吉大《控制工程基础》习题答案

一、单选题

1。离散系统闭环脉冲传递函数的极点p k=—1，则动态响应为______。

•A。单向脉冲序列

•B。双向发散脉冲序列

•C. 双向等幅脉冲序列

•D。双向收敛脉冲序列答案C

2.系统的开环传递函数为,则实轴上的根轨迹为（）

•A。（—2，—1）和（0，∞）

•B. （-∞，—2)和（—1,0)

•C. （0，1）和（2，∞）

•D。(-∞，0)和（1,2）

答案D

3。下列串联校正装置的传递函数中,能在ωc=1处提供最大相位超前角的是（ )。

•A.

•B.

•C.

•D。

答案B

4。超前校正装置频率特性为,其最大超前相位角为（)

•A。

•B.

•C。

•D。

答案A

5。在系统中串联PD调节器,以下那一种说法是错误的（）•A。是一种相位超前校正装置

•B。能影响系统开环幅频特性的高频段

•C。使系统的稳定性能得到改善

•D。使系统的稳态精度得到改善

•答案D

6。闭环离散系统的输出C（z）______。

•A.

•B.

•C.

•D。

答案B

7。已知串联校正装置的传递函数为，则它是（).

•A. 相位迟后校正；

•B. 迟后超前校正；

•C。相位超前校正；

•D。Ａ、Ｂ、Ｃ都不是

答案C

8.相位超前校正装置的奈氏曲线为(）

•A。圆

•B。上半圆

•C。下半圆

•D。45°弧线

答案B

9.在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与(）指标密切相关。

•A. 允许的峰值时间

•B. 允许的超调量

•C。允许的上升时间

•D. 允许的稳态误差

答案D

10。下列串联校正装置的传递函数中,能在ωc=1处提供最大相位超前角的是：_ _____

•A.

•B。

•C。

•D。

答案A

11.设系统的特征方程为,则此系统（）

•A. 稳定

•B. 临界稳定

•C. 不稳定

•D。稳定性不确定。

答案A

12.二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为（ )

•A。谐振频率

•B。截止频率

•C。最大相位频率

答案D

13。设开环系统频率特性，当ω=1rad/s时，其频率特性幅值A(1）=（）•A。

•B。

•C。

•D。

答案D

14。已知某系统的劳思表如下所示,则下列说法正确的是______.

•A。系统稳定

•B。系统不稳定，有一个正实部根

•C. 系统不稳定，有两个正实部根

•D. 系统不稳定,没有正实部根

答案C

15.已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是（）

•A.

•B。

•C.

•D。

答案C

16。一阶系统的闭环极点越靠近S平面原点,则（)。

•A。准确度越高

•B。准确度越低

•C。响应速度越快

•D。响应速度越慢

答案D

17.以下说法正确的是（)

•A。时间响应只能分析系统的瞬态响应

•B。频率特性只能分析系统的稳态响应

•C. 时间响应和频率特性都能揭示系统的动态特性

•D。频率特性没有量纲

答案C

18。已知单位反馈控制系统稳定，其开环传递函数：，输入为时的稳态误差是______.

•A。不确定

•B。零

•C. 常数

•D。无穷大

答案C

19.一般为使系统有较好的稳定性，希望相位裕量γ为（）

•A。0～15°

•B. 15°～30°

•C. 30°~60°

•D。60°～90°

答案C

20.开环对数频率特性的中频段决定系统的______。

•A。型别

•B。稳态误差

•C. 动态性能

•D。抗干扰能力

答案C

二、判断题

1。系统的自由运动模态是由系统的极点和零点共同决定的。答案错

2。稳定地线性系统当输入信号为正弦函数时,其输出信号的稳态值也应该是一个相同频率的正弦函数.答案对

3。闭环传递函数的零点有开环前向通路传递函数的零点和反馈通路传递函数的极点组成。答案对

4。系统只要参数a大于零系统就是稳定的.答案错

5.线性系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比定义为系统的传递函数。答案错6线性系统的稳定性是由系统的极点决定的，与系统的零点无关。答案对

