越0dB線，系統(tǒng)就能穩(wěn)定；C. 高頻段越低，系統(tǒng)抗干擾的能力越強(qiáng)；D. 可以比較閉環(huán)系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。27、線性定常二階系統(tǒng)的閉環(huán)增益加大：（D）A、系統(tǒng)的快速性愈好 B、超調(diào)量愈大C、峰值時(shí)間提前 D、對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能沒(méi)有影響28

7、、已知單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，則其幅值裕度Kg等于（B）A、0 B、 C、 4 D、29、積分環(huán)節(jié)的幅頻特性，其幅值與頻率成：（C）A、指數(shù)關(guān)系 B、正比關(guān)系 C、反比關(guān)系 D、不定關(guān)系 30、某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，在輸入作用下，其輸出穩(wěn)態(tài)分量的幅值為（B）。A、 B、 C、 D、31、二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)根據(jù)的值不同而不同，當(dāng)（C），系統(tǒng)被稱(chēng)為無(wú)阻尼系統(tǒng)；當(dāng)（A）時(shí)稱(chēng)為欠阻尼系統(tǒng)；當(dāng)（D）時(shí)稱(chēng)為過(guò)阻尼系統(tǒng)。（A）01 （C）0 （D）1 (B) Kg0 (C) 0Kg137、工程上通常要求的范圍為：（D）（A）1020 （B）2030 （C）5070 （D）306038、以下性能指標(biāo)組中，

8、反應(yīng)了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的一組是（C）（A）tv、ts、N (B) %、ess、ts (C) tp、ts、% (D) Cmax、ts、tr39、由下面的各圖的奈氏曲線判斷其對(duì)應(yīng)閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性：（A）（A）穩(wěn)定 （B）不穩(wěn)定 （C） 不確定 （D）臨界40、二階系統(tǒng)的相位裕量變小，超調(diào)量%( C ) (A) 變小 (B) 不變 (C) 變大 (D)不確定41RLC串聯(lián)電路構(gòu)成的系統(tǒng)應(yīng)為(D)環(huán)節(jié)。 A比例 B.慣性 C.積分 D.振蕩42輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的相位差隨頻率變化的關(guān)系是(B)。 A.幅頻特性 B.相頻特性 C.傳遞函數(shù) D.頻率響應(yīng)函數(shù)43.利用奈奎斯特圖可以分析閉環(huán)控制系統(tǒng)的（A

9、）A.穩(wěn)態(tài)性能 B.動(dòng)態(tài)性能 C.穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能 D.抗擾性能44.在伯德圖中反映系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的是(B)。A. 低頻段 B. 中頻段 C. 高頻段 D. 無(wú)法反映45若二階系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng)，則說(shuō)明（B）A.系統(tǒng)響應(yīng)快 B.系統(tǒng)響應(yīng)慢 C.系統(tǒng)的穩(wěn)定性差 D.系統(tǒng)的精度差46.某典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是，則該環(huán)節(jié)是（C）A.比例環(huán)節(jié) B.積分環(huán)節(jié) C.慣性環(huán)節(jié) D.微分環(huán)節(jié)47.下列判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法中，哪一個(gè)是在頻域里判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的判據(jù)（C）A.勞斯判據(jù) B.赫爾維茨判據(jù) C.奈奎斯特判據(jù) D.根軌跡法48.對(duì)于一階、二階系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)特征方程的系數(shù)都是正數(shù)是系統(tǒng)穩(wěn)定的（B）A.充分條件 B.

10、必要條件 C.充分必要條件 D.以上都不是49.已知系統(tǒng)的微分方程為，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是（A）A. B. C. D.50.設(shè)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)頻率特性G(j)=，當(dāng)=1rad/s時(shí)，其頻率特性幅值A(chǔ)(1)=（C）A. B. C. D.二、填空1.閉環(huán)控制系統(tǒng)又稱(chēng)為反饋系統(tǒng)。2.一階系統(tǒng)當(dāng)輸入為單位斜坡函數(shù)時(shí)，其響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差恒為時(shí)間常數(shù)T（或常量）。3.對(duì)于最小相位系統(tǒng)一般只要知道系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)幅頻特性就可以判斷其穩(wěn)定性。4.一般講系統(tǒng)的位置誤差指輸入是階躍信號(hào)所引起的輸出位置上的誤差。5. 傳遞函數(shù)分母多項(xiàng)式的根，稱(chēng)為系統(tǒng)的 極點(diǎn)。6、反饋控制又稱(chēng)偏差控制，其控制作用是通過(guò)給定值與反饋量的差值進(jìn)行的。7、

