《控制工程基礎(chǔ)》習(xí)題集

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第一部分：單項(xiàng)選擇題

1.自動(dòng)控制系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)中必需具有[b]a.給定元件b．檢測元件c．放大元件d．執(zhí)行元件

2.在直流電動(dòng)機(jī)的電樞回路中，以電流為輸出，電壓為輸入，兩者之間的傳遞函數(shù)是[a]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)3.假使系統(tǒng)不穩(wěn)定，則系統(tǒng)[a]a.不能工作b．可以工作，但穩(wěn)態(tài)誤差很大c．可以工作，但過渡過程時(shí)間很長d．可以正常工作

4.在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，速度調(diào)理器尋常采用[B]調(diào)理器。

a．比例b．比例積分c．比例微分d．比例積分微分

5.單位階躍函數(shù)1(t)的拉氏變換式L[1(t)]為[B]：a．Sb.c.

1S12

d.SS26.在直流電動(dòng)機(jī)的電樞回路中，以電流為輸出，電壓為輸入，兩者之間的傳遞函數(shù)是[A]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)

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7．假使系統(tǒng)不穩(wěn)定，則系統(tǒng)[A]

A.不能工作B．可以工作，但穩(wěn)態(tài)誤差很大C．可以工作，但過渡過程時(shí)間很長D．可以正常工作8.已知串聯(lián)校正網(wǎng)絡(luò)(最小相位環(huán)節(jié))的漸近對數(shù)幅頻特性如下圖所示。試判斷該環(huán)節(jié)的相位特性是[A]：A．相位超前B．相位滯后C．相位滯后－超前D．相位超前－滯后

L(??0dB/dec+20dB/dec?????0dB/dec?9.在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，速度調(diào)理器尋常采用[B]調(diào)理器。

A．比例B．比例積分C．比例微分D．比例積分微分

10.已知某環(huán)節(jié)的幅相頻率特性曲線如下圖所示，試判定它是何種環(huán)節(jié)[慣性環(huán)節(jié)]：Im???????j0)????Re????11.PI調(diào)理器是一種（a）校正裝置。

A．相位超前B.相位滯后

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C.相位滯后－超前D.相位超前－滯后12.開環(huán)增益K增加，系統(tǒng)的穩(wěn)定性（c）：

A．變好B.變壞C.不變D.不一定13.開環(huán)傳遞函數(shù)的積分環(huán)節(jié)v增加，系統(tǒng)的穩(wěn)定性（）：

A．變好B.變壞C.不變D.不一定14.已知f(t)=0.5t+1，其L[f(t)]=(c):A．S+0.5S2B.0.5S2C.

111D.?2S2S2S15.自動(dòng)控制系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)中必需具有（b）：

A.給定元件B．檢測元件C．放大元件D．執(zhí)行元件

16.PD調(diào)理器是一種（a）校正裝置。

A．相位超前B.相位滯后C.相位滯后－超前D.相位超前－滯后

17.已知最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線的漸近線如下圖所示，試確定其開環(huán)增益K（c）。

A、0；B、5；C、10；D、120L(ω)（-20）（+20）dB(rad/s))3510123018.已知系統(tǒng)的特征方程為S3+S2+τS+5=0，則系統(tǒng)穩(wěn)定的τ值范圍為（c）。

τ>0；B.τ5；D.01C.ζ＝1D.01C.ζ＝1D.0

〕

A.3B.2C.1D.564.在右圖所示的伯德圖中ωL(ω)C

=〔〕1K0-20dB/decA.K2B.C.KD.K

65.已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為特性的相位角為〔〕

ωc1ω10，則在ω→∞時(shí)，它的頻率S(4S?1)A.–270oB.–180oC.-90oD.90o

66.設(shè)?是前向通道傳遞函數(shù)G(s)的一個(gè)參數(shù)，則G(s)對參數(shù)?的靈

G敏度定義為S?，對于具有正反饋環(huán)節(jié)H(s)的閉環(huán)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)對參數(shù)?的靈敏度為。A、

11GGS?S?；B、；

1?G(s)H(s)1?G(s)H(s)G(s)G(s)GGS?S?；D、；

1?G(s)H(s)1?G(s)H(s)C、

67.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G（s）=10/(s2+2s+10)，系統(tǒng)輸入

x(t)=2cos0.5t，則該系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出為（）。A、1.54cos(0.5t-0.302)B、2.04cos(0.5t-0.102)C、1.04cos(0.5t-0.302)D、2.54cos(0.5t-0.202)

