湖南工业大学控制工程基础期末考试复习资料

一、填空题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、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、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1()1GsTs，二阶系统传函标准形式是222()2nnnGsss或：221()21GsTsTs)。4、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()Gs，则G(s)为G1(s)+G2(s（用G1(s)与G2(s)表示）。5、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，(或：右半S平面的开环极点个数)，Z是指闭环传函中具有正实部的极点的个数(或：右半S平面的闭环极点个数，不稳定的根的数)，R指奈氏曲线逆时针方向包围(-1,j0)整圈数。6、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105ttgtee，则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5ssss。7、设系统的开环传递函数为2(1)(1)KssTs，则其开环幅频特性为2222211KT，相频特性为arctan180arctanT(或：2180arctan1TT)。8.线性控制系统最重要的特性是可以应用___叠加__原理，而非线性控制系统则不能。9．反馈控制系统是根据输入量和__反馈量__的偏差进行调节的控制系统。10．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差ess=_____。11．当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是__负数__时，系统是稳定的。12.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和__反馈_连接。13．线性定常系统的传递函数，是在_初始条件为零___时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。14．函数te-at的拉氏变换为2)(1as。15．线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为__相频特性__。16．积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为__－20__dB／dec。17．二阶系统的阻尼比ξ为_0_时，响应曲线为等幅振荡。18．在单位斜坡输入信号作用下，Ⅱ型系统的稳态误差ess=__0__。19．0型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为___0___dB/dec，高度为20lgKp。20．单位斜坡函数t的拉氏变换为21s。21.根据系统输入量变化的规律，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。22.对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、__快速性__和准确性。23.系统的传递函数完全由系统的结构和参数决定，与__输入量、扰动量__的形式无关。24.决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和_无阻尼自然振荡频率wn。25.设系统的频率特性Ｇ(jω)=R(ω)+jI(ω),则幅频特性|G(jω)|=)()(22wIwR。26.分析稳态误差时，将系统分为0型系统、I型系统、II型系统…，这是按开环传递函数的__积分__环节数来分类的。27.线性系统稳定的充分必要条件是它的特征方程式的所有根均在复平面的___左___部分。28．ω从0变化到+∞时，惯性环节的频率特性极坐标图在____第四____象限，形状为___半___圆。29.用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是_正弦函数_。30．二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为10。31．G(s)=1TsK的环节称为___惯性__环节。32．系统输出量的实际值与_输出量的希望值__之间的偏差称为误差。33．线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用___线性微分__方程来描述。27．稳定性、快速性和准确性是对自动控制系统性能的基本要求。34．二阶系统的典型传递函数是2222nnnwswsw。35．设系统的频率特性为)(jI)j(R)j(G，则)(R称为实频特性。36.根据控制系统元件的特性，控制系统可分为__线性__控制系统、非线性_控制系统。37.对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、快速性和_准确性__。38.二阶振荡环节的谐振频率ωr与阻尼系数ξ的关系为ωr=ωn122。39.根据自动控制系统是否设有反馈环节来分类，控制系统可分为__开环_控制系统、_闭环__控制系统。40.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。41.二阶系统的阻尼系数ξ=__0.707____时，为最佳阻尼系数。这时系统的平稳性与快速性都较理想。42.实现恒温控制有两种方法：人工控制和自动控制。43.若一个元件的输入和输出的关系曲线为直线，则称元件为线性元件。44.系统的数学模型都是线性常系数微分方程，它的一个重要性质是具有齐次性和叠加性。45.在控制工程中，一般需要确定信号流图中输出和输入间的关系，即系统的闭环传递函数。46.动态响应是指系统在某一信号的作用下，其输出量从初始状态到稳定状态的响应过程。47.乃奎斯特图又称为极坐标图或幅相频率特性图。48.最小相位系统是指系统的传递函数在复平面无右极点和右零点的系统。49.系统稳定的充分必要条件是系统的闭环极点均位于s的左半平面。50.系统误差的定义为被控量期望值与实际值之差。51.开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳定特性，中频段表征了闭环系统的动态特性，高频段表征了闭环系统的复杂性。