11、兩個(gè)傳遞函數(shù)分別為G1(s)與G2(s)的環(huán)節(jié)，以并聯(lián)方式連接，其等效傳遞函數(shù)為，則G(s)為G1(s)+ G2(s)（用G1(s)與G2(s) 表示）。8、建設(shè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的方法主要有解析法和實(shí)驗(yàn)法。9、對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求是：穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性，而穩(wěn)定性是對(duì)一個(gè)系統(tǒng)的最基本要求。10、系統(tǒng)穩(wěn)定的充分與必要條件是：系統(tǒng)所有特征根都具有 負(fù) 的實(shí)部，即其特征方程的根都在S的 左半 平面。11、一階系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為，則系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間 ts= 0.6s （2%的誤差帶）。12、系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)的全部極點(diǎn)位于s平面的左半部，沒(méi)有零點(diǎn)落在s的右半平面的系統(tǒng)稱(chēng)為 最小相位系統(tǒng) 。13、閉

12、環(huán)控制系統(tǒng)是通過(guò) 反饋回路 使系統(tǒng)構(gòu)成閉環(huán)并按 偏差 的性質(zhì)產(chǎn)生控制作用，從而減小或消除誤差 的控制系統(tǒng)。14、系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量用 相位裕量 和 幅值裕量 來(lái)表征。15.系統(tǒng)輸入量到輸出量之間的通道為 前向通道 ；從輸出量到反饋信號(hào)之間的通道為 反饋通道 。16.將輸出量引入到輸入端，使輸出量對(duì)控制作用產(chǎn)生直接的影響，則形成 閉環(huán)控制 系統(tǒng)。17.自動(dòng)控制是在沒(méi)有人直接參與的情況下，通過(guò) 控制器 （或控制裝置）使 被控制對(duì)象或 過(guò)程 自動(dòng)地在一定的精度范圍內(nèi)按照 預(yù)定的規(guī)律 運(yùn)行。18.輸入信號(hào) 也叫參考輸入，它是控制著輸出量變化規(guī)律的指令信號(hào)。19.輸出信號(hào) 是指被控對(duì)象中要求按一定規(guī)律變化的

13、物理量，又稱(chēng) 被控量 ，它與輸入量之間保持一定的函數(shù)關(guān)系。由系統(tǒng)(或元件)輸出端取出并反向送回系統(tǒng)(或元件)輸入端的信號(hào)稱(chēng)為 反饋信號(hào) 。 偏差信號(hào) 是指參考輸入與主反饋信號(hào)之差。誤差信號(hào)指系統(tǒng)輸出量的 實(shí)際值 與 期望值 之差。 擾動(dòng)信號(hào) 是一種不希望的、影響系統(tǒng)輸出的不利因素。此信號(hào)既可來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部，又可來(lái)自系統(tǒng)外部，前者稱(chēng) 內(nèi)部擾動(dòng) ，后者稱(chēng) 外部擾動(dòng) 。20.描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程中各變量之間相互關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式稱(chēng)為系統(tǒng)的 數(shù)學(xué)模型 。400.1-20CL()dB21已知自動(dòng)控制系統(tǒng)L()曲線為：則該系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)：；C= 100 。22系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有多種，常用的有： 微分方程 、 傳遞

14、函數(shù) 、 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 、 頻率特性 等。23動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)包括：tp、ts、tr、td、%、N，其中tp、ts、tr、td是階躍響應(yīng)過(guò)程的快速性指標(biāo)。%、N是時(shí)間響應(yīng)的平穩(wěn)性指標(biāo)。它們描述了瞬態(tài)響應(yīng)過(guò)程，反映了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。 穩(wěn)態(tài)誤差 描述了穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，反映了穩(wěn)態(tài)性能。24函數(shù)f(t)=2t2+3t+1的拉氏變換F(S)=。25函數(shù)的原函數(shù)為f（t）= 。26一階系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為，則系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間 ts= 0.8s （2%的誤差帶）。27若系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 則此系統(tǒng)的幅頻特性A（）= ，（）= 。28奈氏穩(wěn)定判據(jù)是根據(jù)開(kāi)環(huán)頻率特性曲線繞（1，j0）點(diǎn)的情況和S右半平面上的極點(diǎn)數(shù) 來(lái)判別對(duì)