7.典型二阶欠阻尼系统的超调量是由阻尼比和自然频率共同决定的。答案错

8。系统的相角裕度为—15度则系统是稳定的.答案错

9.系统的开环传递函数是则开环增益是2。答案对

10。已知某离散系统的结构图我们一定能求出它的脉冲传递函数。答案错

《控制工程基础》试卷及详细答案

一、填空题（每题1分，共15分） 1、对于自动控制系统的性能要求可 以概括为三个方面， 即： 、 和 ，其中最基本的要求是 。 2、若某单位负反馈控制系统的前向 传递函数为()G s ，则该系统的开环传递函数为 。 3、能表达控制系统各变量之间关系 的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模 型有 、 等。 4、判断一个闭环线性控制系统是否 稳定 ， 可 采 用 、 、 等方法。 5、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 ；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 。 6、设系统的开环传递函数为 12(1)(1) K s T s T s ++，则其开环幅频特 性为 ，相频特性为 。 7、最小相位系统是 指 。 二、选择题（每题2分，共20分） 1、关于奈氏判据及其辅助函数 F(s)= 1 + G(s)H(s)，错误的说法是 ( ) A 、 F(s)的零点就是开环传递函数 的极点 B 、 F(s)的极点就是开环传递函数的极点 C 、 F(s)的零点数与极点数相同 D 、 F(s)的零点就是闭环传递函数的极点 2、已知负反馈系统的开环传递函数为 221 ()6100 s G s s s += ++，则该系统的闭环特 征方程为 ( )。 A 、261000s s ++= B 、 2(6100)(21)0s s s ++++= C 、2610010s s +++= D 、 与是否为单位反馈系统有关 3、一阶系统的闭环极点越靠近S 平面原 点，则 ( ) 。 A 、准确度越高 B 、准确度越低 C 、响应速度越快 D 、响应速度越慢 4、已知系统的开环传递函数为 100 (0.11)(5) s s ++，则该系统的开环增益为 ( )。 A 、 100 B 、1000 C 、20 D 、不能确定 5、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的：

吉林大学智慧树知到“机械工程”《控制工程基础》网课测试题答案1

长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。住在富人区的她 吉林大学智慧树知到“机械工程”《控制工程基础》网课 测试题答案 （图片大小可自由调整） 第1卷 一.综合考核(共15题) 1.当系统已定，并且输入已知时，求出系统的输出并通过输出来研究系统本身的有关问题称为()。 A.最优控制 B.系统辨识 C.系统分析 D.自适应控制 2.一个单位反馈系统的前向传递函数为K/(s3+5s2+4s)，则该闭环系统的特征方程为s3+5s2+4s+K=0,开环增益为K/4()。 A、错误 B、正确 正确答案：B 3.系统的稳态误差与系统开环传递函数的()有关。 A、增益 B、型次 C、输入信号 D、输出信号 正确答案：A,B,C 4.设系统的特征方程为D(s)=s³+14s²+40s+40τ=0，则此系统稳定的τ值范围为()。 A.τ>0 B.0C.τ>14 D.τ<0 5.一阶系统的传递函数为15/(4s+5),则系统的增益K和时间常数T依次为()。 A、3.75，1.25 B、3，0.8 C、0.8，3 D、 1.25，3.75 正确答案：B 6.某系统的传递函数为G(s)=(s+7)(s-2)/(4s+1)(s-3)，其零、极点是()。 A.零点s=-7 B.零点s=2 C.极点s=-0.25 D.极点s=3 7.系统在扰动作用下的稳态误差，反映了系统的抗干扰能力()。 A、错误 B、正确 正确答案：B 8.二次欠阻尼系统的性能指标：上升时间、峰值时间和调整时间，反映了系统的()。 A.稳定性 B.响应的快速性 C.精度 D.相对稳定性 9.若系统传递函数G(s)的所有零点和极点均在S平面的()时，则该系统称为最小相位系统。 A.上半平面 B.下半平面 C.左半平面 D.右半平面 10.单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=4/s(s+5) ，则系统在r(t)=2t输入作用下，其稳态误差为()。 A、10/4 B、5/4 C、4/5 D、0 正确答案：A 11.工程系统中常用的校正方案有()。 A、串联校正 B、并联校正 C、PID校正 D、系统校正 正确答案：A,B,C

控制工程基础第三章参考答案(供参考)

