中国石油大学（北京）远程教育学院 《控制工程基础》期 末 复习题
一、选择题
1、 设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统，如图所示，以外力f(t)为输入量，位移y(t)为输出量的运动微分方程式可以对图中系统进行描述，那么这个微分方程的阶次是：（）
（1）1阶；（2）2阶；（3）3阶；（4）4阶 2、一阶系统的传递函数为
（1）1?e?t53 ；其单位阶跃响应为（ ） 5s?1?t5 ；（2）3?3e ；（3）5?5e?t5 ；（4）3?e?t5
?2n3、已知道系统输出的拉氏变换为 Y(s)? ,那么系统处于（ ） 2s?s??n?（1）欠阻尼；（2）过阻尼；（3）临界阻尼；（4）无阻尼
4、下列开环传递函数所表示的系统，属于最小相位系统的是（ ）。
(1)
s?1s?1s?21?Ts； (2) （T>0）； (3)；(4)
s(s?3)(s?2) (5s?1)(2s?1)(2s?1)(3s?1) 1?T1s15j??1 ，当输入为x(t)?sin2t时，系统的稳态输出为（ ）
5、已知系统频率特性为
（1）sin(2t?tg5?) ；（2）
?11?2?11sin(2t?tg?15?)；
（3）sin(2t?tg5?) ；（4）
?125?2?1sin(2t?tg?15?)
?2t6、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 c(t)?1?2e为（ ）。
（1）G(s)??e?t，系统的传递函数
3s?2s?23s?1；（2）G(s)? ；（3）G(s)? ；
(s?1)(s?2)(s?1)(s?2)(s?1)(s?2)3s
(s?1)(s?2)（4）G(s)?7、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 c(t)?1?2e?2t?e?t，系统的脉冲响应为（ ）。
（1）k(t)?4e?2t?e?t (2) k(t)?4e?t?e?t （3）k(t)?4e?2t?e?t (4) k(t)?4e?t?e?2t
8、系统结构图如题图所示。试求局部反馈2加入前后系统的静态速度误差系数和静态加速度误差系数。（ ）
（1）Kv?0.5，Ka?0.5；（2）Kv?0，Ka?0.5；（3）Kv?0.5，Ka?0；（4）Kv?0，
Ka?0；
?2n9、已知道系统输出的拉氏变换为 Y(s)? ,那么系统处于（ ） 2?s??n?（1）欠阻尼；（2）过阻尼；（3）临界阻尼；（4）无阻尼
10、设有一RLC电路系统，如图所示，以Ur(t)为输入量，Uc(t)为输出量的运动微分方程式可以对系统进行描述，那么这个微分方程的阶次是：（ ）
（1）1阶 （2）2阶 （3）3阶 （4）4阶
s2?2s?311、已知F(s)? ，其原函数的终值f(t)?（ ） 2t??s(s?5s?4)（1）0 ； （2）∞ ； （ 3）0.75 ； （4）3 12、一阶系统的传递函数为
3 ；其单位阶跃响应为（ ） 5s?1（1）1?e?t5 ；（2）3?3e?t5 ；（3）5?5e?t5 ；（4）3?e?t5
13、已知系统的微分方程模型
y(t)?2y(t)?y'(t)?5y(t)?3?y(?)d??5u'(t)?2u(t)0(3)(2)t。其中u(t)是输入量，y(t)
是输出量。求系统的传递函数模型G(S)=Y(S)/U(S)为（ ） （1）G(s)?（3）G(s)?s(5s?2)s(5s?2) (2) G(s)?432432s?2s?s?5s?3s?2s?s?5s4s(5s?1)(5s?1) （4）G(s)?4 32s?2s?s?5s?1s?2s3?s2?5s?114、某一系统的速度误差为零，则该系统的开环传递函数可能是（ ）
(1)
s?dKKK；(2)；(3)；(4)2； Ts?1s(s?a)(s?b)s(s?a)s(s?a)15、根据下列几个系统的特征方程，可以判断肯定不稳定的系统为（ ）
（1）as?bs?cs?d?0 ；（2）s?as?bs?cs?d?0；
（3）as?bs?cs?ds?e?0；其中a、b、c、d、e均为不等于零的正数。
43232432二、填空题
1. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在 的条件下，系统输出量的拉氏变换与 之比。
2. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从 状态到 状态的响应过程。
3. 判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为 ，即系统的特征根必须全部在 是系统稳定的充要条件。
4. I型系统G(s)?K在单位阶跃输入下，稳态误差为 ，在单位加速
s(s?2)度输入下，稳态误差为 。
5. 频率响应是系统对 稳态响应，频率特性包括 两种特性。 6. 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 系统。
7. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于 ，并且只适于零初始条件下的 系统。
8. 系统的稳态误差与输入信号的形式及 有关。 9. 如果在系统中只有连续信号，其输入、输出关系常用 方程来描述。
10. 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 性和 性；而低频段主要表明系统的 。
11. 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， 性
和 性。
三、简答题
（1）图1是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。
图2-1
（2）、如图所示为控制系统的原理图。
（1）指出系统的控制对象、被控量、给定量及主要干扰。
（2）画出系统的原理结构图，并指出各个组成元件的基本职能。 （3）说明如何改变系统的给定量输入。
（4）判断对于给定量输入及主要干扰是否有静差。
图2-2
(3)题图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出被控对
象、被控量和给定量，画出系统方框图。
图2-3
四、计算题
（1）求如图所示电路网络的传递函数。其中，u0(t)为输出电压，ui(t)为输入电压，R1和R2为电阻，C1和C2为电容。
C1
图1
（2） 已知系统的特征方程为s?20s?15s?2s?K?0，试确定参数K的变化范围以使系统是稳定的。
(3) 利用Mason公式求如图所示传递函数C(s)/R(s)
432R1 ui R2 C2 u0
(4)、一阶系统结构图如题图所示。要求系统闭环增益K??2，调节时间ts?0.4（s），试确定参数K1,K2的值。
G(s)?(5)、单位反馈系统的开环传递函数时间ts。
4s(s?5)，求单位阶跃响应h(t)和调节
(6)、已知开环传递函数为G(s)?10，画出对数幅频特性的折线图
s(s?1)(s?5)（BODE图），并求系统的相位裕量?，判断闭环系统的稳定性.
(7) 试求如图所示系统总的稳态误差，已知r(t)=t,n(t)=1(t) N(s) E(s) K2/s(T2sK1/(T1s++1) 1)R(s)
(8)、已知系统的开环传递函数为
C(s)Q(s)?K(0.5s?1)
s2(0.1s?1)(0.02s?1)其中Ｋ分别为10和180，分别判断闭环系统的稳定性。若稳定，求出相位稳定裕量。
(9)、要求系统为一阶无静差，且要求Kv=300/s，wc=10rad/s，?=50度。求期望的开环传递函数
G(s)?(5)、单位反馈系统的开环传递函数时间ts。
4s(s?5)，求单位阶跃响应h(t)和调节
(6)、已知开环传递函数为G(s)?10，画出对数幅频特性的折线图
s(s?1)(s?5)（BODE图），并求系统的相位裕量?，判断闭环系统的稳定性.
(7) 试求如图所示系统总的稳态误差，已知r(t)=t,n(t)=1(t) N(s) E(s) K2/s(T2sK1/(T1s++1) 1)R(s)
(8)、已知系统的开环传递函数为
C(s)Q(s)?K(0.5s?1)
s2(0.1s?1)(0.02s?1)其中Ｋ分别为10和180，分别判断闭环系统的稳定性。若稳定，求出相位稳定裕量。
(9)、要求系统为一阶无静差，且要求Kv=300/s，wc=10rad/s，?=50度。求期望的开环传递函数