《控制工程基礎》習題集
目 錄
● 第一部分：單選題……………………………………………1
● 第二部分：多選題
（多選、少選、錯選均不得分）……………………………13
● 第三部分：簡答題……………………………………………24
● 第四部分：建模題……………………………………………27
● 第五部分：穩定性分析題……………………………………36
● 第六部分：結構圖簡化題……………………………………37
● 第七部分：時域分析題………………………………………41
● 第八部分：頻域分析題………………………………………44
● 第九部分：穩態分析題………………………………………47
● 第十部分：校正分析題………………………………………50
第一部分：單選題
1.自動控制系統的反饋環節中必須具有[ b ]
a.給定元件 b．檢測元件
c．放大元件 d．執行元件
2. 在直流電動機的電樞迴路中，以電流為輸出，電壓為輸入，兩者之間的傳遞函數是[ a ]
a．比例環節 b．積分環節
c．慣性環節 d．微分環節
3. 如果系統不穩定，則系統 [ a ]
a.不能工作 b．可以工作，但穩態誤差很大
c．可以工作，但過渡過程時間很長 d．可以正常工作
4. 在轉速、電流雙閉環調速系統中，速度調節器通常採用[ B ]調節器。
a．比例 b．比例積分
c．比例微分 d．比例積分微分
5.單位階躍函數1(t)的拉氏變換式L[1(t)]為[ B ]：
a．S b.
c.
d. S2
6. 在直流電動機的電樞迴路中，以電流為輸出，電壓為輸入，兩者之間的傳遞函數是[ A ]
A．比例環節 B．積分環節
C．慣性環節 D．微分環節
7．如果系統不穩定，則系統 [ A ]
A. 不能工作 B．可以工作，但穩態誤差很大
C．可以工作，但過渡過程時間很長 D．可以正常工作
8. 已知串聯校正網絡(最小相位環節)的漸近對數幅頻特性如下圖所示。試判斷該環節的相位特性是[ A ]：
A．相位超前 B．相位滯後
C．相位滯後－超前 D．相位超前－滯後
9. 在轉速、電流雙閉環調速系統中，速度調節器通常採用[ B ]調節器。
A．比例 B．比例積分
C．比例微分 D．比例積分微分
10. 已知某環節的幅相頻率特性曲線如下圖所示，試判定它是何種環節[ 慣性環節 ]：
11. PI調節器是一種（ a ）校正裝置。
A．相位超前 B. 相位滯後
C. 相位滯後－超前 D. 相位超前－滯後
12. 開環增益K增加，系統的穩定性（ c ）：
A．變好 B. 變壞 C. 不變 D. 不一定
13. 開環傳遞函數的積分環節v增加，系統的穩定性（ ）：
A．變好 B. 變壞 C. 不變 D. 不一定
14. 已知 f(t)=0.5t+1，其L[f(t)]=( c ):
A．S+0.5S2 B. 0.5S2 C.
D.
15.自動控制系統的反饋環節中必須具有（ b ）：
A.給定元件 B．檢測元件
C．放大元件 D．執行元件
16.PD調節器是一種（ a）校正裝置。
A．相位超前 B. 相位滯後
C. 相位滯後－超前 D. 相位超前－滯後
17.已知最小相位系統的開環對數幅頻特性曲線的漸近線如下圖所示，試確定其開環增益K（ c ）。
A、0 ； B、5 ； C、10 ； D、12
0
L(ω) （-20） （+20）
dB
(rad/s))
3 5 10 12 30
18.已知系統的特徵方程為S3+S2+τS+5=0，則系統穩定的τ值範圍為（ c ）。
τ>0； B. τ<0 ； C. τ>5 ； D. 0<τ<5
19.開環傳遞函數的積分環節v增加，系統的穩態性能（ ）：
A．變好 B. 變壞 C. 不變 D. 不一定
20. 在階躍函數輸入作用下，阻尼比（ d ）的二階系統，其響應具有減幅振盪特性。
A．ζ＝0 B. ζ>1 C. ζ＝1 D. 0<ζ<1
21. 振盪環節的傳遞函數為（ a ）。
A. ωn /(S2+2ξωnS+1) (0<ξ<1) ；
B. ωn /(S2+2ξωnS+1) （ξ=1）；
C. T2/（T2S2+2ξTS+1） (0<ξ<1) ；
D. 1/[S（TS+1）]
22.函數b + ce-at(t≥0)的拉氏變換是( c )。
A、 bS + c/(S+1) ；
B、 bS – c/(S+a) ；
C、 b/S + c/(S+a) ；
D、 b/S + c/(S-a)
23. 反映控制系統穩態性能的指標為（ b ）：
A．σ B. ts C. tr D. ess
24. 在階躍函數輸入作用下，阻尼比（ a）的二階系統，其響應具有等幅振盪性。
A．ζ＝0 B. ζ>1 C. ζ＝1 D. 0<ζ<1
25． 如果自控系統微分方程的特徵方程的根在複平面上的位置均在右半平面，那麼系統為（ b ）系統：
A．穩定 B. 不穩定
C. 穩定邊界 D. 不確定
26.在右圖所示的波特圖中，其開環增益K = （ ）。
A、ωc2/ω1； B、ωc3/ω1ω2；
C、ω2ωc/ω1； D、ω1ωc/ω2
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27.某機械平移系統如圖所示，則其傳遞函數的極點數P為( )。