第三章 习题及答案 传递函数描述其特性，现在用温度计测量盛在容器内的水温。发现需要时间才能指示出实际水温的98%的数值， 试问该温度计指示出实际水温从10%变化到90%所需的时间是多少? 解： 41min, =0.25min T T = 2.已知某系统的微分方程为)(3)(2)(3)(t f t f t y t y +'=+'+''，初始条件2)0( , 1)0(='=--y y ，试求： ⑴系统的零输入响应y x (t )； ⑵激励f (t ) (t )时，系统的零状态响应y f (t )和全响应y (t )； ⑶激励f (t ) e 3t (t )时，系统的零状态响应y f (t )和全响应y (t )。 解：(1) 算子方程为：)()3()()2)(1(t f p t y p p +=++ 3.已知某系统的微分方程为)(3)(')(2)(' 3)(" t f t f t y t y t y +=++，当激励)(t f =)(e 4t t ε-时，系统的全响应)()e 6 1e 27e 314()(42t t y t t t ε-----=。试求零输入响应y x (t )与零状态响应y f (t )、自由响应与强迫响应、暂态响应与稳态响应。 解： 4. 设系统特征方程为：0310126234=++++s s s s 。试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的 稳定性。 解：用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别，a 4=1，a 3=6，a 2=12，a 1=10，a 0=3均大于零，且有 所以，此系统是稳定的。 5. 试确定下图所示系统的稳定性. 解：210 110(1)(1)(). ()210(21) 1(1) s s s s a G s s s s s s s +++=?=?+++ 系统稳定。 满足必要条件，故系统稳定。 6.已知单位反馈系统的开环传递函数为) 12.001.0()(2++= s s s K s G ξ，试求系统稳定时，参数K 和ξ的取值关系。 解：2()(0.010.21)0D s s s s k ξ=+++=

《控制工程基础》课程作业习题(含解答)

第一章概论 本章要求学生了解控制系统的基本概念、研究对象及任务，了解系统的信息传递、反馈和反馈控制的概念及控制系统的分类，开环控制与闭环控制的区别；闭环控制系统的基本原理和组成环节。学会将简单系统原理图抽象成职能方块图。 例1 例图1-1a 为晶体管直流稳压电源电路图。试画出其系统方块图。 例图1-1a 晶体管稳压电源电路图 解：在抽象出闭环系统方块图时，首先要抓住比较点，搞清比较的是什么量；对于恒值系统，要明确基准是什么量；还应当清楚输入和输出量是什么。对于本题，可画出方块图如例图1-1b。 例图1-1b 晶体管稳压电源方块图 本题直流稳压电源的基准是稳压管的电压，输出电压通过 R和4R分压后与稳压管的电 3 压 U比较，如果输出电压偏高，则经3R和4R分压后电压也偏高，使与之相连的晶体管基极w 电流增大，集电极电流随之增大，降在 R两端的电压也相应增加，于是输出电压相应减小。 c 反之，如果输出电压偏低，则通过类似的过程使输出电压增大，以达到稳压的作用。 例2 例图1-2a为一种简单液压系统工作原理图。其中，X为输入位移，Y为输出位移，试画出该系统的职能方块图。 解：该系统是一种阀控液压油缸。当阀向左移动时，高压油从左端进入动力油缸，推动动力活塞向右移动；当阀向右移动时，高压油则从右端进入动力油缸，推动动力活塞向左移动；当阀的位置居中时，动力活塞也就停止移动。因此，阀的位移，即B点的位移是该系统的比较点。当X向左时,B点亦向左，而高压油使Y向右，将B点拉回到原来的中点，堵住了高压油，Y的运动也随之停下；当X向右时,其运动完全类似，只是运动方向相反。由此可画出如例图1-2b的职能方块图。

控制工程基础习题解答5

控制工程基础习题解答 第五章 5-1．已知开环系统的传递函数如下，试用罗斯-赫尔维茨判据判别其闭环稳定性。 （1）. ()()()()()32110+++= s s s s s H s G （2）. ()()()()()() 38.05.022.0++++= s s s s s s H s G （3）. ()()() 50 600300100 2 2++= s s s s H s G （4）. ()()() 24 81 32 2+++= s s s s s H s G 解： （1）. 特征方程为01016523 =+++s s s 10 01410 51610123s s s s 第一列全部大于零，所以闭环稳定。 （2）. 特征方程为04.04.13.43.42 3 4 =++++s s s s 4 .097.04.097.34.13.44.03.41 01234s s s s s 第一列全部大于零，所以闭环稳定。 （3）. 特征方程为0100506003002 3 4 =+++s s s