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68.以下說法哪些是對的（）。A、傳遞函數(shù)的概念不適合于非線性系統(tǒng)；

B、傳遞函數(shù)中各項(xiàng)系數(shù)值和相應(yīng)微分方程中各項(xiàng)系數(shù)對應(yīng)相等，完全取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

C、傳遞函數(shù)是在零初始條件下，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換和引起該輸出的輸入量的拉氏變換之比。

D、控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指在去掉作用于系統(tǒng)上的外界擾動(dòng)之后，系統(tǒng)的輸出能以足夠的精度恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)位置，它是由系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)所決定的而與輸入信號(hào)的形式無關(guān)。69.4.已知函數(shù)F(s)?s?1,則f(t)的終值f(?)?s(s?a)A.零B.無窮大C.aD.1/a70.5.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)?100,則?n等于2s?12s?100A.0.01rad/sB.0.1rad/sC.1rad/sD.10rad/s

71.設(shè)單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s),試求使系統(tǒng)的諧振峰值Mr=1.5的剪切頻率及K值。

（1）G（s）=(3)G（s）=

K(1?5s)K(2)G(s)=2

s(s?0.2s)s(1?0.5s)(1?0.8s)KK(4)G(s)=2s(1?5s)s(1?0.02s?0.01s)

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其次部分：多項(xiàng)選擇題

1.開環(huán)傳遞函數(shù)為（）的閉環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定的。A．G(S)=C.G(S)=

100150B.G(S)=2S(S?1)S500(S?1)500D.G(S)=

S2(0.1S?1)S2(S?1)2.開環(huán)傳遞函數(shù)為（）的閉環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定的。A．G(S)=C.G(S)=

4050B.G(S)=2S(S?1)S500(S?1)500D.G(S)=22S(0.1S?1)S(S?1)3.測量轉(zhuǎn)速的元件有

A.測速發(fā)電機(jī)B．光電增量編碼盤C.光電測速計(jì)D．自整角機(jī)

4．在直流調(diào)速系統(tǒng)中，限制電流過大的保護(hù)環(huán)節(jié)，可以采用A．電流截止負(fù)反饋B，電流正反饋C．過電流繼電器D．電壓負(fù)反饋5．對開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)?將使系統(tǒng)的

A．量大超調(diào)量增加B．快速性有所改善C.穩(wěn)態(tài)性能改善D．相位穩(wěn)定裕量增大6．改善反饋系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的方法有A.在前向通道中增加積分環(huán)節(jié)

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K的典型二階系統(tǒng)，當(dāng)增大增益K時(shí)，

S(TS?1)B．在前向通道中增加微分環(huán)節(jié)

C．在前向通道中增加增益K＞1的比例環(huán)節(jié)D．增加輸出量的微分負(fù)反饋環(huán)節(jié)7．改善隨動(dòng)系統(tǒng)性能可以采取的措施有

A．采用PID串聯(lián)校正B．增設(shè)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋C.增設(shè)給定順饋補(bǔ)償D．增設(shè)轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋8.測量角位移的元件有

A.伺服電位器B.自整角機(jī)C.測速發(fā)電機(jī)D．光電編碼盤

9.比例積分(P1)校正裝置(設(shè)x=1)對系統(tǒng)性能的影響是

A.改善穩(wěn)態(tài)性能B．降低系統(tǒng)穩(wěn)定性C.改善動(dòng)態(tài)性能D.提高抗高頻干擾能力

10.位置跟隨系統(tǒng)增設(shè)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋環(huán)節(jié)后，將使系統(tǒng)的

A．位置最大超調(diào)量減小B．調(diào)整時(shí)間減小C.位置穩(wěn)態(tài)誤差為零D．加速度恒為零

11．在直流調(diào)速系統(tǒng)中，可以使速度波動(dòng)減小的環(huán)節(jié)有

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A電流截止負(fù)反饋B．電流負(fù)反饋C．電流正反饋D轉(zhuǎn)速負(fù)反饋

