中南大学网络教育课程
《自动控制工程基础》复习题及参考答案
一、单项选择题：
1.某二阶系统阻尼比为0，则系统阶跃响应为 [ ] A.发散振荡 B.单调衰减 C.衰减振荡 D.等幅振荡 K2．一阶系统G(s)= 的Ts?1时间常数T越小，则系统的输出响应达到稳态值的时间 [ ]
A.越长 B.越短 C.不变 D.不定
3.传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？ [ ] A.输入信号 B.初始条件 C.系统的结构参数 D.输入信号和初始条件 4.惯性环节的相频特性?(?)，当???时，其相位移?(?)为 [ ] A.-270° B．-180° C.-90° D．0°
15.设积分环节的传递函数为G(s)=s，则
M(?)= [ ]
A. B. C. D.
11? ?2 ? ?2
6.有一线性系统，其输入分别为u1(t)和u2(t)时，输出分别为y1(t)和y2(t)。当输入为a1u1(t)+a2u2(t)时(a1,a2为常数)，输出应为 [ ] A. a1y1(t)+y2(t) B. a1y1(t)+a2y2(t) C. a1y1(t)-a2y2(t) D. y1(t)+a2y2(t)
7.拉氏变换将时间函数变换成 [ ] A.正弦函数 B.单位阶跃函数 C.单位脉冲函数 D.复变函数 8.二阶系统当0
KK?%将 [ ]
A.增加 B.减小 C.不变 D.不定
9.线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下 [ ] A.系统输出信号与输入信号之比 B.系统输入信号与输出信号之比 C.系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 D.系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比
10.余弦函数cos?t的拉氏变换是 [ ] A. B. C. D.
1?s1s?? s2??2 s2??2 s2??2
11.微分环节的频率特性相位移θ(ω)= [ ] A. 90° B. -90° C. 0° D. -180°
12.II型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为 [ ] A. -40(dB/dec) B. -20(dB/dec) C. 0(dB/dec) D. +20(dB/dec)
1
13.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的 [ ] A.代数方程 B.特征方程 C.差分方程 D.状态方程
14.主导极点的特点是 [ ] A.距离实轴很远 B.距离实轴很近 C.距离虚轴很远 D.距离虚轴很近
15.采用负反馈连接时，如前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则其等效传递函数为 [ ] A． B． C． D．
G(s)1G(s)G(s)1?G(s) 1?G(s)H(s) 1?G(s)H(s) 1?G(s)H(s)
二、填空题：
1.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______。 2.积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为________dB／dec。
3.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、________和准确性。 4.单位阶跃函数1（t）的拉氏变换为________。 5.二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为________。
6.当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是________时，系统是稳定的。 7.系统输出量的实际值与________之间的偏差称为误差。
8.在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差ess=________。 9.设系统的频率特性为G(j?)?R(j?)?jI(?)，则I(?)称为________。
10.用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是________。
11.线性控制系统最重要的特性是可以应用________原理，而非线性控制系统则不能。 12.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和________连接。
13.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________环节数来分类的。
14.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________图示法。 15.决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和________。
三、设单位负反馈系统的开环传递函数为 Gk(s)?25
s(s?6)求:（1）系统的阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn；
（2）系统的峰值时间tp、超调量σ％、 调整时间tS(△=0.05)；
四、设单位反馈系统的开环传递函数为
GK(s)?16s(s?4)
（1）求系统的阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn；
（2）求系统的上升时间tp、 超调量σ％、 调整时间tS(△=0.02)。
2
五、某系统如下图所示，试求其无阻尼自然频率ωn，阻尼比ζ，超调量σ％，峰值时间tp，调整时间ts(△
=0.02)。
六、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下：
GK(s)?20(s?1)
s(s?2)(s2?2s?2)求：(1) 试确定系统的型次v和开环增益K；（2）试求输入为r(t)?1?2t时，系统的稳态误差。
七、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下：
GK(s)?100
s(s?2)2求：(1) 试确定系统的型次v和开环增益K；（2）试求输入为r(t)?1?3t?2t时，系统的稳态误差。
八、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下：
GK(s)?20
(0.2s?1)(0.1s?1)2求：(1)试确定系统的型次v和开环增益K；（2）试求输入为r(t)?2?5t?2t时，系统的稳态误差。
九、设系统特征方程为: s?2s?3s?4s?5?0 试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。
十、设系统特征方程为:
432s?6s?12s?10s?3?0
试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。
432 3
十一、设系统特征方程为:试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定
性。
2s3?4s2?6s?1?0
十二、设系统开环传递函数如下，试绘制系统的对数幅频特性曲线。
1s 10G(s)? 0.05s?1
十三、设系统开环传递函数如下，试绘制系统的对数幅频特性曲线。
100 G(s)?s(0.1s?1)(0.01s?1)
十四、设系统开环传递函数如下，试绘制系统的对数幅频特性曲线。
10?0.5s?1? G?s??2s?0.1s?1?