100 012001005006001005030001234-s s s s s 第一列有小于零的数存在，所以闭环不稳定，符号变化了两次，有两个右极点。 （4）. 特征方程为0132482 3 4 =++++s s s s 1 24100380012410038 18924 13 8= 5033 8012410 3 8 = 5031 241003800 12410038= 所有主子行列式全大于零，所以闭环稳定。 5-2．已知单位负反馈系统的开环传递函数如下 ()? ?? ? ??++= 1222 n n s s s K s G ωζω 式中s rad n /90=ω，2.0=ζ。试确定K 取何值闭环稳定。 解： 方法1：特征方程为081008100 362 3=+++K s s s 36 008100810036810036 081001 810036222≤≥≥-?=K K K K K K

控制工程基础习题与答案

1、控制论的作者是 A.香农 B.维纳 C.卡尔曼 D.钱学森 正确答案：B 2、下面那个结构是不属于控制系统的 A.主反馈 B.局部反馈 C.混合反馈 D.前向通道 正确答案：C 3、关于自动控制系统分类下面哪种分类是错误的 A.线性系统和非线性系统 B.控制方式分类分为开环控制、反馈控制及复合控制系统 C.连续系统和离散系统 D.运动控制系统和确定性系统 正确答案：D 4、下面那一项不是我们对控制系统的基本要求 A.简单性 B.快速性 C.准确性 D.稳定性

5、线性系统不具备下例那个性质 A.叠加性 B.齐次性 C.叠加性和齐次性 D.继电特性 正确答案：D 6、下面那个选项不是系统的数学模型 A.微分方程 B.传递函数 C.结构图 D.零极点 正确答案：D 7、系统（s+5）/(s+1)(s+10)的零极点是 A.极点-1，-10 零点-5 B.极点-5 零点-1，-10 C.极点5 零点1，10 D.无正确答案 正确答案：A 8、关于传递函数的描述那个结论是正确的 A.传递函数的极点与系统的运动模态没有关系 B.传递函数的形式是由输入和输出的形式决定的。 C.传递函数的零点决定了系统的运动模态 D.系统传递函数与系统的微分方程可以互相转化

9、关于系统的结构图描述错误的是哪个 A.结构图有信号线、比较器、引出点、方框组成 B.系统的结构图是唯一的 C.结构图可以化简最终成为传递函数 D.结构图也是系统的一种数学模型 正确答案：B 10、下例哪种结论是错误的 A.系统的闭环传递函数与误差的传递函数有相同的特征方程 B.单位脉冲响应的拉氏变换就是系统的传递函数 C.信号1的拉氏变换是1/s D.传递函数定义为系统输出的拉氏变换与输入拉氏变换之比正确答案：D 11、下例那个性能指标反应二阶系统动态过程的稳定性 A.超调量 B.调节时间 C.上升时间 D.峰值时间 正确答案：A 12、当阻尼比为何值时，典型二阶系统的阶跃响应振荡衰减。 A.0 B.1 C.1.5 D.0,707 正确答案：D

控制工程基础第3章习题解答

已知系统框图如下，求该系统的闭环传递函数 35 4254135425412111)()(G G G H G G H G G G H G G G G X X s G i o B ?+?+?+?+== 3 541542354121)(G G G H G G H G G G G G ++?+= ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 使用温度计对水温进行测量，若水温为恒定值，该温度计能在1分钟时指示出实际温度值的98%。假定温度计为一个一阶系统，求该系统的时间常数T 。 解： 恒定的水温可以视为一个阶跃输入信号，温度计的测量输出可以视为对该阶跃输入信号的响应。 一阶系统的单位阶跃响应的时间函数为：)0(1)(/>-=-t e t x T t o （P82，3.3.2） 根据题意可知：98.01) (/11=-=-=T t o e t x →02.0/1=-T e →256.050 ln 1==T (min) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 下图为某数控机床系统的位置随动系统的方框图， 试求： （1）阻尼比ξ及无阻尼固有频率n ω 解：由图可知，该系统为一个单位反馈系统，其系统的闭环传递函数为： 99)1(191)1(1 9)(1)()()(1)()(2++=+?++? =+=+=s s s s s s s G s G s H s G s G s G B 对比二阶系统传递函数的标准形式(P83，3.4.1)