A. 3 ； B. 4 ； C.5 ； D. 6
28.典型二階振盪系統的（ ）時間可由響應曲線的包絡線近似求出。
A、峰值 ； B、延時 ； C、調整 ； D、上升
29. cos2t的拉普拉斯變換式是 〔 〕
A. B.
C. D.
30. 控制系統的穩態誤差反映了系統的 〔 〕
A. 快速性 B. 穩態性能
C. 穩定性 D. 動態性能
31. 對於典型二階系統，在欠阻尼狀態下，如果增加阻尼比ξ的數值，則其動態性能指標中的最大超調量將 〔 〕
A. 增加 B. 不變
C. 不一定 D. 減少
32. 開環增益K增加，系統的穩態性能（ ）：
A．變好 B. 變壞 C. 不變 D. 不一定
33. 開環傳遞函數的積分環節v增加，系統的穩態性能（ ）：
A．變好 B. 變壞 C. 不變 D. 不一定
34.已知系統的開環傳遞函數為:
G(S)H(S) = K(τS+1)/[(T1S+1)(T2S+1)(T2S2+2ζTS+1)]，則它的對數幅頻特性漸近線在ω趨於無窮大處的斜率為（ ）（單位均為dB/十倍頻程）。
A、-20 ； B、-40 ； C、-60 ； D、-80
35.以下頻域性能指標中根據開環系統來定義的是（ ）。
截止頻率ωb； B、諧振頻率ωr與諧振峰值Mr；C、頻帶寬度； D、相位裕量г與幅值裕量Kg
36.開環增益K減小，系統的穩定性（ ）：
A．變好 B. 變壞 C. 不變 D. 不一定
37． 如果自控系統微分方程特徵方程的根在複平面上的位置均在右半平面，那麼系統為（ ）系統：
A．穩定 B. 不穩定
C. 穩定邊界 D. 不確定
38. 以下性能指標中不能反映系統響應速度的指標為（ ）
A．上升時間tr B．調整時間ts
C．幅值穿越頻率ωc D．相位穿越頻率ωg
39. 已知 f(t)=0.5t+1，其L[f(t)]=( ):
A．S+0.5S2 B. 0.5S2 C.
D.
40.系統的開環對數幅頻特性的（ ）表徵著系統的穩態性能。
A. 低頻漸近線（或其延長線）在ω=1處的高度；
B.中頻段的斜率 ；
C.中頻段的寬度 ；D.高頻段的斜率
41.對於典型二階系統，當阻尼比不變時，如果增加無阻尼振盪頻率ωn的數值，則其動態性能指標中的調整時間ts( )。
A、增加； B、減少 ； C、不變 ； D、不定
42.對於典型二階系統，當（ ）時，最大超調量σ為0。
A、ζ= 0 ； B、ζ= 1 ； C、0＜ζ＜1 ； D、ζ＜0
43.下列函數既可用初值定理求其初值又可用終值定理求其終值的為：
（ ）。
A. 5/（S2+25）； B.5/（S2+16）；
C. 1/（S-2）； D.1/（S+2）
44.已知系統的頻率特性為G（jω）=K(1+j0.5ω)/[(1+j0.3ω)(1+j0.8ω)]，其相頻特性∠G（jω）為（ ）。
A、 arctg0.5ω – arctg0.3ω – arctg0.8ω
B、 -arctg0.5ω – arctg0.3ω – arctg0.8ω
C、 -arctg0.5ω + arctg0.3ω + arctg0.8ω
D、 arctg0.5ω + arctg0.3ω + arctg0.8ω
45.根據下面的開環波德圖，試判斷閉環系統的穩定性（ ）。
A、穩定 ； B、不穩定 ； C、條件穩定 ； D、臨界穩定
0
46.函數b + ce-at(t≥0)的拉氏變換是( )。
A、 bS + c/(S+1) ；B、bS – c/(S+a) ； C、b/S + c/(S+a) ；
D 、b/S + c/(S-a)
