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1、一、填空题：（每空 1 分，共 20 分）1 对控制系统的基本要求一般可归结为_ 稳定性，准确性，快速性_ 、_、 _。2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 _ 响应分量。3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 _ 。4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_ 。5函数 f(t)=3e 6t 的拉氏变换式是 _ 。6 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。7 Bode 图中对数相频特性图上的180线对应于奈奎斯特图中
2、的_。8已知单位反馈系统的开环传递函数为：G(s)20求出系统在单位阶跃1)(0.04s(0.5s1)输入时的稳态误差为。9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 _半平面。10设单位反馈控制系统的开环传递函数为G( s)10，当系统作用有 xi ( t ) = 2cos(2 t -s 145 ) 输入信号时，求系统的稳态输出为_ 。k，则其对数幅频特性L （ ）在零分贝点处的频率数值为11已知传递函数为 G ( s)s2_ 。12 在系统开环对数频率特性曲线上，低频段部分主要由环节和决定。13惯性环节的传递函数1，它的幅频特性的数学式是_, 它的相频特性的数Ts1学式是 _。
3、14已知系统的单位阶跃响应为xo (t) 1 te te t ，则系统的脉冲脉冲响应为 _ 。一、填空题（每空 1 分，共 20：分）1稳定性，准确性，快速性；2 稳态； 3 反馈；4G (s)； 5 F (s)31G ( s) H ( s)s66稳定性，动态特性，抗干扰能力；7负实轴；819右半平面；104 5 cos(2t 55.3 )21511K ;12积分，比例； 131, arctanT1T214e 2t2e t , t0二、判断题：（每小题 1 分，共 10 分）1.在对数相频特性图中，L（ ） 0 范围内开环对数相频特性曲线由下而上穿过-180 线时为正穿越。 （）2.奈奎斯特稳
4、定判据只能判断线性定常系统的稳定性，不能判断相对稳定性。（）3. 最大超调量 Mp 与系统的阻尼比 和固有频率 n 有关。（）4. 闭环传递函数中积分环节的个数决定了系统的类型。（）5. Mason(梅逊公式 ) 公式适用于线性和非线性定常系统。 （）6. 物理本质不同的系统，可以有相同的数学模型。（）7. 叠加定理可以用在非线性系统。 （）8. 传递函数是复数 s 域的系统数学模型，它仅取决于系统本身的结构及参数，与系统的输入形式无关。 （）9.对于二阶系统，实际的工程常常设计成欠阻尼状态，且阻尼比 以选择在0.4 1.0为宜。（）10. 一般系统的相位裕度应当在30 度至60 度之间，而幅
5、值裕度应当大于6dB。（ ）1错误；2正确； 3错误； 4错误； 5错误； 6正确； 7错误； 8正确； 9错误； 10正确。基本概念：第一章：1对控制系统的基本要求一般可以归纳为：稳定性、快速性和准确性。其中稳定性的要求是系统工作的必要条件。随动系统对响应快速性要求较高。2开环与闭环系统的定义。分别举例说明3对自动控制系统，按反馈情况可以分为哪些？按输出变化规律可分为哪些？第二章1控制系统的数学模型有哪些表达方式？各自有何特点？2微分方程的定义，如何由微分方程推导到传递函数3传递函数的定义：线性定常系统在零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比，称为该系统的传递函数。4传递函数的
6、分子反映了系统同外界的联系，传递函数的分母反映了系统本身与外界无关的固有特性；5线性控制系统一般可由典型的环节所组成，这些典型环节分别为：比例环节， 惯性环节，微分环节，积分环节，振荡环节，延时环节。这些典型环节的传递函数分别是什么？6线性定常系统的稳定性取决于系统的结构和参数，与系统的输入信号无关。7下列哪些属于系统传递函数方框图的结构要素有：函数方框，相加点，分支点第三章：时域分析1我们常说的典型输入信号有哪些？2时间响应的概念：时间响应是指系统在输入信号作用下，系统输出随时间变化的函数关系3时间响应分析是由零输入响应和零状态响应所组成的。不特别指明，时间响应都是指零状态响应4瞬态过程、稳