《控制工程基础》参考复习题及答案

《控制工程基础》参考复习题 及习题解答 第一部分 单项选择题 1.闭环控制系统的主反馈取自【 D 】 A.给定输入端 B.干扰输入端 C.控制器输出端 D.系统输出端 2.不同属性的物理系统可以有形式相同的【 A 】 A.数学模型 B.被控对象 C.被控参量 D.结构参数 3.闭环控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)，其中H(s)是反馈传递函数，则系统的误差信号为【 A 】 A.X i (s )－H (s)X 0(s ) B.X i (s )－X 0(s ) C.X or (s )－X 0(s ) D.X or (s )－H (s )X 0(s ) 3-1闭环控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)，其中H(s)是反馈传递函数，则系统的偏差信号为【 A 】 A.X i (s )－H (s)X 0(s ) B.X i (s )－X 0(s ) C.X or (s )－X 0(s ) D.X or (s )－H (s )X 0(s ) 4.微分环节使系统【 A 】 A.输出提前 B.输出滞后 C.输出大于输入 D.输出小于输入 5.当输入量发生突变时，惯性环节的输出量不能突变，只能按【 B 】 A.正弦曲线变化 B.指数曲线变化 C.斜坡曲线变化 D.加速度曲线变化 6.PID 调节器的微分部分可以【 A 】 A.提高系统的快速响应性 B.提高系统的稳态性 C.降低系统的快速响应性 D.降低系统的稳态性 6－1.PID 调节器的微分部分可以【 A 】 A.提高系统的稳定性 B.提高系统的稳态性 C.降低系统的稳定性 D.降低系统的稳态性 7.闭环系统前向传递函数是【 C 】 A.输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比 B.输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 C.输出信号的拉氏变换与误差信号的拉氏变换之比 D.误差信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 8.一阶系统的时间常数为T ，其脉冲响应为【 C 】 A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T -1 D.T t Te T -+ 8－1.一阶系统的时间常数为T ，其单位阶跃响应为【 C 】 A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T -1 D.T t Te T -+ 8－2.一阶系统的时间常数为T ，其单位斜坡响应为【 C 】 A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T -1 D.T t Te T -+ 8－3.一阶系统的时间常数为T ，其单位阶跃响应的稳态误差为【C 】 A.0 B.T C.1T D.T t Te T -+ 8－4.一阶系统的时间常数为T ，其单位斜坡响应的稳态误差为【 C 】 A.0 B.T C.1T D.T t Te T -+ 9.过阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为【 】

吉大《控制工程基础》习题答案

一、单选题 1.离散系统闭环脉冲传递函数的极点p k=-1，则动态响应为______。 A. 单向脉冲序列 B. 双向发散脉冲序列 C. 双向等幅脉冲序列 D. 双向收敛脉冲序列答案C 2.系统的开环传递函数为，则实轴上的根轨迹为（） A. (-2，-1)和（0，∞） B. (-∞，-2)和(-1，0) C. (0，1)和(2，∞) D. (-∞，0)和(1，2) 答案D 3.下列串联校正装置的传递函数中，能在ωc=1处提供最大相位超前角的是( )。 • A. • B. • C. • D. 答案B

4.超前校正装置频率特性为，其最大超前相位角为（） • A. • B. • C. • D. 答案A 5.在系统中串联PD调节器，以下那一种说法是错误的（） • A. 是一种相位超前校正装置 • B. 能影响系统开环幅频特性的高频段 • C. 使系统的稳定性能得到改善 • D. 使系统的稳态精度得到改善 •答案D 6.闭环离散系统的输出C(z) ______。 • A. • B.