十五、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。
十六、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。
H1
R(S) 一 G1 G2 一
H2
4
C(S)
十七、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。 G4
R(S) G1 G2 G3 一 H2
十八、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。
R(S) 一 G1 一 H1 G2 十 C(S) C(S) G3
5
《参考答案》
一、单项选择题：
1.D 2.B 3.C 4.C 5.C 6.B 7.D 8.A 9.D 10.C 11.A 12.A 13.B 14.D 15.C
二、填空题：
1.相频特性 2． 20 3．快速性 4．
1 5．0???1 6.负数 s7．输出量的希望值 8．? 9.虚频特性 10.正弦函数 11.叠加
12.反馈 13.积分 14.对数坐标 15.无阻尼自然振荡频率wn
252525s(s?6)三、解：系统闭环传递函数 GB(s)? ??225s(s?6)?25s?6s?251?s(s?6)与标准形式对比，可知 2?wn?6 wn?25 故 wn?5 ??0.6
22又 wd?wn1???5?1?0.6?4
2故 tp??wd??42?0.785
?0.6?????%?e1???100%?e1?0.62?100%?9.5%3ts??1?wn
161616s(s?4)四、解：系统闭环传递函数GB(s)? ??216s(s?4)?16s?4s?161?s(s?4)2与标准形式对比，可知 2?wn?4 ，wn?16
故 wn?4 ， ??0.5
22又 wd?wn1???4?1?0.5?3.464
故 tp??wd?????3.464?0.91
?0.5??%?ets?
1??2?100%?e1?0.52?100%?16.3%
4?2?wn6
《参考答案》
一、单项选择题：
1.D 2.B 3.C 4.C 5.C 6.B 7.D 8.A 9.D 10.C 11.A 12.A 13.B 14.D 15.C
二、填空题：
1.相频特性 2． 20 3．快速性 4．
1 5．0???1 6.负数 s7．输出量的希望值 8．? 9.虚频特性 10.正弦函数 11.叠加
12.反馈 13.积分 14.对数坐标 15.无阻尼自然振荡频率wn
252525s(s?6)三、解：系统闭环传递函数 GB(s)? ??225s(s?6)?25s?6s?251?s(s?6)与标准形式对比，可知 2?wn?6 wn?25 故 wn?5 ??0.6
22又 wd?wn1???5?1?0.6?4
2故 tp??wd??42?0.785
?0.6?????%?e1???100%?e1?0.62?100%?9.5%3ts??1?wn
161616s(s?4)四、解：系统闭环传递函数GB(s)? ??216s(s?4)?16s?4s?161?s(s?4)2与标准形式对比，可知 2?wn?4 ，wn?16
故 wn?4 ， ??0.5
22又 wd?wn1???4?1?0.5?3.464
故 tp??wd?????3.464?0.91
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1??2?100%?e1?0.52?100%?16.3%
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