47.系統的開環對數幅頻特性的（ ）表徵著系統的穩態性能。
A、 頻漸近線（或其延長線）在ω=1處的高度；B.中頻段的斜率 ；C.中頻段的寬度 ；D.高頻段的斜率
48.對於典型二階系統，當阻尼比不變時，如果增加無阻尼振盪頻率ωn的數值，則其動態性能指標中的調整時間ts( )。
A、增加； B、減少 ； C、不變 ； D、不定
49.振盪環節的傳遞函數為（ ）。
A.ωn /(S2+2ξωnS+1) (0<ξ<1) ；B.ωn /(S2+2ξωnS+1)（ξ=1）；
C. T2/（T2S2+2ξTS+1） (0<ξ<1) ； D.1/[S（TS+1）]
50.對於典型二階系統，當（ ）時，最大超調量σ為0。
A、ζ= 0 ； B、ζ= 1 ； C、0＜ζ＜1 ； D、ζ＜0
51.下列函數既可用初值定理求其初值又可用終值定理求其終值的為：（ ）。
A. 5/（S2+25）； B. 5/（S2+16）；
C. 1/（S-2）； D.1/（S+2）
52. 典型二階系統在無阻尼情況下的阻尼比ξ等於 〔 〕
A. ξ=0 B. ξ< 0
C. 0<ξ< 1 D. ξ=1
53. 下列元件中屬於線位移測量元件的有 〔 〕
A. 自整角機 B. 差動變壓器
C. 熱電偶 D. 交流測速發電機
54. 某環節的傳遞函數為則此系統的相頻特性〔 〕
A. ＋tg-12ω- tg-15ω B. -＋tg-12ω- tg-15ω
C. --tg-12ω- tg-15ω D. tg-12ω- tg-15ω
55. 在右圖所示的伯德圖中ωC= 〔 〕
A. K B.
C. D. K2
56. 對於典型Ⅰ型系統，在工程設計中，其阻尼比ξ＝（ ）時稱為「二階最佳」系統 〔 〕
A. ξ=0 B. ξ＝0.707
C. ξ＝1 D. ξ=0.5
57.已知某單位負反饋控制系統在單位加速度信號作用下，其穩態誤差等於不為0的常數，則此系統為( )系統
A. 0型 B. Ⅰ型
C. Ⅱ型 D. Ⅲ型
58. 2sin2t的拉普拉斯變換式是 〔 〕
A. B.
C. D.
59. 如果增加相位穩定裕量γ，則動態性能指標中的最大超調量σ〔 〕
A. 增加 B. 減少
C. 可能增加也可能減少 D. 不變
60. 控制系統的調整時間tS反映了系統的 〔 〕
A. 快速性 B. 穩態性能
C. 穩定性 D. 準確性
61.某二階系統的傳遞函數Φ(S)=
，此系統的阻尼比ξ等於〔 〕
A. 1 B. 0.5
C. D.
62. 一般來說，如果開環系統增加積分環節，則其閉環系統穩定性 〔 〕
A. 變好 B. 變壞
C. 可能變好也可能變壞 D. 不變
63. 某系統的開環傳遞函數為則此系統的開環增益為〔 〕
A. 3 B. 2 C. 1 D. 5
64. 在右圖所示的伯德圖中ωC=〔 〕
A. K2 B.
C. D. K
65. 已知系統的開環傳遞函數為
，則在ω→∞時，它的頻率特性的相位角為〔 〕
A. –270o B. –180o
C. -90o D. 90o
66. 設
是前向通道傳遞函數
的一個參數，則
對參數
的靈敏度定義為
，對於具有正反饋環節
的閉環系統的閉環傳遞函數對參數
的靈敏度為。
A、
； B、
；
C、
； D、
；
67. 已知系統的傳遞函數為G（s）=10/(s2+2s+10)，系統輸入x(t)=2cos0.5t，則該系統的穩態輸出為（ ）。
A、 1.54cos(0.5t-0.302)
B、 2.04cos(0.5t-0.102)
C、 1.04cos(0.5t-0.302)
D、 2.54cos(0.5t-0.202)
68. 下列說法哪些是對的（ ）。
A、傳遞函數的概念不適合於非線性系統；
B、傳遞函數中各項係數值和相應微分方程中各項係數對應相等，完全取決於系統的結構參數。
C、傳遞函數是在零初始條件下，系統輸出量的拉氏變換和引起該輸出的輸入量的拉氏變換之比。
D、 控制系統的穩定性是指在去掉作用於系統上的外界擾動之後，系統的輸出能以足夠的精度恢復到原來的平衡狀態位置，它是由系統本身的結構所決定的而與輸入信號的形式無關。
69. 4. 已知函數, 則的終值
A. 零 B. 無窮大
C. a D. 1/a
70. 5. 某系統的傳遞函數, 則等於
A. 0.01rad/s B. 0.1rad/s
C. 1rad/s D.10rad/s
71.設單位反饋系統開環傳遞函數為G(s),試求使系統的諧振峰值M=1.5的剪切頻率及K值。
（1）G（s）=
(2) G(s)=
(3) G（s）=
(4) G(s)=
第二部分：多選題
1. 開環傳遞函數為（ ）的閉環系統是穩定的。
A．G(S)= B. G(S)=
C. G(S)= D. G(S)=
2. 開環傳遞函數為（ ）的閉環系統是穩定的。
A．G(S)= B. G(S)=
C. G(S)= D. G(S)=
3.測量轉速的元件有
A.測速發電機 B．光電增量編碼盤
C.光電測速計 D．自整角機
4．在直流調速系統中，限制電流過大的保護環節，可以採用
A．電流截止負反饋 B，電流正反饋
C．過電流繼電器 D．電壓負反饋
5．對開環傳遞函數
的典型二階系統，當增大增益K時，將使系統的
A．量大超調量增加 B．快速性有所改善
C. 穩態性能改善 D．相位穩定裕量增大
6．改善反饋系統穩態性能的方法有
A. 在前向通道中增加積分環節
B．在前向通道中增加微分環節
C．在前向通道中增加增益K＞1的比例環節
D．增加輸出量的微分負反饋環節
7．改善隨動系統性能可以採取的措施有
A．採用PID串聯校正 B．增設轉速負反饋
C. 增設給定順饋補償 D．增設轉速微分負反饋
8.測量角位移的元件有
A. 伺服電位器
B. 自整角機
C. 測速發電機
D．光電編碼盤
9. 比例積分(P1)校正裝置(設x=1)對系統性能的影響是
A. 改善穩態性能
B．降低系統穩定性
C. 改善動態性能
D. 提高抗高頻干擾能力
10. 位置跟隨系統增設轉速負反饋環節後，將使系統的
A．位置最大超調量減小
B．調整時間減小
C. 位置穩態誤差為零
D．加速度恆為零
11．在直流調速系統中，可以使速度波動減小的環節有
A 電流截止負反饋
B．電流負反饋
C．電流正反饋
D 轉速負反饋
12．對典型二階系統，當增益K增加時，則系統的
A. 上升時間tr較長
B．穩定性較差
C. 穩態性能較好
D．最大超調量較大
13. 開環傳遞函數為（ ）的閉環系統是穩定的。
A.
B.
C.
D.