15、應(yīng)閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。29一般可將穩(wěn)態(tài)誤差分為 給定 穩(wěn)態(tài)誤差及 擾動(dòng) 穩(wěn)態(tài)誤差。30.PID控制中P、I、D的含義分別是（比例）、（積分） 和（ 微分）。31. 并聯(lián)方框圖的等效傳遞函數(shù)等于各并聯(lián)傳遞函數(shù)之 和 32單位脈沖函數(shù)信號(hào)的拉氏變換式 1 33系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)中有一個(gè)積分環(huán)節(jié)則該系統(tǒng)為 型系統(tǒng)。34. 二階系統(tǒng)的諧振峰值與 阻尼比 有關(guān)。35.線性系統(tǒng)在零初始條件下輸出量與輸入量的拉氏變換之比，稱(chēng)該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。36.系統(tǒng)輸出由零上升到第一次穿過(guò)穩(wěn)態(tài)值所需要的時(shí)間為 上升時(shí)間 。37.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=4/(s2+2s+4) ，其無(wú)阻尼自然震蕩頻率wn2，阻尼比=0.5。

16、38.在水箱水溫控制系統(tǒng)中，受控對(duì)象為水箱，被控量為水溫。三、判斷題1I型系統(tǒng)工程最佳參數(shù)是指先用K=1/（2T）或=0. 707。2積分或比例積分調(diào)節(jié)器的輸出具有記憶和保持功能。3.閉環(huán)傳遞函數(shù)中積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)決定了系統(tǒng)的類(lèi)型。4.型系統(tǒng)的Bode圖幅頻特性曲線中，穿越頻率和開(kāi)環(huán)增益的值相等。5.型系統(tǒng)的Bode圖幅頻特性曲線中，穿越頻率和開(kāi)環(huán)增益的值相等。6原函數(shù)為.則象函數(shù)F（S）=。 （有問(wèn)題）7G1（S）和G2（S）為串聯(lián)連接則等效后的結(jié)構(gòu)為G1（S）G2（S）。8二階系統(tǒng)在單位階躍信號(hào)作用下 當(dāng)時(shí)系統(tǒng)輸出為等幅振蕩。9勞斯判拒判斷系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是特斯方程各項(xiàng)系數(shù)大于零。10

17、.穩(wěn)態(tài)誤差為。11.系統(tǒng)輸出超過(guò)穩(wěn)態(tài)值達(dá)到第一個(gè)峰值所需的時(shí)間為峰值時(shí)間。12型系統(tǒng)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻漸近特性的低頻段斜率為-40(dB/dec)。13.一階系統(tǒng)在單位階躍響應(yīng)下。14開(kāi)環(huán)控制的特征是系統(tǒng)有反饋環(huán)節(jié)。15.復(fù)合控制有兩種基本形式：即按輸入前饋補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制和按誤差的前饋復(fù)合控制。16.自動(dòng)控制系統(tǒng)按照給定量的變化規(guī)律不同分為恒值控制系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。17.比例環(huán)節(jié)的頻率特性相位移0。18.直接對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行操作的元件稱(chēng)為執(zhí)行元件。19.引出點(diǎn)前移越過(guò)一個(gè)方塊圖單元時(shí)，應(yīng)在引出線支路上串聯(lián)越過(guò)的方塊圖單元的倒數(shù)。20.系統(tǒng)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性在高頻段的幅值，直接反應(yīng)了對(duì)輸入

18、端高頻干擾信號(hào)的抑制能力。高頻段的分貝值越低，表明系統(tǒng)的抗干擾能力越強(qiáng)。21諧振峰值Mr反映了系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性。22.閉環(huán)幅頻特性出現(xiàn)峰值時(shí)的頻率稱(chēng)為諧振頻率。它在一定程度上反映了系統(tǒng)的快速性，諧振頻率越大，系統(tǒng)的快速性越好。23.對(duì)于最小相位系統(tǒng)，其閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的充要條件是G（jw）H（jw）曲線不包圍（-1，j0）點(diǎn)，即G（jw）H（jw）1，對(duì)應(yīng)的Kg1。24.對(duì)于最小相位系統(tǒng)，相位裕量，相應(yīng)的閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。25.0型系統(tǒng)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻漸近特性的低頻段斜率為-20(dB/dec)。四簡(jiǎn)答題1評(píng)價(jià)控制系統(tǒng)的優(yōu)劣的時(shí)域性能指標(biāo)常用的有哪些？每個(gè)指標(biāo)的含義和作用是什么？答：最大超調(diào)量：?jiǎn)挝浑A

