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1、1第一章第一章1开环控制和闭环控制的主要区别是什么？答：主要区别是有无输出量的反馈，将输出量和定值比较后形成差值反馈给对象的输入端，就是闭环控制，无此过程就是开环控制。2. 电加热炉炉温控制中，热电阻丝端电压 U 及炉内物体质量 M 的变化，哪个是控制量？哪个是扰动？为什么？答：答：U 是控制量，改变 U 可以控制温度的高低； M 是扰动，它的增减对温度产生不希望的影响，即影响炉温的高低。3. 简述自动控制所起的作用是什么？答：作用是在人不直接参与的情况下，使某些被控量按指定规律变化。4. 反馈控制系统是指：a.负反馈 b.正反馈 答案 a.负反馈5. 反馈控制系统的特点是：控制精度高、结构复
2、杂6. 开环控制的特点是： 控制精度低、结构简单7. 闭环控制系统的基本环节有：给定、比较、控制、对象、反馈8. 自控系统各环节的输出量分别为： 给定量、反馈量、偏差、控制量输出量。9恒值调节和随动调节的区别是什么？ 答：恒值调节的给定量为一常值，随动调节的给定量是个随时间变化的不能预知的量。10. 简述自动控制电加热炉炉温控制的原理。答：1）由热电偶测得炉温 2）和给定温度值比较3）温度差大于 0，则减小电炉电压使炉温降低，反之则增大电压。11比较被控量输出和给定值的大小，根据其偏差实现对被控量的控制，这种控制方式称为闭环控制。12简述控制系统由哪三大部分组成？测量，比较，控制第二章第二章1
3、.由 laplace 变换的微分定理，。( )L x t2( )(0)(0)s x ssxx2.自控系统的数学模型主要有以下三种：微分方程、传递函数、频率特性3.实际的物理系统都是：a.非线性的 b.线性的 a.非线性的4.线性化是指在工作点附近用 代替曲线。 切线5.传递函数等于输出像函数比输入像函数。6.传递函数只与系统结构参数有关，与输出量、输入量无关。7.如图质量、弹簧、摩擦系统，k 和 r 分别为弹簧系数和摩擦系数，u(t)为外力，试写出系统的传递函数表示。( )( )/ ( )G sy su sy(t) mu(t)k2牛顿第二定律（1 分） ukyrymy拉氏变换后（3 分）2(
4、)/ ( )1/()y su smsrsk8.将环节的输出信号作为环节的输入信号，则总的系统传递函数为 1( )G s2( )G s1( )G s2( )G s9.二个环节和有相同输入，总的系统输出为二个环节输出的代数和，则总的系统传递函1( )G s2( )G s数为 。1( )G s2( )G s10. 线性系统的齐次性和叠加性？()( )f axaf x1212()()()f xxf xf x11. 线性系统的特点是信号具有齐次性和叠加性。12. 凡是具有叠加性和齐次性的系统称为 线性系统 。13. 信号流图中，进入节点的信号有二个流出分支，则每个支路信号的大小是原信号的 原值 。14.
5、 什么是定常系统？若输入 u(t)时输出为 y(t)，则对任意 ，有 u(t+ )时输出为 y(t+ )15. 输入 u(t)，输出 y(t)的延时为 的系统，t 时刻输入 u(t)得到 t 时刻输出为 。y(t+ )16. 传递函数阶次为 n 的分母多次式的根被称为系统的 极点 ，共有 n 个。17. 试说明二个系统和是并联的。1( )G s2( )G s和有相同的输入 u，和的输出之代数和为合成系统的输出。1G2G1G2G18. 如图 L-R- C 电路，输入电压为 u(t)，输出量为电容二端电压 uc(t)，试确定其传递函数 uc(s)/u(s)。解：利用回路电压和为 0：（3 分）()
6、LccLcui LuuR icuLaplace 变换后（1 分）2( )/ ( )/()cu su sRLRCsLSR19. 试说明二个系统和是反馈联结的。1( )G s2( )G s输出作为的输入，的输出和某个参考信号进行比较后的误差信号反向传入1( )G s2( )G s2( )G s的输入端，称为反馈联接。1( )G s20. 什么是传递函数的零点，极点和传递系数？将传递函数写成，则分子多项式的m个根称为的零1212( )()()()/()()()mnG skg szszszspspspLL12,mz zzL( )G s点，分母多项式的根称为的极点， kg称为的传递系数。12,np pp
7、L( )G s( )G s21. 最小相位系统是指系统的开环传递函数的零点和极点 全在 s 的左半平面上 。22. 数学模型是用来描述系统中各种信号或变量的 传递和转换 关系的。 第三章第三章 时域分析时域分析u(t)uc(t)L Ci1R31.设系统开环传递函数为，若要求单位负反馈系统的阶跃响应有 16%的超调，则 k 应/ (10.25 )k ss取何值？闭环特征方程为 见（2 分） ，2440ssk2,1/nkk又得, 令二者相等得（2 分） 。2/ 116%e0.54k 2.惯性环节的惯性时间常数越大，系统快速性越差。3.二阶系统阻尼系数 1，系统就不会出现过调。4.最佳阻尼系数 0.