12．對典型二階系統(tǒng)，當(dāng)增益K增加時(shí)，則系統(tǒng)的

A.上升時(shí)間tr較長B．穩(wěn)定性較差C.穩(wěn)態(tài)性能較好D．最大超調(diào)量較大

13.開環(huán)傳遞函數(shù)為（）的閉環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定的。

A.G(S)?B.G(S)?C.G(S)?D.G(S)?40

S(S?1)502S500(S?1)2S(0.1S?1)500

S2(S?1)14.若某系統(tǒng)的輸入為等加速信號(hào)r(t)?t2時(shí)，其穩(wěn)態(tài)誤差ess=∞，則此系統(tǒng)可能為

A.0型系統(tǒng)B.Ⅰ型系統(tǒng)C.Ⅱ型系統(tǒng)D.Ⅲ型系統(tǒng)

15.增大開環(huán)增益K將對系統(tǒng)頻率特性曲線的影響是

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12

A.使對數(shù)幅頻特性曲線向上平移B.使對數(shù)幅頻特性曲線低頻段的斜率改變C.使相頻特性曲線產(chǎn)生平移D.對相頻特性曲線不產(chǎn)生任何影響

16．當(dāng)被測爐溫為1000℃時(shí)，可選用（）為測溫元件。

A．鋼電阻B．鎳鉻—鎳硅熱電偶C．熱敏電阻D．紅外測溫計(jì)

17．系統(tǒng)的傳遞函數(shù)與（）有關(guān)。

A．輸入量的大小B．輸入量的作用點(diǎn)C．所選輸出量D．系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)

18．減小位置跟隨穩(wěn)態(tài)誤差的途徑尋常有（）等。A．在前向通路上增設(shè)含有積分環(huán)節(jié)的調(diào)理器B。增大慣性環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)C，增大開環(huán)增益D．減小開環(huán)增益

19．在典I系統(tǒng)中，適當(dāng)增大開環(huán)增益K，將會(huì)使系統(tǒng)的

A．穩(wěn)定性變好B．快速性變好

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C．超調(diào)量減小D．穩(wěn)態(tài)誤差變小

20．位置跟隨系統(tǒng)如下圖所示，調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)超調(diào)量過大，建議可選取

的改進(jìn)方法有A．增大αB.減少αC.增大K1D.減少K1

21一個(gè)位置隨動(dòng)系統(tǒng)可能的擾動(dòng)量有

A.機(jī)械負(fù)載的變化B.電網(wǎng)電壓的波動(dòng)

C.溫度變化引起的系統(tǒng)參數(shù)變化D.輸人信號(hào)的變化E.摩擦阻力的變化

1S?1)22．單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為SK((T，且T1＞T2，由此可知T2S?1)2此閉環(huán)系統(tǒng)為A.三階系統(tǒng)B.二階無靜差系統(tǒng)C.穩(wěn)定系統(tǒng)D．不穩(wěn)定系統(tǒng)E.典型Ⅱ型系統(tǒng)

23．系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性的()表征著系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。

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A.低頻漸近線的斜率

B.低頻漸近線(或其延長線)在ω=1處的高度C.中頻段的寬度D．中頻段的斜率E.高頻段的斜率

24.在轉(zhuǎn)速，電流雙閉環(huán)趕流調(diào)速系統(tǒng)中，若將速度調(diào)理器(比例積分調(diào)理器)中的反饋電容Cf短接則對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響為A.變?yōu)檗D(zhuǎn)速有靜差系統(tǒng)B.相對穩(wěn)定性改善C.使電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流減少D.超調(diào)量增加E.使啟動(dòng)過程加快

25.在調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速與輸入量之間的傳遞函數(shù)只與（）有關(guān)A.輸入量大小B.系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)C.系統(tǒng)參數(shù)D.電壓波動(dòng)E.負(fù)載變化

26.在Nyquist圖上，當(dāng)ωc＜ωg時(shí)，系統(tǒng)的A.增益穩(wěn)定裕量大于0分貝B.增益穩(wěn)定裕量小于0分貝C.相位穩(wěn)定裕量為正值

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D.相位穩(wěn)定裕量為負(fù)值E.相位穩(wěn)定裕量為0

27.對典型二階系統(tǒng)，當(dāng)（）時(shí)，最大超調(diào)量б為零A.ξ=0B.0＜ξ＜1C.ξ=1D.ξ＜0E.ξ＞1

28.假使在恒值輸入狀況下，某反饋控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差不為零，若欲使其為零，則應(yīng)選擇（）串聯(lián)校正。