14. 若某系統的輸入為等加速信號時，其穩態誤差ess=∞，則此系統可能為
A. 0型系統
B. Ⅰ型系統
C. Ⅱ型系統
D. Ⅲ型系統
15. 增大開環增益K將對系統頻率特性曲線的影響是
A. 使對數幅頻特性曲線向上平移
B. 使對數幅頻特性曲線低頻段的斜率改變
C. 使相頻特性曲線產生平移
D. 對相頻特性曲線不產生任何影響
16．當被測爐溫為1000℃時，可選用（ ）為測溫元件。
A．鋼電阻
B．鎳鉻—鎳矽熱電偶
C．熱敏電阻
D．紅外測溫計
17．系統的傳遞函數與（ ）有關。
A．輸入量的大小
B．輸入量的作用點
C．所選輸出量
D．系統的結構和參數
18．減小位置跟隨穩態誤差的途徑通常有（ ）等。
A．在前向通路上增設含有積分環節的調節器
B。增大慣性環節時間常數
C，增大開環增益
D．減小開環增益
19．在典I系統中，適當增大開環增益K，將會使系統的
A．穩定性變好
B．快速性變好
C．超調量減小
D．穩態誤差變小
20．位置跟隨系統如下圖所示，調試時發現超調量過大，建議可選取的改進方法有
A．增大α
B. 減少α
C. 增大K1
D. 減少K1
21一個位置隨動系統可能的擾動量有
A. 機械負載的變化
B. 電網電壓的波動
C. 溫度變化引起的系統參數變化
D. 輸人信號的變化
E. 摩擦阻力的變化
22．單位負反饋系統的開環傳遞函數為，且T1＞T2，由此可知此閉環系統為
A. 三階系統
B. 二階無靜差系統
C. 穩定系統
D．不穩定系統
E. 典型Ⅱ型系統
23．系統的開環對數幅頻特性的( )表徵著系統的穩態性能。
A. 低頻漸近線的斜率
B. 低頻漸近線(或其延長線)在ω=1處的高度
C. 中頻段的寬度
D． 中頻段的斜率
E. 高頻段的斜率
24. 在轉速，電流雙閉環趕流調速系統中，若將速度調節器(比例積分調節器)中的反饋電容Cf短接則對系統產生的影響為
A. 變為轉速有靜差系統
B. 相對穩定性改善
C. 使電動機啟動電流減少
D. 超調量增加
E. 使啟動過程加快
25. 在調速系統中，轉速與輸入量之間的傳遞函數隻與（ ）有關
A. 輸入量大小
B. 系統內部結構
C. 系統參數
D. 電壓波動
E. 負載變化
26. 在Nyquist圖上，當ωc＜ωg時，系統的
A. 增益穩定裕量大於0分貝
B. 增益穩定裕量小於0分貝
C. 相位穩定裕量為正值
D. 相位穩定裕量為負值
E. 相位穩定裕量為0
27. 對典型二階系統，當（ ）時，最大超調量б為零
A. ξ=0
B. 0＜ξ＜1
C. ξ=1
D. ξ＜0
E. ξ＞1
28. 如果在恆值輸入情況下，某反饋控制系統的穩態誤差不為零，若欲使其為零，則應選擇（ ）串聯校正。
A． P(比例)
B． D(微分)
C． PI(比例積分)
D． PD(比例微分)
E． PID(比例積分微分)
29. 系統的傳遞函數取決於
A、系統結構
B、固有參數
C、輸入量
D、輸出量
30. 巳知某控制系統微分方程為則此系統滿足
A、當c(t)|t=0=0微分方程的拉氏變換為TsC(s)+C(s)=R(S)
B、當
|t=0=0微分方程的拉氏變換為TsC(s)+C(s)=R(S)
C、當r(t)=u(t)時，c(t)=l-e-t/T
D、當r(t)=t時，c(t)=l-e-t/T
31．開環傳遞函數為G(S)＝的某控制系統，相位穩定裕量過小，若增大它的相位穩定裕量，可採取的措施有
A、減小開環放大倍數K
B、增大開環放大倍數K
C、減小時間常數T1
D、減小時間常數T2
32. 控制系統的穩態誤差與( )有關
A、開環增益
B、系統的無靜差度
C、輸入量的變化規律
D、輸入量的大小
33. 若某系統的輸入為等加速信號r(t)= t2時，其穩態誤差ess＝∞，則此系統可能為：
A．「0」型系統 B. 「Ⅰ」型系統
C. 「Ⅱ」型系統 D. 「Ⅲ」型系統
34．增大開環增益K將對系統頻率特性曲線的影響是（ ）：
A． 使對數幅頻特性曲線向上平移
B． 使對數幅頻特性曲線低頻段的斜率改變
C. 使相頻特性曲線產生平移
Ｄ． 對相頻特性曲線不產生任何影響
35. 所謂最小相位系統是指（ ）：
A. 系統傳遞函數的極點均在Ｓ平面左半平面
B. 系統開環傳遞函數的所有極點和零點均在Ｓ平面左半平面
C. 系統閉環傳遞函數的所有極點和零點均在Ｓ平面右半平面
D. 系統開環傳遞函數的所有極點和零點均在Ｓ平面右半平面
36．一閉環系統的開環傳遞函數為G(S)= ，則該系統為（ ）：
A. 「0」型系統，開環增益為８；
B. 「Ⅰ」型系統，開環增益為８；
C. 「Ⅰ」型系統，開環增益為4；
D. 「0」型系統，開環增益為4。
37. 若某系統的輸入為等速度信號r(t)=t時，其穩態誤差為∞，則此系統可能為：
A．「0」型系統 B. 「Ⅰ」型系統
C. 「Ⅱ」型系統 D. 「Ⅲ」型系統
38．減小開環增益K將對系統頻率特性曲線的影響是（ ）：
A. 使對數幅頻特性曲線向下平移