• C. • D. 答案B 7.已知串联校正装置的传递函数为，则它是（）。 • A. 相位迟后校正； • B. 迟后超前校正； • C. 相位超前校正； • D. Ａ、Ｂ、Ｃ都不是 答案C 8.相位超前校正装置的奈氏曲线为（） • A. 圆 • B. 上半圆 • C. 下半圆 • D. 45°弧线 答案B 9.在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（）指标密切相关。 • A. 允许的峰值时间 • B. 允许的超调量 • C. 允许的上升时间 • D. 允许的稳态误差

控制工程基础第2章答案

第2章系统的数学模型(习题答案) 2.1什么是系统的数学模型？常用的数学模型有哪些？ 解：数学模型就是根据系统运动过程的物理、化学等规律，所写出的描述系统运动规律、特性、输出与输入关系的数学表达式。常用的数学模型有微分方程、传递函数、状态空间模型等。 2.2 什么是线性系统？其最重要的特性是什么？ 解：凡是能用线性微分方程描述的系统就是线性系统。线性系统的一个最重要的特性就是它满足叠加原理。 2.3 图( 题2.3) 中三图分别表示了三个机械系统。求出它们各自的微分方程, 图中x i表示输入位移, x o表示输出位移, 假设输出端无负载效应。 题图2.3 解：①图(a)：由牛顿第二运动定律，在不计重力时，可得 整理得 将上式进行拉氏变换，并注意到运动由静止开始，即初始条件全部为零，可得

[] 于是传递函数为 ②图(b)：其上半部弹簧与阻尼器之间，取辅助点A，并设A点位移为x，方向朝下；而在其下半部工。引出点处取为辅助点B。则由弹簧力与阻尼力平衡的原则，从A和B两点可以分别列出如下原始方程： 消去中间变量x，可得系统微分方程 对上式取拉氏变换，并记其初始条件为零，得系统传递函数为 ③图(c)：以的引出点作为辅助点，根据力的平衡原则，可列出如下原始方程： 移项整理得系统微分方程

对上式进行拉氏变换，并注意到运动由静止开始，即 则系统传递函数为 2.4试建立下图（题图2.4）所示各系统的微分方程并说明这些微分方程之间有什么特点，其中电压)(t u r 和位移)(t x r 为输入量；电压)(t u c 和位移)(t x c 为输出量；1,k k 和2k 为弹簧弹性系数；f 为阻尼系数。 +-+- C ) (t u r ) (t u c ) (t r ) (t x c f 1 k 2 k C R ) (t u r ) (u c +- +- f ) (t r ) (t x c )(a ) (b ) (c ) (d R 2R 题图2.4 【解】：)(a 方法一：设回路电流为i ，根据克希霍夫定律，可写出下列方程组： ⎪⎩⎪⎨ ⎧=+=⎰i R u u dt i C u c c r 1 消去中间变量，整理得： dt du RC u dt du RC r c c =+

控制工程基础习题答案

控制工程基础习题解答 第一章 1-5．图1-10为张力控制系统。当送料速度在短时间内突然变化时，试说明该控制系统的作用情况。画出该控制系统的框图。 由图可知，通过张紧轮将张力转为角位移，通过测量角位移即可获得当前张力的大小。 当送料速度发生变化时，使系统张力发生改变，角位移相应变化，通过测量元件获得当前实际的角位移，和标准张力时角位移的给定值进行比较，得到它们的偏差。根据偏差的大小调节电动机的转速，使偏差减小达到张力控制的目的。 框图如图所示。 1-8．图1-13为自动防空火力随动控制系统示意图及原理图。试说明该控制系统的作用情况。 题1-5 框图 电动机 给定值 角位移 误差 张力 - 转速 位移 张紧轮 滚轮 输送带 转速 测量轮 测量元件 角位移 角位移 （电压等） 放大 电压 测量 元件 > 电动机 角位移 给定值 电动机 图1-10 题1-5图