A．P(比例)B．D(微分)C．PI(比例積分)D．PD(比例微分)E．PID(比例積分微分)29.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)取決于

A、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)B、固有參數(shù)C、輸入量D、輸出量

30.巳知某控制系統(tǒng)微分方程為Tdc(t)?C(t)?r(t)則此系統(tǒng)滿足dtA、當(dāng)c(t)|t=0=0微分方程的拉氏變換為TsC(s)+C(s)=R(S)

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B、當(dāng)

dc(t)|t=0=0微分方程的拉氏變換為TsC(s)+C(s)=R(S)dtC、當(dāng)r(t)=u(t)時(shí)，c(t)=l-e-t/TD、當(dāng)r(t)=t時(shí)，c(t)=l-e-t/T31．開環(huán)傳遞函數(shù)為G(S)＝

K的某控制系統(tǒng)，相位穩(wěn)

S(T1S?1)(T2S?1)定裕量過小，若增大它的相位穩(wěn)定裕量，可采取的措施有

A、減小開環(huán)放大倍數(shù)KB、增大開環(huán)放大倍數(shù)KC、減小時(shí)間常數(shù)T1D、減小時(shí)間常數(shù)T2

32.控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與()有關(guān)

A、開環(huán)增益B、系統(tǒng)的無靜差度C、輸入量的變化規(guī)律D、輸入量的大小

33.若某系統(tǒng)的輸入為等加速信號(hào)r(t)=t2時(shí)，其穩(wěn)態(tài)誤差ess＝∞，則此系統(tǒng)可能為：

A．“0〞型系統(tǒng)B.“Ⅰ〞型系統(tǒng)C.“Ⅱ〞型系統(tǒng)D.“Ⅲ〞型系統(tǒng)

34．增大開環(huán)增益K將對系統(tǒng)頻率特性曲線的影響是（）：

A．使對數(shù)幅頻特性曲線向上平移

B．使對數(shù)幅頻特性曲線低頻段的斜率改變C.使相頻特性曲線產(chǎn)生平移

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12

4.設(shè)控制系統(tǒng)如下圖所示?？刂菩盘?hào)r(t)=1(弧度)。試分別確定當(dāng)KH為1和0.1時(shí)，系統(tǒng)輸出量的位置誤差。

5.設(shè)速度控制如下圖所示。輸入信號(hào)r(t)和擾動(dòng)信號(hào)f(t)都是單位斜坡函數(shù)。為了消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，使斜坡輸入信號(hào)通過比例-微分元件后再進(jìn)入系統(tǒng)。試計(jì)算Kd=0時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差，然后適選中擇Kd值，使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出c(t)與希望輸出r(t)之間不存在穩(wěn)態(tài)誤差。

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6.下圖所示是一個(gè)角速度控制系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的輸出部分承受著力矩的干擾。在這個(gè)圖中，Ωr(s),Ωc(s),T(s)和F(s)分別是參考角速度、輸出角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)力矩和干擾力矩的拉變換。在沒有干擾力矩時(shí)，輸出角速度等于參考角速度。假設(shè)參考輸入為零時(shí)，即Ωr(s)=0，研究這個(gè)系統(tǒng)對于單位階躍干擾力矩的響應(yīng)。

7.在上題所設(shè)的系統(tǒng)中，要求它盡最大可能地消除由于力矩干擾所引起的角速度誤差。問是否有可能抵消穩(wěn)態(tài)時(shí)的干擾力矩的影響，以使系統(tǒng)在輸出部分作用有常量干擾時(shí)不引起穩(wěn)態(tài)時(shí)的角速度變化？8.已知角度隨動(dòng)系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)頻率特性，分別是I，II，III，示于圖4-31中。估算該三個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的下述指標(biāo)：

(1)開環(huán)位置放大倍數(shù)，開環(huán)速度放大倍數(shù)，開環(huán)加速度放大倍數(shù)。(2)誤差系數(shù)

假定輸入信號(hào)r1(t)=7(度)，r2(t)=5t(度),r3(t)=7+5t+8t2(度)，試求在上述輸入信號(hào)作用下，該系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差角(即t→∞時(shí)的角度誤差)