B. 使對數幅頻特性曲線低頻段的斜率改變
C. 使相頻特性曲線產生平移
Ｄ． 對相頻特性曲線不產生任何影響
39. 所謂最小相位系統是指（ ）：
A. 系統傳遞函數的極點均在Ｓ平面左半平面
B. 系統開環傳遞函數的所有極點和零點均在Ｓ平面左半平面
C. 系統閉環傳遞函數的所有極點和零點均在Ｓ平面右半平面
D. 系統開環傳遞函數的所有極點和零點均在Ｓ平面右半平面
40．一閉環系統的開環傳遞函數為G(S)= ，則該系統為（ ）：
A. 「0」型系統，開環增益為10；
B. 「Ⅰ」型系統，開環增益為10；
C. 「Ⅰ」型系統，開環增益為5；
D. 「0」型系統，開環增益為5。
41. 溫度檢測元件有
A. 「鉑銠－鉑」熱電偶 B. 熱電阻
C. 玻璃水銀溫度計 D. 輻射式測溫計
42. 某系統在單位階躍信號作用下，其輸出具有非周期特性，則該系統可能是
A. 一階系統 B. 阻尼比ξ＝1的二階系統
C. 阻尼比ξ>1的二階系統 D. 阻尼比ξ＝0的二階系統
43. 系統的頻率特性這一數學模型取決於
A. 輸入量的大小 B. 擾動量
C. 系統內部的固有參數 D. 系統內部的結構
44. 下列穩定的系統是
A. 開環傳遞函數為
的系統
B. 相位裕量γ>0的系統
C. 開環傳遞函數為 （a<b）的系統
D. 開環傳遞函數為
（a>b）的系統
45. 對於開環傳遞函數為
的系統，減少開環增益 K將使系統的
A. 開環相頻特性曲線下移
B. 開環幅頻特性曲線下移
C. 幅值穿越頻率ωC變小，系統的快速性變差
D. 相位裕量γ增大，穩定性變好
46. 線位移檢測元件有 〔 〕
A. 差動變壓器 B. 熱電阻
C. 熱電偶 D. 感應同步器
47. 線性系統在正弦輸入信號作用下，其穩態輸出與輸入的〔 〕
A. 相位可能相等 B. 頻率相等
C. 幅值可能相等 D. 頻率不相等
48. 系統的數學模型取決於 〔 〕
A. 系統內部的結構 B. 擾動量
C. 系統內部的固有參數 D. 輸入量的大小
49. 某開環系統增加如下的某一環節後，致使系統的穩定性變差的是 〔 〕
A. 積分環節 B. 慣性環節
C. 比例微分 D. 振盪環節
50. 增加系統的開環增益 K將使系統的 〔 〕
A. 開環相頻特性曲線不變
B. 開環幅頻特性曲線上移
C. 幅值穿越頻率ωC變大，系統的快速性變好
D. 相位裕量γ增大，穩定性變好
第三部分：簡答題
1.對自動控制系統性能指標的主要要求是什麼？而MP、N反映了系統的什麼，TS反映了系統的什麼，eSS又反映了系統的什麼；
2.試說明串聯校正的優點與不足。
3.試分析 PIＤ調節器性能。
4. 在位置隨動系統中，採用轉速負反饋校正，對系統的動態性能有何影響?
5．敘述系統開環增益K的大小、積分環節個數v的多少與系統穩定性和穩態性能的關係；
6. 系統穩定的充要條件是什麼？(從系統特徵根的分布來分析)
7. 簡述奈氏穩定判據內容；
8. 敘述系統開環對數幅頻特性L(ω)低頻段漸近線斜率大小，L(ω)在ω＝1處的高度對系統穩態精度的影響。
9. 對PWM控制的大功率電晶體直流調壓電路，採用調製頻率為400Hz的方波較
50Hz方波供電的優點是什麼?
10. 試述「傳遞函數」、「頻率特性」的定義；
11. 經典控制理論的數學模型有幾種形式？寫出時域中數學模型的通式。
12.試分析比較串聯校正與反饋校正的優點與不足。
13. 試分析積分環節、慣性環節、微分環節對系統穩定性的影響，並說出理由。
14. 已知 f(t)=0.5t+1，其L[f(t)]=多少？
15. 開環系統與閉環系統的最本質區別及其優缺點比較。
16.從能量轉換方面討論慣性環節與振盪環節的階躍響應特點。
17傳遞函數。
18.系統穩定性。
19.試說明增設比例加積分調節器後，對閉環控制系統的動、靜態性能的影響。
20.最小相位系統和非最小相位系統。
21.說明開環控制系統和閉環控制系統的優缺點。
22.奈奎斯特穩定性判據。
23.為什麼穩定的調速系統的前向通道中含有積分環節能實現無靜差控制。
24.什麼叫系統校正。
25. 為什麼在位置隨動系統中，轉速負反饋會得到普遍的應用？
26. 時域分析中常用的性能指標有哪些？
27. 幅頻特性和相頻特性。
28. 頻域分析中如何來表徵系統的穩定程度。
29. 經典控制理論的數學模型有幾種形式？寫出時域中數學模型的通式。
30.在經典控制理論中，系統的數學模型有幾種形式。
31. 有源校正網路和無源校正網路有什麼不同特點，在實現校正規律時其作用是否相同？
32. 試舉出能夠實現超前和遲後校正的元件，並從原理上說明這些元件所起的作用。
33. 一階無差系統加入加速度信號時能否工作，為什麼？在什麼情況下能工作。
34. 為什麼一階無差系統加入速度反饋校正後能夠改善系統的動態特性，用物理概念來解釋。
35. 二階無差系統加入微分反饋後對系統的無差度和時間常數有什麼影響？
36. 有差系統加入微分反饋後對系統的無差度、時間常數和開環放大倍數有什麼影響？