该系统由两个自动控制系统串联而成：跟踪控制系统和瞄准控制系统，由跟踪控制系统 获得目标的方位角和仰角，经过计算机进行弹道计算后给出火炮瞄准命令作为瞄准系统的给定值，瞄准系统控制火炮的水平旋转和垂直旋转实现瞄准。 跟踪控制系统根据敏感元件的输出获得对目标的跟踪误差，由此调整视线方向，保持敏感元件的最大输出，使视线始终对准目标，实现自动跟踪的功能。 瞄准系统分别由仰角伺服控制系统和方向角伺服控制系统并联组成，根据计算机给出的火炮瞄准命令，和仰角测量装置或水平方向角测量装置获得的火炮实际方位角比较，获得瞄准误差，通过定位伺服机构调整火炮瞄准的角度，实现火炮自动瞄准的功能。 控制工程基础习题解答 第二章 2-2．试求下列函数的拉氏变换，假定当t<0时，f(t)=0。 (3). ()t e t f t 10cos 5.0-= 解：()[][ ] ()100 5.05 .010cos 2 5.0+++= =-s s t e L t f L t (5). ()⎪⎭ ⎫ ⎝ ⎛+ =35sin πt t f 图1-13 题1-8图 敏感 元件 定位伺服机构 （方位和仰角） 计算机指挥仪 目标 方向 跟踪环路 跟踪 误差 瞄准环路 火炮方向 火炮瞄准 命令 - - 视线 瞄准 误差 伺服机构（控制绕垂直轴转动） 伺服机构（控制仰角） 视线 敏感元件 计算机 指挥仪

《控制工程基础》参考复习题及答案

《控制工程基础》参考复习题 与习题解答 第一部分 单项选择题 1.闭环控制系统的主反馈取自[ D ] A.给定输入端 B.干扰输入端 C.控制器输出端 D.系统输出端 2.不同属性的物理系统可以有形式一样的[ A ] A.数学模型 B.被控对象 C.被控参量 D.结构参数 3.闭环控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)，其中H(s)是反馈传递函数，则系统的误差信号为[ A ] A.X i (s )－H (s)X 0(s ) B.X i (s )－X 0(s ) C.X or (s )－X 0(s ) D.X or (s )－H (s )X 0(s ) 3-1闭环控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)，其中H(s)是反馈传递函数，则系统的偏差信号为[ A ] A.X i (s )－H (s)X 0(s ) B.X i (s )－X 0(s ) C.X or (s )－X 0(s ) D.X or (s )－H (s )X 0(s ) 4.微分环节使系统[ A ] A.输出提前 B.输出滞后 C.输出大于输入 D.输出小于输入 5.当输入量发生突变时，惯性环节的输出量不能突变，只能按[ B ] A.正弦曲线变化 B.指数曲线变化 C.斜坡曲线变化 D.加速度曲线变化 6.PID 调节器的微分部分可以[ A ] A.提高系统的快速响应性 B.提高系统的稳态性 C.降低系统的快速响应性 D.降低系统的稳态性 6－1.PID 调节器的微分部分可以[ A ] A.提高系统的稳定性 B.提高系统的稳态性 C.降低系统的稳定性 D.降低系统的稳态性 7.闭环系统前向传递函数是[ C ] A.输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比 B.输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 C.输出信号的拉氏变换与误差信号的拉氏变换之比 D.误差信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 8.一阶系统的时间常数为T ，其脉冲响应为[ C ] A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T -1 D.T t Te T -+ 8－1.一阶系统的时间常数为T ，其单位阶跃响应为[ C ] A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T -1 D.T t Te T -+ 8－2.一阶系统的时间常数为T ，其单位斜坡响应为[ C ] A.T t e --1 B.T t Te T t -+- C.T t e T -1 D.T t Te T -+ 8－3.一阶系统的时间常数为T ，其单位阶跃响应的稳态误差为[C ] A.0 B.T C.1 T D.T t Te T -+ 8－4.一阶系统的时间常数为T ，其单位斜坡响应的稳态误差为[ C ] A.0 B.T C.1T D.T t Te T -+ 9.过阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为[ ] A.零 B.常数 C.单调上升曲线 D.等幅衰减曲线