7、态过程的含义。5一阶惯性环节的传递函数为1，其中 T 的含义是什么？二阶振荡环节的传递G (s)1Ts2函数为 G(s)n2 ，其中n 和分别是什么？22 n ssn6二阶系统响应的性能指标有哪些？它们的计算公式分别是什么？第四章：频域分析1频率响应的概念：系统对输入为谐波时的稳态响应称为频率响应2频率特性的表示法: Nyquist图（极坐标图，又称为幅相频率特性图）； Bode 图（对数坐标图，又称为对数频率特性图）3典型环节的Bode 图第五章：1系统稳定的充要条件为：系统的全部特征根都具有负实部；反之，若特征根中只要有一个或一个以上的正实部，则系统必不稳定。2稳定性的判据有那些：Rout
8、h判据， Nyquist 判据， Bode 判据。其中 Nyquist稳定性判据是通过开环传递函数来判定闭环系统的稳定性3. 系统的相对稳定性可以用相位裕度和幅值裕度 K g 来表示，是如何定义的？ （书 134,135页）第六章1 PID 控制器中的 P、 I 、 D 分别指按偏差的比例、积分、微分进行控制。PI,PD,PID属于什么性质的校正，各有何特点？书154，155， 156 页2. 相位超前校正若 Gc ( s)K c(Ts1)m满足 sin1Ts,1，最大相位超前角m1(1)3. 相位滞后校正装置的传递函数为(Ts1)，最大滞后角为mGc ( s),1( Ts1)11一，填空（
9、10*1 分 =10 分）1、 （控制的基本方式有哪些？）根据系统是否存在反馈，可将系统分为开环控制系统和闭环控制系统 两大类。开环控制没有反馈，闭环系统有反馈。2、 反馈控制系统的基本组成：给定元件，测量元件，比较元件，放大元件，执行元件，校正元件。3、 按系统的数学描述分类： 线性系统、非线性系统 ，按系统的传递信号的性质分类： 连续系统、离散系统。4、 对控制系统的性能要求：稳定性、快速性、准确性。5、 已知 f(t)=8t2+3t+2, 求 f(t-2)的拉普拉斯变换f t 2 =6、 数学模型： 描述系统动态特性及各变量之间关系的数学表达式，分为动态数学模型和静态数学模型。7、 建立
10、控制系统数学模型的方法分为：分析法、实验法。8、 对于非线性微分方程的线性化处理一般有两种方法：1. 直接略去非线性因素，2. 切线法或微小偏差法。9、 信号流图 是一种表示一组联立线性代数方程的图。是由 节点和支路 组成的信号传递网络。10、常用的脉冲输入试验信号有单位脉冲函数，单位阶跃函数，单位斜坡函数，单位加速度函数，正弦函数等。11、根据极点分布情况，二阶系统分类如下：欠阻尼二阶系统、无阻尼二阶系统、临界阻尼二阶系统、过阻尼二阶系统。二， 名词解释 （ 3*4 分=12 分）1、传递函数 ：单输入单输出线性定常系统在零初始条件下，输出量的拉氏变换与其输入量的拉氏变换之比。用G（s） =
11、C（ s） /R （ s）表示。2、时域响应 ：控制系统在外加作用（输入）激励下，其输出量随时间变化函数关系。任一稳态时域响应由瞬态响应和稳态响应两部分组成。3、最小相位系统：若系统的开环传递函数G（ s）在右半 s 平面内既无极点也无零点，则称为最小相位系统。在最小相位系统中，对数相频一一对应幅频。4、主导极点 ：若极点所决定的瞬态分量不仅持续时间最长，而且其初始幅值也大，充分体现了它在系统响应中的主导作用，故称其为系统的主导极点。5、闭环频率特性：（略）三，问答题 （3*8 分=24 分）1，开环与闭环控制系统的优点与缺点？答：闭环控制系统的优点是采用了反馈， 系统中真正起到调节的作用是偏
12、差信号。所以，闭环系统的响应对外部干扰和内部系统的参数变化不敏感。 对于给定的控制对象，有可能采用不太精密且成本较低的元件构成精密的控制系统， 在开环情况下是不可能做到的。从稳定的角度出发，开环控制比较容易建立。 闭环系统中，稳定性很难建立， 因为闭环系统可能出现超调误差， 从而导致系统做等幅振荡或变幅振荡。2，建立元件或系统的微分方程可依据以下步骤进行？答：1. 确立系统或者元件的输入量、输出量。 2. 按照信号的传递顺序，从系统的输入端开始， 依据运动规律， 列各环节的动态微分方程。 3. 消去所列各微分方程组中间变量， 得系统的输入量、 输出量之间关系的微分方程。 4. 整理得到微分方程。3，比较时域分析与频率特性分析的优缺点？答：时域分析法是种直接分析法， 它根据所描述系统的微分方程或传递函数，