37. 有哪些元件可作為速度反饋用，試舉例說明。
38. 要實現比例加微分校正作用，應採用什麼樣的反饋校正元件，其傳遞函數如何？
39. 比例加積分控制規律，能否有反饋校正來實現？
40. 設有一系統其超調量σ%=20%，調整時間t=0.5秒，求系統的相位裕度γ和剪切頻率ω。
41. 設原系統開環傳遞函數G(s)=,要求校正後系統的複數主導極點具有阻尼比ζ=0.75。試用根軌跡法求K=15時的串聯超前校正裝置。
42. 設原系統開環傳遞函數G(s)=,要求校正後系統的相位裕度γ=65°，幅值裕度K=6分貝。試求串聯超前校正裝置。
第四部分：建模題
1. 下圖為熱水器電加熱器。為了保持希望的溫度，由溫控開關接通或斷開電加熱器的電源。在使用熱水時，水箱中流出熱水並補充冷水。試畫出這一閉環系統的原理方塊圖，若要改變所需溫度時，定性地說明應怎樣改變和操作。
2. 試說明上圖所述系統，當水箱向外放熱水和向里補充冷水時，系統應如何工作並畫出對應的系統方塊圖。
3. 機械系統如下圖所示，其中，外力f(t)為系統的輸入，位移x(t)為系統的輸出，m為小車質量，
k為彈簧的彈性係數，B為
阻尼器的阻尼係數，試求
系統的傳遞函數（小車與地面的摩擦不計）
4. 下圖是手控調壓系統。當發電機的負載改變或發電機的轉速變化時，發電機的端電壓就要隨之波動。為了保持端電壓的恆定，需不斷調節電阻RJ,以改變激磁電流If,使端電壓保持不變，這樣做很不方便，現將其改成自動調壓系統。試畫出系統原理圖並標出各點應具有的正、負號。
5. 下圖為一電動機速度控制系統原理圖。在這個圖中除速度反饋外又增加了一個電流反饋，以補償負載變化的影響。試標出各點信號的正、負號並畫出方塊圖。
6.今測得最小相位系統漸近對數幅頻特性曲線如下圖所示，試求其傳遞函數G(S)的表達式。
7. 下圖（a）與（b）均為自動調壓系統。現在假設空載時（a）與（b）的發電機的端電壓相同均為110伏。試問帶上負載後（a）與（b）哪個能保持110伏電壓不變，哪個電壓要低於110伏，其道理何在？
8.某PID調節器的對數幅頻特性如下圖所示，求傳遞函數。
9. 如圖所示，以uSC(t)為輸出量，以uSr(t)為輸入量的系統，試求出其傳遞函數。並指出它屬於哪些典型環節組成？
10. 機械系統如圖所示，其中，A點的位移X1(t)為系統的輸入，位移X2(t)為系統的輸出， K1、K2分別為兩彈簧的彈性係數，B為阻尼器的阻尼係數，試求系統的傳遞函數。
11. 下圖為一隨動系統。當控制電位器的滑臂轉角Φ1與反饋電位器的滑臂轉角Φ2不同時，則有Uθ送入放大器，其輸出電壓UD加到執行電動機的電樞兩端，電機帶動負載和滑臂一起轉動直到反饋電位器滑臂位置與控制電位器滑臂位置一致時，即Φ2=Φ1時才停止。試將這個系統繪成方塊圖，並說明該系統的控制量，被控制量和被控制對象是什麼？
12. 今測得最小相位系統漸近對數幅頻特性曲線如下圖所示，試求其傳遞函數G(S)的表達式。
13. 下圖所示為二級ＲＣ電路網絡圖。已知ui(t)為該網絡的輸入，uo(t)為該網絡的輸出，i1(t)、i2(t)、ua(t)為中間變量。
⑴試畫出以ui(t)為輸入，uo(t)為輸出的系統的動態結構圖；
⑵根據畫出的系統結構圖，求出系統的傳遞函數。
14. 彈簧-阻尼系統如右圖所示，其中K1、K2為彈簧彈性系統，B1、B2為粘性阻尼係數。若位移x(t)為輸入量，位移y(t)為輸出量。試求該系統的傳遞函數。
15. 下圖為一溫度控制系統。試分析這個系統的自動調溫過程並說明這個系統的輸出量和干擾量是什麼？
16.已知某單位負反饋系統為最小相位系統，其
對數幅頻特性曲線的漸近線如圖所示，試求其開
環傳遞函數G（s）的表達式（其中阻尼比ξ=1/2）。
dB L(ω)
20 0dB/dec -20dB/dec
0dB/dec -40dB/dec
0 ω(rad/s)
0.1 2 5 10
17. 如下圖為一機械系統（小車的質量為m ，彈簧的彈性係數為K ，不計小車與地面的摩擦），若以衝擊力F(t)為輸入量，小車位移x(t)為輸出量。
① 求此系統的傳遞函數
；
② 當F(t)為一單位脈衝函數δ(t)時，求小車的位移x(t)=？
18. 某單位負反饋系統
（設為最小相位系統）的
開環對數幅頻特性曲線
漸近線如下，求該系統的
開環傳遞函數。
19. 某單位負反饋系統（設為最小相位系統）的開環對數幅頻特性曲線漸近線如下，求該系統的開環傳遞函數。
20. 圖1-13是一電晶體穩壓電源。試將其畫成方塊圖並說明在該電源里哪些元件起著測量、放大、執行的作用以及系統里的干擾量和給定量是什麼。
21. 圖1-14是電阻加熱爐溫自動控制系統。電阻絲電源的通斷由接觸式水銀溫度計控制。水銀溫度計的兩個觸點a和b接在常閉繼電器的線圈電路中，它將隨著水銀柱的升降而接通或斷開，從而控制繼電器的觸點K，把電阻絲的電源接通或斷開，以達到自動調溫的目的。試畫出這個系統的方塊圖並與15題的溫控系統比較，說明兩者有何區別。