52.控制理论发展过程可以分为经典控制理论、现代控制理论、大系统理论和智能控制理论三个阶段。53.对控制系统的基本要求一般可归结为稳定性、快速性、准确性三个方面。54.比例环节的传递函数G（S）=K、惯性环节G（S）=K/TS+1、积分环节G（S）=TS、微分环节G（S）=1/TS、震荡环节G（S）=1/K（ωn2/S2+2ζωnS+ωn2、延时环节G（S）=e-Τs。55.工程上常采用的稳定性判据有劳斯-赫尔维兹判据、奈魁斯特判据、对数判据、跟轨迹法。56.连续系统的数学模型包括微分方程、传递函数、状态空间表达式、方框图等。57．自动控制系统对输入信号的响应，一般都包含两个分量，即一个是瞬态响应分量，另一个是稳态响应分量。58．在闭环控制系统中，通过检测元件将输出量转变成与给定信号进行比较的信号，这个信号称为反馈。59．若前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则闭环传递函数为)()(1)(sHsGsG。60.函数f(t)=te63的拉氏变换式是3()6Fss。61开环对数频率特性的低频段﹑中频段﹑高频段分别表征了系统的稳定性﹑动态特性﹑抗干扰能力。62．Bode图中对数相频特性图上的－180°线对应于奈奎斯特图中的负实轴。63．已知单位反馈系统的开环传递函数为：20()(0.51)(0.041)Gsss求出系统在单位阶跃输入时的稳态误差为121。64．闭环系统稳定的充要条件是所有的闭环极点均位于s平面的左半平面半平面。65．设单位反馈控制系统的开环传递函数为10()1Gss，当系统作用有xi(t)=2cos(2t-45)输入信号时，求系统的稳态输出为45cos(255.3)5t。66．已知传递函数为2()kGss，则其对数幅频特性L（）在零分贝点处的频率数值为K。67在系统开环对数频率特性曲线上，低频段部分主要由积分环节和比例决定。68．惯性环节的传递函数11Ts，它的幅频特性的数学式是211T,它的相频特性的数学式是Tarctan。69．已知系统的单位阶跃响应为()1ttoxttee，则系统的脉冲脉冲响应为0,22teett。70.控制系统由控制对象和控制器两部分组成。71.建立系统数学模型的方法有分析法、实验法两种。72.按其数学模型是否满足叠加性，控制系统可分为线性系统和非线性系统。73.随动系统是指在外界作用下，系统的输出能相应于输入在广阔范围内按任意规律变化的系统74．系统传递函数与其单位脉冲响应函数的关系是拉氏反变换.75．系统稳定的充要条件是闭环系统特征根具有负实部76．某线性定常系统的单位斜坡响应为tetty2)(，0t。其单位阶跃响应为te22177．在工程控制实践中，为使系统有满意的稳定性储备，一般其幅值裕度应满足大于6dB或大于2。78．最小相位系统是指传递函数所有零点和极点均在复平面s的左半平面内79.已知系统开环传递函数为)1(9)(sssGK，则系统的固有频率、阻尼比以及单位斜坡输入所引起的稳态误差分别为3、1/6、1/9。80、已知系统的传递函数为seTssKsG)1()(2，则其幅频特性)(jG122TK81、某系统传递函数为21s，在输入ttr2sin3)(作用下，输出稳态分量的幅值为3/4。82、线性系统的频率响应是指系统在谐波信号作用下，系统的稳态输出。83、已知某系统开环传递函数的零点都在左半S平面，其开环频率特性曲线如图所示，则该系统位于右半S平面的极点数有0个。84、一阶系统传递函数)1(1)(TsssGK，该系统可以看成由积分和惯性两环节串联而成。85、系统输出能够以不同方式作用于系统，就称为反馈。86.传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。87.瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终或稳定状态的响应过程。88.判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为负实根或负实部的复数根，即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。89.I型系统GsKss()()2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∞。90.频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。91.如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统是(渐进)稳定的系统。92.传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。93.系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。94.如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。95.反馈控制系统开环对数幅频特性三频段的划分是以ωc（截止频率）附近的区段为中频段，该段着重反映系统阶跃响应的稳定性和快速性；而低频段主要表明系统的稳态性能。二、选择题1、关于传递函数，错误的说法是(B)A.传递函数只适用于线性定常系统；B.传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响；C.传递函数一般是为复变量s的真分式；D.闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。2、采用负反馈形式连接后，则(D)A、一定能使闭环系统稳定；B、系统动态性能一定会提高；C、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；D、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。3、已知系统的开环传递函数为50(21)(5)ss，则该系统的开环增益为(C)。A、50B、25C、10D、54、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果(A)。A、增加开环极点；B、在积分环节外加单位负反馈；C、增加开环零点；D、引入串联超前校正装置。5、系统特征方程为0632)(23ssssD，则系统(C)A、稳定；B、单位阶跃响应曲线为单调指数上升；C、临界稳定；D、右半平面闭环极点数2Z。6、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