8、707。5.小时间迟后环节可近似为惯性环节。6.分析某一时间的误差可用：a.终值定理 b.误差级数 c.拉氏反变换。7.补偿控制特点是：可提高稳态精度，对暂态性能影响不大。8.高阶系统暂态性能取决于离虚轴最近的闭环极点。9.主导极点应满足：a. 离虚轴最近 b.5 倍距离内无其他零极点。线性系统稳定,其闭环极点均应在S平面的左平面。10. 写出误差级数中系数 Cj 的计算公式。11. 误差传函 （S）=1/1+G0(S)12. 劳斯阵列表第一列中某项为零，其他各项均大于零，说明临界稳定12. 试简述二阶系统中，阻尼比对阶跃响应的影响。222( )/(2)nnnG sss13. 试列举系统校正中
9、常用的时域静态指标和动态指标（至少各二项）静态误差和开环比例系数，过渡过程的超调量和调正时间sse%st14. 已知系统结构如图，试确定使闭环稳定的开环增益 k 的范围。闭环特征方程（1 分）用劳斯判据可得（3 分） 。4323320ssssk014/9k15. 二阶闭环系统传递函数标准型为，其中称 为系统的 阻尼系数 ，为 222/(2)nnnssn自然振荡角频率 。16. 为什么在工程实践中将临界稳定看成不稳定？没有稳定裕量，不可靠17. 二阶系统，输入信号为单位阶跃函数时，求输出信号的峰值时间和超调量0.6,5/nrad sptk s(s2+s+1)(s+2)uy4%（1 分）秒，（3
10、分）21,%12pnte 0.785pt %9.5%18. 随动系统如图所示，其中，试求速度反馈增益 ，使闭环系统出现临界阻尼( )0.5/ (10.2 )P sss的非振荡阶跃响应。并计算其调节时间。(5)st 解：前向通道为内闭环和的串联，1k其传递函数为（5 分）,2100( )5(10.5 )100G sss见，要求临界阻尼，则 得，秒、10n125(10.5 )n 630.3s nt说明型系统在单位阶跃作用下的稳态误差为 0。由于 其中（中无积分环节） 00( )( )lim( )lim1( )sssR sEsE sG s 0( )1( ),( )G sR sG sss0( )G s
11、因此 001( )lim011( )sE G ss 19. 已知开环传递函数为，求其单位负反馈系统阶跃响应的超调量和调节时( )G s 16/ (10.25 )ss%间。st(5) 闭环传递函数为得（2 分）2216/(0.2516)64/(464)ssss8,0.25n再求得秒，（2 分）1.5st %44%20. 已知系统特征方程为，用劳斯判据判别系统的稳定性。322091000sss列劳斯表， （3 分）见第一列各数均为正，系统稳定（1 分）21. 单位反馈系统的闭环传递函数为在单位阶跃作用下的误差响应为222( )/(2)nnnG sss，求系统的阻尼比和自然频率。 得 24( )2t
12、te teen2111( )241( )E sssG ss，闭环为（3 分） 从而 （1 分）4( )(6)G ss s24 64ss21.5n22. 单位负反馈系统的闭环传递函数为，在单位阶跃作用下的误差响应为222( )/(2)nnnG ss ，求系统的阻尼比和自然频率。( )(sincos )te tettn得 （2 分） ，2 0( )(2)/(22)1/(1( )E ssssG s s0( )2/ (2)G ss s2n2 /223. 已知单位负反馈系统的开环传递函数为( )/ (2)P sk s s1判断使闭环系统稳定的 k 值范围2要使系统的阻尼比为，求相应2 /2的 k 值和这
13、时的自然频n40P(s)sR(S)Y(S)53求以上参数时闭环阶跃响应 C(t)解：闭环特征方程闭环稳定 （2 分） ，22,0sskk得（4 分） （4 分） 22n22nk( )1(cossin )tC tett 24. 系统的开环传递函数为，和分别为 m 阶和 n 阶多项式，试说明什么是( )( )/( )G sP sQ s( )P s( )Q sO 型系统，型系统，型系统？若不含的极点，称为 O 型系统，含有一个（二个）的极点，则分别称为 I 型（( )Q s0s 0s 型）系统。25. 系统结构图如下所示，已知的单位阶跃响应为( )G s21te1 求， 2 当改为 1/s+2，且时
14、，求系统的稳态输出值( )G s( )G s( )10 1( )r tt( )c 3 指出系统输出动态响应的类型（过阻尼，欠阻尼，临界阻尼，无阻尼）得（3 分）122(1)(2)tLes s2( )2G ss内闭环传递函数为，1/(7)s 合成传递函数为 21/(915)ss（5 分） 20102( )lim9153sscsss 过阻尼 （2 分）1.16126. 增加偶极子，几乎不影响系统的 动态 性能，而会较大影响系统的 静态 性能。27. 衰减振荡过程中，调节时间和 超调量 是二个最常用的瞬态指标。28. 说明 I 型系统在单位阶跃作用下的稳态误差为 0。由于 其中为 O 型系统，为有穷
15、值。因 00( )( )lim( )lim,1( )sssR sEsE sG s 0 0( )1( ),( )( )G sR sG sG sss0(0)G此。001( )lim1/(1( )0 sEG ss 29. 二阶系统闭环标准形式为，试画出阻尼比为和二种情况下阶222( )/(2)nnnG sss11跃响应的输出示意图。用什么名称称呼这二种情况？为过阻尼， 为临界阻尼，响应曲线图略。1130. 已知开环传递函数为 G(s)=16/s(1+0.25s)，求其单位负反馈系统阶跃响应的调节时间 ts 和超调量%(5) 31. 如图位置随动系统，当为单位阶跃时，求输出的静态位置误差。( )r t( )c t内闭环传递函数为（1分） ，1/ (1)s s 因此I 型系统在单位阶跃下静态位置误差为 0（3分）5 s(1+5s)r(s)C(s)0.8sE(s)G(s)1/s7r(s)C(s)632. 如图位置随动系统，当