22. 設計一個以電壓為指令的內燃機車速度控制系統，並說明系統的工作過程。
23. 求下述函數的拉氏變換
f(t)=1/a2 (a<t<0)
f(t)=1/(- a2) (a<t<2a)
f(t)=0 (t<0,t>2a)
並求當a→0時F(s)的極限值。
24. 試列寫右圖所示機械系統
的運動方程。
25. 試列寫
右圖所示機
械繫統的運
動方程。
26. 列寫圖2-13所示系統的輸出電壓u2與輸入為電動機轉速間的微分方程；Ks是隔離放大器。（其中C＞＞C1; C1＞＞C2）
27. 下圖所示電路，起始處於穩太，在t=0時刻開關斷開。試求電感L兩端電壓對t的函數關係，並畫出大致圖形和用初值定理和終值定理演算。
28. 試列寫右圖所示發電
機的電樞電壓與激磁電壓
間的微分方程。
（忽略發電機電感）。
29. 試畫出以電機轉速為輸出，以干擾力矩為輸入的電動機結構圖，並求其傳遞函數。
第五部分：穩定性分析題
1.利用勞斯穩定判據，確定下圖所示系統的穩定性。
2. 利用勞斯穩定判據，確定下圖所示系統的穩定性。
3.下圖所示潛艇潛水深度控制系統方塊圖。試應用勞斯穩定判據分析該系統的穩定性。
4. 已知高階系統的特徵方程為
s6+2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0
試求特徵根。
5.為使具有特徵方程D(S)=S3+dS2+(d+3)S+7=0的系統穩定，求ｄ的取值範圍。
6.某典型二階系統的開環傳遞函數為G(S)=請應用對數穩定判據分析當K增加時，此系統穩定性如何變化。
7. 某系統的結構圖如下圖所示，求該系統穩定時K的取值範圍。
8. 已知單位負反饋系統的開環傳遞函數為試求當Ｋ為多少時，閉環系統穩定。
9. 設單位反饋系統的開環傳遞函數為G（s）=(as+1)/s2，試確定使相位裕量γ=+450時的a值（a>0）。
第六部分：結構圖簡化題
1.用等效變換規則化簡如下動態結構圖：
2.簡化下面框圖，求出C(S)=?
3.用等效變換規則化簡如下動態結構圖：
4. 基於方框圖簡化法則，求取系統傳遞函數φ（s）=XO（s）/Xi（s）。
5.求右圖的輸出信號C(s)。
6. 求下圖的輸出信號C(s)。
7. 試求下圖所示系統的傳遞函數C(s)/R(s)。
8. 試求下圖所示系統的傳遞函數C(s)/R(s)。
9. 試求下圖所示系統的傳遞函數C(s)/R(s)。
10. 試求下圖所示系統的傳遞函數C(s)/R(s)。
11. 試求下圖所示系統的傳遞函數C(s)/R(s)。
12. 簡化下列方塊圖求其傳遞函數 。
13. 簡化下列方塊圖求其傳遞函數 。
第七部分：時域分析題
1. 已知系統的輸出與輸入信號之間的關係用下式描述：c(t)=5r(t-3),試求在單位階躍函數作用下系統的輸出特性。
2.系統如圖所示，r(t)=1(t)為單位階躍函數，試求：
① 系統的阻尼比ζ和無阻尼自然頻率ωn ；
② 動態性能指標：超調量MP和調節時間tS(δ＝５)
3. 下圖所示為飛行器控制系統方塊圖。已知參數：KA=16,q=4及KK=4。試求取：
（1）該系統的傳遞函數C(s)/R(s)。
（2）該系統的阻尼比ξ及無阻尼自振頻率ωn
（3）反應單位階躍函數過渡過程的超調量、峰值時間及過渡過程時間。
4. 下圖為仿型工具機位置隨動系統方塊圖。試求該系統的：
（1）阻尼比ξ及無阻尼自振率ωn。
（2）反應單位階躍函數過渡過程的超調量σ、峰值時間tp、過渡過程時間ts及振盪次數N。
5. 試求取圖3-18所示控制系統當K=10秒-1及TM=0.1秒時：
（1）阻尼比ξ及無阻尼自振率ωn。
（2）反應單位階躍函數過渡過程的超調量σ%及峰值時間tp。
6. 設系統如下圖 (a)所示。這個系統的阻尼比為0.137，無阻尼自振率為3.16弧度/秒。為了改善系統的相對穩定性，可以採用速度反饋。下圖 (b)表示了這種速度反饋系統。為了使系統的阻尼比等於0.5，試確定KH值。作出原系統和具有速度反饋系統的單位階躍響應曲線。
7. 設系統的單位階躍響應為c(t)=5(1-e-0.5t)，求系統的過渡過程時間。
8. 下圖系統的方塊圖。試求：
(1) 各系統的阻尼比ξ及無阻尼自振頻率ωn。
(2) 各系統的單位階躍響應曲線及超調量、上升時間、峰值時間和過渡過程時間，並進行比較，說明系統結構、參數是如何影響過渡過程品質指標的？
9. 下圖系統的方塊圖。試求：
(1) 各系統的阻尼比ξ及無阻尼自振頻率ωn。
(2) 各系統的單位階躍響應曲線及超調量、上升時間、峰值時間和過渡過程時間，並進行比較，說明系統結構、參數是如何影響過渡過程品質指標的？
10. 下圖系統的方塊圖。試求：
(1) 各系統的阻尼比ξ及無阻尼自振頻率ωn。
(2) 各系統的單位階躍響應曲線及超調量、上升時間、峰值時間和過渡過程時間，並進行比較，說明系統結構、參數是如何影響過渡過程品質指標的？