《控制工程基础3》的作业

1、[单选题]开环控制系统在其控制器和被控对象间只有（）。 A反馈作用 B前馈作用 C正向作用 D反向作用 参考答案: C 2、[单选题]闭环控制系统必须通过（）。 A输入量前馈参与控制 B干扰量前馈参与控制 C输出量反馈到输入端参与控制 D输出量局部反馈参与控制 参考答案: C 3、[单选题]一般情况下开环控制系统是（）。 A不稳定系统 B稳定系统 C时域系统 D频域系统 参考答案: B 4、[单选题]输出量对系统的控制作用没有影响的控制系统是（）。A开环控制系统 B闭环控制系统 C反馈控制系统 D非线性控制系统 参考答案: A 5、[单选题]若反馈信号与原系统输入信号的方向相反则为（）。A局部反馈 B主反馈 C正反馈 D负反馈 参考答案: D 6、[单选题]自动控制系统的反馈环节中一般具有（）。 A给定元件 B检测元件 C放大元件 D执行元件 参考答案: B 7、[单选题]闭环系统在其控制器和被控对象之间有（）。 A反馈作用 B前馈作用 C正向作用 D反向作用 参考答案: D 8、[单选题]随动系统要求系统的输出信号能跟随（）。 A反馈信号

C输入信号 D模拟信号 参考答案: C 9、[单选题]自动控制系统的控制调节过程是以偏差消除（）。 A偏差的过程 B输入量的过程 C干扰量的过程 D稳态量的过程 参考答案: A 10、[单选题]闭环控制系统除具有开环控制系统所有的环节外，还必须有()。A给定环节 B比较环节 C放大环节 D执行环节 参考答案: B 1[单选题]不同属性的物理系统可以有形式相同的（） A传递函数 B反函数 C正弦函数 D余弦函数 参考答案: A 2[单选题]满足叠加原理的系统是（） A定常系统 B非定常系统 C线性系统 D非线性系统 参考答案: C 3[单选题]闭环控制系统除具有开环控制系统所有的环节外，还必须有()。 A给定环节 B比较环节 C放大环节 D执行环节 参考答案: B 4[单选题]惯性环节不能立即复现（） A反馈信号 B输入信号

《控制工程基础》第四章习题解题过程和参考答案

《控制工程基础》第四章习题解题过程和参考答案

4-1 设单位反馈系统的开环传递函数为：10()1G s s =+。当系统作用有下列输入信号时：()sin(30)r t t =+︒，试求系统的稳态输出。 解： 系统的闭环传递函数为： 10 ()()11 ()()1()1 11 C s G s s s R s G s Φ===++ 这是一个一阶系统。系统增益为：1011 K =，时间常数为：1 11 T = 其幅频特性为：()A ω= 其相频特性为：()arctan T ϕωω=- 当输入为()sin(30)r t t =+︒，即信号幅值为：1A =，信号频率为：1ω=，初始相角为：0 30ϕ=︒。代入幅频特性和相频特性，有： 1 (1)A == = = 11 (1)arctan arctan 5.1911 T ωϕω==-=-=-︒ 所以，系统的稳态输出为： [ ]()(1)sin 30(1)24.81)c t A A t t ϕ=⋅⋅+︒+= +︒ 4-2 已知系统的单位阶跃响应为：49()1 1.80.8(0) t t c t e e t --=-+≥。试求 系统的幅频特性和相频特性。 解： 对输出表达式两边拉氏变换： 1 1.80.8361()49(4)(9)(1)(1) 49 C s s s s s s s s s s =-+== ++++++

由于()()()C s s R s =Φ，且有1()R s s =（单位阶跃）。所以系统的闭环传递函数为： 1 ()(1)(1)49 s s s Φ= ++ 可知，这是由两个一阶环节构成的系统，时间常数分 别为： 1 2 11,49 T T == 系统的幅频特性为二个一阶环节幅频特性之积，相频特性为二个一阶环节相频特性之和： 1 2 ()()()A A A ωωω=== 1212()()()arctan arctan arctan arctan 4 9 T T ω ω ϕωϕωϕωωω=+=--=-- 4-3 已知系统开环传递函数如下，试概略绘出奈氏图。 （1）1 ()10.01G s s =+ （2）1()(10.1)G s s s =+ （3）) 1008()1(1000)(2 +++=s s s s s G （4）2 50(0.61)()(41) s G s s s +=+ 解： 手工绘制奈氏图，只能做到概略绘制，很难做到精确。所谓“概略”，即计算与判断奈氏曲线的起点、终点、曲线与坐标轴的交点、相角变化范围等，这就可以绘制出奈氏曲线的大致形状。对一些不太复杂的系统，已经可以从曲线中读出系统的部分基本性能指标了。