19、躍輸入時(shí)，響應(yīng)曲線的最大峰值與穩(wěn)態(tài)值之差；反映相對(duì)穩(wěn)定性；調(diào)整時(shí)間：響應(yīng)曲線達(dá)到并一直保持在允許誤差范圍內(nèi)的最短時(shí)間；反映快速性；峰值時(shí)間：響應(yīng)曲線從零時(shí)刻到達(dá)峰值的時(shí)間。反映快速性；上升時(shí)間：響應(yīng)曲線從零時(shí)刻到首次到達(dá)穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間。反映快速性；2開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是什么？答：開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)：是沒(méi)有輸出反饋的一類(lèi)控制系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低，易維修。精度低、易受干擾。閉環(huán)控制系統(tǒng)：又稱(chēng)為反饋控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格高，不易維修。但精度高，抗干擾能力強(qiáng)，動(dòng)態(tài)特性好。3簡(jiǎn)要論述自動(dòng)控制理論的分類(lèi)及其研究基礎(chǔ)、研究的方法。答：自動(dòng)控制理論分為“經(jīng)典控制理論”和“現(xiàn)代控制理論”，“經(jīng)

20、典控制理論”以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，以頻率法和根軌跡法為基本方法，“現(xiàn)代控制理論”以狀態(tài)空間法為基礎(chǔ)，4PID控制器各環(huán)節(jié)的作用是什么？答：PID控制器各環(huán)節(jié)的作用是：（1）比例環(huán)節(jié)P：成比例地反映控制系統(tǒng)的偏差信號(hào)，偏差一旦出現(xiàn)，控制器立即產(chǎn)生控制作用，以便減少偏差，保證系統(tǒng)的快速性。（2）積分環(huán)節(jié)I：主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的控制精度和無(wú)差度。（3）微分環(huán)節(jié)D：反映偏差信號(hào)的變化趨勢(shì)，并能在偏差信號(hào)變得過(guò)大之前，在系統(tǒng)中引入一個(gè)早期修正信號(hào)，從而加快系統(tǒng)的動(dòng)作速度，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。五分析計(jì)算題第一章 自動(dòng)控制的一般概念習(xí)題及答案1-1 根據(jù)題1-15圖所示的電動(dòng)機(jī)速度控制系統(tǒng)工作原理圖，完成：(

21、1) 畫(huà)出系統(tǒng)方框圖。解 （1）系統(tǒng)方框圖如圖解1-1 所示。1-2 圖1-17為工業(yè)爐溫自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理圖。分析系統(tǒng)的工作原理，指出被控對(duì)象、被控量和給定量，畫(huà)出系統(tǒng)方框圖。圖1-17 爐溫自動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖解 加熱爐采用電加熱方式運(yùn)行，加熱器所產(chǎn)生的熱量與調(diào)壓器電壓的平方成正比，增高，爐溫就上升，的高低由調(diào)壓器滑動(dòng)觸點(diǎn)的位置所控制，該觸點(diǎn)由可逆轉(zhuǎn)的直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。爐子的實(shí)際溫度用熱電偶測(cè)量，輸出電壓。作為系統(tǒng)的反饋電壓與給定電壓進(jìn)行比較，得出偏差電壓，經(jīng)電壓放大器、功率放大器放大成后，作為控制電動(dòng)機(jī)的電樞電壓。 在正常情況下，爐溫等于某個(gè)期望值C，熱電偶的輸出電壓正好等于給定電壓。此

22、時(shí)，故，可逆電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)壓器的滑動(dòng)觸點(diǎn)停留在某個(gè)合適的位置上，使保持一定的數(shù)值。這時(shí)，爐子散失的熱量正好等于從加熱器吸取的熱量，形成穩(wěn)定的熱平衡狀態(tài)，溫度保持恒定。當(dāng)爐膛溫度C由于某種原因突然下降(例如爐門(mén)打開(kāi)造成的熱量流失)，則出現(xiàn)以下的控制過(guò)程：控制的結(jié)果是使?fàn)t膛溫度回升，直至C的實(shí)際值等于期望值為止。CC 系統(tǒng)中，加熱爐是被控對(duì)象，爐溫是被控量，給定量是由給定電位器設(shè)定的電壓（表征爐溫的希望值）。系統(tǒng)方框圖見(jiàn)圖解1-3。第二章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型習(xí)題及答案2-1 試建立圖所示各系統(tǒng)的微分方程。解(c) 應(yīng)用復(fù)數(shù)阻抗概念可寫(xiě)出 （3） （4）聯(lián)立式（3）、（4），可解得： 微分方程為:

23、 (d) 由圖解2-1（d）可寫(xiě)出 （5） （6） （7）聯(lián)立式（5）、（6）、（7），消去中間變量和，可得： 微分方程為 2-2 所示各有源網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)。解 (a) 根據(jù)復(fù)數(shù)阻抗概念，可寫(xiě)出(b) (c) 2-3試用結(jié)構(gòu)圖等效化簡(jiǎn)求圖2-32所示各系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。解 （a）所以： （b）所以： （c） 所以： （d）所以： （e）所以： 2-4已知控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2-34所示，求輸入時(shí)系統(tǒng)的輸出。解 由圖可得又有 則 即 2-5 試用梅遜增益公式求2-6題中各結(jié)構(gòu)圖對(duì)應(yīng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。解 （a）圖中有1條前向通路，3個(gè)回路，有1對(duì)互不接觸回路 （b）圖中有2條前向通路，1個(gè)回路 （c）圖

24、中有1條前向通路，3個(gè)回路 （d）圖中有2條前向通路，5個(gè)回路（e）圖中有2條前向通路，3個(gè)回路 第三章 線性系統(tǒng)的時(shí)域分析與校正習(xí)題及答案3-1 已知系統(tǒng)脈沖響應(yīng)試求系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)。解 3-2 一階系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3-45所示。要求系統(tǒng)閉環(huán)增益，調(diào)節(jié)時(shí)間s，試確定參數(shù)的值。解 由結(jié)構(gòu)圖寫(xiě)出閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)令閉環(huán)增益， 得：令調(diào)節(jié)時(shí)間，得：。3-3 機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3-50所示。試確定參數(shù)值，使系統(tǒng)階躍響應(yīng)的峰值時(shí)間s，超調(diào)量。 解 依題，系統(tǒng)傳遞函數(shù)為 由 聯(lián)立求解得 比較分母系數(shù)得 3-4某典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)如圖3-51所示。試確定系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。 解 依題，系統(tǒng)閉環(huán)傳

25、遞函數(shù)形式應(yīng)為由階躍響應(yīng)曲線有： 聯(lián)立求解得 所以有 3-5已知系統(tǒng)的特征方程，試判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并確定在右半s平面根的個(gè)數(shù)及純虛根。（1）（2）（3）（4）解（1）=0 Routh： S5 1 2 11 S4 2 4 10 S3 S2 10 S S0 10第一列元素變號(hào)兩次，有2個(gè)正根。（2）=0 Routh： S5 1 12 32 S4 3 24 48 S3 0 S2 48 S 0 輔助方程 , S 24 輔助方程求導(dǎo)： S0 48系統(tǒng)沒(méi)有正根。對(duì)輔助方程求解，得到系統(tǒng)一對(duì)虛根 。（3）Routh： S5 1 0 -1 S4 2 0 -2 輔助方程 S3 8 0 輔助方程求導(dǎo) S2 -2

26、 S S0 -2第一列元素變號(hào)一次，有1個(gè)正根；由輔助方程可解出： （4）Routh： S5 1 24 -25 S4 2 48 -50 輔助方程 S3 8 96 輔助方程求導(dǎo) S2 24 -50 S 338/3 S0 -50第一列元素變號(hào)一次，有1個(gè)正根；由輔助方程可解出： 3-6 溫度計(jì)的傳遞函數(shù)為，用其測(cè)量容器內(nèi)的水溫，1min才能顯示出該溫度的98%的數(shù)值。若加熱容器使水溫按10C/min的速度勻速上升，問(wèn)溫度計(jì)的穩(wěn)態(tài)指示誤差有多大？解法一 依題意，溫度計(jì)閉環(huán)傳遞函數(shù)由一階系統(tǒng)階躍響應(yīng)特性可知：，因此有 ，得出 。視溫度計(jì)為單位反饋系統(tǒng)，則開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 用靜態(tài)誤差系數(shù)法，當(dāng) 時(shí)，。解法二 依題意，系統(tǒng)誤差定義為 ，應(yīng)有 3-7 單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 （1） 求各靜態(tài)誤差系數(shù)和時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差；解 （1） 時(shí)， 時(shí)， 時(shí)，由疊加原理 第四章 線性系統(tǒng)的頻域分析與校正習(xí)題與解答 4-1 試求題圖(a)、(b)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性。 (a) (b) R-C網(wǎng)絡(luò) 解 （a)依圖： (b)依圖： 4-2 若系統(tǒng)單位階躍響應(yīng) 試求系統(tǒng)頻率特性。