11.已知單位負反饋系統的開環傳遞函數且初始條件為C(0)=-1, =0試求：系統在ｒ（ｔ）＝１（ｔ）作用下的輸出響應。
第八部分：頻域分析題
1.若系統的單位脈衝響應為，試求系統的頻率特性。
2. 設單位反饋系統的開環傳遞函數為G（s）=,其中T=0.1（秒），K=5，試繪製開環對數頻率特性和閉環頻率特性，並求在ω=10（）時，對應二個特性的二個相角及頻帶數值。
3. 設系統的前向環節傳遞函數為G（s）=K，其反饋環節傳遞函數為H（s）=（微分反饋），試繪製系統開環對數頻率特性。
4. 設單位反饋系統的開環傳遞函數為G（s），試繪製系統的閉環對數頻率特性，確定系統的諧振峰值M與諧振頻率ω。
5. 某調速系統實驗數據如表，試繪製系統的幅相頻率特性及對數頻率特性，並寫出其等效傳遞函數，使誤差不超過3分貝~6分貝。
6. 設系統開環傳遞函數為G（s）=，當τ=0.1秒與τ=0.2秒時，試確定系統穩定時K的最大值。
7. 設系統開環傳遞函數為G（s）=,用M圓繪製單位反饋系統的閉環頻率特性（可藉助伯德圖）。
8. 設系統開環傳遞函數為G（s）=，試繪製其幅相頻率特性與對數頻率特性。
9.設系統的開環傳遞函數為G（s）=，若使系統的幅值裕度為20分貝，開環放大倍數K應為何值？此時相角裕度v為多少？
10.設單位反饋系統開環傳遞函數為G(s)=
試判別系統的穩定性，並求加入串聯校正裝置H(s)=後系統的穩定裕度。
11. 已知某單位負反饋控制系統的開環傳遞函數為G(S)=
：
① 在下面半對數坐標紙上畫出其漸近對數幅頻特性；
② 由圖解求取其幅值穿越頻率ωc（近似值）；
③ 由公式求取相位裕量γ，並由此判斷該系統的穩定性。
12. 已知某單位負反饋控制系統的開環傳遞函數為G(S)=：
① 在下面半對數坐標紙上畫出其漸近對數幅頻特性；
② 由圖解求取其幅值穿越頻率ωc（近似值）；
③ 由公式求取相位裕量γ，並由此判斷該系統的穩定性。
第九部分：穩態分析題
1. 下圖所示為儀表隨動系統方塊圖試求取：
(1) r(t)=1(t)時的穩態誤差
(2) r(t)=10t時的穩態誤差
(3) r(t)=4+6t+3t2時的穩態誤差
2. 試求取圖4-24所示的控制系統在下列控制信號作用下的穩態誤差。
(1) r(t)=10t
(2) r(t)=4+6t+3t2
(3) r(t)=4+6t+3t2+1.8t3
3. 在輸入信號r(t)=1(t)及r(t)=5t的分別作用下，試求圖4-25所示系統的穩態誤差。
4. 設控制系統如下圖所示。控制信號r(t)=1(弧度)。試分別確定當KH為1和0.1時，系統輸出量的位置誤差。
5.設速度控制如下圖所示。輸入信號r(t)和擾動信號f(t)都是單位斜坡函數。為了消除系統的穩態誤差，使斜坡輸入信號通過比例-微分元件後再進入系統。試計算Kd=0時的穩態誤差，然後適當選擇Kd值，使系統穩態輸出c(t)與希望輸出r(t) 之間不存在穩態誤差。
6. 下圖所示是一個角速度控制系統，這個系統的輸出部分承受著力矩的干擾。在這個圖中，Ωr(s), Ωc(s),T(s)和F(s)分別是參考角速度、輸出角速度、轉動力矩和干擾力矩的拉變換。在沒有干擾力矩時，輸出角速度等於參考角速度。假設參考輸入為零時，即Ωr(s)=0，研究這個系統對於單位階躍干擾力矩的響應。
7.在上題所設的系統中，要求它盡最大可能地消除由於力矩干擾所引起的角速度誤差。問是否有可能抵消穩態時的干擾力矩的影響，以使系統在輸出部分作用有常量干擾時不引起穩態時的角速度變化？
8. 已知角度隨動系統的開環對數頻率特性，分別是I，II，III，示於圖4-31中。估算該三個閉環系統的下述指標：
(1) 開環位置放大倍數，開環速度放大倍數，開環加速度放大倍數。
(2) 誤差係數
假定輸入信號r1(t)=7(度)，r2(t)=5t(度), r3(t)=7+5t+8t2(度)，試求在上述輸入信號作用下，該系統的穩態誤差角(即t→∞時的角度誤差)。
9. 已知一個具有單位反饋的自動跟蹤系統，其開環系統的放大倍數Kv=6001/秒，系統最大跟蹤速度ωmax=24°/秒，求系統在最大跟蹤速度下的穩態誤差。
10. 設有單位反饋系統，它反應單位理想脈衝函數時的被控制信號和偏差信號分別為k(t)和kε(t) (即系統在不同點處的脈衝過渡函數)。試通過上列的脈衝過渡函數求取系統的誤差係數。
11. 求下列系統的跟隨穩態誤差essd
C(S)
R(S)＝
12. 求下列系統的跟隨穩態誤差essr
C(S)
R(S)＝
第十部分：校正分析題
1. 在下圖所示系統下加入串聯校正後，系統的σ%=15%，且該系統在階躍干擾信號n(t)作用下其穩態誤差應小於0.15單位。試確定串聯校正參數。
2. 設單位反饋系統的傳遞函數G(S)=,要求校正後系統的相位裕度γ=40°2°，幅值裕度K=10分貝，剪切頻率ω≧1,且開環增益保持不變。試求串聯後校正參數。
3. 現有圖7-51所示系統，其中G(s)=要求校正後系統的諧振峰值M=1.4,諧振頻率ω=30。試求串聯校正裝置。